地理國情監(jiān)測中常見的技術(shù)問題與解決方法

摘" 要：地理國情監(jiān)測旨在構(gòu)建自然資源監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對國土資源、環(huán)境和自然災(zāi)害等國情信息的實時、動態(tài)和精確的監(jiān)測與分析，為國家決策提供科學(xué)依據(jù)。在實際生產(chǎn)任務(wù)中，常常遇到各類數(shù)據(jù)和技術(shù)問題。該文梳理蘭州市在地理國情監(jiān)測任務(wù)生產(chǎn)中遇到的各類問題，采用“外-內(nèi)-外-內(nèi)”作業(yè)方式，在數(shù)據(jù)正式采集之前完成遙感解譯樣本采集，并在踏勘過程中拍攝其他參考影像，作為后期內(nèi)業(yè)判讀分類的參考依據(jù)。充分利用高分辨率、現(xiàn)勢性強的遙感影像，并結(jié)合前期普查正射影像，為地理國情監(jiān)測提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)源。該文研究有利于提高地理國情監(jiān)測的工作效率，為同行提供解決各類問題的技術(shù)參考，促進測繪行業(yè)的技術(shù)發(fā)展，為地理國情監(jiān)測工作提供科學(xué)的指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：地理國情監(jiān)測;遙感技術(shù);GIS技術(shù);空間分析;技術(shù)方案

中圖分類號：P205" " " 文獻標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2025）11-0156-05

Abstract： Geographical national conditions monitoring aims to build a natural resource monitoring network to achieve real-time， dynamic and accurate monitoring and analysis of national conditions information such as land resources， environment and natural disasters， and provide scientific basis for national decision-making. In actual production tasks， various data and technical problems are often encountered. This paper sorted out various problems encountered by Lanzhou City in the production of geographical national conditions monitoring tasks， adopted the \"external-internal-external-internal\" operation method， completed the collection of remote sensing interpretation samples before the formal collection of data， and during the survey. Other reference images were taken as a reference basis for later interpretation and classification of internal industry. Make full use of high-resolution， high-current remote sensing images， combined with preliminary census orthophoto images， to provide accurate data sources for monitoring geographical conditions. The research in this paper is conducive to improving the efficiency of geographical national conditions monitoring， providing technical reference for colleagues to solve various problems， promoting the technological development of the surveying and mapping industry， and providing scientific guidance for geographical national conditions monitoring.

Keywords： geographical national conditions monitoring; remote sensing technology; GIS technology; spatial analysis; technical plan

地理國情監(jiān)測指的是聚焦于自然資源監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，為國土空間狀況、安全、開發(fā)利用和治理提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)支持[1]。每年上半年，自然資源監(jiān)測在統(tǒng)一調(diào)查監(jiān)測評價框架下進行，利用衛(wèi)星遙感、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，以上一年度國土變更調(diào)查成果為基礎(chǔ)，掌握各類地貌的面積、范圍、分布和變化情況，對現(xiàn)行國務(wù)院審批的總體規(guī)劃城市開展細化和補充監(jiān)測，以及人文地理要素的監(jiān)測。實現(xiàn)對國土資源、環(huán)境、自然災(zāi)害等國情信息的實時、動態(tài)和精確監(jiān)測與分析，為國家決策提供科學(xué)依據(jù)。2012年10月，地理國情監(jiān)測云平臺實現(xiàn)了公司項目所產(chǎn)生的國土資源、生態(tài)環(huán)境、氣象、氣候、社會經(jīng)濟及災(zāi)害監(jiān)測等領(lǐng)域的時空信息系列產(chǎn)品的產(chǎn)出和發(fā)布，形成了具有自身特色的海量數(shù)據(jù)庫。2015年，北京市編制了《北京城市總體規(guī)劃（2016年—2035年）》[2]，并于2017年9月經(jīng)國務(wù)院正式批準(zhǔn)。該規(guī)劃的實施圍繞城市空間格局、減量提質(zhì)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)三大核心，完成了北京市的城市地理信息監(jiān)測[3]。2018年，國家組建了新的自然資源部，應(yīng)對自然資源大調(diào)查、大規(guī)劃及大保護的新形勢和新要求[4]。作為生態(tài)文明建設(shè)的物資基礎(chǔ)和基本要素，地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)亟須構(gòu)建統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范對接平臺。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，高分辨率遙感衛(wèi)星的廣泛使用和GIS技術(shù)在測繪部門的普及[5]，地理國情監(jiān)測的效率和準(zhǔn)確性大幅提升。因此，地理國情監(jiān)測已成為國家管理和決策的重要手段。首先，它可以為國家、城市和農(nóng)業(yè)規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)，使規(guī)劃更加科學(xué)、合理和可行。其次，它可以為環(huán)境保護、資源管理和生態(tài)建設(shè)提供依據(jù)和支持[6]，使政策更加可靠和有效。最后，它可以為經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定提供支撐和保障，使國家整體發(fā)展更加有序和穩(wěn)定。目前，地理國情監(jiān)測采用遙感和地理信息系統(tǒng)技術(shù)。遙感技術(shù)可以通過衛(wèi)星、飛機等手段獲取地表信息[7]，包括地貌、植被、水體和土地利用等方面的信息。地理信息系統(tǒng)可以處理、分析和展示這些信息，形成數(shù)字地圖、空間分析和決策支持等多種應(yīng)用。然而，在實際生產(chǎn)任務(wù)中常常會遇到各類數(shù)據(jù)和技術(shù)問題，阻礙測繪部門準(zhǔn)確、完整地進行地理國情監(jiān)測。因此，及時準(zhǔn)確地解決地理國情監(jiān)測中的技術(shù)問題，對提高工作效率意義重大[8]，不僅能為生產(chǎn)單位節(jié)約技術(shù)成本，還能更有效、更準(zhǔn)確地完成監(jiān)測任務(wù)。本文通過梳理蘭州市地理國情監(jiān)測任務(wù)中遇到的各類問題并提出相應(yīng)的解決方案，旨在提高未來地理國情監(jiān)測的工作效率[9]。這將為同行技術(shù)人員提供技術(shù)方案，并有助于促進測繪行業(yè)的技術(shù)發(fā)展[10]。

1" 研究區(qū)概況

蘭州市地處我國西北地區(qū)，是我國大陸陸域板塊的幾何中心。蘭州也是我國西北地區(qū)重要的工業(yè)基地和綜合交通樞紐，西北地區(qū)重要的中心城市之一，絲綢之路經(jīng)濟帶的重要節(jié)點城市。蘭州市位于東經(jīng)102°36′～104°35′、北緯35°34′～37°00′[11]，全市下轄5個區(qū)、3個縣，總面積1.31萬km2，常住人口438.43萬人。2017年《蘭州—西寧城市群發(fā)展規(guī)劃》明確把蘭州—西寧城市群培育發(fā)展成為支撐國土安全和生態(tài)安全格局、維護西北地區(qū)繁榮穩(wěn)定的重要城市群。

2" 數(shù)據(jù)收集

在本文所依據(jù)的項目的內(nèi)業(yè)采集工作開始之前，主要的作業(yè)員參與了任務(wù)區(qū)的踏勘工作，以了解和掌握測區(qū)的地形地貌特征、人文地理環(huán)境、植被覆蓋情況、交通水利等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況，以及工礦企業(yè)與單位院落的分布情況?；凇叭{(diào)”成果，繼承地理國情監(jiān)測工作的既有成果，統(tǒng)籌利用2021年4月—6月的國產(chǎn)衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)，通過影像比對、內(nèi)業(yè)解譯、外業(yè)調(diào)查與核查、空間數(shù)據(jù)綜合分析等方法，開展林草資源、城市要素、人工建（構(gòu)）筑物等監(jiān)測，并標(biāo)注其變化的地理國情信息。在項目前期，基于分析下發(fā)的專題資料，對任務(wù)區(qū)所需的專業(yè)資料進行了各相關(guān)單位的收集。甘肅省自然資源廳收集了民政、交通、水利、自然資源、林草、生態(tài)環(huán)境、住建、農(nóng)業(yè)和統(tǒng)計等部門的最新版相關(guān)專題數(shù)據(jù)資料，并在進行現(xiàn)勢性和可靠性分析的基礎(chǔ)上，進行了資料整理、分析和整合，以實現(xiàn)合理利用，為變化發(fā)現(xiàn)和相關(guān)要素信息更新提供參考依據(jù)。對于資料不全、現(xiàn)勢性和可靠性不夠的資料，通過與蘭州市自然資源局溝通協(xié)調(diào)，從蘭州市民政、生態(tài)、住建、水利、文旅、衛(wèi)健和宗教等部門補充收集相關(guān)資料。根據(jù)往年參與地理國情普查項目的經(jīng)驗教訓(xùn)，我們發(fā)現(xiàn)遙感解譯樣本作為內(nèi)業(yè)影像解譯的重要依據(jù)，如果不提前采集，就失去了其存在的意義。因此，本文采用新的“外-內(nèi)-外-內(nèi)”作業(yè)方式，在數(shù)據(jù)正式采集之前完成了遙感解譯樣本采集，并在踏勘過程中拍攝了其他參考照片，作為后期內(nèi)業(yè)判讀分類的參考依據(jù)。通過獲取高分辨率、現(xiàn)勢性強的遙感影像，并結(jié)合前期普查正射影像，選取同名地物點或全國地理國情普查控制點影像數(shù)據(jù)庫成果等作為糾正資料，開展整景數(shù)字正射影像生產(chǎn)[12]。蘭州市的數(shù)字正射影像成果是地理國情監(jiān)測的主要數(shù)據(jù)來源，此次影像主要以分辨率優(yōu)于0.8 m的2021年3月—7月影像為主，蘭州市大部分地區(qū)有分辨率優(yōu)于0.8 m的4月—6月影像覆蓋，不足區(qū)域則采用分辨率優(yōu)于2 m的影像進行補充。見表1。

通過對數(shù)據(jù)的前期分析和處理，得到研究區(qū)內(nèi)地表覆蓋情況，表2為蘭州市2020年地表覆蓋占比情況統(tǒng)計表。

3" 地理國情要素數(shù)據(jù)生產(chǎn)工作流程

影像的選取與利用采用前期本底數(shù)據(jù)、最新遙感影像和專題資料疊加分析的方法，通過目視解譯或輔助計算機人機交互的方式發(fā)現(xiàn)地物變化區(qū)域，并對變化區(qū)域進行內(nèi)業(yè)判讀解譯和更新。對于影像無法確認變化情況的圖斑和要素，采用外業(yè)調(diào)查軟件進行調(diào)查與核查，以解決內(nèi)業(yè)判讀中的疑問和無法確定地表覆蓋類型的問題，確保內(nèi)業(yè)解譯的正確性。按照核查照片拍攝的要求對變化圖斑進行拍照，確保成果質(zhì)量。遵循“走到、看到、記到”的原則，客觀真實地反映工作區(qū)域內(nèi)各種地表覆蓋類型。最終的內(nèi)業(yè)編輯整理主要基于數(shù)字正射影像、專業(yè)數(shù)據(jù)資料及外業(yè)調(diào)查成果，對變化區(qū)域的地表覆蓋分類數(shù)據(jù)進行類型、邊界和屬性的修改編輯。整理遙感影像譯樣本數(shù)據(jù)，進行內(nèi)業(yè)編輯與整理、制作元數(shù)據(jù)、質(zhì)量檢查，形成滿足相關(guān)技術(shù)規(guī)定要求的地理國情監(jiān)測成果。地理國情要素數(shù)據(jù)生產(chǎn)工作流程如圖1所示。

4" 常見問題的分析與解決方案

在項目進行過程中，不同的區(qū)域由于地勢環(huán)境、土地利用、植被覆蓋和水流密度的不同，出現(xiàn)差異較大的技術(shù)問題。不同區(qū)域的具體問題和解決方案如下。

蘭州城關(guān)區(qū)主要為面重疊的問題。根據(jù)文旅局收集資料《省級歷史文化名城》蘭州市屬于名城;要素BERA4層含有名城、不可移動文物、歷史建筑等。城關(guān)區(qū)面層與不可移動文物五泉山建筑群、天齊廟、白云觀等面層重疊，都屬于城市要素面層要素。

蘭州城關(guān)區(qū)黃河北岸片區(qū)（主要涉及青白石街道、鹽場路街道），大量0370（初植樹木）和三調(diào)0404（其他草地）不相容，經(jīng)過現(xiàn)場核查、典型舉證，對于影像未有種植痕跡的修改為0392（中覆蓋度草被）。如圖2所示。

安寧區(qū)沿黃河兩岸本底數(shù)據(jù)有0360（綠化林木），經(jīng)過野外核查，樹木已經(jīng)自然生長歸類為0311（闊葉喬木林）。

皋蘭縣蘭州新區(qū)存在大量OCC（變化前）為0839（其他拆建地表）的圖斑，外業(yè)核查為整理土地，草地覆蓋按照草地更新。如圖3所示。

測區(qū)內(nèi)有無法到達圖斑，無法實地舉證，根據(jù)同類影像紋理解譯。如圖4所示。

很多區(qū)域還有影像各類數(shù)據(jù)問題如城關(guān)區(qū)青白石街道、草場街道區(qū)域變化較大，6月份影像分辨率為2 m2，建議對建筑工地等重大區(qū)域下發(fā)時效性好、分辨率高的影像。西固區(qū)西柳溝、四季青街道部分影像煙霧遮擋，建議對這些地區(qū)下發(fā)其他時間段、分辨率高的影像。

由于本次研究任務(wù)區(qū)域的地貌復(fù)雜多變性以及近些年城市發(fā)展速度較快，因此本次監(jiān)測任務(wù)采用“外-內(nèi)-外-內(nèi)”的作業(yè)方式，使得時間的安排比較合理緊湊，有效提高了作業(yè)效率。為了統(tǒng)一采集標(biāo)準(zhǔn)，加強學(xué)習(xí)與交流，要求作業(yè)員采集完成一個區(qū)域后，首先作業(yè)員之間交換檢查，有效統(tǒng)一了采集標(biāo)準(zhǔn)，并且使作業(yè)員間取長補短，認識到自己在采集和取舍、歸類和精度方面的優(yōu)缺點。為了統(tǒng)一研究區(qū)域內(nèi)地理國情監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，本文依托項目中地理國情監(jiān)測中項目技術(shù)組編寫了《城關(guān)區(qū)北部0370（初植樹木）（三調(diào)0404（其他草地））問題處理》《蘭州市判斷困難類型樣本對照》《蘭州影像源數(shù)據(jù)分析》《蘭州市元數(shù)據(jù)制作流程》《蘭州監(jiān)測項目作業(yè)流程》《蘭州市城市要素屬性項填寫方法》等眾多的技術(shù)文檔，保證作業(yè)時執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。為了確保最終成果質(zhì)量因人為疏忽而導(dǎo)致質(zhì)量缺陷，提交驗收和匯交成果數(shù)據(jù)之前對面積大于5 000 m2的變化圖斑進行全面核查，做到一級地類不許錯，二級地類正確，細化到三級地類，確保成果質(zhì)量。

5" 結(jié)束語

在正式生產(chǎn)過程中，本文總結(jié)了地理國情普查工作和首件成果制作中的經(jīng)驗教訓(xùn)，認真學(xué)習(xí)了各規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計，提出了合理的作業(yè)方式，規(guī)范了作業(yè)流程與模式，并在作業(yè)過程中加強了溝通與交流。在元數(shù)據(jù)處理過程中，對元數(shù)據(jù)采集質(zhì)量進行控制，涵蓋成果數(shù)據(jù)的基本信息、數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)采集、外業(yè)調(diào)繪核查、數(shù)據(jù)編輯整理、質(zhì)量檢查、成果驗收、負責(zé)單位及成果總體精度等9個方面。確保正確、完整地記錄成果各階段的相關(guān)信息。最終，本次生產(chǎn)的成果數(shù)據(jù)包括：①監(jiān)測圖斑成果和城市要素監(jiān)測成果;②元數(shù)據(jù)成果;③外業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù);④遙感解譯樣本數(shù)據(jù)成果;⑤專題資料數(shù)據(jù);⑥控制界線數(shù)據(jù)。地理國情監(jiān)測工作旨在實現(xiàn)對國土資源、環(huán)境、自然災(zāi)害等國情信息的實時、動態(tài)和精確監(jiān)測與分析，為國家決策提供科學(xué)依據(jù)由于其工作具有綜合性強、技術(shù)難度大、質(zhì)量要求高、作業(yè)范圍廣及時間任務(wù)緊等特點，實際作業(yè)過程中要求監(jiān)測人員認真、細心、負責(zé)任地完成這項富有責(zé)任感和成就感的工作。

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