洪 亮，汪 洋，陳翠嬋，杜 新，高 翔， 史 乘（.湖北省航測(cè)遙感院，湖北 武漢 430074；.廣東省國(guó)土資源技術(shù)中心，廣東 廣州 50075）

地表覆蓋和地理國(guó)情要素成果質(zhì)檢的探討

洪 亮1，汪 洋1，陳翠嬋2，杜 新1，高 翔1， 史 乘1
（1.湖北省航測(cè)遙感院，湖北 武漢 430074；2.廣東省國(guó)土資源技術(shù)中心，廣東 廣州 510075）

介紹了地理國(guó)情成果質(zhì)量評(píng)定的主要內(nèi)容，分析了質(zhì)檢工作中的檢查重點(diǎn)，總結(jié)了質(zhì)檢工作中常見(jiàn)問(wèn)題的檢查方法；并結(jié)合湖北省第一次地理國(guó)情普查試點(diǎn)測(cè)區(qū)的工作實(shí)踐，對(duì)今后全省全面開(kāi)展地理國(guó)情普查成果的質(zhì)檢工作提出了建設(shè)性意見(jiàn)。

地理國(guó)情普查；成果質(zhì)量；檢查方法

地理國(guó)情普查主要包括地表形態(tài)、地表覆蓋和重要地理國(guó)情要素3 個(gè)方面[1]。無(wú)論哪個(gè)方面，地理國(guó)情成果質(zhì)量都是地理國(guó)情普查的基礎(chǔ)，質(zhì)量才是普查的根本、普查的生命、普查的效益[2,3]。本文提出的地理國(guó)情普查成果檢查方法是先建立質(zhì)量保障體系，把各個(gè)環(huán)節(jié)的工作過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量結(jié)合起來(lái)，在每個(gè)工作過(guò)程中去抓質(zhì)量，先利用軟件進(jìn)行檢查然后人工干預(yù)。

1 地理國(guó)情普查成果的檢查重點(diǎn)

1.1 質(zhì)量評(píng)定的主要內(nèi)容及相互關(guān)系

地理國(guó)情成果質(zhì)量評(píng)定的主要內(nèi)容包括6大質(zhì)量元素[4]，分別為空間參考系、位置精度、完整性檢查、邏輯一致性、時(shí)間精度、表征質(zhì)量。其中，空間參考系主要檢查坐標(biāo)系統(tǒng)、高程基準(zhǔn)、地圖投影各參數(shù)是否符合要求；位置精度主要檢查要素與正射影像數(shù)據(jù)成果套合位置超限的個(gè)數(shù)，檢查覆蓋分類(lèi)與國(guó)情要素?cái)?shù)據(jù)套合位置超限的個(gè)數(shù)；完整性檢查主要是檢查要素多余的個(gè)數(shù)，包括非本層的要素；邏輯一致性主要是檢查屬性項(xiàng)定義是否符合要求，檢查要素重復(fù)、懸掛點(diǎn)、偽結(jié)點(diǎn)、要素未打斷的錯(cuò)誤個(gè)數(shù)；時(shí)間精度主要是檢查生產(chǎn)中使用的各類(lèi)原始資料的現(xiàn)勢(shì)性是否符合要求；表征質(zhì)量主要是檢查要素幾何類(lèi)型點(diǎn)、線(xiàn)、面表達(dá)錯(cuò)誤的個(gè)數(shù)，檢查要素幾何圖形異常的個(gè)數(shù)。

這6大質(zhì)量元素從不同的角度描述了地理國(guó)情成果質(zhì)量的特定方面，看似互相獨(dú)立，實(shí)則聯(lián)系密切。其中空間參考系和影像的時(shí)間精度是其他質(zhì)量元素的基礎(chǔ)，一旦數(shù)據(jù)的空間參考系和影像的時(shí)間精度不符合要求，那其他的質(zhì)量元素也必然錯(cuò)誤。位置精度也會(huì)直接影響屬性精度和完整性檢查，如果數(shù)據(jù)采集超限，就會(huì)導(dǎo)致周?chē)粦?yīng)該被歸并到一起的兩個(gè)地物類(lèi)歸并到了一起，從而導(dǎo)致有圖斑遺漏和屬性錯(cuò)誤。邏輯一致性中的拓?fù)湟恢滦砸灿绊懼碚髻|(zhì)量，如果出現(xiàn)要素重復(fù)、有懸掛、未閉合等情況，可能會(huì)影響到表征質(zhì)量的點(diǎn)、線(xiàn)、面錯(cuò)誤，還可能會(huì)有極小的面產(chǎn)生。這6大質(zhì)量元素相輔相成、互相制約，其中一個(gè)質(zhì)量元素不符合要求，都會(huì)對(duì)其他質(zhì)量元素產(chǎn)生影響。

1.2 湖北省地理國(guó)情成果的檢查重點(diǎn)

對(duì)于湖北省試點(diǎn)地區(qū)的地理國(guó)情普查，生產(chǎn)單位使用基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)1∶10 000數(shù)字線(xiàn)劃圖套合現(xiàn)勢(shì)性好的正射影像圖進(jìn)行對(duì)比，對(duì)發(fā)生變化的地方進(jìn)行修改、刪減和補(bǔ)充。重點(diǎn)檢查其位置精度、屬性精度、綜合取舍和遙感解譯樣本的數(shù)據(jù)庫(kù)錯(cuò)誤，并對(duì)地理國(guó)情普查過(guò)程成果開(kāi)展“過(guò)程質(zhì)量監(jiān)督抽查”。抽查嚴(yán)格執(zhí)行省普查辦制定的《湖北省第一次全國(guó)地理國(guó)情普查過(guò)程質(zhì)量監(jiān)督抽查工作方案》。

1.2.1 位置精度

位置精度主要是指地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)的采集精度。影像上界線(xiàn)明顯的地物分界線(xiàn)的采集精度應(yīng)控制在5個(gè)像素以?xún)?nèi)。特殊情況，如高層建筑物遮擋、陰影等，采集精度控制在10個(gè)像素以?xún)?nèi)。漸變地帶沒(méi)有明顯的分界線(xiàn)，過(guò)渡地帶的分類(lèi)至少保證上一級(jí)類(lèi)型的準(zhǔn)確性。試點(diǎn)測(cè)區(qū)的采集數(shù)據(jù)是套用以前的1∶10 000數(shù)字線(xiàn)劃圖的矢量數(shù)據(jù)，由于作業(yè)員對(duì)該矢量數(shù)據(jù)判斷不夠細(xì)致，導(dǎo)致部分應(yīng)該修改的矢量數(shù)據(jù)沒(méi)有修改。例如，水域（1001）沒(méi)有按照實(shí)際影像水域范圍，而用1∶10 000矢量數(shù)據(jù)采集（圖1），由于各人對(duì)數(shù)據(jù)采集方法理解程度不同，部分作業(yè)員按照高水位采集，而正確的采集方法應(yīng)該按照影像水面采集（圖2）。

1.2.2 屬性精度

由于依據(jù)目標(biāo)地物的特征“色” 、“形” 、“位”以及作業(yè)員的推理判別來(lái)解譯歸類(lèi)，會(huì)存在同譜異物和同物異譜現(xiàn)象，尤其是不同地物在影像上反映出相近的光譜特征，很容易出現(xiàn)分類(lèi)錯(cuò)誤，因此代碼分類(lèi)一般參照正射影像套合的矢量數(shù)據(jù)，外業(yè)核查樣本、調(diào)繪和檢查資料。

例如，林地類(lèi)的針葉林、闊葉林、灌木分類(lèi)混亂，導(dǎo)致了同譜異物現(xiàn)象；在耕地類(lèi)中水田和旱地的同譜異物現(xiàn)象也較多（圖3），區(qū)分混亂。在同一影像上相同光譜的植被應(yīng)該是相同的（圖4）。

圖1 水域采集錯(cuò)誤實(shí)例

圖2 水域采集正確實(shí)例

圖3 稻田、旱地采集錯(cuò)誤實(shí)例

圖4 稻田、旱地采集正確實(shí)例

還有一些錯(cuò)誤是由于實(shí)際影像中地物的屬性不同于數(shù)字線(xiàn)劃圖上的屬性，而作業(yè)人員沒(méi)有對(duì)其屬性進(jìn)行相應(yīng)修改。例如，把影像上稻田分類(lèi)到了水塘里。

1.2.3 綜合取舍

主要是檢查在作業(yè)過(guò)程中，對(duì)達(dá)到內(nèi)容與指標(biāo)要求的圖斑是否采集。例如水田旁邊的林地或草地面積達(dá)到400 m2應(yīng)該采集，不能和附近大面積的水田進(jìn)行綜合（圖5）。在山地地區(qū)，針葉林和闊葉林面積達(dá)到1 600 m2，并且界線(xiàn)較清晰的，針葉林和闊葉林應(yīng)該分別采集（圖6）。

圖 5 水田綜合過(guò)大錯(cuò)誤實(shí)例

圖 6 林地綜合過(guò)大錯(cuò)誤實(shí)例

1.2.4 遙感解譯樣本的數(shù)據(jù)庫(kù)錯(cuò)誤

主要是檢查樣本照片中的方位角。外業(yè)使用的采集平板，其電子羅盤(pán)靈敏度受作業(yè)環(huán)境等方面的影響，會(huì)導(dǎo)致方位角產(chǎn)生偏差。

2 檢查方法的探討

2.1 及時(shí)開(kāi)發(fā)方便、易操作的檢查軟件

地理國(guó)情普查項(xiàng)目工作量大、成果種類(lèi)多、數(shù)據(jù)負(fù)載量大、質(zhì)量要求高，要在有效的時(shí)間內(nèi)完成該項(xiàng)目，計(jì)算機(jī)程序?qū)τ谫|(zhì)檢的作用不可替代[5]。目前，地理國(guó)情成果檢查常用的軟件有國(guó)檢中心的概查軟件——地理國(guó)情普查成果質(zhì)量檢查驗(yàn)收軟件，還有詳查軟件——吉威的Geoway Checker for NC和武漢大學(xué)史文中教授研發(fā)的國(guó)普質(zhì)檢系統(tǒng)。地理國(guó)情普查成果應(yīng)該借助于這些已經(jīng)研發(fā)的、相對(duì)成熟的GIS軟件，對(duì)懸掛點(diǎn)、偽結(jié)點(diǎn)、面重疊、面縫隙、最小要素等進(jìn)行檢查。適當(dāng)結(jié)合人機(jī)交互，利用各層數(shù)據(jù)間的邏輯關(guān)系篩選，再根據(jù)結(jié)果逐步進(jìn)行排查[6]。

例如LCA層的水域面，理論上一定小于或等于HYDA層的高水位面，圖7的LAC藍(lán)色線(xiàn)所構(gòu)成的面，在某些位置已經(jīng)超出了高水位面。另一種在地理國(guó)情要素生產(chǎn)中常見(jiàn)的錯(cuò)誤是HYDL層水渠、河流的中心線(xiàn)采集的并不是中心，有時(shí)甚至超出HYDA層水渠、河流的面。圖8中紅色的是HYDL層雙線(xiàn)河流的中心線(xiàn)，藍(lán)色線(xiàn)所構(gòu)成的是雙線(xiàn)河流的高水位面，理論上河流中心線(xiàn)可能不被攝影時(shí)的水域面積所包圍，但是一定會(huì)被高水位面所包含。

對(duì)于這類(lèi)問(wèn)題，可以利用拓?fù)錂z查功能，新建2 個(gè)只包含水域面和高水位面的地物類(lèi)或新建1個(gè)包含水域面和1個(gè)包含中心線(xiàn)的地物類(lèi)，再新建1個(gè)拓?fù)湟?guī)則來(lái)檢查。

2.2 人工檢查

在任何一項(xiàng)測(cè)繪成果中，都有計(jì)算機(jī)軟件無(wú)法實(shí)現(xiàn)的檢查，這就需要實(shí)施人工檢查。在地理國(guó)情普查成果中，由于硬件原因會(huì)產(chǎn)生大量方位角偏差，需要認(rèn)真細(xì)致地比對(duì)照片，人工糾正錯(cuò)誤方位角（圖9～圖11）。

圖7 水域面積超出高水位面積實(shí)例

圖8 水渠、河流的中心線(xiàn)超出水域面積實(shí)例

圖9 目標(biāo)地物為茶樹(shù)

圖10 錯(cuò)誤的方位角（房子為中心）

圖11 正確的方位角（茶樹(shù)為中心）

2.3 引入科學(xué)有效的質(zhì)量控制方法

相比傳統(tǒng)測(cè)繪成果4D產(chǎn)品的質(zhì)量控制，地理國(guó)情普查成果應(yīng)該首先建立質(zhì)量保障體系，才能保障成果質(zhì)量。其核心是建立質(zhì)量責(zé)任制，明確各個(gè)部門(mén)和崗位的任務(wù)、責(zé)任、權(quán)限，使各項(xiàng)工作系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、程序化和制度化，把各個(gè)環(huán)節(jié)的工作質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，做到專(zhuān)人負(fù)責(zé)，責(zé)任明確，形成網(wǎng)絡(luò)[7]。

在檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的檢查體系問(wèn)題要持續(xù)不斷改進(jìn)，然后對(duì)檢查過(guò)程中成果存在的質(zhì)量通病，制定出糾正預(yù)防措施，杜絕類(lèi)似問(wèn)題再次發(fā)生，不斷提高地理國(guó)情普查成果的質(zhì)量。

質(zhì)量評(píng)定的準(zhǔn)確性和公正性將直接影響到最終成果的質(zhì)量。檢查工作應(yīng)具有科學(xué)性，不能融入過(guò)多的個(gè)人色彩，因此選擇恰當(dāng)?shù)馁|(zhì)量評(píng)定方法，無(wú)疑是至關(guān)重要的。缺陷扣分制作為傳統(tǒng)測(cè)繪成果的質(zhì)量評(píng)定方法，可以被引入到地理國(guó)情普查成果的檢查中來(lái)。這個(gè)方法對(duì)于地理國(guó)情普查成果的整體質(zhì)量評(píng)定具有操作性強(qiáng)、客觀(guān)、公正等優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合地理國(guó)情普查成果檢查驗(yàn)收與評(píng)定規(guī)定，通過(guò)各自的權(quán)重比例，采用加權(quán)平均可以得到準(zhǔn)確、公平、公正的地理國(guó)情普查成果檢查質(zhì)量得分。

3 結(jié) 語(yǔ)

隨著全國(guó)范圍內(nèi)地理國(guó)情普查的開(kāi)展和深入，檢查的經(jīng)驗(yàn)不斷累積，地理國(guó)情普查成果檢查的方法將會(huì)不斷豐富和完善。通過(guò)湖北省試點(diǎn)地區(qū)的成果檢查，湖北省地理國(guó)情普查成果的檢查應(yīng)該先建立質(zhì)量保障體系，把各個(gè)環(huán)節(jié)的工作過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量結(jié)合起來(lái)，從每個(gè)工作過(guò)程中去抓質(zhì)量，然后用軟件把能檢查的問(wèn)題都檢查出來(lái)，對(duì)軟件檢查不到的地方人工進(jìn)行檢查，從而提高檢查的準(zhǔn)確性和效率。

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1672-4623（2015）03-0006-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.03.002

洪亮，碩士，高級(jí)工程師，主要從事信息化測(cè)繪研究、地理國(guó)情監(jiān)測(cè)研究及測(cè)繪管理工作。

2014-09-09。