晋城市城市国土空间监测数据更新技术路线探讨

张 琦

（山西省测绘地理信息院，山西太原 030001）

0 引言

随着城市化进程的加速推进，国土空间资源的利用和管理面临着严峻的挑战。为了实现城市可持续发展，需要采取监测手段来了解城市的发展状况，并在科学决策中加以应用。国土空间监测是对国土空间资源利用状况进行监测、评估、预测和调控的一项重要工作，可以对城市的发展状况进行实时监测和分析，为城市规划提供科学依据；可以发现城市资源环境问题，帮助城市管理部门实现精细化治理，促进城市公共服务的提升。

本文依据《2022 年城市国土空间监测实施方案》［1］，以晋城市为例，提出了城市空间监测数据更新的技术路线。以年度国土变更调查为基础，采用遥感、卫星导航定位系统、地理信息系统和互联网等技术开展了晋城市城市国土空间监测数据更新，着重进行空间信息细化和地理要素更新：1）空间信息细化与补充，以数字正射影像（DOM）为基础，以收集到的相关资料为指引，结合实地调查，确定监测对象的位置、范围和属性；2）地理要素更新，参考收集到的水网和路网相关资料，结合最新的监测影像，对监测范围内的地理国情监测的水网和路网数据成果进行更新。通过监测数据成果得出城市国土空间变化情况和趋势，对城市规划和管理提供依据。

1 技术路线

根据年度国土变更调查数据、地理国情监测数据、各类专题数据及经正射处理后的卫星影像数据，通过内业解译、外业核查、空间数据综合分析等手段，采用变化范围标注、用地细化、要素提取的方法完成空间信息细化、标注和更新，并汇总各类数据形成本年度城市国土空间监测成果。空间监测总体技术路线如图1 所示。

图1 总体技术路线

2 数据来源

2.1 国土变更调查数据

年度国土变更调查成果数据主要包括土地利用、土地权属、境界与政区等数据内容。地类图斑作为空间信息细化与补充的本底数据，行政区和村级调查区作为全域监测的行政区界线，城镇村等用地作为确定城区监测范围的参考数据［2］。推土区和拆除未尽区可以作为空间信息细化和补充的参考数据。

2.2 地理国情监测数据

地理国情监测成果数据，主要包括地表覆盖分类数据、地理国情要素数据［3］。其中，地理国情要素数据中的交通网络数据集和水域网络数据集是本次监测对水网和路网要素更新的本底数据；地表覆盖分类数据、地理国情要素中的构建筑物要素数据和地理单元数据为空间信息细化和专题要素采集的参考数据。

2.3 遥感数据

晋城市城市国土空间监测使用的影像资料主要有：0.5 m 分辨率卫星影像数据和优于1 m 分辨率卫星影像数据。优于1 m 分辨率的卫星影像为市域全覆盖，共计47 景。其中，高分二号影像有32景，高分七号影像有15 景。

2.4 卫星导航定位数据

卫星导航定位数据包括兴趣点和路网数据。兴趣点共3.6 万条记录，数据为矢量点状要素，分为26 个大类，其中，居民住宿、教育、文化、卫生、社保、运动、休闲、公共设施、居民服务、公司企业和交通运输等类型是本次监测的重要参考资料。

2.5 专题资料

收集自然资源、生态环境、民政、统计、文物保护、教育、应急管理、铁路等专题数据。

3 具体实施步骤

3.1 正射影像纠正

对整景卫星影像按照影像匹配方式，与影像纠正控制源数据进行配准形成整景正射影像，在满足数据采集精度的前提下，对整景影像接边精度不做要求。

在遥感影像处理软件下，基于影像纠正控制源数据，对遥感影像进行控制点、连接点自动匹配。通过区域网平差解算定向参数。利用定向参数和数字高程模型对影像进行数字微分纠正，生成整景全色、多光谱影像成果。采用多波段融合技术生成16 位多波段影像成果。本次采用Pansharp 融合技术生成整景3波段8位真彩色融合影像。

3.2 空间信息细化和专题要素更新

3.2.1 交通网络数据更新

基于地理国情监测路网数据成果，参考专题资料，套合最新的监测影像在全域范围对铁路、公路、城市道路和交通附属设施等开展要素更新采集[4]，并且以年度变更调查界线作为全域范围，对于矢量漏洞区进行补充采集；收集各类与道路变化相关的专题资料，包括铁路、公路、城市道路、乡村道路相关的规划、建设、开通信息，以及交通部门关于路网的最新专题数据，最新不小于1∶10 000 比例尺道路相关的基础地理信息数据、城市建设信息、地名信息等，结合最新的监测影像，对监测范围内的地理国情监测路网数据成果进行更新。

3.2.2 水域网络数据更新

套合最新的监测影像在全域范围对河流、湖泊、水库和坑塘等水域开展要素更新采集，并以年度变更调查界线作为全域范围，对于矢量漏洞区进行补充采集；收集各类与水网变化相关的专题资料，结合最新监测影像，对监测范围内地理国情监测水网数据成果进行更新。

3.3 外业调查、核查及数据编辑

对内业难以判定属性信息的监测要素图斑开展外业调查、核查。对于漏采、新增和发生变化的要素或者图斑进行补调和补测。

外业调查、核查及质量检查工作同时记录了行程轨迹，作为外业调查的工作依据和元数据基本来源。外业线路以实时定位设备输出的轨迹线路图为基础，根据外业的实际有效行程和实地照片拍摄位置的分布，删除重复线段和非外业作业区的无效路段，编辑漂移点和断点，行程客观反映外业实际作业区的行程路线，按照元数据中相应图层的要求，填写好相应的属性。

内业数据编辑整理时，可以直接参考利用外业调查的成果，辅以正射影像数据和实地照片，进行复核和修改。编辑整理后的数据应与外业调查数据保持一致。

3.4 生产元数据信息采集

生产元数据采用的数学基础与空间信息细化补充的矢量数据一致。生产元数据在生产过程中各个环节中与数据同步采集，根据各项生产记录整理生成。没有相应的内容元数据层提交时保留空图层。

3.5 质量检查与控制

3.5.1 生产过程质量控制

质量控制贯穿于生产全过程，技术管理人员和质量检查人员加强生产过程的技术指导和质量检查[5]。通过阶段性总结、内部沟通等形式，统一生产人员对有关技术标准的正确认识，提高功效、确保质量。

3.5.2 成果质量控制

在作业员自查基础上，质检员开展对成果的一级检查，并做好详细检查记录。作业员需认真对所查问题进行修改，并填写修改说明。质检员要对修改情况进行复核，通过一级检查的单位成果，才能进行二级检查。二级检查由生产单位质量检查部门专职质检员对一级检查资料进行审核。对于检查出的错误修改后经复查无误，方可提交验收，形成二级检查合格的单位成果。

4 成果应用

晋城市国土空间资源的利用和保护需建立在广泛的数据基础上，并通过科学的分析和评估指导决策制定。国土空间监测成果可以为晋城市政府相关部门提供大量可靠的基础地理信息数据，以便更好地理解国土空间资源的现状和变化趋势，进而优化城市布局和资源配置。采用遥感技术并建立监测系统对其进行持续监测，能够及时追踪土地的利用状况，纠正不合理的利用方式，制定环境保护政策、评估环境影响、指导生态修复工作，促进国土资源的可持续利用。监测城市国土空间的交通相关情况，可以为城市交通规划和管理提供重要数据支持，优化道路网络、交通信号控制，提高交通运输效率，减少交通事故。

5 结语

城市国土空间监测是保障国土空间资源合理利用和环境可持续发展的重要手段。本文主要介绍了从基础数据及专题数据的收集整理、正射影像生产到国情监测数据更新的城市国土空间监测数据更新生产技术流程。对工作中遇到的生产工艺流程、处理方法等方面的问题，做了说明和解释。晋城市城市国土空间监测数据更新技术路线也经历了数据处理经验从少到多，随着生产成果的分批次提交，监测数据的精度也得到不断提高。未来城市国土空间监测应加强监测和管理的科学性、精准性和效率性，注重数据共享、技术创新和政策支持，以促进国土空间资源的可持续利用和国家经济社会发展的可持续健康。