探討地理國情普查的總體技術路線和工作流程

關海鷹

摘 要：地理國情普查是一項重大的國情國力調查，是全面獲取地理國情信息的重要手段，是掌握地表自然、生態以及人類活動基本情況的基礎性工作。通過生產實踐，概述地理國情普查的總體技術路線和工作流程，并對其進行分析和探討。

關鍵詞：地理國情普查 地表覆蓋 國情要素 遙感解譯樣本 元數據

中圖分類號：P205 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）11（a）-0042-03

地理國情是基本國情的重要組成部分。地理國情普查作為全面獲取地理國情信息的一種重要調查手段，其目的就為了是查清我國自然和人文地理要素的現狀和空間分布情況，為我國開展常態化地理國情監測奠定基礎。

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。從另一方面來說，它能全面掌握我國地理國情現狀，不斷提高地理國情信息對政府、企業和公眾的服務能力，滿足當前經濟社會發展和生態文明建設的需要。

1 國情普查總體技術路線

以省普查辦下發的衛星正射影像數據為依據，收集整理第2次土地調查資料、交通、水利、林業、規劃、民政等多行業專題數據及最新生產的1∶5000 0基礎地理信息數據，采用EPS2008地理信息工作站地理國情內外業一體化軟件，按照“先內業預判，后外業核查，遙感樣本解譯，再內業編輯整理”的作業方式，進行人機交互影像處理，多源信息輔助判讀與解譯，通過外業電子調查系統，開展地表覆蓋、重要地理國情要素的普查與核查，建立本底數據庫，通過基本統計與分析，形成一系列的成果圖、表、冊及報告。其工作流程如圖1所示。

2 國情普查總體工作流程

將收集到的行政區劃數據、水利普查數據、交通運輸數據等其它專題數據資料，進行分析和整理編輯，按照地理國情信息普查的內容和要求，更新、生產基礎地理國情普查框架數據。針對不同地理要素的特點，采用多源信息輔助判讀與解譯、自動處理與人機交互解譯、外業調查與核查、地理國情信息統計與分析等技術手段，開展理國情普查信息獲取工作。

2.1 資料收集和整理

2.1.1 正射影像

標準分幅DOM采用的是2000國家大地坐標系、高斯-克呂格投影、3°分帶、1985國家高程基準，以景為單位的全色及多波段衛星影像。數字正射影像數據集由數字正射影像文件、記錄影像地理坐標信息的影像信息文件和元數據文件三部分組成。

2.1.2 1∶1000 0和1∶5000 0DLG數據

最新“十二五”基礎測繪1∶1000 0 DLG數據以及部分“十一五”基礎測繪1∶1000 0 DLG數據，采用的是2000國家大地坐標系、高斯-克呂格投影、3°分帶、1985國家高程基準，以及最新的1∶5000 0DLG數據，也采用的2000國家大地坐標系、高斯-克呂格投影、6°分帶、1985國家高程基準。

2.1.3 專題資料

專題資料包括紙質和電子數據，將收集到的行政區劃數據、水利普查數據、交通運輸數據、教育醫療等其它專題數據資料，進行分析和整理編輯，并按規定要求進行提取，對已提取的基礎地理信息數據進行補充，形成地理國情普查參考數據。

2.2 地表覆蓋分類采集

地表覆蓋分類信息反映了地表自然營造物和人工建造物的自然屬性或狀況。按照《地理國情普查內容與指標》（GDPJ 01-2013-訂正本）的要求，以衛片正射影像為基礎，利用更新、生產的地理國情基礎框架數據和其他專業部門的資料，結合已經獲取的遙感解譯樣本數據，采用人工解譯的方式，開展地表覆蓋類型內業判讀與解譯，生產過程中同時采集《地理國情普查數據生產元數據規定》（GDPJ 04-2013-訂正本）中要求的元數據信息。

基于高分辨率航空航天正射影像，按照《地理國情普查內容與指標》（GDPJ 01-2013訂正本）要求，針對不同地理要素的特點，進行圖斑的自動提取或人工采集，結合基礎地理信息成果數據集各種專題數據和遙感解譯樣本，對解譯成果進行人工分類和修正，得到地表覆蓋過程數據。然后根據外業調查與核查成果對地表覆蓋LCA層進行編輯、整理和修改，形成地表覆蓋成果，其工作流程如圖2所示。

2.3 地理國情要素數據采集

地理國情要素數據是指除按照地表覆蓋要求分類之外，以地理實體（或地理對象、地理要素）形式采集道路、水系、構筑物以及地理單元數據，并且這些數據只能以矢量方式表示。地理國情要素數據反映與社會生活密切相關，具有較為穩定的空間范圍或邊界，具有可以明確標識，有獨立監測和統計分析意義的重要地物及其屬性。

地理國情要素數據采集，以正射影像底圖為基礎，整合利用地理國情基礎框架數據，并參考專題數據等其他數據資料，開展地理國情要素數據的內業判讀、采集。基礎地理框架數據整合處理后的數據與正射影像疊加，如果差異在5個像素以內，可以直接沿用；如果差異大于5個像素，則利用正射影像對水體、道路、構筑物、地理單元及界線等要素實體重新采集，提取相關要素及屬性信息。具體的生產流程如圖3所示。

2.4 遙感解譯樣本數據的采集

遙感解譯樣本數據是用于輔助遙感影像解譯收集獲取的地面實景照片和對照遙感影像等樣本數據。遙感解譯樣本數據包含兩類，一是地面照片，二是遙感影像實例數據。兩類數據分別從不同的側面反映地物影像形態特征，起到相互印證的作用。在進行遙感影像解譯時，對地理環境的正確認識是保證解譯結果正確的基本前提，按照從整體到局部、從可以準確判讀的地物到模糊地物、從大類到小類、內業定界外業定性的方法采集，不但可以為遙感影像解譯建立對相關地域的正確認識提供支持，還可以幫助解譯人員更高效地認知遙感影像所蘊含的信息，也可以在解譯結果的質量控制方面發揮重要作用，同時也為長期監測積累實地參考資料。解譯樣本數據具有典型性、多樣性、充分性、一致性的質量特點，直接關系著遙感影像解譯結果的正確性，關系著整個地理國情調查成果的質量，因而對于模棱兩可不能準確表達地表覆蓋的照片需要進行合理取舍。

2.5 元數據的采集

國情普查中元數據是針對地表覆蓋分類與地理國情要素數據的元數據，按照GDPJ 04-2013的要求以空間數據的方式進行采集的。為確保忠實記錄生產過程，便于核查和追溯有關問題，地理國情普查數據生產元數據的采集工作應和地理國情普查數據的生產過程相結合。地理國情普查數據生產元數據是反映數據采集過程相關信息的數據，是數據質量的重要組成部分。實際的生產證明了元數據采集和生產過程結合不僅有效的提高了數據質量，也有利于提高生產過程的綜合效率。內業編輯與整理的元數據說明數據整理編輯的人員、方法、時間、內容以及相關問題處理情況。具體填寫屬性項按照《地理國情普查數據生產元數據規定》（GDPJ 04-2013訂正本）的要求執行。

2.6 統計分析

地理國情統計分析是以地理國情普查數據形成的地理國情信息數據庫為基礎，結合社會、經濟等同濟數據，基于不同統計單元，對自然、人文等地理國情要素進行統計分析，是地理國情監測的必要過程。

（1）形成了反映地形地貌、植被覆蓋、水域、荒漠與裸露地表、交通網絡、居民地及設施、地理單元等地理國情內容基本狀況的基礎地理信息；（2）形成生態協調性指數、城鎮發展指數、基本公共服務均等化指數和區域經濟潛能指數等地理國情指數；（3）從資源、生態、經濟、社會等方面，形成反映地理國情信息的空間分布、空間結構、空間關系、地域差異的地理國情分析評價報告，客觀準確地揭示其空間分布規律和發展演化趨勢。

3 生產過程中發現的一些問題和經驗

3.1 地表覆蓋分類圖斑與地理國情要素數據之間的約束關系

部分地表覆蓋類型圖斑與對應的地理要素數據之間存在一定的約束關系，主要包括。

3.1.1 水體要素和水面范圍

覆蓋分類的水面類型圖斑一般位于河渠、湖泊和庫塘等水體實體的內部，只有依據的影像正好是豐水期拍攝的，兩者的范圍才可能完全一致。

3.1.2 道路要素和路面范圍

地表覆蓋中歸為路面類型的圖斑范圍內可能會有對應的符合要素采集條件的道路要素；但由于遮蔽、數據源識別能力等原因，有些道路要素的地方其地表覆蓋分類不一定是道路類型，可能是植被或其他遮蔽道路的覆蓋類型。也就是說，所有按要素采集的道路中心線，在未被完全遮蔽且影像可識別的地區，必須與地表覆蓋中的道路圖斑保持空間位置和屬性值的一致性。

3.1.3 房屋建筑區與單位院落

單位院落與房屋建筑區之間不存在一一對應的關系，但位置上有關聯性。單位院落的范圍內，一般應該存在屬于房屋建筑區的地表覆蓋類型。

3.1.4 堤壩覆蓋類型與堤壩要素

堤壩要素用線表示，應該位于作為地表覆蓋類型的堤壩圖斑范圍內。

3.2 內業數據編輯與整理

地理國情普查內業編輯與整理主要工作包括：地表覆蓋分類數據編輯、地理國情要素數據編輯、數據拼接、遙感影像解譯樣本數據內業整理及元數據制作等。基于外業調查成果，結合數字正射影像及專業數據資料，對內業采集的地表覆蓋分類和地理國情要素數據進行類型、邊界、屬性的修改編輯、接邊、拼接，整理遙感影像解譯樣本數據，制作內業編輯與整理階段元數據等，經過質量檢查，形成滿足相關技術規定要求的地理國情普查成果，構建成地理國情普查數據庫。

3.3 外業核查與數據質檢

3.3.1 地表覆蓋數據和要素采集數據外業檢查發現主要質量問題

（1）城區部分低矮獨立建筑易表示錯誤，實地樓層達到4層，應用多層獨立建筑表示；（2）農村地區個別低矮房屋建筑區表示不合理，從實地判斷，建筑密度在40%左右，不能用高密度低矮房屋建筑區表示，應采集為低密度低矮房屋建筑區；（3）有用于養殖的房屋建筑表示成了其他構物，不合理；（4）水渠中有不與周圍連通成系統的，應該舍去；（5）單位名稱與實地不符。

3.3.2 遙感影像解譯樣本成果數據主要質量問題

（1）個別樣本點數量不足，未達到要求；（2）地理環境描述屬性項內容前后不一致；（3）部分樣本不具有典型性。

3.3.3 元數據主要質量問題

（1）數據格式出現錯誤；（2）部分參考專題資料填寫有誤，有的不存在，有的冗余；（3）記錄時間相互矛盾，如元數據中二查時間和一查時間及外業調繪時間等等出現時間點矛盾。

4 結語

地理國情普查是一項開創性工作，為測繪地理信息事業帶來空前的挑戰和機遇。地理國情的內容已經超越了傳統地理信息范疇，能夠更直接有效體現國家地理信息和其中運行規律。地理國情普查不僅是未來實現我國經濟社會可持續發展的重要基礎性工作，也是我國各行各業以及人民大眾不斷增長的信息需求而促使政府提高工作能力的必然要求。優化國土空間開發格局、實現資源合理配置、制定國家發展戰略與規劃、推進生態環境保護、建設資源節約型和環境友好型社會等等，處處彰顯著國情普查存在的必然意義。

地理國情是基于空間位置的國情信息，我國各級測繪地理信息部門重任在肩，責無旁貸。所謂機遇與挑戰并存，困難和希望同在。當地理國情普查工作結束后，不但能夠首次獲得我國全面可靠的地理國情信息，而且能夠實現我國測繪地理信息事業水平的極大提升，為未來我國地理國情監測奠定各方面的基礎，這樣才能無愧于國家、無愧于人民，同時無愧于我們所有測繪地理信息工作者。

參考文獻

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