张海波
安徽省第三测绘院 安徽 230092
摘要：地理国情监测是综合利用全球导航卫星系统、航空航天遥感技术、GIS等现代测绘技术，综合各时期测绘成果档案，对地形、水系、湿地、冰川、沙漠、地表形态、地表覆盖、道路、城镇等要素进行动态、定量化和空间化的监测，并统计分析其变化量、变化频率、分布特征、地域差异、变化趋势等，形成反映各类资源、环境、生态、经济要素的空间分布及其发展变化规律的监测数据、地图图形和研究报告等，从地理空间的角度客观、综合展示国情国力。
关键词：地理国情监测；地理国情要素；水系提取；质量控制
引言：基于地理国情监测的生产实践，通过对比与普查时期国情要素采集的异同点，系统地归纳和总结了影响国情要素监测数据成果质量的关键因素；并结合生产实践提出了相应的质量控制方案，为后续高效开展地理国情监测提供了参考与借鉴。
1地理国情要素监测数据采集流程
地理国情要素监测数据通过内外业相结合的方法进行采集，以统一提供的上一年基础性监测成果数据为监测本底，结合第一次全国地理国情普查成果和其他监测数据，根据本监测期相应的分幅正射影像识别变化区域，采用遥感影像解译、变化信息提取、数据编辑与整理、外业调查等技术与方法，同时综合多行业专题数据等其他数据资料，形成地理国情要素监测数据成果。
2水系分类方法研究
遥感影像是通过灰度值或者像素亮度值的不同及空间变化来表示的不同地物之间的差异。如不同类型的植被、水体、岩石和土壤等。遥感影像分类是指依据遥感图像中地物的光谱特征、空间特征、时相特征等，对地物目标进行判别的过程。图像分类方法一般有两种，一种是基于像元的传统分类方法；一种是面向对象的分类方法。
2.1基于像元的分类方法
2.1.1监督分类
监督分类是一种常用的精度较高的统计类分类方法。它是一种根据已知训练区样本，通过计算特征参数，构建判别函数来进行影像分类的一种方法。它的主要分类步骤有：建立模板、评价模板、确定初步分类结果、检验分类结果、分类后处理、分类特征统计、栅格矢量转换等。它的主要分类方法有最大似然分类法、最小距离法、马氏距离分类方法等。
2.1.2非监督分类
非监督分类是一种没有先验知识的前提下，根据影像自身的统计特点和自然点群的分布状况来判断地物类别的一种分类方法。非监督分类的基础是影像的统计特点，此方法不依赖于具体地物的先验知识。采用非监督分类方法，可以较好地获取目标影像的内部分布规律。非监督分类的方法主要包括ISODATA、K均值方法。
2.2面向对象的分类方法
面向对象的遥感影像信息提取一般分为两个步骤，第一步为影像分割，第二步是影像分类。影像分类的前提是影像分割已经完成，遥感影像信息提取的好坏取决于影像分割的好坏，影像分割与影像分类相辅相成，相互干扰。eCognition软件是一种信息获取与分析软件，其对象是影像对象，它将人类大脑认知原理和计算机原理相结合，利用图像分割生成的影像对象的多维特征和专家知识库来构建分类知识库，然后采用模糊分类思想获取影像信息。eCognition软件提取影像信息的方法一般有最近邻分类法和隶属函数法。
最近邻分类法与传统的监督分类相似，都是通过选取不同样本训练区并统计其特征，然后计算未分类对象与样本对象之间的距离，未分类对象距离哪个样本最近，则归为哪一类；隶属函数法，也称为成员函数法，它的基本理论依据是模糊理论，通过综合对象的特征构建模糊规则的方法将对象划分到不同类里，此方法分类效果较好。
3关键创新技术
3.1提出了测绘项目的精准化管理新模式
提出了以任务区为单元，以关键工序节点为基本对象，以工作量大小作为权重的测绘项目精准化管理新模式，解决了地理国情普查与监测项目管理层级多、参与单位广的管理问题。宏观可知全国项目总体进度，微观可了解某一测区的各工序生产情况。基于开放地理空间信息联盟（OpenGeospatialConsortium，OGC）、资源表现层状态转移（RepresentationalStateTransfer，REST）和简单对象访问协议（SimpleObjectAccessProtocol，SOAP）等服务协议，以地理国情监测任务区数据为基础，满足地理国情普查和地理国情监测项目管理系统在不同比例尺下浏览项目信息和任务信息以及空间查询等需求。采用矢量动态渲染技术，允许授权用户在浏览器端进行数据编辑与修改，实现了各工序节点进度的图形化在线进度标报，保障了进度数据的准确性、可靠性和及时性。
应用工作流引擎和动态表单技术，定制和规范整体项目管理流程，实现了交互式的业务建模功能。实现了可定制的统计分析体系和进度数据可视化，根据需求可以自定制统计表的样式，实现了多角度、全方位统计表呈现，上级管理人员可以方便地通过图形和报表掌握下属单位生产进展情况。实现了测绘生产项目信息精准化管理的新模式，其特点如下：管理方式网络化，通过互联网开展项目管理工作；管理目标精细化，在生产范围上可以以测区或图幅为管理目标，在生产过程上可以细分工序和关键节点；管理数据精准化，填报信息可查性强，可以减少虚报的问题；管理过程无纸化，以逐级审核报送的方式取代了在纸质进度表格上签字和盖章；汇总统计自动化，各下级单位填报后，上级单位实时可以掌握所管理任务的整体情况。通过该模式，有效提高了项目管理效率，减轻了各级管理人员的工作量。
3.2研发了地理数据矢量切片服务发布技术
矢量切片服务无须对矢量数据、栅格数据进行切片预处理，直接发布，使数据获取与数据应用同步，实现数据更新的实时化。能够自定义动态修改地图样式，无需重新渲染整张地图，极大地提高了性能，增强了交互体验，为数据监控与统计分析提供支撑。传统的发布技术采用的是未经切片的数据，会存在浏览器前端可以抓取数据的隐患，而地理数据矢量切片服务发布技术在数据传输、内容控制和加密算法等方面均可以保障数据的安全，避免出现隐患。采用二进制格式进行传输，采用私有加密算法和加密密钥，在内容和精度方面控制数据安全。极大地提高了近400家用户单位同时在线标图的高并发地图显示效率。
结束语：传统的遥感影像信息获取主要是人工解译，虽然其精度高，但它受解译者的主观因素的影响较大，主要依靠解译者的先验知识，且解译效率较低。因此，传统的人工解译早已满足不了如今大数据时代的要求。于是，人们提出将计算机技术、人工智能、模糊分析等技术综合起来运用到遥感影像信息获取的过程中。如何快速高效获取高分辨率遥感影像中的水系信息成为我们研究的难点问题之一。水系的自动提取为计算机发展和图像处理技术的发展提供了巨大的实验空间，因此，研究水系的自动提取具有非常重要的理论实践意义，可以为测绘项目中水系提取提供技术上的支撑。
参考文献：
[1]刘荣.面向地理国情普查的城市遥感影像变化监测方法分析[J].现代测绘,2019,42(06):27-30.
[2]王淼,杨伯钢,谢燕峰,刘博文,杨旭东,黄迎春.北京市地理国情常态化监测(2017年度)技术[J].北京测绘,2019,33(10):1117-1121.
[3]程滔,吴芸,郑新燕,杨刚,白驹.面向遥感影像智能分类的海量样本数据采集方法[J].测绘通报,2019(10):56-60.
[4]程滔,李广泳,陶舒,周旭,毕凯.面向地理国情监测的地表覆盖变化信息提取方法[J].测绘地理信息,2018,43(03):103-107.