基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)研究

翟繼偉

（遼寧省基礎(chǔ)測繪院，遼寧錦州 121003）

2013年開展的第一次全國地理國情普查成果已應(yīng)用于“多規(guī)合一”、城市規(guī)劃實(shí)施監(jiān)管、環(huán)境保護(hù)與治理等多個領(lǐng)域。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大、應(yīng)用層級的提升，對持續(xù)開展變化監(jiān)測提出了迫切需求。2019年，地理國情監(jiān)測利用符合要求的高分辨率航空航天遙感影像，整合了最新的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)及相關(guān)部門專題數(shù)據(jù)，全面掌握所轄陸地范圍及沿海有人居住島嶼自然和人文地理要素的現(xiàn)狀和變化情況，以支撐自然資源管理工作，持續(xù)服務(wù)生態(tài)文明建設(shè)。

一、主要特點(diǎn)

地理國情監(jiān)測成果數(shù)據(jù)包含數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)、地表覆蓋分類數(shù)據(jù)、地理國情要素?cái)?shù)據(jù)、地理國情監(jiān)測生產(chǎn)元數(shù)據(jù)、遙感影像解譯樣本數(shù)據(jù)等，成果形式多樣、類型豐富。同時項(xiàng)目涉及范圍廣、地形類別多樣。在監(jiān)測工作執(zhí)行過程中，開展過程質(zhì)量控制、全程質(zhì)量檢查與驗(yàn)收等工作。

地理國情要素?cái)?shù)據(jù)與傳統(tǒng)的基礎(chǔ)地理信息產(chǎn)品相比，有相同也有不同。不同類型數(shù)據(jù)的成果質(zhì)量表征指標(biāo)是有所區(qū)別的，其中地表覆蓋分類數(shù)據(jù)、地理國情要素?cái)?shù)據(jù)、地理國情普查數(shù)據(jù)生產(chǎn)元數(shù)據(jù)的質(zhì)量表征為錯誤率，遙感影像解譯樣本數(shù)據(jù)及基本統(tǒng)計(jì)成果的質(zhì)量表征為錯漏數(shù)量。而成果數(shù)據(jù)中包含了柵格數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)等，雖然數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等多種多樣，但數(shù)據(jù)間存在著邏輯關(guān)聯(lián)，所以應(yīng)針對成果數(shù)據(jù)特點(diǎn)構(gòu)建完整的質(zhì)量控制方案。

二、數(shù)據(jù)質(zhì)量元素分析

地表覆蓋分類數(shù)據(jù)、數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)、地理國情要素?cái)?shù)據(jù)以及元數(shù)據(jù)成果評定的質(zhì)量元素均包含空間參考系、邏輯一致性兩大類內(nèi)容。

除元數(shù)據(jù)外的三種數(shù)據(jù)成果還均包含表征質(zhì)量、時間精度兩大類，除地表覆蓋分類數(shù)據(jù)外的三種數(shù)據(jù)成果還均包含位置精度大類，除數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)外的三種數(shù)據(jù)成果還均包含屬性精度大類，地理國情要素?cái)?shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)還包含完整性大類。

除了這些共同的智聯(lián)元素大類，數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)還包含影像質(zhì)量和附件質(zhì)量大類，地表覆蓋分類數(shù)據(jù)還包含采集精度和分類精度的兩大類。

通過分析發(fā)現(xiàn)，不同數(shù)據(jù)成果質(zhì)量元素中既有相同又存在差異，這種差異不僅體現(xiàn)在這些質(zhì)量元素大項(xiàng)中，還存在于相同質(zhì)量元素項(xiàng)中的子項(xiàng)以及相同子項(xiàng)中依據(jù)數(shù)據(jù)特點(diǎn)而定制的不同技術(shù)要求。例如，不同數(shù)據(jù)中邏輯一致性的質(zhì)量元素子項(xiàng)就不盡相同，地表覆蓋分類數(shù)據(jù)和地理國情要素?cái)?shù)據(jù)的邏輯一致性中包含概念一致性、格式一致性、拓?fù)湟恢滦匀齻€子項(xiàng)，但拓?fù)湟恢滦宰禹?xiàng)中地表覆蓋分類數(shù)據(jù)包含面縫隙、面重疊、連續(xù)三部分內(nèi)容，而地理國情要素?cái)?shù)據(jù)則包含重合、重復(fù)、相接、連續(xù)、閉合、打斷、約束條件七部分內(nèi)容。所以我們應(yīng)針對這些質(zhì)量元素制定高效的質(zhì)量控制方案和技術(shù)方法。

三、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制要點(diǎn)分析

基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測項(xiàng)目的數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查，主要依據(jù)《數(shù)字測繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收》《測繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收》《基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測過程質(zhì)量檢查與監(jiān)督抽查規(guī)定》《基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測檢查驗(yàn)收與質(zhì)量評定規(guī)定》等技術(shù)規(guī)定。所有數(shù)據(jù)均應(yīng)檢查數(shù)據(jù)格式是否正確，數(shù)據(jù)是否可用，文件組織、文件命名是否符合生產(chǎn)規(guī)定要求；檢查圖幅數(shù)據(jù)范圍是否正確；檢查坐標(biāo)系統(tǒng)、高程系統(tǒng)、地圖投影各參數(shù)是否符合要求。

1.數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)

檢查成果數(shù)據(jù)地面分辨率是否符合技術(shù)設(shè)計(jì)要求；

檢查房屋、道路、橋梁等線型地物是否存在變形扭曲現(xiàn)象；

影像鑲嵌后片與片之間不能造成影像重影，保證影像清晰，反差適中，影像無模糊、錯位、扭曲、拉花等現(xiàn)象。

2.地表覆蓋分類及國情要素?cái)?shù)據(jù)

檢查原始資料數(shù)據(jù)源是否符合時點(diǎn)要求、檢查監(jiān)測成果數(shù)據(jù)是否符合時點(diǎn)要求；

檢查數(shù)據(jù)圖層、屬性表結(jié)構(gòu)的定義是否符合設(shè)計(jì)要求；

檢查是否存在圖斑縫隙、圖斑重疊，檢查位置相鄰的屬性一致的不連續(xù)圖斑錯誤，檢查位置相鄰的屬性一致的不連續(xù)圖斑錯誤，地理國情要素還應(yīng)進(jìn)行重合，重復(fù)，相接，連續(xù)，閉合，打斷，約束條件的檢查；

檢查與正射影像套和超限錯誤的要素個數(shù)，檢查圖斑幾何位置接邊超限錯誤；

檢查圖斑分類正確性，包括分類代碼值不接邊的錯誤，檢查與地表覆蓋分類數(shù)據(jù)套和明顯不合理的要素個數(shù)。檢查要素接邊超限的個數(shù)（含幾何位置和屬性值）；

檢查變化區(qū)識別的完整性，包括多余和遺漏的錯誤；

檢查要素屬性值是否存在錯漏；

檢查要素是否有線和面要素硬折等幾何圖形異常錯誤。

四、關(guān)鍵技術(shù)方法

隨著常態(tài)化基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測工作的正常開展，監(jiān)測成果數(shù)據(jù)已被廣泛應(yīng)用于輔助政府決策、環(huán)境保護(hù)、自然資源審計(jì)等方面，因此需要地理國情監(jiān)測成果翔實(shí)、客觀地反映自然和人文地理要素的種類、空間位置、范圍、面積等基礎(chǔ)信息，保證監(jiān)測成果質(zhì)量成為地理國情監(jiān)測面臨的主要問題。

1.全自動質(zhì)量檢查與評價

針對質(zhì)量元素中能夠用固定算法建立模型，通過設(shè)計(jì)程序進(jìn)行質(zhì)檢的，盡量利用工具進(jìn)行全自動的檢查。這樣不僅能夠通過批處理等方式提高質(zhì)檢效率，最主要的是能夠大幅降低人為質(zhì)檢產(chǎn)生的誤判率，尤其是針對要素屬性、幾何邏輯關(guān)系、數(shù)據(jù)接邊等方面，自動化檢查能夠?qū)θ斯O難分辨的錯誤進(jìn)行高效檢查。

2.人機(jī)交互法質(zhì)量檢查

有些質(zhì)量元素雖然能夠依據(jù)算法建立質(zhì)檢方案的模型，但是無法找到適用于全部要素的模型，針對這種情況，就需要將應(yīng)用此模型質(zhì)檢后的檢查結(jié)果返回進(jìn)行人工確認(rèn)，縮小人工檢查的范圍。對于一些能夠用程序檢查、但需要人工確認(rèn)的質(zhì)量問題，采用人機(jī)交互檢查方法，是對程序自動檢查和人工對照檢查的補(bǔ)充。

3.人工質(zhì)量檢查

盡管人工對照檢查的效率遠(yuǎn)低于程序自動化檢查，但是目前仍然有一些質(zhì)量元素必須依賴此種檢查方法，例如，數(shù)據(jù)與正射影像的套和檢查，目前最有效的還是人工對照檢查方法。但是相信隨著科技的不斷發(fā)展、經(jīng)驗(yàn)不斷的積累，越來越完善的質(zhì)檢算法模型將被建立，質(zhì)檢工作的效率和正確率必然會不斷提升。