城市國土空間監(jiān)測成果質(zhì)量檢驗(yàn)問題分析探討

鄭繼武，鄧學(xué)鋒

（1.河南省測繪院，河南 鄭州 450003）

地理國情監(jiān)測[1]向自然資源監(jiān)測[2]轉(zhuǎn)換過程中，2022 年監(jiān)測任務(wù)在上年全面重構(gòu)監(jiān)測內(nèi)容的基礎(chǔ)上，在國家和省級2個層面做了新型定位，除前者為地類變化監(jiān)測外，后者為城市國土空間監(jiān)測——對現(xiàn)行國務(wù)院審批總體規(guī)劃的城市進(jìn)行城市自然資源細(xì)化和補(bǔ)充監(jiān)測、人文地理要素監(jiān)測，即以2021年度國土變更調(diào)查成果為底圖，細(xì)化和補(bǔ)充相關(guān)內(nèi)容，掌握自然資源和人文地理要素的類型、面積、范圍、分布和變化等情況，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，是最新開展的監(jiān)測任務(wù)。河南有鄭州、洛陽、開封、新鄉(xiāng)、平頂山、焦作、安陽和南陽8個城市屬于這一范疇，共89個縣區(qū)，數(shù)量和面積均占全省的將近一半，而剩余的其他城市和建制鎮(zhèn)還沒有同步開展。監(jiān)測成果質(zhì)量檢驗(yàn)是監(jiān)測工作的重要環(huán)節(jié)，除了對成果質(zhì)量進(jìn)行檢查和認(rèn)定外，對存在的問題及時總結(jié)分析，是工作順利開展的保障，也為今后在所有城市和建制鎮(zhèn)開展監(jiān)測工作起到預(yù)防性的先導(dǎo)作用。

1 檢驗(yàn)實(shí)施

1.1 監(jiān)測主要技術(shù)要求

城市國土空間監(jiān)測的工作內(nèi)容包括遙感影像收集和正射處理、資料收集與處理、空間信息細(xì)化與補(bǔ)充、相關(guān)要素更新、質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)庫建設(shè)和監(jiān)測成果分析等。其中，正射影像為自然資源部統(tǒng)一提供，數(shù)據(jù)庫建設(shè)由國家建立，監(jiān)測成果分析也是根據(jù)城市國土空間監(jiān)測成果進(jìn)行，這3個方面本文將不涉及。相關(guān)要素更新則指水網(wǎng)、路網(wǎng)兩項(xiàng)內(nèi)容的更新。

監(jiān)測范圍分為全域范圍和城區(qū)監(jiān)測范圍兩類，前者以城市行政區(qū)為界，后者以經(jīng)批準(zhǔn)的城鎮(zhèn)開發(fā)邊界為限。成果數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性至2022年。監(jiān)測成果的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和監(jiān)測情況分類見表1，其中情況1、情況2需要以上年度國土變更調(diào)查成果為底圖依據(jù)。

表1 參數(shù)名稱或情況類型及值或類型內(nèi)容表

監(jiān)測會涉及到外業(yè)過程。內(nèi)業(yè)難以準(zhǔn)確判定監(jiān)測內(nèi)容的圖斑，也無法通過影像特征、專題資料確定屬性信息的監(jiān)測要素，需要開展外業(yè)調(diào)查。通過外業(yè)調(diào)查/核查記錄表及時規(guī)范記錄、整理，確保外業(yè)調(diào)查成果完整、無誤傳遞到內(nèi)業(yè)作業(yè)環(huán)節(jié)；同時調(diào)查/核查點(diǎn)需從不同位置和角度拍攝至少三張地面實(shí)景照片，完整反映監(jiān)測對象全景、局部及所需采集屬性的特征。生產(chǎn)元數(shù)據(jù)分層表示了數(shù)據(jù)成果基本信息、數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)采集、外業(yè)調(diào)查、質(zhì)量檢查等方面的情況。實(shí)地照片在成像質(zhì)量、格式、屬性信息、照片標(biāo)識符命名、數(shù)據(jù)組織方式、存放目錄等方面做了嚴(yán)格細(xì)致的要求。

監(jiān)測數(shù)據(jù)成果分別存儲在城市空間信息數(shù)據(jù)集（ctydataset）、交通網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集（tradataset）和水域網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集（hyddataset）3個數(shù)據(jù)集的38個數(shù)據(jù)層中。其中，城鎮(zhèn)住宅用地面層（CZZZA）和城區(qū)內(nèi)房屋建筑面層（CQNFWJZA）的細(xì)化補(bǔ)充成果3 a內(nèi)完成。

1.2 質(zhì)量控制要求

質(zhì)量控制[3]按照全過程質(zhì)量管理的原則開展，實(shí)行“兩級檢查、一級驗(yàn)收”制度。質(zhì)量控制和檢查驗(yàn)收的流程和實(shí)施單位、部門、檢查比例以及錯漏問題處理途徑見圖1。

圖1 檢驗(yàn)流程圖

作業(yè)單位實(shí)施成果質(zhì)量“兩級檢查”，依次對監(jiān)測成果開展全面檢查，內(nèi)業(yè)無法準(zhǔn)確判定監(jiān)測內(nèi)容的圖斑，進(jìn)行外業(yè)核實(shí)，做好檢查記錄；檢查出的質(zhì)量問題應(yīng)認(rèn)真修改、簽字。一級檢查合格，應(yīng)出具明確意見，和檢查記錄一并隨成果資料提交二級檢查。二級檢查在審核一級檢查記錄后開展，檢查完成后，需對縣（區(qū)、市）成果質(zhì)量進(jìn)行評定，并編寫檢查報告，檢查記錄及檢查報告一并隨成果提交驗(yàn)收。驗(yàn)收按照各城市的縣（區(qū)、市）數(shù)量進(jìn)行抽樣檢查，審核兩級檢查記錄，提取樣本成果的有關(guān)資料，確保所有匯交國家的成果全部符合質(zhì)量。兩級檢查或驗(yàn)收不合格或未達(dá)到質(zhì)量要求的，成果資料應(yīng)全部退回處理，經(jīng)處理后重新檢查，直至合格為止。

監(jiān)測數(shù)據(jù)成果中，縣級單元用地細(xì)化對象及地類圖斑變化層（DLTBBHA）的變化圖斑，錯漏率不超過2%；要素提取的對象，錯漏率不超過5%。

1.3 檢驗(yàn)對象、內(nèi)容、方法

檢查驗(yàn)收[4]對象按照縣（區(qū)、市）級單元組織，主要包括3 種成果類型：監(jiān)測數(shù)據(jù)成果，該年度完成提交的36個數(shù)據(jù)層；生產(chǎn)元數(shù)據(jù)；實(shí)地照片。提交的成果包括監(jiān)測數(shù)據(jù)成果、生產(chǎn)元數(shù)據(jù)成果、實(shí)地照片數(shù)據(jù)成果、成果資料、實(shí)施方案、工作總結(jié)、技術(shù)總結(jié)、檢查報告、兩級檢查記錄、成果清單等。

檢查采用符合性判定法、參考資料比對法、野外核查法、軟件自動檢查法、內(nèi)業(yè)人機(jī)交互等檢查方法。

2 發(fā)現(xiàn)問題及分析

河南省8市89個縣區(qū)的監(jiān)測任務(wù)逐級分配，最終由縣區(qū)招標(biāo)選擇技術(shù)服務(wù)單位實(shí)施完成；具有作業(yè)單位多，技術(shù)水平參差不齊的特點(diǎn)。成果檢驗(yàn)遵循檢查驗(yàn)收方案，對各市提交的成果進(jìn)行了抽樣檢查，涉及33個區(qū)縣、作業(yè)單位近40 家?，F(xiàn)將檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的問題及分析詳列如下。

1）數(shù)學(xué)基礎(chǔ)定義不正確技術(shù)要求采用2000 國家大地坐標(biāo)系，平面基準(zhǔn)的主要參數(shù)做了統(tǒng)一規(guī)定，矢量數(shù)據(jù)采用的地理坐標(biāo)系參數(shù)：GCS_China_Geodetic_Coordinate_System_2000；檢查數(shù)據(jù)中有設(shè)置為投影坐標(biāo)系的：CGCS2000_3_Degree_GK_Zone_38。

2）城市空間信息數(shù)據(jù)的圖層屬性[5]值填寫不正確。作業(yè)單位應(yīng)精心組織，認(rèn)真謀劃，加強(qiáng)監(jiān)督檢查，消除錯漏。

3）路網(wǎng)、水網(wǎng)的數(shù)據(jù)在2020 年地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行更新，屬性內(nèi)容和本年度監(jiān)測不兼容的應(yīng)按最新要求整合，檢驗(yàn)成果中，有僅將數(shù)據(jù)拷貝過來沒做處理的現(xiàn)象。數(shù)據(jù)與2021年國土變更調(diào)查成果的相互關(guān)系問題處理也不到位，矛盾之處時有發(fā)生。屬性信息中，車道數(shù)不在取值范圍（1～30）內(nèi)，使用“-9999”缺省值。復(fù)合幾何要素出現(xiàn)的現(xiàn)象也比較多。

4）在圖形規(guī)范性方面[6]，存在參數(shù)曲線、幾何環(huán)粘連（包括點(diǎn)粘連、線粘連）的幾何要素以及多余要素和自身重疊的現(xiàn)象。

5）資料收集不夠充分。收集到的資料以省級為主，地方補(bǔ)充不足。省級資料粗粒度大，不少信息需要細(xì)粒度高的市縣級資料支撐，縣市資料缺乏，很多屬性信息的來源就令人質(zhì)疑。

6）缺乏必要的外業(yè)過程。雖然監(jiān)測使用的遙感影像分辨率較往年有所提高，但總會存在內(nèi)業(yè)難以準(zhǔn)確判定的監(jiān)測要素，需要外業(yè)調(diào)查核實(shí)。有的作業(yè)單位在這方面有所忽視。檢驗(yàn)外業(yè)檢核的要素，有一部分與成果有所出入就說明外業(yè)[7]調(diào)查不可缺少。

7）城區(qū)范圍不正確現(xiàn)象，表現(xiàn)在新劃城區(qū)方面。城區(qū)范圍在監(jiān)測技術(shù)問題集就國務(wù)院審批城市與非審批作了區(qū)分，提交成果簡單地執(zhí)行非審批城市的要求，結(jié)果范圍不正確，遺漏了很多要素。

8）生產(chǎn)元數(shù)據(jù)的檢查對使用的影像、專題資料和作業(yè)信息填寫有不完整現(xiàn)象。實(shí)地照片的屬性信息中拍攝時間記錄不規(guī)范，要求為“YYYY-MM-DDTHH:MM:SS”格式，一般以“YYYY:MM:DD HH:MM:SS”式樣記錄，不規(guī)范率近100%；事實(shí)上這是可以處理的。還有經(jīng)緯度信息缺失的，或記錄到影像上的。

9）個別作業(yè)單位“兩級檢查”執(zhí)行力度不足，質(zhì)量控制效果欠佳。

10）監(jiān)測數(shù)據(jù)分割切塊完成后，只進(jìn)行了簡單的拼接，未按基本任務(wù)區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。

3 增強(qiáng)性創(chuàng)新

檢查工作過程中使用的是一款在地理國情監(jiān)測質(zhì)量檢查軟件基礎(chǔ)上升級的商用軟件，一般可以滿足應(yīng)用需求，在圖形方面功能還比較強(qiáng)，但在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和屬性檢查方面顯示了不足，為此做了以下的增強(qiáng)。

城市國土空間監(jiān)測數(shù)據(jù)集形成的過程既是地理信息匯集生成的過程，也包含著地理信息應(yīng)用的過程，因而檢驗(yàn)工作首先是對成果規(guī)范性的質(zhì)量評價，也包含從應(yīng)用的視角對成果的檢視，能否從成果中獲得期望的信息?，F(xiàn)在是數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代，很多地理信息已經(jīng)以數(shù)字形式保存到成果中，這為檢驗(yàn)的自動化提供了基礎(chǔ)。對于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)而言，不同的檢查方式收集到的信息會有所差異，不規(guī)范的操作可以產(chǎn)生不可預(yù)期的風(fēng)險。表2 是在不同狀態(tài)下查看到的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)信息，其中第三列是未采用設(shè)計值的情況下呈現(xiàn)的結(jié)果，雖然各數(shù)據(jù)值未改變，但標(biāo)識的是CGCS2000，并且在授權(quán)信息自定義情況下整體數(shù)據(jù)有效性都不確定，這就降低了檢驗(yàn)工作的準(zhǔn)確性，故而不能認(rèn)為正確；而只有與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)值一致的才規(guī)范合理正確。從監(jiān)測生產(chǎn)采用ArcGIS 系統(tǒng)和成果格式為GDB 類型分析，采用ArcPy 技術(shù)可以輔助實(shí)現(xiàn)對成果的質(zhì)量控制。數(shù)學(xué)基礎(chǔ)信息可通過數(shù)據(jù)描述（Describe）特性檢索出來，與設(shè)計值整體對照，檢出錯漏，確保唯一。

表2 不同狀態(tài)下的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)信息

在圖層屬性字段規(guī)范性方面，利用ListFields方法獲取數(shù)據(jù)的字段定義的每一項(xiàng)，與設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)值逐一進(jìn)行完整對照核校，從而來發(fā)現(xiàn)錯漏。對于每一要素的屬性字段內(nèi)容，則采用游標(biāo)搜索方法，逐一檢取判斷規(guī)范性，防止非有效內(nèi)容的輸入。上述發(fā)現(xiàn)的錯漏案例都是由計算機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)的，人工只是進(jìn)行文檔整理與歸類，已形成正式的歸檔文檔。在屬性數(shù)據(jù)處理時，地名的正確性也很重要。地名使用存在錯漏較多的是行政村名稱。地名一般具有一定的來歷，權(quán)威性的是民政地名資料，這是經(jīng)過調(diào)查研究形成的，但一般提供的是文本資料。另外還有三調(diào)數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)等，這兩者是地理信息數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)有個共性，地名編碼具有相似性，可以一一對應(yīng)，利用這點(diǎn)，運(yùn)用ArcPy 首先將文本資料表格化，形成地名、編碼屬性表，利用地理信息進(jìn)行聚合、分類、檢索、截取、重組生成新的數(shù)據(jù)，用于檢查核實(shí)地名的規(guī)范性、矛盾性，避免地名及其有關(guān)的內(nèi)容出現(xiàn)根本性的錯漏。

在檢查更新錯漏方面，充分利用兩期影像和柵格特征，在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)一致的條件下，利用計算機(jī)使用柵格計算的方法進(jìn)行減式運(yùn)算，將運(yùn)算的值以不同的灰度進(jìn)行表示，一般結(jié)果為變化較小的區(qū)域，灰度比較淺淡，變化明顯的區(qū)域反差較大，呈現(xiàn)“黑展白蒙”的特征，即在近期影像上消失的以黑色展現(xiàn)，新增的則似白色蒙版。這樣可對重要區(qū)域加以關(guān)注，輔助人工檢查甄別，提高了檢查效率，有效避免人工對比分析產(chǎn)生的遺漏。這些只是在使用商用檢查軟件存在不足時的離散創(chuàng)新，主要為了彌補(bǔ)其漏洞及缺乏系統(tǒng)性的缺陷，目的在于更好地保障成果的可靠性。這些方法，換以人工操作，需要耗費(fèi)較多時間和精力，全流程展開，時間一般以1 d來計；而采用計算機(jī)也就2 h的時間，效率、效果都很明顯。

4 改善成果質(zhì)量的方法建議

改善成果質(zhì)量建議從以下諸多方面進(jìn)行：

1）監(jiān)測涉及技術(shù)門類多，對有關(guān)行業(yè)的相關(guān)知識有基本了解。

2）成果需要很多資料的支撐，應(yīng)加強(qiáng)行業(yè)資料收集；資料具有分散性，注意省、市、縣各層級資料的劃分和收集。

3）加強(qiáng)作業(yè)人員對技術(shù)文件的學(xué)習(xí)與掌握，消除對技術(shù)要求掌握的似是而非。

4）改正使用鍵盤時，不以空格代替回車鍵的不良習(xí)慣。

5）輸入字符的時注意進(jìn)行全角、半角轉(zhuǎn)換，按設(shè)計值輸入。

6）注意漢字?jǐn)?shù)字或阿拉伯?dāng)?shù)字的適用場合。

7）路網(wǎng)、水網(wǎng)數(shù)據(jù)不能簡單復(fù)制使用，根據(jù)最新資料進(jìn)行更新，做到與上年度國土變更調(diào)查成果的相互關(guān)系問題處理。

8）圖形規(guī)范性方面，避免存在參數(shù)曲線、幾何環(huán)粘連(包括點(diǎn)粘連、線粘連)的幾何要素、多余要素和自身重疊的現(xiàn)象。

9）加強(qiáng)必要的外業(yè)作業(yè)，內(nèi)業(yè)判讀不清楚的，必須開展外業(yè)調(diào)（核）查。

10）正確使用城區(qū)范圍。

11）作業(yè)單位應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行“兩級檢查”制度。

12）縣（區(qū)）將任務(wù)劃分為若干個標(biāo)段，應(yīng)考慮并組織數(shù)據(jù)融合問題。

13）加大過程技術(shù)指導(dǎo)和過程質(zhì)量監(jiān)督檢查。

5 結(jié)語

城市國土空間監(jiān)測是按照《中共中央國務(wù)院關(guān)于建立國土空間規(guī)劃體系并監(jiān)督實(shí)施的若干意見》關(guān)于“建立健全國土空間規(guī)劃動態(tài)監(jiān)測評估預(yù)警和實(shí)施監(jiān)管機(jī)制”的要求在部分特定城市開展的最新的自然資源監(jiān)測任務(wù)，其成果質(zhì)量檢驗(yàn)面臨新的形勢和問題?！皟杉墮z查，一級驗(yàn)收”是行之有效的質(zhì)量檢查制度，在此項(xiàng)任務(wù)中仍應(yīng)切實(shí)落實(shí)，從而在保障監(jiān)測成果真實(shí)、準(zhǔn)確、完整、規(guī)范的方面重要作用。成果數(shù)據(jù)為地理信息成果，存在著自身的地理信息應(yīng)用技術(shù)，利用數(shù)據(jù)特征，運(yùn)用地理處理方法和相關(guān)科技手段，進(jìn)行檢驗(yàn)方法創(chuàng)新，可以提高檢驗(yàn)效率和發(fā)現(xiàn)人工難以發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題，使監(jiān)測成果更為可靠；在這方面，我們已經(jīng)做了一些工作，仍將繼續(xù)努力不斷提高完善，將工作做得更為全面。