基础性地理国情监测数据成果交互质检方法的研究

王 璁

(宁夏回族自治区自然资源厅国土测绘院，宁夏 银川 750001)

基础性地理国情监测是指通过现代化地理测绘信息技术对地表自然要素和人文要素进行系统调查，统计分析其主要特点以及时空演变特征信息。基础性地理国情监测数据成果主要包括地表覆盖数据集、遥感解译数据集、国情要素数据集、航空遥感正射影像图以及各种统计分析报告，而地表覆盖数据集和国情要素数据集是地理国情监测数据结果的重要组成部分，其质量高低直接影响到地理国情监测结果。因此，对地表覆盖数据集和国情要素数据集进行质检是关系到地理国情监测数据质量的重要环节，而保证检查结果的准确性最有效的方法是对其进行科学的质量检验。本文对基础性地理国情监测数据中的地表覆盖数据集和国情要素数据集进行交互质检，从而更好地保证监测数据的准确度。

1 数据采集概述

基础性地理国情地表覆盖分类数据集是以地表覆盖物自然属性为依据，将其划分为种植地、林草覆盖、范围性房屋建筑、交通路线设施、人工开发区域、荒漠、水域等多种类型的地理单元。地理国情地表覆盖不同地类之间不重叠，但是在空间上满足地表的全方位覆盖，详细数据采集流程如图1所示。

图1 地理国情地表覆盖分类数据采集流程

国情要素基本数据是指多种地理资料，如交通道路设施因素、水域因素、建筑物因素、地理单元因素等，其数据采集流程如图2所示。

图2 地理国情要素基本数据采集流程

2 数据质检内容

基础性地理国情监测数据质检内容主要包括地表覆盖数据及国情要素数据是否存在错误，数据结构之间是否符合逻辑规范，数据之间的处理是否准确无误等。本文从数据集与图层一致性、属性项一致性、数据拓扑一致性三个方面对地理国情监测中地表覆盖数据以及国情要素数据交互质检方法进行分析。

2.1 数据集与图层一致性

对数据集元素的检查首先是判断逻辑是否一致，而逻辑一致性又分为多个子因素，如概念一致、格式一致等，这就需要判定数据集结构和数据精度是否准确无误。

图层的检查元素通常分为逻辑一致性和数据完整性，逻辑一致性又分为概念一致和格式一致等多种子元素，而完整性则可以划分为多余子元素、遗漏子元素。通过对逻辑一致性、完整性的分析，确保图层类型准确无误，并检查图层中是否有多余或遗漏。

2.2 属性项一致性

属性项一致性通常是指对地表覆盖物的类型和国情要素数据属性、长度等进行检测，主要检查数据是否存在多余属性项，有无遗漏属性项。

2.3 拓扑一致性

拓扑一致性通常是由网络拓扑检查、层间拓扑检查以及层内拓扑检查三方面内容构成。

网络拓扑检查是指河流和水域相交处是否打断并存在结点；道路和网络弧相交处是否打断并存在结点；检查道路、水域等是否属于相同对象并不会断续；不同水域之间是否存在完整的流域网络、水流方向是否满足需要和逻辑关系。

层间拓扑检查是指观察各个关联层数据的变化和拓扑一致性是否满足基本要求。其中，点线之间的拓扑检查主要是分析建筑物和道路、水域等拓扑关系准确与否以及是否符合逻辑性；线线之间的拓扑检查是对行政线和相应行政面边线的关系进行分析，确定两者之间是否存在重叠部分；面面之间的拓扑检查则是根据行政面之间的剖分关系判断各行政区是否一致。

层内拓扑检查是指根据数据集类型进行现状因素拓扑检查和面状因素拓扑检查。其中，面状因素拓扑检查通常是观察各个图层之间相邻要素中的裂缝交叉、重叠等多种类型的拓扑错误类型。现状要素拓扑检查一般是对独立线、短微线、多余节点和重叠线、断点等多种形式的拓扑错误检查。

3 数据质检方法

在对地理国情监测数据进行质检时主要运用人工对照检查、人机交互检查、程序自动检查三种方式进行。由于采用单独一种方式检查时容易出现系统误差，因此，在实际操作过程中一般采用多种方法相结合的方式来实现对监测结果中地表覆盖数据及国情要素数据的质检。

3.1 人工对照检查

由于数据较为复杂，无法通过自动化程序对数据进行检查。因此，需要采用人工介入方式对监测数据进行自检，检测内容主要包括数据准确度、数据和影像是否保持一致、地物采集归类错误等。

3.2 程序自动检查

采用程序自动检查对数据判定结果较为准确，首先计算机程序根据数据的空间属性信息，对数据结构进行判定；其次，根据数据逻辑关系，分析数据系统中存在的问题。

3.3 人机交互检查

采用计算机与人工对照方式对数据进行检查，首先通过计算机程序对地表覆盖数据及国情要素数据进行自动检查，在程序判断无误情况下再通过人工来判断数据是否准确无误。

4 数据质检中应注意的问题

4.1 地表覆盖变化信息采集正确性检查

UV-LCRA层是指地理国情监测数据集中的地表覆盖层。在对历年监测数据分析时发现，地表覆盖层数据变化量较大，对监测数据造成的影响最为严重。因此，如果存在过多的属性错误，则可能导致监测结果存在较大误差。同时在对地表覆盖层检测过程中很容易出现TAG赋值错误，值域范围可能出现以下几种类型：“1”表示图斑经内业判读能够对覆盖类型进行确定；“2”表示图斑在业内判读中无法准确判定覆盖类型，还需进一步检查确定；“3”表示图斑可以开展外部核定；“4”表示图斑的类型还处于不确定状况，需要在日后操作时重新检验。同时，ChangeType也可能存在赋值失误的情况，如本地数据中TAG是4，但在监测数据中不存在发生变化的图斑，TAG赋值应当为174。在与本地数据进行对比核对时图形节点发生变动，而ChangeType未进行标注或标注错误。

4.2 构筑物的检查

在监测数据中构筑物变化较多，因此应当重点进行检查，并注意新添的体育场、停车场、固化池、堤坝、广场等信息是否存在遗漏更新，并检查其他地理环境关系是否合理。容易出现变化的信息要素，如温室大棚、碾压踩踏地表等，分析其面积等信息是否发生变动。温室大棚检查过程中应当注意到耕地范围内临时新添大棚可以不做变化处理，新添的建设标准较高的大棚应当按照简易大棚的要求进行采集。

5 结语

地理国情监测包含两方面的意义：(1)地理国情监测拥有完善的空间可视化信息处理能力，是对政府关注的地理问题展开分析的有效方式之一，能够更方便地计算出最佳决策规划和问题的解决方案；(2)地理国情监测所得结果拥有真实和准确的特性，因此可以对经济指标的分布和空间逻辑关系进行客观反映，帮助工作人员总结空间规律。因此，地表覆盖数据以及地理国情要素数据的质量就显得尤为重要，本文从数据和图层一致性、数据拓扑一致性以及属性一致性等角度入手，展开交互检测，对地理国情监测地表覆盖数据和国情要素数据进行分析，从而更好地保证数据的精准性。