城市國土空間監(jiān)測質(zhì)量影響因子及控制方法探析

羅廷祥，劉若翔，朵明香

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局測繪勘查院，蘭州 730060）

自然資源部圍繞“兩統(tǒng)一”職責(zé)履行，聚焦自然資源監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，為國土空間狀況、國土空間安全、國土空間開發(fā)利用及國土空間治理等提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)供給[1-2]，印發(fā)了《自然資源部辦公廳關(guān)于開展2022 年上半年自然資源監(jiān)測工作的通知》，首次啟動(dòng)城市國土空間監(jiān)測工作。以2021 年度國土變更調(diào)查數(shù)據(jù)為底圖，參考使用地理國情監(jiān)測、大比例尺地形圖測繪、數(shù)字城市和智慧城市成果及各部門專題數(shù)據(jù)資料，開展城市空間信息細(xì)化與補(bǔ)充、水網(wǎng)和路網(wǎng)等要素更新[1-2]。

從工作內(nèi)容上看，城市國土空間監(jiān)測是以往地理國情監(jiān)測的優(yōu)化升級，相比于地理國情監(jiān)測，城市國土空間監(jiān)測更注重城鎮(zhèn)開發(fā)邊界及最新國土變更調(diào)查成果中城鎮(zhèn)村屬性碼為“201”和“201A”范圍內(nèi)的城市國土空間信息。

從監(jiān)測成果上看，包含城鎮(zhèn)住宅、醫(yī)療機(jī)構(gòu)等重要的城鎮(zhèn)建筑設(shè)施圖層，同時(shí)將地面建筑物以單體形式表示，并體現(xiàn)各單體建筑的占地面積、建筑總面積、層高和城鎮(zhèn)住宅用地套（間）數(shù)等信息，更加注重細(xì)化建筑設(shè)施的功能、類型和等級，屬性更趨向于三維空間信息的體現(xiàn)。

從服務(wù)領(lǐng)域上看，城市國土空間監(jiān)測更加順應(yīng)當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的形勢和需求，近些年隨著科學(xué)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，基于二維平面的各類測繪及相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)已不能滿足當(dāng)下更加快速、更加精準(zhǔn)、更加高效的城市規(guī)劃和發(fā)展需求。城市國土空間監(jiān)測成果的表達(dá)方式實(shí)現(xiàn)了從二維到三維的轉(zhuǎn)變，同時(shí)集成了包括自然資源、住建、交通、水利、教育、文旅、衛(wèi)生和發(fā)改等多個(gè)部門的多項(xiàng)專題數(shù)據(jù)資料，數(shù)據(jù)的表達(dá)方式和集成程度可謂是空前的，成果可服務(wù)于國土空間規(guī)劃及實(shí)施監(jiān)督、城市體檢評估、用途管制，甚至可以為實(shí)景三維和數(shù)字中國建設(shè)、為加快構(gòu)建新發(fā)展格局提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

綜上所述，做好城市國土空間監(jiān)測工作，形成高質(zhì)量的監(jiān)測成果非常必要且意義重大，本文以甘肅省武威市涼州區(qū)為例，就監(jiān)測質(zhì)量影響因子和質(zhì)量控制方法進(jìn)行剖析。

1 影響因子

城市國土空間監(jiān)測工作技術(shù)流程主要包括：資料收集與整理、衛(wèi)星影像正射處理、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)采集、外業(yè)調(diào)查和內(nèi)業(yè)修改完善，技術(shù)流程圖如圖1 所示。

圖1 城市國土空間監(jiān)測技術(shù)流程

通過對城市國土空間監(jiān)測工作整個(gè)技術(shù)流程進(jìn)行分析，對成果質(zhì)量影響較大的重點(diǎn)因子主要為各類資料的收集分析利用程度、影像底圖質(zhì)量、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)采集的精度及外業(yè)調(diào)查質(zhì)量等。

1.1 資料收集及分析利用程度

1.1.1 資料收集對成果質(zhì)量的影響

城市國土空間監(jiān)測數(shù)據(jù)成果圖層多、屬性多，完成本項(xiàng)工作需要利用和參考的各類數(shù)據(jù)資料數(shù)量非常大，涉及行業(yè)部門眾多，各類資料收集是否齊全直接影響本項(xiàng)工作能否順利開展，同時(shí)對成果質(zhì)量影響巨大。在開展武威市涼州區(qū)監(jiān)測任務(wù)時(shí)，竣工測量數(shù)據(jù)比較匱乏，導(dǎo)致建筑物單體圖形采集和屬性填寫工作嚴(yán)重滯后，且大幅度增加了外業(yè)調(diào)查工作量。

1.1.2 資料分析利用對成果質(zhì)量的影響

在國土調(diào)查監(jiān)測類工作開展時(shí)，參考資料的分析利用程度對成果質(zhì)量和作業(yè)工期有很大影響，資料分析利用合理充分，工作開展相對更加順利且成果質(zhì)量更加可靠，資料分析利用不合理或不充分，成果質(zhì)量會(huì)受到不同程度的影響，城市國土空間監(jiān)測工作亦是如此。在進(jìn)行實(shí)體要素采集或?qū)傩孕畔⑻顚憰r(shí)，存在不同數(shù)據(jù)同時(shí)具有可參考使用的情況，如在填寫單體樓棟的建筑總面積時(shí)，自然資源部門的不動(dòng)產(chǎn)登記數(shù)據(jù)和住建部門的竣工測量數(shù)據(jù)中都包含建筑總面積信息，住建部門竣工測量的面積是按照《房產(chǎn)測量規(guī)范》要求進(jìn)行的公攤面積計(jì)算等處理的面積，在本項(xiàng)工作中單體樓棟建筑面積屬性填寫優(yōu)先參考住建部門竣工測量數(shù)據(jù)而非自然資源部門不動(dòng)產(chǎn)登記數(shù)據(jù)；除此之外，還存在部分?jǐn)?shù)據(jù)不能直接使用，需要外業(yè)調(diào)查核實(shí)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性后根據(jù)外調(diào)結(jié)果進(jìn)行要素采集，如興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)。

1.2 正射影像底圖質(zhì)量

開展城市國土空間監(jiān)測任務(wù)時(shí)大部分實(shí)體要素需要在數(shù)字正射影像上采集，所以影像底圖的質(zhì)量直接影響監(jiān)測成果的整體質(zhì)量，若影像分辨率太低，會(huì)影響采集時(shí)對要素類型的判斷，影像平面精度太低，會(huì)影響監(jiān)測成果平面精度，從而影響成果后期的應(yīng)用，導(dǎo)致空間規(guī)劃及其他各類決策出現(xiàn)偏差。

甘肅省根據(jù)國家監(jiān)測技術(shù)主案，結(jié)合地形地貌特征和實(shí)際情況，確定了甘肅省城市國土空間監(jiān)測所使用數(shù)字正射影像的地面分辨率優(yōu)于1 m，影像平面精度要求見表1。

表1 優(yōu)于1 米分辨率數(shù)字正射影像平面精度指標(biāo) m

針對上述要求，在選擇影像源時(shí)要綜合考慮時(shí)效和地面分辨率須符合要求，同時(shí)還要避免有云雪遮蓋或?qū)τ性蒲┱谏w的區(qū)域進(jìn)行裁切和鑲嵌處理。在影像處理時(shí)也要注意選擇使用的控制資料現(xiàn)勢性好并能夠滿足精度要求。

1.3 內(nèi)業(yè)采集精度

內(nèi)業(yè)采集精度直接影響最終監(jiān)測成果質(zhì)量，在采集地物要素時(shí)，不同的作業(yè)人員對城市國土空間監(jiān)測各項(xiàng)技術(shù)規(guī)定掌握和理解程度不同，對專題資料使用情況了解的深度不同，對可能出現(xiàn)的各類問題的判斷經(jīng)驗(yàn)不同，導(dǎo)致不同作業(yè)人員生產(chǎn)的成果質(zhì)量良莠不齊。

在工作開展初期，需要對作業(yè)人員進(jìn)行多次技術(shù)培訓(xùn)，盡可能使所有技術(shù)人員掌握本次監(jiān)測工作的技術(shù)要求，深入了解專題資料的使用方法，在采集地物要素時(shí)，作業(yè)人員在熟練掌握技術(shù)要求基礎(chǔ)上，結(jié)合影像底圖和專題資料進(jìn)行客觀判斷，對于遇到的各類難題，及時(shí)上報(bào)研究決定，同時(shí)嚴(yán)格落實(shí)過程質(zhì)量檢查，及時(shí)化解質(zhì)量問題，提升監(jiān)測成果質(zhì)量，要素屬性如圖2 所示。

圖2 采集要素屬性信息

1.4 外業(yè)調(diào)查質(zhì)量

城市國土空間監(jiān)測使用“國土調(diào)查云”調(diào)查舉證軟件進(jìn)行外業(yè)調(diào)查舉證工作，舉證人員須使用裝有安卓操作系統(tǒng)并帶有衛(wèi)星定位和方向傳感器的手機(jī)或平板電腦，安裝上述調(diào)查舉證軟件實(shí)地采集包含拍攝點(diǎn)位坐標(biāo)信息、拍攝方位角、拍攝時(shí)間、實(shí)地照片和外業(yè)調(diào)查情況說明等信息的加密數(shù)據(jù)包，對外業(yè)調(diào)查的實(shí)體要素進(jìn)行舉證。在外業(yè)調(diào)查舉證環(huán)節(jié)，影響監(jiān)測成果質(zhì)量的因素主要有外業(yè)調(diào)查舉證要素提取不全和舉證材料不合格2 方面。針對這2 類問題，在提取舉證要素時(shí)要盡可能全地提取內(nèi)業(yè)無法清晰判定的實(shí)體要素，確保外業(yè)調(diào)查舉證的完整性和全面性，在調(diào)查舉證時(shí)要確保照片拍攝方向正確，傾角在合理的閾值內(nèi)，避免對天或?qū)Φ嘏臄z，拍攝的舉證照片能夠全面反映要素的全部情況，同時(shí)有突出實(shí)體整體、利用特征、層數(shù)、用途等方面的信息（圖3），并根據(jù)外業(yè)調(diào)查情況完善情況說明。

圖3 外業(yè)調(diào)查舉證照片

2 控制方法

以上對質(zhì)量影響因子進(jìn)行了分析和梳理，明確了各個(gè)環(huán)節(jié)質(zhì)量控制的重點(diǎn)和難點(diǎn)，對照上述分析結(jié)果，可以針對性地制定相應(yīng)的質(zhì)量控制措施。

2.1 明確質(zhì)量目標(biāo)

對于監(jiān)測數(shù)據(jù)需要達(dá)到怎樣的質(zhì)量才能滿足支撐國土空間規(guī)劃編制及實(shí)施監(jiān)督、城市體檢評估和用途管制等國土空間治理工作的要求，自然資源部前期做了充分的調(diào)研和論證，并建立了完整的評價(jià)體系，在自然資源部印發(fā)的《2022 年城市國土空間監(jiān)測技術(shù)方案》中，對生產(chǎn)過程中的共性問題、正射影像成果、監(jiān)測數(shù)據(jù)成果、生產(chǎn)元數(shù)據(jù)和實(shí)地照片等成果提出了明確的質(zhì)量要求，在開展工作前要充分解讀這些要求，做到開展工作目標(biāo)明確。

2.2 加強(qiáng)資料收集與分析利用

對照本項(xiàng)工作技術(shù)流程，認(rèn)真梳理監(jiān)測成果所包含的數(shù)據(jù)圖層及屬性字段，分析生產(chǎn)每個(gè)圖層、填寫每個(gè)字段信息需要參考的基礎(chǔ)和專題資料，形成完整的資料清單，對照清單逐級逐部門收集各類資料，盡可能將所需資料收集齊全，對收集到的資料認(rèn)真分析和處理，進(jìn)行數(shù)字化和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，確定資料參考使用的優(yōu)先級，制作參考資料利用明細(xì)表，方便監(jiān)測數(shù)據(jù)生產(chǎn)時(shí)使用。

2.3 加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，統(tǒng)一生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)

城市國土空間監(jiān)測工作涉及遙感、地理信息、測繪等技術(shù)，是一項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較高的新型工作，技術(shù)人員對監(jiān)測生產(chǎn)各項(xiàng)技術(shù)要求的掌握程度和對專題資料利用的了解深度直接關(guān)系到生產(chǎn)成果質(zhì)量。在正式開展監(jiān)測數(shù)據(jù)生產(chǎn)前要對所有技術(shù)人員開展技術(shù)培訓(xùn)，提高生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)整體業(yè)務(wù)水平，讓每位技術(shù)人員都能明確監(jiān)測數(shù)據(jù)生產(chǎn)的技術(shù)要求，理解各類資料的利用方法，所有人員對技術(shù)要求的認(rèn)識(shí)統(tǒng)一，才能盡可能確保成果質(zhì)量符合要求，同時(shí)確保成果技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)盡可能統(tǒng)一。

2.4 開展“首件成果”試生產(chǎn)，驗(yàn)證技術(shù)方案可行性

“首件成果”試生產(chǎn)是檢驗(yàn)所制定的技術(shù)路線合理性的重要手段，在監(jiān)測數(shù)據(jù)生產(chǎn)全面開展前，選定面積相當(dāng)、具有典型性、盡可能包含所有地類和要素的獨(dú)立閉合區(qū)域作為“首件成果”試生產(chǎn)區(qū)，按照制定的實(shí)施方案開展該區(qū)域監(jiān)測工作，根據(jù)生產(chǎn)成果質(zhì)量判定實(shí)施方案和技術(shù)路線是否可行，對實(shí)施方案進(jìn)行修改和完善，以便更好地指導(dǎo)監(jiān)測數(shù)據(jù)生產(chǎn)任務(wù)。

2.5 制定詳盡質(zhì)檢方案，開展全過程質(zhì)量控制

在監(jiān)測數(shù)據(jù)生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)，對階段性成果開展質(zhì)量檢查是及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、統(tǒng)一成果標(biāo)準(zhǔn)的最佳手段。城市國土空間監(jiān)測成果數(shù)據(jù)涉及面廣、參考數(shù)據(jù)眾多、屬性信息龐大，制定詳盡合理的質(zhì)量檢查方案、明確檢查重點(diǎn)是有必要的。

監(jiān)測任務(wù)開展時(shí)，配備多名專職質(zhì)檢人員，認(rèn)真學(xué)習(xí)并掌握城市空間監(jiān)測各項(xiàng)技術(shù)要求，熟悉參考數(shù)據(jù)的使用情況，監(jiān)測任務(wù)生產(chǎn)內(nèi)外業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，對照制定的質(zhì)量檢查方案及時(shí)對階段性成果進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的各類問題及時(shí)解決并反饋給每個(gè)作業(yè)人員，減少大面積生產(chǎn)成果的錯(cuò)誤率，消除成果質(zhì)量隱患。在監(jiān)測數(shù)據(jù)成果生成后，使用專門的質(zhì)量檢查軟件再對其進(jìn)行檢查，消除成果完整性、邏輯一致性和拓?fù)涞儒e(cuò)誤，進(jìn)一步提升監(jiān)測成果質(zhì)量。

3 應(yīng)用實(shí)踐

3.1 應(yīng)用情況

以上對城市國土空間監(jiān)測質(zhì)量影響因子的剖析及制定的質(zhì)量控制措施，在武威市涼州區(qū)監(jiān)測工作中進(jìn)行了實(shí)踐應(yīng)用，于2 個(gè)月內(nèi)完成了監(jiān)測數(shù)據(jù)生產(chǎn)（除單體建筑，該部分內(nèi)容國家要求3 年完成），采集各類要素?cái)?shù)量見表2。

表2 武威市涼州區(qū)城市國土空間監(jiān)測成果統(tǒng)計(jì)表 個(gè)

3.2 成果可靠性分析

監(jiān)測成果完成后，采用人工與專項(xiàng)質(zhì)檢軟件相結(jié)合的方式對成果進(jìn)行了評價(jià)，對錯(cuò)漏率進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，得出武威市涼州區(qū)城市國土空間監(jiān)測數(shù)據(jù)成果的錯(cuò)漏率為0.14%，低于國家要求的2%，同時(shí)數(shù)據(jù)成果已順利通過甘肅省質(zhì)量檢驗(yàn)部門和國家基礎(chǔ)地理信息中心的質(zhì)量檢查。

4 結(jié)束語

城市國土空間監(jiān)測工作是一項(xiàng)新型的監(jiān)測工作，其成果趨于三維空間信息的表達(dá)，并致力于為國土空間規(guī)劃及實(shí)施監(jiān)督、城市體檢、用途管制乃至實(shí)景三維和數(shù)字中國建設(shè)，加快構(gòu)建新發(fā)展格局提供數(shù)據(jù)支撐，本項(xiàng)工作意義重大，其成果質(zhì)量直接影響上述工作的應(yīng)用效果。

本文通過對城市國土空間監(jiān)測技術(shù)流程進(jìn)行分解，從資料收集和分析利用是否充分、數(shù)字正射影像、內(nèi)業(yè)采集精度和外業(yè)調(diào)查等方面，分析了監(jiān)測成果質(zhì)量影響因子，提出了明確質(zhì)量目標(biāo)、制定詳盡的質(zhì)量檢查方案、進(jìn)行全過程質(zhì)量控制等方法和措施，并將研究成果在武威市涼州區(qū)城市國土空間監(jiān)測課題中進(jìn)行了實(shí)踐。結(jié)果表明，文中提出的質(zhì)量影響因子和相應(yīng)的控制措施能夠最大限度地保證成果的可靠性，以上成果和經(jīng)驗(yàn)可供同類工作參考應(yīng)用。