淺談地理國情要素數據質量檢查的技術要點

何德俊，楊勝保，葉 青，王 歌，劉光輝

（1.湖北省測繪工程院，湖北 武漢 430074；2.湖北省水利水電規劃勘測設計院，湖北 武漢 430070）

淺談地理國情要素數據質量檢查的技術要點

何德俊1，楊勝保2，葉 青1，王 歌1，劉光輝1

（1.湖北省測繪工程院，湖北 武漢 430074；2.湖北省水利水電規劃勘測設計院，湖北 武漢 430070）

結合第一次全國地理國情普查的特點以及在實際檢查工作中的經驗，對地理國情要素數據質量檢查的主要內容和方法進行了較全面的闡述；探討了質量檢查過程中的技術要點，并對每一類型質量元素及其相應質量子元素的檢查重點及注意事項進行了歸納和總結。

地理國情普查；地理國情要素；質量檢查

開展全國地理國情普查，系統掌握權威、客觀、準確的地理國情信息，是制定和實施國家發展戰略與規劃、優化國土空間開發格局和各類資源配置的重要依據，是推進生態環境保護、建設資源節約型和環境友好型社會的重要支撐，是做好防災減災工作和應急保障服務的重要保障，也是相關行業開展調查統計工作的重要數據基礎[1]。本文依據相關國家、行業標準和國情普查相關技術規程，對第一次全國地理國情普查中地理國情要素數據采集成果的檢查方法進行了探討與論述。

1 成果數據質量檢查概述

地理國情要素數據質量檢查采用計算機自動檢查和人工檢查相結合的方式，包括總體概查和人工詳查兩部分。總體概查的內容主要有空間參考系、時間精度和邏輯一致性。其中，空間參考系包括大地基準、高程基準、地圖投影3個質量子元素；時間精度對應現勢性一個質量子元素；邏輯一致性包括概念一致性、格式一致性和拓撲一致性3個質量子元素[2]。人工詳查部分主要包括位置精度、屬性精度、完整性和表征質量4個環節。其中，位置精度對應平面精度一個質量子元素；屬性精度包括分類正確性和屬性正確性2 個質量子元素；完整性包括多余和遺漏2個質量子元素；表征質量包括幾何表達和地理表達2個質量子元素。總體概查和人工詳查質量子元素共涵蓋28個檢查項[2]。此外，在詳查的基礎上，應考慮采取分層檢查的方式，如道路、水系、構筑物和地理單元要素，以保證人工檢查過程的完整性和可靠性，避免疏忽和遺漏。

2 成果數據的總體概查

成果質量元素是成果滿足規定要求和使用目的的基本特性，說明質量的定量、定性組成部分[3]。對于地理國情要素數據成果的概查，主要包括空間參考系、時間精度、邏輯一致性3個質量元素。

2.1 空間參考系

空間參考系包括大地基準、高程基準和地圖投影3 個方面。要求使用國家質檢中心的“地理國情普查成果質量檢查驗收軟件”進行概查，并對檢查結果進行人工排查，將問題記錄于總體概查記錄表中。

2.2 時間精度

時間精度主要檢查原始資料和成果數據是否具有現勢性。首先要檢查影像數據、基礎地理信息數據、行業專題資料數據等的現勢性；其次要對成果數據的現勢性進行檢查。

2.3 邏輯一致性

邏輯一致性包括概念一致性、格式一致性和拓撲一致性3個方面。要求分別使用國家質檢中心的“地理國情普查成果質量檢查驗收軟件”與武漢大學的“國普質檢”軟件進行概查，并對檢查結果進行人工排查。

概念一致性具體檢查屬性項定義是否符合要求（如名稱、類型、長度、順序數等），數據集（層）定義是否符合要求（43個數據層，要求數據集不能有子文件夾）。格式一致性具體檢查數據文件格式是否符合要求，數據文件是否缺失、數據是否無法讀出，數據文件名稱是否符合要求[4]。拓撲一致性檢查的內容包括：①重合：需要重合的要素關系是否正確；②重復：是否存在要素重復采集；③相接：要素未相接（如懸掛點）錯誤的個數；④連續：要素不連續（如偽節點）錯誤的個數；⑤閉合：要素未閉合錯誤的個數；⑥打斷：要素未打斷（如相交應打斷而未打斷）錯誤的個數。

3 成果數據的人工詳查

位置精度、屬性精度、完整性和表征質量作為成果質量元素的重要組成部分，也是影響地理國情要素數據成果質量的關鍵因素。根據要求需依次對其進行人工詳查并作相應檢查記錄。

3.1 位置精度

位置精度是指地理國情要素與地表覆蓋分類數據套合的合理性以及地理國情要素與正射影像數據套合問題，包括幾何位移和矢量接邊[3]。

3.1.1 幾何位移

檢查地理國情要素與地表覆蓋分類數據套合問題應主要考慮4點：①LCA層水域范圍和HYDA層水域要素關系是否合理，LCA層歸為水域類型的圖斑一般位于河渠、湖泊和庫塘等要素實體的內部，只有依據的影像正好是豐水期拍攝的，二者的范圍才可能完全一致；②無軌道路路面范圍與道路要素關系是否合理，如所有道路中心線，在未被完全遮蔽且在影像可識別的地區，必須與地表覆蓋分類數據中的無軌道路路面圖斑保持空間位置上的一致性，如圖1、2；③房屋建筑區與單位院落關系是否合理，一般情況下，單位院落定位點應在房屋建筑區內部；④堤壩覆蓋類型與堤壩要素關系是否合理，堤壩要素一般位于作為覆蓋類型的堤壩圖斑范圍內。

圖1 道路要素偏移采集

圖2 道路要素規范采集

檢查地理國情要素與正射影像數據套合問題應做到3點：①檢查面層要素的邊線是否符合DOM影像紋理界線（HYDA層是否按照岸線或最高水位線進行采集）。②檢查線層要素的位置是否落在該要素DOM影像的中心位置，如鐵路、公路、城市道路和鄉村道路的中心線是否按照DOM影像的路面中心位置進行采集，比較二者的誤差是否滿足位置精度要求；對于水系結構線的檢查，水系結構線雖全部落入水系面中，如果結構線繪制點較少，不平滑，此類問題應記錄為采集精度超限。③檢查點層要素的標識位置是否符合設計規范要求，如高速公路出入口應放置在匝道與高速公路中心線相交處，并成對出現[5]，如圖3所示；工礦企業、單位院落、居住小區位置是否落在單位門口等；行政村定位點如果定在村委會處，有院落的采集在主要出入口，沒有院落的采集到房屋建筑上。

圖3 高速公路出入口采集示例

3.1.2 矢量接邊

通過詳查軟件進行要素及其屬性的自動化檢查；若樣本是從縣級數據中切割產生的，要素接邊還需套合圖廓進行人工檢查。

3.2 屬性精度

屬性精度是指地理國情要素分類的正確性，即要素實體與正射影像、外調資料、基礎地理信息數據、行業專題資料等比對檢查分類的正確性以及屬性值填寫的正確性。

3.2.1 分類正確性

檢查所有要素分類的正確性，即是否存在非法的CC碼和GB碼。對于水系要素應特別注意水庫與池塘、河流與水渠、干渠與支渠的分類是否正確；其次需檢查當水系中心線進入面狀水系時，是否用水系結構線表示，GB碼是否正確。

3.2.2 屬性值檢查

由武漢大學的“國普質檢”軟件自動檢查屬性值錯漏的個數。具體檢查內容為：①按照GDPJ01表7-1[1]檢查屬性值是否在該枚舉值范圍內；②按照GDPJ03表 5-1[6]檢查屬性項的缺省值賦值是否正確；③檢查水系結構線與相應水系面屬性的一致性，并對比1∶50 000 DLG檢查EC與BAS、ECRM、GRADE的合理性；④依據第一次水利普查資料、堤防收集的水利部門資料和1∶50 000水系資料，同時結合外業核查，檢查構筑物SFCP、SFCL和SFCA層類型的正確性，檢查高速公路出入口、收費站RN碼，并與所在高速RN比對，檢查高速公路出入口的名稱；⑤檢查地理單元包含的數據層BOUA1、BOUA2、BOUA4、BOUA5、BOUA6、BOUA7的PAC及NAME的正確性；⑥根據GB/T4754-2011《國民經濟行業分類》[7]檢查BUCA與BUCP的行業代碼（TYPE）是否為非法值或輸入是否規范：要求行業代碼為5位，第1位為門類的大寫字母，其余4位為大、中、小類的順序碼，要求填寫至能合理確定的最詳細的級別，對于一些無法分清主業的工礦企業，行業代碼填寫上一級分類，不足位補“0”。

3.3 完整性

完整性包括要素多余和要素遺漏。要素多余主要檢查要素多余的個數；要素遺漏主要檢查要素遺漏的個數。這里將對道路、水系、構筑物和地理單元要素的完整性分別進行檢查。

3.3.1 道路要素

道路要素需檢查：①LRDL層是否采集所有通車寬度大于5 m的城際公路（包括國道、省道、縣道、鄉道、專用公路以及線路之間的連接道）；②LCTL層是否采集縣級及以上政府駐地所在城鎮內路寬大于5 m的快速路和城市街道的道路中心線、該范圍內其他起路網聯通作用的主要街道的道路中心線以及所有城市軌道交通的地面線；③LVLL層是否采集所有鄉村道路中硬化道路的中心線，包括通往行政村定位點或集中居住點的枝杈鄉村路；④檢查道路（包括LRRL、LRDL、LCTL、LVLL層）遇到橋梁、隧道等道路附屬物是否保持貫通。

3.3.2 水系要素

水系要素需檢查：①是否采集所有實地長度大于500 m的時令河與常年河、實地長度大于1 000 m的干涸河、起伏較大的山地地區，實地長度小于5 000 m、比降較大且平時無水的山洪溝不采集；②是否采集實地渠岸之間寬度大于3 m、長度大于500 m的固定水渠，不含毛渠；③是否采集常年水面面積為5 000 m2以上的湖泊、水庫及常年水面面積為1 000 m2以上的坑塘；④河流與溝渠遇到輸水渡槽、輸水隧道時，是否連續通過；⑤水系中心線穿越湖泊、水庫或坑塘時，中心線是否打斷以結構線連續通過。

3.3.3 構筑物要素

構筑物要素主要參照DOM與第一次水利普查成果，結合外業核查，檢查水閘、泵站、碼頭、輸水渡槽是否有遺漏或多余。利用圖幅內公路數據和DOM以及相關外業核查，檢查橋梁、隧道、加油站、充氣站、高速公路出入口采集是否符合要求；參照影像及外業核查，檢查尾礦庫采集是否滿足要求。

3.3.4 地理單元要素

地理單元要素檢查內容包括：①是否采集面積超過5 000 m2的居住小區；②工礦企業中水廠、電廠和污水處理廠是否有遺漏，其他類型的工礦企業是否依據現有資料采集；③檢查是否完整采集城鄉全日制教育的大中小學校、一二三級十等醫院、有等級的國家和社會組織舉辦的社會福利機構、鄉級以上政府、機場、港口、長途汽車站（樞紐）、三等以上火車站等；④檢查是否采集面積大于50 000 m2（城市地區大于5 000 m2）的休閑娛樂景區；⑤檢查是否采集面積大于10 000 m2（城市地區大于1 000 m2）的體育活動場所、名勝古跡及宗教場所。

圖4 線狀水系水閘采集

圖5 面狀水系水閘采集

3.4 表征質量

表征質量包括幾何表達和地理表達，采取計算機和人工檢查相結合的方式。幾何表達主要檢查幾何類型點、線、面表達錯誤的個數。值得注意的是，河流或溝渠在城市地區，寬度大于5 m的應采集為面狀要素，寬度小于5 m的采集為線狀要素；在非城市地區寬度大于20 m的應采集為面狀要素，寬度小于20 m的采集為線狀要素。線狀水系上的水閘應采集為點狀要素，如圖4；面狀水系上的水閘應采集為線狀要素，如圖 5。在城市地區，居住小區、工礦企業和單位院落均為面狀要素，在其他地區均為點狀要素。地理表達主要檢查要素幾何圖形異常的錯誤個數，如極小的不合理面或極短的不合理線，折刺、回頭線、粘連、自相交、抖動等。這類問題均能用相關軟件檢查發現，但對于特殊的情況，還需進一步進行人工排查。

4 結 語

地理國情普查項目是國家首次對全國范圍內自然人文地理要素的現狀和空間分布情況開展的調查工作，其意義和作用不言而喻，作為質檢單位，有責任控制好測繪成果質量，確保該項目基礎數據成果的完整性和可靠性[8]。本文從地理國情要素數據質量檢查的具體工作入手，匯總了普查工作中的點滴經驗，由于整個質檢環節難免會有疏漏不足之處，因此，在后續工作中還需不斷地學習和改正。

[1] 國家測繪地理信息局.地理國情普查內容與指標[S].北京：國家測繪地理信息局,2013

[2] 王秀琴,傅蓉.淺析地理國情要素數據的質量檢查[J].地理空間信息,2015,13(2)：18-19,38

[3] 孟芳,黃錦鳳.地理國情普查矢量數據質量檢查技術探討[J].國土資源導刊,2014,11(10)：126-129

[4] 賈佳.地理國情普查質量監督檢查驗收方法[J].測繪與空間地理信息,2014,37(6)：220-221,224

[5] 羅鵬.地理國情普查成果質量控制及檢查方法探討[J].測繪與空間地理信息,2014,37(6)：192-194

[6] GB/T 4754-2011.國民經濟行業分類[S].北京：中國標準出版社,2011

[7] 國家測繪地理信息局.地理國情普查數據規定與采集要求[S].北京：國家測繪地理信息局,2013

[8] 王寶山,張力仁,張俊.淺談地理國情普查項目成果的質量控制關鍵點[J].測繪與空間地理信息,2013,36(9)：224-226

P208

：B

：1672-4623（2016）11-0033-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.11.012

何德俊，碩士，主要從事外業測繪工作。

2015-12-18。