地理国情监测中地表覆盖数据典型质量问题分析

发表时间:2020/10/13   来源:《城镇建设》2020年第3卷第18期   作者:何生娟
[导读] 地表覆盖数据能揭示人类活动带来的生态、环境、资源变化,对科学制定社会可持续发展规划有十分重要的意义
        何生娟
        青海省自然资源综合调查监测院      青海省西宁市      810001
        
        
        摘要:地表覆盖数据能揭示人类活动带来的生态、环境、资源变化,对科学制定社会可持续发展规划有十分重要的意义。利用卫星遥感影像数据、矢量要素数据、地形图数据、行政区划数据和其他专题数据,总结地表覆盖数据生产的技术路线与工艺流程,探讨对数字正射影像、核心矢量要素数据、地形图数据、行政区划数据和其他专题数据等已有资料的利用情况,总结地表覆盖生产中的影像分析、交通数据预处理、要素采集和元数据制作等关键技术与处理方法,以及主要资料验证、地表覆盖、元数据和其他主要技术问题及处理方法,为地表覆盖要素生产提供参考。
        关键词:地理国情监测;地表覆盖数据;质量问题
        引言:
        开展地理国情监测是指系统全面、动态持续掌握我国地表自然和人文地理要素状况、发展趋势和相互关系,为各部门和地方政府提供地理国情信息决策支持,为生态文明体质改革、民生保障、应急救灾、重大国情国力调查等工作提供统一的地理空间公共信息基底。地表覆盖数据是地理国情普查和监测的重要成果之一,也是进行最终的数据统计与分析的基本源数据之一,尤其是在地理国情监测中,监测的主要工作基本上集中在对地表覆盖数据的更新。因此,地表覆盖更新成果的质量基本上决定了监测成果最终质量评定等级,是监测成果的“生命线”。
        1地理国情监测中地表覆盖数据典型质量问题
        1.1分类精度问题分析
        分类精度问题由以下几种原因所致:(1)图斑切割或合并误操作等因素导致的对本底中实际未发生类型变化的图斑错误更新。(2)图斑更新依据不充分:影像不支持、无外业核查成果等,未按要求使用影像,存在明显遗漏更新。(3)未按照监测设计要求,有地类未细分至三级类;城市地区满足指标要求的图斑遗漏更新。(4)地表覆盖与国情要素联动更新不到位等。水面覆盖和要素不套合,地表覆盖道路0601和国情要素的0610属性不配。
        1.2错误识别覆盖类型
        对地物分类的错误识别,内外业各有原因。对于外业作业人员,主要存在因不认识地物导致的分类错误,如将未抽穗的谷子识别为0391(高覆盖度草地),将落叶松识别为0311(阔叶林)等;此外,还有因为视线遮挡等造成的识别错误,因外调时作业员处于沟底,视线所能看到的仅是田坎上的灌木等植被,故将大面积的梯田分类为0321(阔叶灌木林)。另外,个别情况下也有因受其他作业项目对地物分类的影响,而将地物覆盖分类错误识别的情况。如受基础测绘项目的影响,将国情监测中的0810(露天采掘场)、0820(人工堆放物)等地物标识为基础测绘项目中的乱掘地,造成内业无法进行正确分类。对内业人员而言,误判的情况要更多。如在山西省晋中市测区,0120(耕地)与0390(天然草地)、0370(人工幼林)与0312(针叶林)、0710(硬化地表)与0800(人工堆掘地)等均容易出现错误解译的情况。对地物误判最主要的原因是内外业作业人员对技术标准把握不准和作业经验缺失。加强作业人员的培训,尤其是作业期间针对县级测区特点的作业培训,是提高内外业作业正确率的一个有效方式。此外,针对内业错误解译情况,比较有效的方式是以县级测区为单位制作易混淆地类的影像样本,作为内业解译的作业指导书,指导内业进行目视解译。
        2地理国情监测中地表覆盖数据质量问题的解决度磁轭
        2.1地表覆盖数据采集
        整景数字正射影像中,部分影像存在云覆盖现象,又无替换影像。数据处理时,云覆盖区域的地表分类按照周围地类“就近就大”原则顺势过渡地表覆盖数据采集时,核心矢量要素中部分铁路站线密集,道路面难以采集。采集时,如果判断站线处为车站等交通附属设施,则一并归入交通地类;如果站线处于工矿用地,则铁路面只采集主要路线经过的路面,其余较短的站线铁路面不采集,按工矿用地分类。影像时相不同、季节性差异也导致不同影像同时不接边的情况。数据采集时,需进行合理过渡处理,一般情况下沿着人工痕迹明显和高水位区域采集水体,接边处数据进行合理过渡,保证数据完整性。


        2.2地理国情要素数据
        地理国情要素数据包括道路、构筑物、人工堆掘地、水域、地理单元数据。变化的国情要素需逐一检查,检查要素本身是否有错更新现象,以及与地表覆盖关系是否正确,逐屏检查时检查是否有漏更新现象。1)道路。检查时应注意国、省、高速赋上下行属性字段,是否按变量处理,其他应赋缺省值;注意检查道路改道、降级等更新是否合理,注意道路实体更新changetype赋值是否正确。2)构筑物。检查河道处有人为修建的堤坝是否更新,是否协调周围地物;检查隧道、桥梁表示是否与影像套合,与道路关系是否正确,是否按作业指标区分为点或线;检查高速公路出入口是否全部采集,且应定为在高速路中心线与匝道中心线相交的位置。3)人工堆掘地。尾矿库也属于易变化地物,检查时应注意5000m2以上的尾矿库需构面,并赋要素属性。范围面应包括坝基起算的坝体部分,并以库体与周边的自然分界线为界。4)水域。检查时应注意山区图幅中,较大规模的河流的高水界及地表连带更新问题,若整条河流高水界多处更新,河道内地表应连带更新,明显不合理处即便高水界无变化,地表也应适当更新,视觉上保持整条河道的合理过渡。变化的HYDA应注意与HYDL河流结构线的对应关系,应保持同步更新,河流结构线应在HYDA范围内,HYDL在HYDA范围内的赋河流结构线GB=999999,不在HYDA范围内的赋相应的GB属性。注意河流、水库、坑塘、湖泊等水面与高水界是否连带更新,水面不应大于高水界范围。
        2.3属性间的约束关系
        属性间的约束关系是指地表覆盖图斑属性值间、地表覆盖数据与地理国情要素数据相应的要素间、版本数据与本底数据对应要素间的内在约束关系。如地表覆盖监测版本数据中ChangeType赋值为“2”的图斑,其Elem-STime、AreaCode、FEATID值应为默认值、Tag值应以“18”开头;版本数据中ChangeType值为“1”的图斑与本底数据中对应空间位置处的图斑的FEATID值相同,CC值也相同;ChangeType值为“9”的图斑须与本底数据中对应空间位置处的图斑除CC值与ChangeType值外,其他属性值相同。造成此类问题的原因,主要是作业过程中的误操作,尤其是因对某一图斑地表覆盖分类判断不确定,对同一图斑的多次分割合并后往往会造成图斑FEATID值的混乱。对此类问题,需在数据成果完成时利用作业软件提供的排序、选择等功能对属性值进行约束关系的检查修改。另外,也需利用专业的质检软件叠加本底数据进行数据间属性约束关系的检查修改,基本能将此类问题修改完毕。
        2.4影像数据
        1)生产区域同时存在多种影像数据源时,是否根据具体区域的变化情况,选取了含信息量较大、时像较好的影像作为主要数据源。2)影像套合检查时,是否选取了明显的地物点或特征点,选取能够准确刺点的位置作为检查点,每景影像的检查点是否均匀分布。3)在山区,由于地形起伏较大,整景影像在正射纠正时会出现拉伸变形等问题,变形范围内信息是否通过与周边地物的相互关系进行了确认。
        2.5叠加国情普查其他成果检查
        地理国情普查各类成果数据间互相联系,具有一定的内在逻辑关系,是一个有机统一的整体。叠加国情普查的其他成果数据可以进一步确认地表覆盖分类数据的正确性,也可以通过数据间的关系,检查出地表覆盖分类数据与其他成果数据间的逻辑错误。这种方法中,矢量成果数据间的逻辑关系可以通过软件进行全自动的检查,其他类型数据间的检查则需要通过人机交互来进行。叠加地表覆盖分类数据采集所使用的正射影像是进行地表覆盖分类数据内业人工检查最基本的方法。通过人机交互浏览正射影像与成果数据,可以利用检查人员的工作经验并结合数据采集要求,详细检查图斑分类的正确性、图斑边界采集精度、图斑起斑标准的合理性等内容。在地理国情数据采集中,国情要素数据与地表覆盖分类数据在很多方面都有紧密的联系,如路面与道路的空间相关性、尾矿堆放物与尾矿库的空间一致性等。地表覆盖分类数据检查中,可以利用这一联系,检查地表覆盖分类数据采集是否完整,采集指标是否一致等,尤其在地表覆盖分类数据与地理国情要素数据分别进行采集的工艺路线中,具有较强的纠错能力。
        3结语
        地理国情监测数据最终以数据库的形式保存,所以既要保证数据的技术质量要求,又要保证数据能够顺利入库,由于地理国情数据内容详尽,要素分类细致,连带关系复杂,指标众多,这就要求作业及检查环节均要认真负责,熟悉并掌握相关技术规范及监测设计要求,才能保证成果质量能够满足上交及入库要求。
        参考文献;
        [1]李维森.地理国情监测与事业转型升级[J].地理信息世界,2017,24(2):1-6.
        [2]罗伏军,李程,严英华.关于地表覆盖分类数据检查的思考[J].测绘与空间地理信息,2016,39(4):156-158.
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