吳滿意，田懷啟，韓同順，秦廣田

（1.國家測(cè)繪地理信息局 第一地形測(cè)量隊(duì)，陜西 西安 710054）

一體化生產(chǎn)模式在地理國情普查中的應(yīng)用

吳滿意1，田懷啟1，韓同順1，秦廣田1

（1.國家測(cè)繪地理信息局 第一地形測(cè)量隊(duì)，陜西 西安 710054）

在充分認(rèn)識(shí)地理國情普查主要任務(wù)內(nèi)容、現(xiàn)有技術(shù)裝備水平的基礎(chǔ)上，總結(jié)了地理國情普查的主要技術(shù)手段，針對(duì)一體化普查模式應(yīng)用不成熟的情況，通過測(cè)試生產(chǎn)，分析總結(jié)了一體化國情普查模式的優(yōu)勢(shì)與不足，以期進(jìn)一步改進(jìn)。

一體化生產(chǎn)；國情普查；普查系統(tǒng)；生產(chǎn)測(cè)試

開展全國地理國情普查，系統(tǒng)掌握權(quán)威、客觀、準(zhǔn)確的地理國情信息，是制定和實(shí)施國家發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃、優(yōu)化國土空間開發(fā)格局和各類資源配置的重要依據(jù)[1]。當(dāng)前，普查數(shù)據(jù)的外業(yè)生產(chǎn)基本上是基于紙質(zhì)相片的傳統(tǒng)作業(yè)模式，效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)成本高，且存在大量重復(fù)勞動(dòng)、信息遺漏以及內(nèi)外業(yè)銜接矛盾等問題，在一定程度上影響了普查數(shù)據(jù)生產(chǎn)的效率。如何有效解決這些問題，建立有效的國情普查模式，實(shí)現(xiàn)外業(yè)普查電子化、內(nèi)外業(yè)生產(chǎn)一體化是國情普查的必然趨勢(shì)。

1 國情普查的主要內(nèi)容

實(shí)地調(diào)查內(nèi)業(yè)分類與判讀采集工作中無法定性的國情要素或地表覆蓋分類等信息的類型、邊界和屬性，對(duì)相關(guān)內(nèi)容加以補(bǔ)充、抽樣核查與統(tǒng)計(jì)。對(duì)影像獲取后新增或發(fā)生變化的地理國情要素和地表覆蓋類型，當(dāng)條件滿足《地理國情普查內(nèi)容與指標(biāo)》要求時(shí)，需進(jìn)行補(bǔ)調(diào)或補(bǔ)測(cè)。在解譯樣本數(shù)據(jù)采集方面，按照《遙感影像解譯樣本數(shù)據(jù)技術(shù)規(guī)程》要求采集，樣本分布應(yīng)均勻合理，且具有一定的典型性和代表性[2,3]。

2 國情普查主要技術(shù)方法

外業(yè)調(diào)查核查方式應(yīng)根據(jù)任務(wù)區(qū)特點(diǎn)、外業(yè)調(diào)繪核查內(nèi)容以及實(shí)際可用的技術(shù)手段來確定，可選擇的主要方法如下：

1）利用紙質(zhì)調(diào)繪片外業(yè)勾繪[4]、內(nèi)業(yè)清繪、轉(zhuǎn)繪、影像截取整理的方法。利用普通相機(jī)、GPS接收機(jī)、手持GPS，事先校準(zhǔn)相互時(shí)差。手持GPS記錄行走軌跡，拍攝照片的同時(shí)在手簿上記錄其他屬性信息。事后內(nèi)業(yè)讀取GPS記錄和地面照片EXIF信息中的拍攝時(shí)間，通過時(shí)間同步，把相應(yīng)的位置信息掛接到地面照片上，手工裁切影像與相關(guān)記錄數(shù)據(jù)入庫，形成國情普查數(shù)據(jù)成果。該方法是近幾年基礎(chǔ)測(cè)繪中經(jīng)常采用的方法。

2）使用支持GPS定位補(bǔ)測(cè)、自動(dòng)記錄相機(jī)姿態(tài)參數(shù)和相機(jī)成像參數(shù)信息的一體化外業(yè)調(diào)繪核查系統(tǒng)，其他信息通過人工輸入并同步記入數(shù)據(jù)庫，結(jié)束調(diào)繪核查后，自動(dòng)裁切影像，導(dǎo)出相關(guān)數(shù)據(jù)成果，其基本技術(shù)流程如圖1所示。

圖1 一體化國情普查的基本流程

3 國情普查系統(tǒng)研發(fā)與測(cè)試

3.1 系統(tǒng)研發(fā)實(shí)現(xiàn)

為了很好地滿足地理國情普查生產(chǎn)需要，結(jié)合近幾年一體化測(cè)繪生產(chǎn)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)國情普查基本內(nèi)容與技術(shù)流程，在對(duì)國情普查系統(tǒng)功能需求進(jìn)行分類整理的基礎(chǔ)上，研發(fā)滿足地理國情普查的外業(yè)核查系統(tǒng)。具體系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程如下：

1）軟件實(shí)現(xiàn)。普查軟件是在Windows基礎(chǔ)上研發(fā)的，用Visual Studio2008為開發(fā)工具， C#作為開發(fā)語言。從底層進(jìn)行研發(fā)，這樣能有效擺脫二次開發(fā)受制于基礎(chǔ)平臺(tái)，可以根據(jù)自身需要進(jìn)行相關(guān)功能研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了外業(yè)作業(yè)便捷的數(shù)據(jù)管理，用戶通過密碼管理設(shè)備、設(shè)定任務(wù)，并事先錄入用戶信息，以便在采集數(shù)據(jù)上賦采集者信息；實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確定位外業(yè)作業(yè)位置與補(bǔ)繪地物的圖形輸入；可以方便瀏覽矢量和影像；實(shí)現(xiàn)了對(duì)矢量數(shù)據(jù)和圖斑進(jìn)行圖形和屬性編輯與關(guān)聯(lián)；外業(yè)線劃地形圖新增或遺漏地物的快速采集補(bǔ)繪，提供精確捕捉；支持圖形線劃的編輯以及內(nèi)業(yè)測(cè)圖圖形的錯(cuò)誤修改；實(shí)景獲取模塊可以采集解譯樣本并對(duì)其位置信息關(guān)聯(lián)；實(shí)現(xiàn)對(duì)終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、通話和監(jiān)控；支持各種矢量數(shù)據(jù)的導(dǎo)入導(dǎo)出，包括DXF、DWG、MIF、VCT、E00、SHP、VTR、XYZ、SMS、MDB等，支持各種影像數(shù)據(jù)的加載和瀏覽；外業(yè)作業(yè)的必填項(xiàng)提醒功能[5]。

2）硬件選擇。選擇界面設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)潔、方便業(yè)務(wù)生產(chǎn)的一鍵式操作，集成GPS、攝像頭、3G等模塊，支持多種內(nèi)業(yè)軟件的三防軍用平板電腦作為硬件平臺(tái)，其基本配置為Windows7系統(tǒng)、4 GB內(nèi)存、Intel 1.6 GHz處理器等，能夠有效保障較大國情普查影像和矢量數(shù)據(jù)的快速添加與卸載。

3.2 測(cè)區(qū)實(shí)際生產(chǎn)測(cè)試

為了驗(yàn)證研發(fā)一體化普查系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中能否滿足外業(yè)數(shù)據(jù)采集工作的需要，數(shù)據(jù)成果是否符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，特意在新疆庫爾勒、和田地區(qū)對(duì)地理國情普查系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)地外業(yè)生產(chǎn)測(cè)試，具體測(cè)試情況如下。

1）數(shù)據(jù)選取。根據(jù)測(cè)區(qū)情況，分別挑選了居民密集區(qū)、丘陵和沙漠等不同地形類別的圖幅進(jìn)行測(cè)試，共5幅圖，測(cè)區(qū)北部2幅、南部3幅。

2）測(cè)試內(nèi)容及成果。測(cè)試內(nèi)容包括一體化國情要素普查、樣本解譯數(shù)據(jù)采集和新增地物補(bǔ)測(cè)精度測(cè)試等。國情要素普查及解譯樣本數(shù)據(jù)采集一體化生產(chǎn)共完成5幅圖，補(bǔ)測(cè)精度測(cè)試選擇居民區(qū)、沙漠及丘陵，采用平板電腦，共選擇8個(gè)點(diǎn)進(jìn)行GNSS單點(diǎn)定位，經(jīng)質(zhì)量檢查人員檢驗(yàn)，完全符合國情普查數(shù)據(jù)成果質(zhì)量要求。本次測(cè)試硬件采用的是Trimble Yuma 2平板電腦，其補(bǔ)測(cè)精度成果誤差統(tǒng)計(jì)如表1所示。

3）測(cè)試結(jié)論。在外業(yè)調(diào)繪核查方面，普查軟件系統(tǒng)已經(jīng)能夠滿足地理國情外業(yè)核查及內(nèi)業(yè)處理的基本要求，處理的數(shù)據(jù)成果與技術(shù)設(shè)計(jì)完全一致；在補(bǔ)測(cè)方面（表1），平均平面誤差3.233 m、平均高程誤差3.400 m，所選平板電腦完全能夠滿足新增地物補(bǔ)測(cè)的精度指標(biāo)要求，但還滿足不了像控測(cè)量指標(biāo)要求。

表1 GNSS單點(diǎn)定位誤差統(tǒng)計(jì)表/m

4 一體化普查系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)分析

通過本次測(cè)試發(fā)現(xiàn)，基于平板電腦的內(nèi)外業(yè)一體化普查生產(chǎn)，在很大程度上節(jié)省了內(nèi)業(yè)工作量。實(shí)現(xiàn)了同一個(gè)作業(yè)平臺(tái)或者不同平臺(tái)間的數(shù)據(jù)無縫轉(zhuǎn)換，可以更好地做到內(nèi)外業(yè)工序銜接的流暢性，有利于提高成果質(zhì)量。對(duì)于內(nèi)業(yè)作業(yè)部門來說，省去了以前使用傳統(tǒng)紙質(zhì)相片進(jìn)行外業(yè)調(diào)繪時(shí)的手工清繪、轉(zhuǎn)繪等重復(fù)工作，減少了因這些工作帶來的精度損失和轉(zhuǎn)繪錯(cuò)誤，有利于提高數(shù)據(jù)正確率[6]。但系統(tǒng)也存在一些不足，有待優(yōu)化、改進(jìn)。

4.1 主要優(yōu)點(diǎn)

1）一體化普查與紙質(zhì)普查快慢沒有太大差別，但一體化普查系統(tǒng)的漫游跟蹤功能會(huì)給作業(yè)人員帶來很多便利。例如，選點(diǎn)時(shí)隨時(shí)可以量算所選點(diǎn)位是否符合要求，特別是在沙漠地帶，特征地物稀少，通過跟蹤漫游可以隨時(shí)知道自己所處的位置，需要普查的圖幅離駐地比較遠(yuǎn)時(shí)，能夠起到引導(dǎo)作業(yè)人員進(jìn)入圖內(nèi)的作用。

2）一體化普查影像解譯成果的處理非常便捷，自動(dòng)裁剪影像是基于平板電腦進(jìn)行普查的一大優(yōu)勢(shì)，從外業(yè)普查到內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整理全程數(shù)字化無縫銜接，自動(dòng)化程度高，減輕了內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整理的工作量，縮短了普查生產(chǎn)周期[7]。

3）有效解決了傳統(tǒng)作業(yè)模式中工作人員需要攜帶相機(jī)、手持GPS、羅盤等國情普查基本工具的煩惱，一體化普查系統(tǒng)將這些工具全部集成到一起，外業(yè)普查只需要攜帶一體化普查系統(tǒng)就可以完成普查工作，有效降低了作業(yè)人員的外業(yè)負(fù)載強(qiáng)度。

4.2 主要不足

1）由于硬件平臺(tái)的限制，目前無法完成遠(yuǎn)距離拍攝，拍照不能調(diào)焦。

2）電池續(xù)航能力是很大的技術(shù)瓶頸，測(cè)試用這款硬件最多能連續(xù)使用7 h左右，特別是在新疆，由于白天時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，基本上都不夠用。

5 結(jié) 語

這次一體化普查的測(cè)試結(jié)果表明，利用一體化普查系統(tǒng)進(jìn)行國情普查生產(chǎn)可以有效避免生產(chǎn)環(huán)節(jié)中存在的重復(fù)勞動(dòng)等情況，能有效降低作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高普查生產(chǎn)效率、優(yōu)化普查流程、提高普查成果質(zhì)量。同時(shí)，能很好地將一體化測(cè)繪生產(chǎn)思想融入到國情普查工作中，為后續(xù)的地理國情、省情普查一體化生產(chǎn)提供有效的參考方案和技術(shù)保障。

[1] GDPJ 02-2013.地理國情普查基本統(tǒng)計(jì)技術(shù)規(guī)定[S].

[2] GDPJ 01-2013.地理國情普查內(nèi)容與指標(biāo)[S].

[3] GDPJ 06-2013.遙感影像解譯樣本數(shù)據(jù)技術(shù)規(guī)定[S].

[4] 丁沛,張偉,韓同順,等.基于平板電腦的數(shù)字調(diào)繪系統(tǒng)應(yīng)用研究[J].測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)化,2013(2):18-20

[5] 吳滿意,王占宏,楊新海.地理國情外業(yè)核查數(shù)碼調(diào)繪系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì)研究[J].測(cè)繪技術(shù)裝備,2013,15(3):16-18

[6] 王華,楊曦承,楊華先,等.使用電子調(diào)繪系統(tǒng)的內(nèi)外業(yè)一體化作業(yè)方法[J].地理空間信息,2009,7(3):15-17

[7] 陸宇紅,黃楊.西部1∶50 000地形圖空白區(qū)域內(nèi)外業(yè)一體化生產(chǎn)技術(shù)的探討[J].測(cè)繪與空間地理信息,2011,34(6):201-202

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B

1672-4623（2015）04-0010-02

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.04.004

吳滿意，碩士，工程師，主要從事大地測(cè)量與測(cè)量工程工作。

2013-12-25。