关于地表覆盖分类数据采集工作的开展及质量控制

2015-02-18 06:08:13    来源:中国地理信息产业协会

摘要:本文主要阐述了地表覆盖分类数据采集的工作要点与流程,着重对实际采集过程中发现的问题及其处理方法进行了系统的论述,就质量控制目标与实施办法做出了重点介绍。

0 引言

  为全面掌握我国地理国情现状,满足经济社会发展和生态文明建设的需要,国务院决定于2013 年至2015 年开展第一次全国地理国情普查工作。地理国情普查工作主要包括:DEM制作;DOM制作;地表覆盖分类数据采集制作;地理国情要素采集制作;样本采集制作及数据统计分析汇总等环节。本文主要以辽宁省基础测绘院所承担的辽宁部分测区为例,对地表覆盖分类数据采集制作环节工作的开展与质量控制进行了初步探讨。


1 地表覆盖分类数据采集总体要求

  ①地表覆盖层数据以矢量数据集方式提交。生产过程中可以采用其他方式采集编辑,但最终成果需要转为矢量方式,并经过拓扑检查(拓扑容限值小于0.5米),确保无缝隙、重叠等错误后再提交。

  ②地表在空间上被多种类型立体层叠覆盖的情况下,地表覆盖分类一般采用“就近就大”的原则,即以面积占绝对优势的类型为主。如桥面跨越大面积的水面,应归入水域类型;有屋顶绿化的范围,应归入房屋建筑区;不同高低植被立体覆盖的范围,以顶层树冠的优势类型确定其植被覆盖类型。

  ③耕地、库塘等连片区域内部地块之间的田埂、小路、水渠、林带等狭长条带,如果宽度在5 米(含)以下,或者连片达不到相应类型的采集要求的,可以就近归并到相邻的耕地、库塘类型中。

  ④被地膜或人不能在内部进行生产活动的简易塑料棚覆盖的耕作土地归为耕地所属类别;具有一定设施、能在内部进行生产活动的大棚,依据覆盖物性质视为构筑物归入“温室、大棚”一类。

  ⑤道路和河渠旁边成行排列的树木如果达不到乔木林定义的标准,即行数在两行以下或林冠冠幅垂直投影宽度在10m 以下的,不单独归类,按照“就近就大”的原则归入相邻主要地类。

  ⑥植被覆盖类型中通过影像甚至实地核查均难以区分人工和自然的类型,一般采用“自然优先”的原则进行归类。如人工繁育的树林或草场,从影像上甚至实地核查均难以确定是否为园地或人工草地,优先归入林地或天然草地的相应类别。

  ⑦房屋建筑区的最小图斑对应的地面实地面积为 1600 平方米。根据房屋建筑高度、结构、排布规律、建筑密度以及外部道路和其他明显界限确定的房屋建筑区内,连片的绿化林地、绿化草地、硬化平地、无轨道路路面等类型,若其面积小于1600 平方米,即使达到各类型的最小图斑要求,也不再单独归类,直接并入各类房屋建筑区类型;如果连片面积大于1600 平方米,应单独归类,一般不宜全部归并到房屋建筑区一个图斑中。

  ⑧房屋建筑区中,纯粹房屋建筑的占比应在 10%以上,低于10%的,范围内房屋建筑应分别按照独立房屋建筑归类,其他类型也应单独归类;房屋建筑区的范围通过连接围合该区域的各个房屋建筑的轮廓转折点形成;勾画房屋建筑区范围时,在包含相同房屋建筑数量的情况下,应尽可能保持外轮廓线包含的范围最小。

  对有围墙、栅栏等明显隔离设施、与周边其他建筑在高度、结构、排布规律或建筑密度等方面有较大差别、位置较为独立的院落式房屋,围墙范围内的面积超过1600 平方米且房屋建筑的占地面积超过院落10%的,整个围墙范围内视作房屋建筑区,并依据房屋的平均层高和实际建筑密度归入到对应的房屋建筑区类型中;围墙范围内的面积低于1600 平方米且房屋建筑的占地面积超过院落10%的,整个院落按照独立房屋建筑归类,否则,不宜把整个院落归为一类,院落范围内达到指标要求的各类型应单独归类。

  ⑨对于城镇地区内在形态、结构、高度、规模等方面明显不同于周边其他房屋建筑的大型单体建筑,按照独立房屋建筑归类;无论在城市还是乡村,由完全连接在一起的房屋连续覆盖、与周边其他类型有明显分界线、范围内全部或接近全部为房屋建筑的区域,按照独立房屋建筑归类;对于乡村地区集聚程度较低、自然散乱分布、被其他类型分隔的房屋建筑,按照独立房屋建筑归类。

  ⑩高架铁路、高架路分别按有轨道路路面、无轨道路路面分类;当大型桥梁穿越河流、峡谷时,地表覆盖依据桥梁下真实的地表,如水域、植被等进行分类;立交桥、匝道按照无轨道路路面分类;车行道两侧的人行道,一并归入无轨道路路面一类。

  2地表覆盖分类数据采集流程

  地表覆盖分类的数据采集主要以遥感正射影像为基础,利用收集整合的参考数据,采用自动分类提取与人工解译结合的方式,参考基础地理信息、土地利用、自然资源等资料,以遥感正射影像为基础底图,按照《地理国情普查内容与指标》的要求,开展内业判读与解译,补充或更新采集水系、交通、居住小区等要素实体,提取相关属性,并进行地表覆盖分类,分别按照要求形成相应的数据层。

  数据采集流程:




3 采集过程中应注意的问题

  我们对实际作业过程中出现的问题进行了细致分析,问题形成的主要原因多是由于概念理解差错、判别条件复杂或可识别程度影响以及归并尺度把握不当造成的。以下总结了几条常出现的主要问题:

  ①就近就大原则:达不到最低采集指标要求的地类需要就近归并时,在符合“就近就大”归并原则的前提下,应考虑并入类型的合理性,宜向特征相近的覆盖类型图斑归并。

  ②季节性变化和非季节性根本变化的定义及处理原则:

  季节性变化是指随季节温湿度条件变化而发生的周期性变化,其状态具有临时性和反复性特征。耕地、林地、园地、草地、水域等范围内的覆盖物都有随季节周期性变化的情况。对于季节性变化,地表覆盖分类时一般以影像为准,并在相关元数据项中准确记录影像摄影时间,外业调查时不做核查。统一时点时,根据需要对特定类型根据区域地理特点统一处理,具体在时点统一的相关方案中明确。

  非季节性根本变化一般来说,由自然为主的类型变为人工为主的类型,或者相反,应视作非季节性根本变化。此外,人工为主的类型之间的相互变化,也应视为非季节性根本变化。具体包括林地、草地、荒漠与裸露地表、水域等变更为耕地、园地、房屋建筑、道路、构筑物以及人工堆掘地等,或者相反方向的变化,耕地、园地、房屋建筑、道路、构筑物以及人工堆掘地等类型之间的相互变化。对于非季节性根本变化,地表覆盖分类时一般以外业调查时的状态为准。统一时点时,根据需要对特定类型做重点核查,具体要求在时点统一的相关方案中明确。

  ③苗圃与人工幼林区别:

  苗圃是为造林、果树生产、园林绿化等为目的种植苗木的地块,这些苗木最终一般将被移走。人工幼林是刚刚完成人工造林的结果,种下后一直在此生长。 两者的目的不一样,种植的位置和自然条件差异较大。 此外,人工幼林与成林的区别在于: 人工幼林中种植的树木还处于初长阶段,树木较小,枝叶较少,种植的树木覆盖比例较低。 种植时间较长,枝叶较多,覆盖度较高,影像上能够清楚判断为树木覆盖的,不宜归入人工幼林,应按照林地中乔木林或灌木林的相应下级类归类。

  ④树木遮盖房屋建筑时,被遮盖部分的房屋建筑宜完整采集; 遮盖其他地类时,应优先考虑按植被相应类别的分类规则分类都是按照顶层植被类型归类。

  ⑤对于人类活动比较密集和正在变化中的区域,如城乡结合部、开发区、采矿区等区域内的各种覆盖类型 和 其他区域内的建筑工地、人工幼林等处于中间状态、变化周期短的类型, 应做重点标注,以便于后期时点统一时做重点关注的对象。

  ⑥由于摄影时存在侧视角,具有一定高度的地物在影像上产生的投影差应进行处理,以符合采集精度要求。

  ⑦数据采集平面精度,即采集的地物界线和位置与影像上地物的边界和位置的对应程度。影像上分界明显的地表覆盖分类界线和地理国情要素的边界以及定位点的采集精度应控制在5 个像素以内。特殊情况,如高层建筑物遮挡、阴影等,采集精度原则上应控制在10 个像素以内。如果采用影像的分辨率差于1 米,原则上对应的采集精度应控制在实地5 米以内,特殊情况应控制在实地10 米以内。


4 质量控制

  检查方法:数据采集成果入库前主要采用程序自动检查、人机交互检查及人工对照检查等方法组合使用。

  检查内容:

  ①检查地表覆盖图斑是否有相交、重叠和图斑之间有裂缝等现象,并进行修改编辑,确保各地表覆盖图斑之间无缝衔接。

  ②检查各要素之间的相互关系,保证拓扑关系的正确性。特别对于道路、水体、构筑物等地表覆盖分类图斑与对应的地理国情要素数据之间所存在的约束关系的正确性。

  ③检查各层属性项的填写是否正确无误,属性项之间的逻辑关系是否正确,属性赋值符合规定的取值范围,取值与实际相符。

  ④检查各层属性项的字段定义以及在属性表中的排序是否正确,是否存在字段漏定义现象,以确保各数据层能正确的拼接。

  ⑤检查数据与外业核查成果是否一致,专题资料的使用和处理是否正确、合理、有序。

  ⑥检查数据组织、格式、版本以及坐标系统的正确性、统一性。


5 结束语

  地理国情普查是一项重大的国情国力调查,是全面获取地理国情信息、掌握地表自然、生态以及人类活动基本情况的重要手段和基础性工作,对于权威、客观、系统、准确地掌握我国自然和人文地理国情信息,提高测绘地理信息公共服务能力,更好地服务于防灾减灾、应急保障及相关行业调查统计等工作,推动国家重大发展战略制定实施及资源合理配置,推进节约型社会和生态文明建设具有重要意义。地表覆盖分类数据是地理国情普查成果数据的重要组成部分,也是统计分析的基本数据源之一。因而地表覆盖分类数据质量的好坏将直接影响地理国情普查工作的有序进行。笔者希望通过此文同广大测绘工作者共同研究和探讨地表覆盖分类数据制作方法,为按时、保质、保量的完成地理国情普查工作做出不懈努力。


参考文献

  [1] GDPJ 12—2013 地理国情普查内业编辑与整理技术规定. 国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室2013.

  [2] GDPJ 03—2013 地理国情普查数据规定与采集要求. 国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室2013.

  [3] GDPJ 03—2013 地理国情普查内容与指标. 国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室2013.


作者简介:赵长福(1978~),男,辽宁营口人,工程师,本科学历,毕业于辽宁工程技术大学,现就职于辽宁省基础测绘院,主要从事测绘工程的管理、设计和指导工作。


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