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关于福建省地理国情普查成果质量控制的探讨.doc

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关于 福建省 地理 国情 普查 成果 质量 控制 探讨
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龙岩学院资源工程学院毕业论文题 目: 关于福建省地理国情普查成果质量控制的探讨 资源工程学院- 1关于福建省地理国情普查成果质量控制的探讨【摘要】质量控制是全国第一次地理国情普查的重点环节,是获取真实、可靠数据的基本保障。本文依据相关国家标准和国情普查相关技术规程,结合自身在第一次全国地理国情普查中所遇到的种种问题,针对生产实际,采用“化整为零”的方法,通过人工检查与人机交互检查两种检查方式的结合使用,把国情整体的的质量控制分割为各个紧密相连的部分环节的质量控制,进而循序渐进控制整个普查成果的质量。【关键词】人工检查;普查成果质量;质量控制目录1.引言 ...................................................................................................................................................................11.1 课题背景 ...............................................................................................................................................11.2 课题的国内外研究现状 .......................................................................................................................11.3 课题的意义 ...........................................................................................................................................11.4 课题的内容 ...........................................................................................................................................12.普查成果控制的技术路线 ...............................................................................................................................12.1 成果控制的技术路线 ...........................................................................................................................12.2 检查方式 ...............................................................................................................................................32.2.1 人工检查 ..................................................................................................................................32.2.2 人机交互检查 ..........................................................................................................................32.2.3 二者关系 ..................................................................................................................................33.质量检查的内容 ...............................................................................................................................................33.1 数据源的质量检查 ...............................................................................................................................33.1.1 影像 ..........................................................................................................................................33.1.2 基础数据与专题数据 ..............................................................................................................33.2 地表覆盖分类数据检查 .......................................................................................................................33.3 地理国情分类数据检查 .......................................................................................................................63.4 复查 .......................................................................................................................................................83.4.1 复查的重要性 ..........................................................................................................................83.4.2 一级检查要求 ..........................................................................................................................83.4.3 二级检查要求 ..........................................................................................................................84. 总结及展望 .....................................................................................................................................................9致谢 .......................................................................................................................................................................9参考文献 .............................................................................................................................................................1011.引言1.1 课题背景我国是一个人口大国,地域辽阔,是一个处于发展中的社会主义国家。在未来的几十年里,我国将处在重要的发展时期。为了全面的掌握我国国情的基本情况,满足生态文明建设与社会的经济发展,国务院决定在 2013 年至 2015 年之间开展第一次全国地理国情普查工作 [1],这是我国测绘历史中的一个重要里程碑。但是,在我国,地理国情普查成果质量的控制还是一个全新的课题,暂时还没有形成一个系统、规范的地理国情普查成果质量控制体系。1.2 课题的国内外研究现状在国内,虽说没有完整的国情普查成果质量的控制体系,但已经有许多关于成果质量控制的研究与经验。如苟卫涛,赵力彬,郭秋燕,刘军,霍群英分析 GeowayDPS 软件在制作精细国情 DEM 数据的优势 [2],为国情质量成果提供了最基础的数据保障;穆智杰,卢志华,郭新灵使用统计方法分析地理国情质量控制技术,以提高调查结果的质量 [3];刘雅丽通过对地理国情普查内容及技术路线分析,讨论了作业流程的优化 [4]。在国外,对国情普查成果质量的研究已经开展多年,并且形成了专业的系统与应用。美国地质调查局(USGS)利用数字地形图、实时卫星影像遥感数据,结合大型计算机建模的技术手段,随时随地掌控国情的变动,保证了国情质量 [5]。在欧盟,通过国际之间的合作与区域相互协调,统筹规划各地区的卫星观测数据,并进行共享整理,在大大降低了国情监测成本的同时,提高了对成果质量的控制。1.3 课题的意义正是由于地理国情对我国的发展起着至关重要的作用,所以地理国情成果质量的控制显得更加尤为重要。控制好地理国情普查的成果,是对今后国情监测的一个重要基础对照,也是国家了解当今国力、资源的重要依据 [6]。我国地大物博,各种资源丰富,高质量的国情普查成果是推动国家发展、保护生态环境的重要保障,是掌控国情信息、为国家的资源规划与战略发展提供重要依据。如今是一个信息时代,我们需要适应信息社会不断向前,不断的提高工作效率。有了地理国情普查成果的可靠信息,国家在城市规划、生态建设、经济布控等各方面都可以实现信息化办公,大大提高了工作效率 [7]。运用信息平台,结合强大的地理国情数据库,实现现代化的管理,优化了政府的管理职能,为推动国家的发展壮大做出了贡献。因此,只有控制好普查成果质量,才能真正的为国家,为社会的腾飞打下坚实的基础。1.4 课题的内容本文是基于本人在福建省第一次地理国情普查项目实际生产过程中所遇到的问题,研究控制普查成果质量的方法。本次研究的内容主要有原始质量的控制,地表覆盖分类信息采集的控制,地理国情要素采集的控制,以及对数据信息管理体系的控制。2.普查成果控制的技术路线2.1 成果控制的技术路线第一次全国地理国情普查是利用基础地理信息数据成果及其他专题数据,基于多源、高分正射影像 [8],按照《GDP J01-2013 第一次全国地理国情普查内容与指标》要求,采用自动处理与人机交互方式 [9],采用“内-外-内”相结合的生产组织模式,即先由内业进行解译,再由外业实地核查与调查,再内业进行数据修正、整理、建库的技术流程。因此,质量成果的控制也必须根据普查流程的各个具体环节来开展。采用“化整为零”的方法,通过人工检查与人机交互检查两种检查方式的结合使用,把国情整体的的质量控制分割为各个紧密相连、不可分割的各个环节的质量控制,进而循序渐进控制整个普查成果的质量。从数据源选取的质量检查,地表覆盖要素采集的检查,国情要素采集的检查以- 2及数据的管理验收等方面进行控制。只有把握好每个环节的质量检查,才能确保整体质量。具体流程如表 2-1 所示。- 3数据源的质量检查影像基础数据专题数据地表覆盖分类数据检查图层信息套合精度接边检查地理国情要素数据检查图层信息套合精度接边检查复查一级检查二级检查人工检查人工检查人工检查人工检查人工检查人机交互检查检查人机交互检查检查人工检查人工检查人工检查人工检查图 2-1 成果控制技术路线流程图- 42.2 检查方式2.2.1 人工检查人工检查是通过人工对地表覆盖的影像解译精度,解译的正确率,分类的正确率以及图斑的套合度进行检查,还包括国情的属性数据和几何数据。人工检查是国情普查过程质量控制的主要方法。2.2.2 人机交互检查人机交互检查是利用相应软件建立每一图层要素中自身的拓扑关系和各个图层之间的拓扑关系,并利用这些规则对地理国情进行拓扑关系的检查 [10]。包括面面相交,面面重叠,图斑缝隙,漏图斑,尖角,最低上图指标的检查等,保证地理国情数据之间相互关系的正确。2.2.3 二者关系人工检查和人机交互检查都是国情普查中质量检查的重要方法。人工检查主要是针对地理国情数据的属性、精度以及结构正确性的检查;人机交互检查主要是针对了地理国情数据之间拓扑关系与空间位置关系的合理性的检查。两种检查方法相互配合,缺一不可,分别从不同方面保证了地理国情普查成果的质量。3.质量检查的内容3.1 数据源的质量检查3.1.1 影像数字正射影像数据是开展地理国情普查的工作底图,也是普查成果数据的重要组成部分 [11]。选择一张影像清晰,信息量大的卫星底图更有利于内业的初步解译。若影像图选取不当,不仅大大增加了作业的难度,也降低了最终成果的质量。因此底图的选择是成果质量控制中的一个关键环节。卫星影像具有时效性,多样性,为了配合内业解译的要求我们选择底图必须要遵循一些原则。(1)时效性;国情普查所调查的是当前国家的信息,因此影像图的拍摄时间对作业起着至关重要的作用,当同一区域有着多个时间段同等级的影像时,应选择时间近,影像新的影像,这样才能保证地理要素与国情要素的正确性。(2)分辨率;分辨率的大小直接影像作业员内业解译的质量,故应选择分辨率高的影像。综合考虑到成果的精度要求以及成本,0.5 m 分辨率的正射影像已经能够达到国情普查的项目技术要求。故所选底图的分辨率应不低于 0.5m。(3)优先级;倘若所选的影像存在大面积的云层,无法清晰的识别地物地貌,可选择早期质量较好的影像替代,但对于云层覆盖外的影像,则必须使用优先级高的影像图。对于只有全色的影像,可采用谷歌地图上的影像进行辅助。3.1.2 基础数据与专题数据福建省地理信息中心提供了数据格式各异、种类繁多的专题数据,这些专题资料难以直接加以利用,为能使得这些资料用于地理国情普查,需要对专题资料进行了详细分析检查和整合处理。3.2 地表覆盖分类数据检查在地表覆盖的采集过程中,经常由于每个作业员人员自身见解不同,以及操作技术能力的差异,会出现各种影响最终质量成果的问题,在这里,本文结合部分自己作业过程中的实际案例和福建地理国情普查数据的采集要求,就福建省地表覆盖分类信息采集过程中出现的问题进行详细的阐述,并提出检查的重点。(1)检查地物地貌的采集线条是否合理。如图 3-1,影像精度严重偏差,达不到 5 个像素点的精度要求,道路以及耕地的边界采集时,套合度是重要指标,不可随意用曲线绘制,更不可出现小于30°的尖角。图 3-2 中尖角小于 30°,影响了最终的质量成果,不可采用。- 5图 3-1 影像套合精度不够 图 3-2 尖角错误(2)检查相邻图斑属性相同的地物有没有合并。由于软件缺陷导致因 tag 值不同,相邻图斑相同属性的图斑不会被自动合并,因而在最后的软件检查中出现大量问题。为了避免这类问题,作业员应先合并,再修改 tag 值。如下图 3-3 中,相邻的房屋建筑区因为 tag 值而没有合并,这是一个很严重也很普遍的问题。图 3-3 相邻同属性图斑没有合并 图 3-4 异谱同物 (3)注意同谱异物与异谱同物的问题。同谱异物“顾名思义也就是不同的地物由于生长环境的影响光谱曲线相同” 。异谱同物“说的是相同的地物由于周围环境、病虫害或者放射性物质等影响,造成的相同的物种但是其光谱曲线不同” 。在国情普查中,面对这种情况,就必须做上标记,等待外业调绘,只有拍下的解释样本照片中支持,才能在最终成果上出现。上图 3-4 中就是异谱同物的典型例子,影像上的纹理差异明显,但经过实际调绘,确为同一地物。(4)检查图斑是否遗漏。在拓扑编辑时,由于软件的问题,经常会出现大面积的图斑丢失,仅剩下线型属性。经测试,可能是由于构面时引起的。在构面时一定要将要构面的线全部显示在屏幕中。如图 3-5 与图 3-6,是同一图幅在构面前后的对比,其中图 3-6 中的红色线内表示此图斑已经丢失,不存在面。因此,在上交检查之前,要对自己作业的图幅进行全面的面积统计,查看是否丢失图斑。图 3-5 图斑未丢失 图 3-6 图斑丢失- 6(5)注意在作业中因为操作不当而引起的重叠、缝隙等问题。如图 3-7 中,0360 与 0710 图斑出现重叠。对此类问题,作业员应在绘图作业中提高作业的态度,加强技术要求的培训,减少因操作不当引起的偏移,重叠。避免把不必要的问题留给检查人员,导致返工,从而防止各种问题堆积,到最后难以一次修改到位。图 3-7 图斑重叠(6)检查是否存大量不达标的小图斑。在接边处外,存在大量面积过小的图斑,达不到最小采集指标的 70%,这类图斑属于不合理图斑,应就大就近归类。但是由于内业作业时,不可能时时刻刻关注每一个图斑的大小,经常会有许多面积不够上图指标的图斑,特别以单独的房子居多。所以每一个作业员应在最后上交之前利用软件对全图的图斑再一次进行一次统一的检查。 (7)检查河流与道路相交时采集是否正确。道路与河流平交时,需要对比二者之间的宽度。若河流宽度比道路路面要宽,则保留河流的连通性;若河流宽度比道路路面窄,则保留道路的连通性。所以图 3-8 中的采集方法是错误的,应该断开道路。图 3-8 道路与河流相交 图 3-9 被植被遮盖的路(8)检查地表覆盖中道路的连通性。有时候山上道路中的某一小段会被茂密的植被所遮盖,为了不影响道路的连通性,可以根据道路的形态和走向对被遮盖的道路轮廓进行勾绘;只有当路面完全被植被遮掩,无法判别路面范围时,按照植被类型进行归类,如图 3-9。(9)检查小区道路分类是否正确。城市里新建的小区里面的道路比较宽,旧的小区道路相对较窄,而且大部分小区都可以在道路旁停放车辆,但是又不是专门的停车场。所以在这种情况下,住房建筑内低于 5 米的道路,可以纳入住房的建筑面积,5 米以上的道路宽度应根据路面的分类。根据讨论,尽管路面两旁停放有一些车辆,但是实际用途仍然是用于行人,车辆的通行,所以建议小区内部 5 米以的道路按照路面采集,小于 5 米的狭长路面,就大就近合并到房屋建筑区里。(10)检查施工地与拆迁工地的变动。由于影像的时效性,如果影像上是施工地或者还没有施工- 7的迹象,但实地上已经是建好的房子,道路,桥梁或其他建筑物。这时候,不宜归入施工地,应按照实际情况归类,如图 3-10。城镇中的房屋拆迁待建区域,则应归入建筑工地类,如图 3-11。图 3-10 施工地 图 3-11 拆迁工地3.3 地理国情分类数据检查(1)检查投影坐标系是否正确,部分县域错误的使用 WGS84 坐标系,以县域为单位的国情要素与地表覆盖的应采用 2000 国家大地坐标系,采用地理坐标,经纬度坐标值以“度”为单位。采用双精度浮点数表示,至少保留 6 位小数。高程基准采用 1985 国家高程基准,高程系统为正常高,高程坐标单位为“米” [12]。(2)检查面重叠,部分作业单位进行国情数据采集时,误用三维多段线的线型采集数据,导致数据出现面重叠现象。(3)检查国情要素中的属性值与专题是否一致,如面积、库容量、道路编码、名称等,若是经过外业核查后,需要在技术总结中做相关的说明。若未经过外业核查,则一切以专题为主。(4)根据全国水利资料普查资料检查水利行业编码、水利行业河流级别是否正确。(5)检查 HYDA 层河流、渠遇桥、堤坝等物体有无保持贯通,图 3-12 为错误实例。图 3-12 河流未贯通图 3-13 坑塘漏采集(6)检查国情要素是否漏采集,比对专题资料存在医院、学校、尾矿库、桥梁、水库、主体功能区等漏采集现象。部分构筑物虽然专题资料没有但影像上可明确判读并符合采集指标未采集。图 3-13为坑塘漏采集的实例。(7)检查道路及水系层是否存在未构网,水系矢量方向错误,悬挂点、伪结点现象,水系结构线未落入水域面内等问题。(8)注意国情要素之间的关系表示是否合理,如桥梁未落入道路要素,水闸和水系要素的关系表示不合理。有的图幅中 LCA 中采集了堤坝,但在 SFCL 图层中未采集。(9)检查城市道路与公路的关系。部分城市道路与公路为同一段路,但采集的路宽、车道数、铺面材料等属性不同,例如图 3-14。
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