基础性地理国情监测数据质量控制关键技术研究

翟继伟

（辽宁省基础测绘院，辽宁锦州 121003）

2013年开展的第一次全国地理国情普查成果已应用于“多规合一”、城市规划实施监管、环境保护与治理等多个领域。随着应用领域的扩大、应用层级的提升，对持续开展变化监测提出了迫切需求。2019年，地理国情监测利用符合要求的高分辨率航空航天遥感影像，整合了最新的基础地理信息数据及相关部门专题数据，全面掌握所辖陆地范围及沿海有人居住岛屿自然和人文地理要素的现状和变化情况，以支撑自然资源管理工作，持续服务生态文明建设。

一、主要特点

地理国情监测成果数据包含数字正射影像数据、地表覆盖分类数据、地理国情要素数据、地理国情监测生产元数据、遥感影像解译样本数据等，成果形式多样、类型丰富。同时项目涉及范围广、地形类别多样。在监测工作执行过程中，开展过程质量控制、全程质量检查与验收等工作。

地理国情要素数据与传统的基础地理信息产品相比，有相同也有不同。不同类型数据的成果质量表征指标是有所区别的，其中地表覆盖分类数据、地理国情要素数据、地理国情普查数据生产元数据的质量表征为错误率，遥感影像解译样本数据及基本统计成果的质量表征为错漏数量。而成果数据中包含了栅格数据、数据库数据、文本数据等，虽然数据格式、数据结构等多种多样，但数据间存在着逻辑关联，所以应针对成果数据特点构建完整的质量控制方案。

二、数据质量元素分析

地表覆盖分类数据、数字正射影像数据、地理国情要素数据以及元数据成果评定的质量元素均包含空间参考系、逻辑一致性两大类内容。

除元数据外的三种数据成果还均包含表征质量、时间精度两大类，除地表覆盖分类数据外的三种数据成果还均包含位置精度大类，除数字正射影像数据外的三种数据成果还均包含属性精度大类，地理国情要素数据和元数据还包含完整性大类。

除了这些共同的智联元素大类，数字正射影像数据还包含影像质量和附件质量大类，地表覆盖分类数据还包含采集精度和分类精度的两大类。

通过分析发现，不同数据成果质量元素中既有相同又存在差异，这种差异不仅体现在这些质量元素大项中，还存在于相同质量元素项中的子项以及相同子项中依据数据特点而定制的不同技术要求。例如，不同数据中逻辑一致性的质量元素子项就不尽相同，地表覆盖分类数据和地理国情要素数据的逻辑一致性中包含概念一致性、格式一致性、拓扑一致性三个子项，但拓扑一致性子项中地表覆盖分类数据包含面缝隙、面重叠、连续三部分内容，而地理国情要素数据则包含重合、重复、相接、连续、闭合、打断、约束条件七部分内容。所以我们应针对这些质量元素制定高效的质量控制方案和技术方法。

三、数据质量控制要点分析

基础性地理国情监测项目的数据质量检查，主要依据《数字测绘成果质量检查与验收》《测绘成果质量检查与验收》《基础性地理国情监测过程质量检查与监督抽查规定》《基础性地理国情监测检查验收与质量评定规定》等技术规定。所有数据均应检查数据格式是否正确，数据是否可用，文件组织、文件命名是否符合生产规定要求；检查图幅数据范围是否正确；检查坐标系统、高程系统、地图投影各参数是否符合要求。

1.数字正射影像数据

检查成果数据地面分辨率是否符合技术设计要求；

检查房屋、道路、桥梁等线型地物是否存在变形扭曲现象；

影像镶嵌后片与片之间不能造成影像重影，保证影像清晰，反差适中，影像无模糊、错位、扭曲、拉花等现象。

2.地表覆盖分类及国情要素数据

检查原始资料数据源是否符合时点要求、检查监测成果数据是否符合时点要求；

检查数据图层、属性表结构的定义是否符合设计要求；

检查是否存在图斑缝隙、图斑重叠，检查位置相邻的属性一致的不连续图斑错误，检查位置相邻的属性一致的不连续图斑错误，地理国情要素还应进行重合，重复，相接，连续，闭合，打断，约束条件的检查；

检查与正射影像套和超限错误的要素个数，检查图斑几何位置接边超限错误；

检查图斑分类正确性，包括分类代码值不接边的错误，检查与地表覆盖分类数据套和明显不合理的要素个数。检查要素接边超限的个数（含几何位置和属性值）；

检查变化区识别的完整性，包括多余和遗漏的错误；

检查要素属性值是否存在错漏；

检查要素是否有线和面要素硬折等几何图形异常错误。

四、关键技术方法

随着常态化基础性地理国情监测工作的正常开展，监测成果数据已被广泛应用于辅助政府决策、环境保护、自然资源审计等方面，因此需要地理国情监测成果翔实、客观地反映自然和人文地理要素的种类、空间位置、范围、面积等基础信息，保证监测成果质量成为地理国情监测面临的主要问题。

1.全自动质量检查与评价

针对质量元素中能够用固定算法建立模型，通过设计程序进行质检的，尽量利用工具进行全自动的检查。这样不仅能够通过批处理等方式提高质检效率，最主要的是能够大幅降低人为质检产生的误判率，尤其是针对要素属性、几何逻辑关系、数据接边等方面，自动化检查能够对人工极难分辨的错误进行高效检查。

2.人机交互法质量检查

有些质量元素虽然能够依据算法建立质检方案的模型，但是无法找到适用于全部要素的模型，针对这种情况，就需要将应用此模型质检后的检查结果返回进行人工确认，缩小人工检查的范围。对于一些能够用程序检查、但需要人工确认的质量问题，采用人机交互检查方法，是对程序自动检查和人工对照检查的补充。

3.人工质量检查

尽管人工对照检查的效率远低于程序自动化检查，但是目前仍然有一些质量元素必须依赖此种检查方法，例如，数据与正射影像的套和检查，目前最有效的还是人工对照检查方法。但是相信随着科技的不断发展、经验不断的积累，越来越完善的质检算法模型将被建立，质检工作的效率和正确率必然会不断提升。