趙桂華

（1.北京航天宏圖信息技術(shù)股份有限公司，北京 100195）

地理國情監(jiān)測是全面了解國情、把握國事、制定國策的基礎(chǔ)性工作[1-3]。2015年第一次全國地理國情普查完成后，2016年、2017年連續(xù)兩年開展了基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測，其成果已在生態(tài)文明體制改革、民生保障、應(yīng)急救災(zāi)、重大國情國力調(diào)查等多個領(lǐng)域中發(fā)揮了重要作用。從2016年起地理國情信息獲取進入常態(tài)化監(jiān)測階段，在地理國情普查的基礎(chǔ)上，采用與第一次全國地理國情普查相一致的內(nèi)容體系，覆蓋全國，面向通用目標，綜合考慮多種需求進行年度監(jiān)測，持續(xù)為各類應(yīng)用提供地理國情信息支撐和業(yè)務(wù)化、常態(tài)化監(jiān)測服務(wù)。本文結(jié)合2018年度基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測的生產(chǎn)實際，探討了地表覆蓋分類數(shù)據(jù)和地理國情要素成果的質(zhì)量控制方法，并針對生產(chǎn)中出現(xiàn)的典型質(zhì)量問題提出了應(yīng)對策略，為常態(tài)化基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測項目提供技術(shù)支撐。

1 基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測

基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測[4]是指以第一次全國地理國情普查成果或年度地理國情監(jiān)測成果為本底，以年度監(jiān)測為手段，結(jié)合各種自然、人文地理要素的自然變化規(guī)律和周期以及社會經(jīng)濟發(fā)展需求制定監(jiān)測內(nèi)容，每年對地表覆蓋分類和重要地理國情要素進行一次更新，對全國范圍內(nèi)各種自然、人文地理要素動態(tài)變化及其特點進行經(jīng)常性、規(guī)律性監(jiān)測。

2018年度基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測[5]主要利用時相符合基礎(chǔ)性地理國情年度監(jiān)測要求的高分辨率航空航天遙感影像，整合最新的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)以及相關(guān)部門專題數(shù)據(jù)，監(jiān)測全國地理區(qū)情變化情況，對任務(wù)區(qū)范圍內(nèi)2017年監(jiān)測成果進行更新，形成現(xiàn)勢性強、高精度、全覆蓋的地理國情信息數(shù)據(jù)庫和標準權(quán)威的時間序列化地理國情信息產(chǎn)品。

2 基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測的生產(chǎn)流程

2018年度基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測按照“內(nèi)業(yè)為主、外業(yè)為輔”的原則開展工作，收集分析了2017年6月30日—2018年6月30日的各類資料，以國家統(tǒng)一提供的2017年基礎(chǔ)性監(jiān)測成果數(shù)據(jù)為本底數(shù)據(jù)，基于監(jiān)測區(qū)域第一次全國地理國情普查成果數(shù)據(jù)和監(jiān)測中獲取的遙感影像數(shù)據(jù)，采用遙感影像解譯、變化信息提取、數(shù)據(jù)編輯與整理、外業(yè)調(diào)查等技術(shù)方法，充分利用已收集的解譯樣本數(shù)據(jù)輔助內(nèi)業(yè)解譯，結(jié)合多行業(yè)專題數(shù)據(jù)，重點針對地表覆蓋分類和地理國情要素內(nèi)容采集各類變化信息、識別變化區(qū)域、補充新增內(nèi)容，對本底數(shù)據(jù)進行更新。內(nèi)業(yè)無法獲取和難以識別的區(qū)域輔以外業(yè)調(diào)查，確保變化信息采集的準確性，使地理國情數(shù)據(jù)成果的現(xiàn)勢性盡可能反映2018年時間點的狀態(tài)。

2018年度基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測的生產(chǎn)流程主要包括影像資料和專題資料的收集整理、遙感影像正射糾正、內(nèi)業(yè)變化信息采集、外業(yè)調(diào)查與遙感解譯樣本采集、內(nèi)業(yè)編輯整理、元數(shù)據(jù)信息采集、任務(wù)區(qū)域接邊處理、數(shù)據(jù)集匯總、質(zhì)檢驗收與復(fù)核階段、數(shù)據(jù)匯交建庫階段（入庫前檢查、預(yù)處理、入庫、入庫后處理）等。

3 內(nèi)業(yè)成果質(zhì)量控制方法

基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測的生產(chǎn)環(huán)節(jié)眾多，數(shù)據(jù)組織嚴密復(fù)雜，對生產(chǎn)中的每個環(huán)節(jié)成果進行質(zhì)量控制和檢查是保證基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測最終提交的數(shù)據(jù)成果質(zhì)量符合國家標準、行業(yè)標準的重要手段。

3.1 質(zhì)量控制制度

2018年度基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測質(zhì)量控制方法在持續(xù)遵循分級質(zhì)量管理、全過程質(zhì)量控制、標準統(tǒng)一、科學(xué)評價等原則的基礎(chǔ)上，強化過程質(zhì)量控制、嚴格成果質(zhì)量檢驗，將質(zhì)量問題消除在生產(chǎn)過程當中，確保監(jiān)測成果質(zhì)量滿足數(shù)據(jù)成圖和數(shù)據(jù)入庫的要求。

質(zhì)量控制嚴格執(zhí)行“兩級檢查、一級驗收制度”[6]，生產(chǎn)單位負責一級檢查，質(zhì)檢科負責二級檢查，專門的測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站負責一級驗收，驗收后成果由國家測繪產(chǎn)品質(zhì)量檢驗測試中心復(fù)核，確保監(jiān)測成果質(zhì)量與全國監(jiān)測成果質(zhì)量保持同一水平。

3.2 內(nèi)業(yè)成果質(zhì)量檢查內(nèi)容

基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測的內(nèi)業(yè)成果包括地表覆蓋分類數(shù)據(jù)、地理國情要素數(shù)據(jù)的本底數(shù)據(jù)集和變化信息數(shù)據(jù)集，國情監(jiān)測元數(shù)據(jù)成果以及各類文檔數(shù)據(jù)。地表覆蓋分類數(shù)據(jù)包括種植土地、林草覆蓋、房屋建筑（區(qū)）、鐵路與道路、構(gòu)筑物、人工堆掘地、荒漠與裸露地表和水域等。地理國情要素數(shù)據(jù)包括鐵路與道路、構(gòu)筑物、人工堆掘地、水域、地理單元等，還包括提取匯集形成的路網(wǎng)、水網(wǎng)數(shù)據(jù)對應(yīng)的弧段層等內(nèi)容。

地表覆蓋分類數(shù)據(jù)集和地理國情要素數(shù)據(jù)集是主要的內(nèi)業(yè)成果。對于地表覆蓋分類數(shù)據(jù)集成果，主要檢查數(shù)據(jù)集的空間參考系、時間精度、邏輯一致性、采集精度、分類精度、屬性精度和表征質(zhì)量等內(nèi)容。對于地理國情要素數(shù)據(jù)集成果，主要檢查要素數(shù)據(jù)的空間參考系、時間精度、邏輯一致性、位置精度、屬性精度、完整性和表征質(zhì)量等內(nèi)容。

內(nèi)業(yè)成果質(zhì)量控制主要是對地表覆蓋分類數(shù)據(jù)集和地理國情要素數(shù)據(jù)集的成果進行質(zhì)量檢查，改進質(zhì)量控制方法，提高作業(yè)人員的理解力和作業(yè)技能，在檢查、修改、再檢查、再修改的不斷磨合中，逐步提高成果數(shù)據(jù)的總體質(zhì)量水平，把問題消滅在過程中，這樣才能使問題不累積，確保最終的監(jiān)測成果質(zhì)量達到國家規(guī)定的標準。

3.3 內(nèi)業(yè)成果質(zhì)量檢查方式

地表覆蓋分類和地理國情要素數(shù)據(jù)集的時間精度、采集精度、分類精度在生產(chǎn)前期主要采用人工檢查的方式，在生產(chǎn)后期采集精度和分類精度主要采用人機交互檢查的方式。通用內(nèi)容檢查[7]主要采用國情專業(yè)軟件自動檢查的方式，如檢查大地基準、高程基準、地圖投影等空間參考系數(shù)學(xué)要素，檢查數(shù)據(jù)之間概念一致性、格式一致性、拓撲一致性等邏輯一致性要素。表征質(zhì)量則主要采用人機交互檢查的方式。

根據(jù)2018年某地區(qū)基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測生產(chǎn)的實際，本文主要采用3種檢查方法對地表覆蓋分類數(shù)據(jù)集、地理國情要素數(shù)據(jù)集、國情監(jiān)測數(shù)據(jù)生產(chǎn)元數(shù)據(jù)成果進行質(zhì)量檢查。

1）人工檢查。其重點是變化信息提取的完整性、屬性判別的正確性、采集時的精度是否超限、變化信息與本底數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)檢查等內(nèi)容。

在內(nèi)業(yè)變化信息提取、內(nèi)業(yè)編輯整理階段，地表覆蓋分類數(shù)據(jù)集的采集精度主要是檢查圖斑與正射影像套合是否超限、圖斑幾何位置接邊是否超限等問題；分類精度主要是檢查圖斑分類的正確性、變化識別的完整性；時間精度主要是檢查原始資料數(shù)據(jù)源、監(jiān)測數(shù)據(jù)成果是否符合時點要求。地理國情要素數(shù)據(jù)集的位置精度主要是檢查與正射影像數(shù)據(jù)成果套合時位置超限、與地表覆蓋分類數(shù)據(jù)套合明顯不合理的要素、要素幾何位置接邊超限等錯誤；屬性精度主要是檢查地理國情要素分類的正確性、屬性值錯漏、屬性不接邊等。

現(xiàn)階段，通過人工檢查的方法核對監(jiān)測變化元素、判斷內(nèi)業(yè)變化圖斑提取的正確性仍是質(zhì)量控制的主要方法。人工檢查圖斑提取邊界的采集精度和圖斑的分類精度是基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測生產(chǎn)中質(zhì)量控制的重點與難點。根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗，前期人工檢查做得越好，后期軟件檢查與人機交互檢查的工作量就越少，整體項目質(zhì)量才能得到更好的保證。內(nèi)業(yè)成果質(zhì)量的重要指標依靠軟件檢查是不夠的，因此前期的人工檢查非常重要，是保障數(shù)據(jù)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2）軟件自動檢查。在項目生產(chǎn)過程中，國家下發(fā)了不同階段的質(zhì)檢軟件對數(shù)據(jù)質(zhì)量進行統(tǒng)一把控。根據(jù)檢查方案，利用質(zhì)檢軟件，計算機可自動批量地對成果進行空間參考系、邏輯一致性的相關(guān)檢查。數(shù)據(jù)預(yù)處理、成果匯交、入庫檢查等內(nèi)業(yè)生產(chǎn)階段成果主要采用軟件自動檢查的方式對質(zhì)量進行控制。

2018年度地理國情監(jiān)測項目，在完成項目的成果驗收后、成果數(shù)據(jù)提交國檢中心質(zhì)檢前，利用最新下發(fā)的地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)入庫檢查工具對矢量數(shù)據(jù)進行了屬性一致性、變化數(shù)據(jù)枚舉值域、圖層完整性、所有要素歸屬正確性、變化數(shù)據(jù)所有要素幾何異常、道路要素數(shù)據(jù)不能自相交和自相重疊、鄉(xiāng)道聯(lián)通性、圖層完整性等檢查，并采用人工方法對軟件查出的問題進行一一排查。在實際生產(chǎn)中，利用國家下發(fā)的地理國情監(jiān)測軟件對完成的數(shù)據(jù)成果進行檢查是一個多次反復(fù)的過程，每次問題檢查后均需采用人機交互的方式進行問題排查與修改，直至達到要求為止。

3）人機交互檢查?，F(xiàn)階段，軟件查出的問題還不能實現(xiàn)自動改正，必須采用人工方法對軟件檢查的結(jié)果進行逐條排查，對存在的問題進行改正。根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗，在內(nèi)業(yè)變化信息提取工作結(jié)束后，利用ArcGIS軟件對內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)成果進行拓撲檢查，及時排查改正存在的重復(fù)面、縫隙等問題，可減少后期利用軟件進行檢查時的問題數(shù)量，有效提高工作效率。

4 典型質(zhì)量問題及其對策

在內(nèi)業(yè)變化監(jiān)測的過程中，由于內(nèi)業(yè)環(huán)節(jié)較多，若上一個環(huán)節(jié)的質(zhì)量不合格將連帶到下一環(huán)節(jié)中，且需一并修改，因此內(nèi)業(yè)質(zhì)量控制尤為重要，這也是矢量生產(chǎn)的繁瑣與互相關(guān)聯(lián)之處。針對生產(chǎn)中出現(xiàn)的典型質(zhì)量問題，本文通過分析提出了應(yīng)對策略，為國情監(jiān)測生產(chǎn)提供了一定的借鑒。

4.1 地表覆蓋分類數(shù)據(jù)集的常見問題

地表覆蓋分類數(shù)據(jù)成果質(zhì)量控制的重點是一級類、二級類的采集精度、分類精度以及其他普遍性問題。在地表覆蓋分類內(nèi)業(yè)變化圖斑提取中，質(zhì)檢人員常遇見的問題包括采集精度不符合要求、地物要素圖斑丟漏未更新等。

1）采集精度。地表覆蓋分類數(shù)據(jù)的采集精度反映了采集的地物界線和位置與影像上地物的邊界和位置的對應(yīng)程度。根據(jù)項目技術(shù)設(shè)計書規(guī)定，在合格正射影像的基礎(chǔ)上，影像上分界線明顯的地表覆蓋分類界線、地理國情要素邊界以及定位點的采集精度應(yīng)控制在5個像素以內(nèi)，如存在高層建筑物遮擋、陰影等特殊情況，采集精度原則上應(yīng)控制在10個像素以內(nèi)。由于攝影時存在側(cè)視角，應(yīng)對具有一定高度的地物在影像上產(chǎn)生的投影差進行處理，以符合采集精度要求。生產(chǎn)中通常會出現(xiàn)建筑區(qū)、道路邊線、水域等地表覆蓋的邊線采集不準確的情況，如圖1、2所示。

2）分類精度。地表覆蓋分類數(shù)據(jù)整體的分類精度需滿足質(zhì)量檢驗的合格標準。地表覆蓋分類數(shù)據(jù)中，分界線明顯的圖斑，應(yīng)嚴格按照歸類要求正確歸類；在沒有明顯分界線的過渡地帶，地表覆蓋分類數(shù)據(jù)中的圖斑應(yīng)至少保證符合上一級類型的歸類要求。分類和采集指標在本底數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上有細化要求的類別，應(yīng)進行細化更新。種植土地、林草覆蓋類圖斑應(yīng)確保一級類正確，若在影像上發(fā)現(xiàn)原有種植土地、林草覆蓋類圖斑范圍有明顯變化，但難以確定是否發(fā)生跨一級類變化的，應(yīng)通過外業(yè)核查等方式確定變更后的具體類型。

生產(chǎn)中常見的分類精度典型錯誤包括兩期影像變化圖斑漏更新、與外業(yè)分類范圍不一致的錯誤更新、兩期影像無變化圖斑多余更新等情況。兩期影像變化圖斑漏更新情況如圖3、4所示，圖中黃色標記處為漏更新的建筑物。生產(chǎn)中出現(xiàn)的其他問題包括個別CHANGETYPE代碼的填寫錯誤、TAG屬性賦值錯誤、圖斑中存在重疊面等。

圖1 道路邊線采集精度超限

圖2 房屋建筑采集精度超限

圖3 2017年影像

圖4 2018年影像

4.2 地理國情要素數(shù)據(jù)集的常見問題

地理國情要素數(shù)據(jù)成果質(zhì)量控制的重點是交通、水域、構(gòu)筑物、地理單元等數(shù)據(jù)集中地理國情要素的位置精度、屬性精度與完整性等問題。

1）位置精度。地理國情要素的位置精度主要是指地理國情要素的幾何位移與不同行政單元之間的矢量接邊情況是否符合GQJC 01-2018《基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)技術(shù)規(guī)定》[8]中的要求。生產(chǎn)中常見的位置精度典型錯誤包括道路中心線與橋梁、隧道、車渡等要素的中心線不重合；少數(shù)出入口位置不正確，出入口應(yīng)采集在匝道與高速公路的相交處；道路中心線、河段結(jié)構(gòu)線或中心線、堤防、高水界等在不同市/區(qū)/縣之間的行政界線處不接邊等。公路橋位置不正確的典型錯誤如圖5所示，圖中綠色為道路中心線，紅色為公路橋的中心線，黃色為標注的問題。

2）屬性精度。地理國情要素的屬性精度主要是指分類代碼值和屬性值是否存在錯誤。常見的屬性精度典型錯誤包括CC碼填寫錯誤，要素漏填GB碼；地表路面更新但地理國情要素中道路漏更新；HYDL與HYDA線面拓撲關(guān)系錯誤；地表覆蓋分類1001與要素高水界邏輯關(guān)系錯誤等。常年河分類碼錯誤如圖6所示，在圖中常年河分類碼誤填為溝渠分類碼。

3）完整性。地理國情要素的完整性主要是指地理國情要素數(shù)據(jù)集是否存在要素多余、要素遺漏等情況。生產(chǎn)中常見的完整性典型錯誤包括BUCP層漏采集資料中存在的居住小區(qū)、工礦企業(yè)、單位院落，個別村委會在城鎮(zhèn)功能綜合單元BUCP層多余表示，BUCP層單位名稱與資料不一致等情況。

圖5 公路橋位置不準確

圖6 常年河CC碼填寫錯誤

4.3 相應(yīng)對策

地表覆蓋分類和地理國情要素成果出現(xiàn)的錯誤，一方面是由于監(jiān)測數(shù)據(jù)生產(chǎn)的專業(yè)性、復(fù)雜性，另一方面與項目的生產(chǎn)組織、作業(yè)人員的技術(shù)水平等因素有著不可分割的關(guān)系，因此這些質(zhì)量問題可從以下方面進行克服：

1）重視階段性培訓(xùn)，加強培訓(xùn)的針對性，做到培訓(xùn)內(nèi)容與生產(chǎn)所處的階段相結(jié)合，不斷提高作業(yè)人員的技術(shù)水平和細致作風(fēng)。

2）加強項目管理，強化全過程質(zhì)量控制，把工作做細做實，這樣才能保證成果數(shù)據(jù)集的質(zhì)量，提交合格的成果。

3）嚴格人工檢查要求，制定問題改后復(fù)查制度，提高全體人員的質(zhì)量意識。

4）合理利用質(zhì)檢軟件對成果數(shù)據(jù)的邏輯一致性、屬性一致性、圖層完整性等進行自動檢查，采用人機交互檢查的方式逐條對問題進行改正，實現(xiàn)把問題查清楚、查徹底、查全面，以保證成果數(shù)據(jù)集的質(zhì)量符合技術(shù)設(shè)計書、技術(shù)規(guī)范等的要求。

5 結(jié) 語

本文以基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測地表覆蓋分類和地理國情要素成果的質(zhì)量檢查方法和檢查內(nèi)容為依托，論述了成果質(zhì)量控制的關(guān)鍵技術(shù)問題；并結(jié)合項目實施情況，對地表覆蓋分類成果的采集精度和分類精度以及地理國情要素的位置精度、屬性精度和完整性等質(zhì)量元素常出現(xiàn)的典型問題進行梳理歸納，提出了應(yīng)對策略，為常態(tài)化基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測項目提供了技術(shù)支撐。