基礎性地理國情監測數據成果交互質檢方法的研究

王 璁

(寧夏回族自治區自然資源廳國土測繪院，寧夏 銀川 750001)

基礎性地理國情監測是指通過現代化地理測繪信息技術對地表自然要素和人文要素進行系統調查，統計分析其主要特點以及時空演變特征信息。基礎性地理國情監測數據成果主要包括地表覆蓋數據集、遙感解譯數據集、國情要素數據集、航空遙感正射影像圖以及各種統計分析報告，而地表覆蓋數據集和國情要素數據集是地理國情監測數據結果的重要組成部分，其質量高低直接影響到地理國情監測結果。因此，對地表覆蓋數據集和國情要素數據集進行質檢是關系到地理國情監測數據質量的重要環節，而保證檢查結果的準確性最有效的方法是對其進行科學的質量檢驗。本文對基礎性地理國情監測數據中的地表覆蓋數據集和國情要素數據集進行交互質檢，從而更好地保證監測數據的準確度。

1 數據采集概述

基礎性地理國情地表覆蓋分類數據集是以地表覆蓋物自然屬性為依據，將其劃分為種植地、林草覆蓋、范圍性房屋建筑、交通路線設施、人工開發區域、荒漠、水域等多種類型的地理單元。地理國情地表覆蓋不同地類之間不重疊，但是在空間上滿足地表的全方位覆蓋，詳細數據采集流程如圖1所示。

圖1 地理國情地表覆蓋分類數據采集流程

國情要素基本數據是指多種地理資料，如交通道路設施因素、水域因素、建筑物因素、地理單元因素等，其數據采集流程如圖2所示。

圖2 地理國情要素基本數據采集流程

2 數據質檢內容

基礎性地理國情監測數據質檢內容主要包括地表覆蓋數據及國情要素數據是否存在錯誤，數據結構之間是否符合邏輯規范，數據之間的處理是否準確無誤等。本文從數據集與圖層一致性、屬性項一致性、數據拓撲一致性三個方面對地理國情監測中地表覆蓋數據以及國情要素數據交互質檢方法進行分析。

2.1 數據集與圖層一致性

對數據集元素的檢查首先是判斷邏輯是否一致，而邏輯一致性又分為多個子因素，如概念一致、格式一致等，這就需要判定數據集結構和數據精度是否準確無誤。

圖層的檢查元素通常分為邏輯一致性和數據完整性，邏輯一致性又分為概念一致和格式一致等多種子元素，而完整性則可以劃分為多余子元素、遺漏子元素。通過對邏輯一致性、完整性的分析，確保圖層類型準確無誤，并檢查圖層中是否有多余或遺漏。

2.2 屬性項一致性

屬性項一致性通常是指對地表覆蓋物的類型和國情要素數據屬性、長度等進行檢測，主要檢查數據是否存在多余屬性項，有無遺漏屬性項。

2.3 拓撲一致性

拓撲一致性通常是由網絡拓撲檢查、層間拓撲檢查以及層內拓撲檢查三方面內容構成。

網絡拓撲檢查是指河流和水域相交處是否打斷并存在結點；道路和網絡弧相交處是否打斷并存在結點；檢查道路、水域等是否屬于相同對象并不會斷續；不同水域之間是否存在完整的流域網絡、水流方向是否滿足需要和邏輯關系。

層間拓撲檢查是指觀察各個關聯層數據的變化和拓撲一致性是否滿足基本要求。其中，點線之間的拓撲檢查主要是分析建筑物和道路、水域等拓撲關系準確與否以及是否符合邏輯性；線線之間的拓撲檢查是對行政線和相應行政面邊線的關系進行分析，確定兩者之間是否存在重疊部分；面面之間的拓撲檢查則是根據行政面之間的剖分關系判斷各行政區是否一致。

層內拓撲檢查是指根據數據集類型進行現狀因素拓撲檢查和面狀因素拓撲檢查。其中，面狀因素拓撲檢查通常是觀察各個圖層之間相鄰要素中的裂縫交叉、重疊等多種類型的拓撲錯誤類型。現狀要素拓撲檢查一般是對獨立線、短微線、多余節點和重疊線、斷點等多種形式的拓撲錯誤檢查。

3 數據質檢方法

在對地理國情監測數據進行質檢時主要運用人工對照檢查、人機交互檢查、程序自動檢查三種方式進行。由于采用單獨一種方式檢查時容易出現系統誤差，因此，在實際操作過程中一般采用多種方法相結合的方式來實現對監測結果中地表覆蓋數據及國情要素數據的質檢。

3.1 人工對照檢查

由于數據較為復雜，無法通過自動化程序對數據進行檢查。因此，需要采用人工介入方式對監測數據進行自檢，檢測內容主要包括數據準確度、數據和影像是否保持一致、地物采集歸類錯誤等。

3.2 程序自動檢查

采用程序自動檢查對數據判定結果較為準確，首先計算機程序根據數據的空間屬性信息，對數據結構進行判定；其次，根據數據邏輯關系，分析數據系統中存在的問題。

3.3 人機交互檢查

采用計算機與人工對照方式對數據進行檢查，首先通過計算機程序對地表覆蓋數據及國情要素數據進行自動檢查，在程序判斷無誤情況下再通過人工來判斷數據是否準確無誤。

4 數據質檢中應注意的問題

4.1 地表覆蓋變化信息采集正確性檢查

UV-LCRA層是指地理國情監測數據集中的地表覆蓋層。在對歷年監測數據分析時發現，地表覆蓋層數據變化量較大，對監測數據造成的影響最為嚴重。因此，如果存在過多的屬性錯誤，則可能導致監測結果存在較大誤差。同時在對地表覆蓋層檢測過程中很容易出現TAG賦值錯誤，值域范圍可能出現以下幾種類型：“1”表示圖斑經內業判讀能夠對覆蓋類型進行確定；“2”表示圖斑在業內判讀中無法準確判定覆蓋類型，還需進一步檢查確定；“3”表示圖斑可以開展外部核定；“4”表示圖斑的類型還處于不確定狀況，需要在日后操作時重新檢驗。同時，ChangeType也可能存在賦值失誤的情況，如本地數據中TAG是4，但在監測數據中不存在發生變化的圖斑，TAG賦值應當為174。在與本地數據進行對比核對時圖形節點發生變動，而ChangeType未進行標注或標注錯誤。

4.2 構筑物的檢查

在監測數據中構筑物變化較多，因此應當重點進行檢查，并注意新添的體育場、停車場、固化池、堤壩、廣場等信息是否存在遺漏更新，并檢查其他地理環境關系是否合理。容易出現變化的信息要素，如溫室大棚、碾壓踩踏地表等，分析其面積等信息是否發生變動。溫室大棚檢查過程中應當注意到耕地范圍內臨時新添大棚可以不做變化處理，新添的建設標準較高的大棚應當按照簡易大棚的要求進行采集。

5 結語

地理國情監測包含兩方面的意義：(1)地理國情監測擁有完善的空間可視化信息處理能力，是對政府關注的地理問題展開分析的有效方式之一，能夠更方便地計算出最佳決策規劃和問題的解決方案；(2)地理國情監測所得結果擁有真實和準確的特性，因此可以對經濟指標的分布和空間邏輯關系進行客觀反映，幫助工作人員總結空間規律。因此，地表覆蓋數據以及地理國情要素數據的質量就顯得尤為重要，本文從數據和圖層一致性、數據拓撲一致性以及屬性一致性等角度入手，展開交互檢測，對地理國情監測地表覆蓋數據和國情要素數據進行分析，從而更好地保證數據的精準性。