浅谈地理国情监测数据生产方法

刘晓 冯立杰 孙芳

（江西省自然资源档案馆 江西南昌 330025）

1 引言

地理国情属于基本国情, 并且是其中非常重要的组成部分，其主要表达人文地理与地表自然要素的空间分布、特征及它们之间的相互关系。监测目的是了解清楚我国人文地理要素和自然地理要素的现状以及它们的空间分布情况，使得提升地理国情信息对相关行业的服务能力，满足社会经济发展与建设生态文明的需要。

开展全国地理国情监测，系统掌握权威、客观、准确的地理国情信息，是制定和实施国家发展战略与规划、优化国土空间开发格局和各类资源配置的重要依据，是推进生态环境保护、建设资源节约型和环境友好型社会的重要支撑，是做好防灾减灾工作和应急保障服务的重要保障，也是相关行业开展调查统计工作的重要数据基础[1]。

2 地理国情监测主要内容

2.1 地表覆盖要素

地理国情监测内容分类中，地表覆盖是分类最为详细，要求最为严格，监测内容最为多样的。10 个一级分类中地表覆盖涵盖了前8 个，并且对每一项分类明确提出采集到的级别、上图面积以及精度要求。详细地表分类信息指标见表1。

2.2 地理国情要素

（1）道路要素采集信息

覆盖分类获得的图斑信息与地理要素中采集的道路中心线信息需要保证一致性。除道路被植被或其他类型遮蔽的地方，地理要素中采集的道路（包括铁 路、公路、城市道路和乡村道路）应该都落在对应位置上的地表覆盖类型的路面（包括铁路路面和道路路面）范围内。作为要素的道路可以根据当地的情况进行选择，但采集指标要求必须一致[2]。

（2）水域要素采集信息

一般来说，地表覆盖中采集的水面范围，只可能小于等于地理国情要素中采集的河道范围，除非采用的正好是洪水期拍摄的影像。

表1 地理国情监测一级分类指标

浮游植物覆盖的水面应归入水面覆盖范围。

按照影像资料反映的水面范围进行地表覆盖分类，并在元数据中完整准确记录所使用数据源的类型和时间特征。

（3）构筑物要素采集信息

本类型包含的内容比较广泛，包括除道路和房屋之外的所有存于地表、可见的人造物。如果有未纳入分类的构造物，可以根据需要对分类体系进行扩展，也可以直接归入其他构筑物一类中[3]。

2.3 其他要素

（1）遥感正射影像数据

遥感正射影像数据是地理国情监测中主要的调查数据源，同时也是监测成果数据的重要组成部分。遥感正射影像成果由原始卫星影像经过正射纠正生产的符合要求的正射影像成果，由正射影像文件、投影信息文件和元数据文件三部分组成。正射影像文件包括整景全色、多光谱、融合正射影像；元数据文件和投影信息文件按景生产，同轨道同时相的全色和多光谱正射影像及融合影像制作一个元数据文件，投影信息文件分别制作[4]。

（2）外业调查数据

外业充分利用便携式计算机辅助外业调查系统进行，外业调查数据由外业轨迹数据、实地照片、外业调查与核查数据以及元数据层等数据组成。

（3）解译样本数据

遥感影像解译样本数据是用于辅助遥感影像解译收集获取的地面实景照片以及对照遥感影像的样本数据。数据内容包括两类：一是地面照片，二是遥感影像实例数据。两类数据分别从不同的侧面反映地物影像形态特征，起到相互印证的作用，可以帮助解译人员更高效地认知遥感影像所包含的信息[5]。

遥感影像解译样本数据事例见图1、图2。

图1 水田（0110）样本示意图

图2 水域（1001）样本示意图

3 地理国情监测的作业流程

地理国情监测作业流程分为内业编辑与整理数据、外业调查、数据建库、统计分析和质量检查。

3.1 内业编辑与数据整理

内业编辑与数据整理是密不可分的两个工作阶段，首先根据普查基底数据和收集资料数据进行内业编辑，形成地理国情监测外业调查数据，经质量检查和外业调绘更新、修改完善，形成最终监测数据库成果。作业流程见图3。

图3 内业编辑与数据整理作业流程图

注意事项：

（1）大面积水田中间的面积达到400 平方米的小片林地、草地等需要单独进行分类；

（2）采集林地与其它地类相邻接的地方时，应尽可能放大，尽量保证细小转角都平滑划到，保证采集精度；

（3）图斑归类不合理，确保归类符合定义要求；

（4）房屋建筑区等图斑线避免出现拐角尖锐、生硬现象，采集房屋建筑区要保证建筑范围最小且用折线来勾绘；

（5）堤上有路时，路宽达到5 米以上的，路面范围按照道路归类，其余部分迎水的一面按照堤坝归类，非迎水的部分按照道路的组成部分采集。

3.2 外业调查

地理国情外业调查是地理国情监测工作十分重要的工作内容，是保证地理国情监测数据质量的关键环节，外业调查流程见图4。

（1）外业调查工作内容

1）检验内业判读解译的正确率。对内业采集的地理国情要素或地表覆盖分类的类型、边界和属性等信息内容进行外业实地抽样核查和结果统计，发现和更正判读采集过程中的错误。

2）补充完善内业判读工作中无法确定的、存在疑问的或信息内容不完整的地理国情要素或地表覆盖分类的类型、边界和属性等内容。

3）选择具有代表性和典型性的地物类型，实地采集遥感影像解译样本数据。

4）外业调查与核查形成的资料和记录，为使用成果用户提供判断数据质量情况的客观依据，为相关专题分析、多媒体制作提供素材。

图4 外业调查流程

（2）调查工具与数据处理

1）外业调绘系统

外业调绘使用工具为安卓端平板，主要功能为GPS 定位、拍照、数据读取与编辑以及国情专题数据录入。

2）外业轨迹处理

内业编辑时的疑问图斑是否经过外业调绘核实的凭证就是外业轨迹，而从平板中导出的外业轨迹数据是实时获取GPS 定位信息连接成的线状要素。由于外业人员操作失误、信号不好、路线规划不合理等等原因，导出的轨迹数据不符合上交要求。所以，每次外业结束后轨迹数据的处理是地理国情普查中非常重要的一个环节。

3）遥感解译样本筛选

遥感解译样本数据是辅助内业判读地物的准确性依据，样本要具有典型性、代表性，样本数据的筛选是遥感解译过程中非常重要的一道工序。

3.3 数据建库

在已建成的历年全国地理国情信息数据库基础上，按照承前启后、面向统计分析和监测应用、每年一版数据的原则，开发完善入库检查、处理与入库工具软件，对当年地理国情监测生产的成果数据进行批量入库检查、预处理、建库处理等系列处理后，集中入库到数据库中，并进一步升级完善数据库管理信息系统的功能，构建当年全国地理国情信息数据库；并根据监测数据采集过程中的生产标记，对当年监测中进行了纠错的图斑，对全国地理国情信息数据库中历年对应的内容进行修正。对汇交的正射影像数据完成检查整理，对生产元数据中记录的主要影像数据源和补充影像数据源涉及影像完成入库管理，形成一套在线的正射影像数据库；汇交的其他成果影像进行整理并建立数据目录后，按照统一要求进行归档管理。

3.4 统计分析

根据《地理国情监测基本统计技术规程》（GQJC 04），进一步完善基本统计方法和软件系统，完成基础数据准备、分县指标计算、平差处理和单元汇总，形成不同统计单元的汇总数据结果，编制各类统计分析报告和图件；同时，根据今年纠错情况，对上一年的统计结果进行修正，形成勘误结果。并充分利用普查和前期监测成果数据，结合专题资料，深入开展全国性综合统计分析。

3.5 质量检查

地理国情监测项目中，质量检查贯穿整个项目成果过程。

（1）主要检查项

1）几何问题，如面缝隙、面重叠、尖角等；

2）地表覆盖分类问题，如不合理分割、不达指标的小图斑、不该出现的地物代码等；

3）地理国情要素属性问题，如要素属性是否在值域内、与资料不符的要素是否外业核实等；

4）地理国情监测数据库测试的内容包括：资料质量、运行环境、数据库质量、系统结构与功能、系统管理与维护；

5）统计分析成果检查内容包括：数据集、报表、统计数据汇编、报告；

6）逻辑问题，低等级道路汇入高等级道路是否相交打断，水域要素是否完全包含水面（1001），构筑物要素中的堤坝是否包含在地表分类的堤坝（0721）中，水域要素的高水位是否画到地表分类的道路或房屋上等；

7）其他问题，如每项分类的样本数量是否足够、外业轨迹覆盖是否达标等。

（2）软件检查

质检软件反馈结果以矢量数据的形式表达，共四个，MultipointErrors、PointErrors、LineErrors和PolygonErrors，分别记录着地表覆盖分类点状错误、地理国情要素点状错误、线状错误和面状错误。

4 结束语

地理国情监测数据是制定和实施国家发展战略与规划、优化国土空间开发格局和各类资源配备的重要依据，为各部门和地方政府提供地理国情信息决策支撑。通过地理国情监测数据主要指标、作业流程、成果质量等内容的探讨，为自然资源专项调查等重大国情国力调查监测工作提供统一的地理空间公共信息基底。