國土調查成果質量控制的實施與分析

羅文生，王曉莉，李順梅

(1.昆明麥普空間科技有限公司，云南 昆明 650221；2.云南省遙感中心，云南 昆明 650034)

0 引 言

國土調查是國家法定的一項重要制度，是全面查實查清土地資源的重要手段。第三次全國國土調查(以下簡稱“三調”)作為一項國情國力調查的重大任務，目的是在第二次全國土地調查及歷年土地變更調查成果的基礎上，全面細化和完善土地利用基礎數據，掌握翔實準確的土地利用現狀和自然資源變化情況，進一步完善國土調查、監(jiān)測和統(tǒng)計制度，實現成果信息化管理與共享，滿足生態(tài)文明建設、空間規(guī)劃編制、供給側結構性改革、宏觀調控、自然資源管理體制改革和統(tǒng)一確權登記、國土空間用途管制、國土空間生態(tài)修復、空間治理能力現代化和國土空間規(guī)劃體系建設等各項工作的需要，進一步發(fā)揮自然資源支撐經濟社會全面健康可持續(xù)發(fā)展的基礎性作用[1-2]。

為保證本次國土調查數據如實反映情況，質量控制是國土調查的關鍵，是準確、真實、科學、有效地獲取國土調查數據的重要前提。本文在深入分析國土調查成果生產過程及質量檢查內容與方法的基礎上，探討在國土調查成果生產過程中質量控制的實施，分析國土調查成果質量，并基于有效的質量控制措施提出質量控制的一些建議[3]。

1 國土調查成果生產流程

圖1 國土調查工藝流程圖Fig.1 Process flow of national survey

農村部分采用國家下發(fā)的分辨率為1 m的多源航空航天遙感影像數據,城鎮(zhèn)部分采用地方自主收集2014年以后獲取的分辨率優(yōu)于0.2 m的正射影像為底圖。充分利用收集到的第二次全國土地調查成果，收集、整理最新的農村集體土地所有權數據成果、永久基本農田劃定成果、土地利用總體規(guī)劃成果、地理國情監(jiān)測成果、歷年土地變更數據成果等多行業(yè)專題資料，按照國家整體控制和地方細化調查相結合的要求，使用符合國家“三調”外業(yè)采集標準及內業(yè)數據庫建設標準的廣東南方第三次全國國土調查內外業(yè)一體化軟件，開展內業(yè)全圖解譯和外業(yè)全圖斑核查工作?；谕恋乩矛F狀，對耕地、園地、草地、工礦用地、物流倉儲用地、城鎮(zhèn)村級工礦用地進行圖斑細化；開展權屬上圖及補充調查；同步開展設施農用地、臨時用地、拆除未盡地、光伏用地、推堆土區(qū)等多種專項調查；利用外業(yè)舉證調查與核查成果并結合判讀解譯圖斑數據信息，進行國土調查信息編輯與整理，經質量檢查合格后建立集地類、范圍、面積、權屬等相關自然資源信息為一體的國土調查數據庫，為基本統(tǒng)計提供數據基礎[4-5]。其工藝流程如圖1所示。

2 國土調查成果質量控制的內容和遵循原則

2.1 國土調查成果質量控制的內容

質量控制貫穿數據生產的全過程，從初期的參考資料檢查、變化流量流向審查、調查圖斑邊界檢查等，到中期照片合理性檢查、地類一致性檢查、地類屬性檢查、專項用地調査檢查，再到后期的數據庫檢查、圖件檢查、數據及文字性成果檢查。同時協(xié)助配合監(jiān)理單位完成成果檢查。每一個環(huán)節(jié)、每一階段都應設計相應國土調查成果質量控制措施及內容。本文主要從調查圖斑成果、“互聯網+”舉證成果、調查界線和控制面積3個方面作深入分析及闡述，如表1～3所示[6-7]。

表1 調查圖斑成果Tab.1 Survey spot results

表2 “互聯網+”舉證成果Tab.2 Internett’s achievements in providing evidence

續(xù)表 Continued

表3 調查界線和控制面積Tab.3 survey boundaries and control area

2.2 國土調查成果質量控制遵循的原則

1)團隊協(xié)作原則。本次國土調查工作項目周期短、時間緊、任務重，需要投入大量的人力和物力。項目實施管理既有分工，也講協(xié)作,各方面的技術人才高度協(xié)調統(tǒng)一，才能保證項目工作按時、保質地完成。項目生產過程應重點強調“質量是生產出來的而非檢查出來的”理念，重在培養(yǎng)每位員工的質量意識，在項目生產的任何階段均應注意質量的自我檢查與控制。團隊成員需在植被判讀、軟件使用、數據處理、數據建庫等方面發(fā)揮各自優(yōu)勢，給團隊中的其他成員提供技術支持，從而保證國土調查成果質量[8]。

2)三化原則?！叭奔矗呵捌谥R深化、中期方案優(yōu)化、后期作業(yè)固化。

前期知識深化：項目開展前期，確定技術方案，從植被判讀、軟件使用、數據處理、數據建庫等方面組織培訓技術人員。

中期方案優(yōu)化：在實際作業(yè)生產過程中，遇到新的問題，及時有效地進行分析、研究并找到解決方案，對工作思路進行適當調整，杜絕類似錯誤反復出現，重復修改。

后期作業(yè)固化：優(yōu)化方案后，對外業(yè)舉證、地類判定、植被判讀、數據處理等制定統(tǒng)一作業(yè)要求，確保各技術人員作業(yè)方法一致[8]。

3)“不以錯小而放之”原則。數據生產過程需經過組織、設計、實施、討論、修改、反饋、再修正等諸多環(huán)節(jié)，而國土調查成果涉及成千上萬個圖斑，一個地類圖斑判讀有誤，有可能導致同類圖斑判讀錯誤。若數據采集過程中不注意圖斑間的拓撲關系(如極小夾角)，在拓撲關系檢查時會出現繁多拓撲錯誤；或者個別作業(yè)人員為提高“工作效率”，根據影像紋理采用手繪圖斑方式來采集地類邊界，后期數據建庫時節(jié)點過密，抽稀后會出現大量的重疊面和小縫隙。因此，每個作業(yè)員需要在每個環(huán)節(jié)都認真對待，秉承“斤斤計較”的態(tài)度，對出現的問題及時解決，絕不讓錯誤帶入下一個工作環(huán)節(jié)[8]。

4)信息智能化原則。本次調查工作涉及的數據均屬于高級別保密信息，“互聯網+”舉證成果數據量較大，為防止資料泄露、拷貝方便及避免外部網絡病毒攻擊，采用布設工作局域網，共享專題資料、“互聯網+”舉證成果數據并組建SQLServer2010數據庫，可多人同時對數據進行編輯處理，同時技術負責人及質檢人員還可實時查看各作業(yè)人員標識問題，大大提高了工作效率和數據質量。

3 國土調查成果質量控制的實施、分析及經驗總結

3.1 國土調查成果質量控制的實施

質量控制貫穿數據生產的全過程，每一個環(huán)節(jié)、每一階段都應設計相應的質量控制技術指標，配備相應的質量控制人員，落實相關的質量管理措施。

3.1.1 調查圖斑成果檢查

1)圖斑邊界檢查：對照遙感影像底圖，以適當的地圖比例(1∶1 500～1∶2 000)來檢查圖斑地類邊界與遙感影像的套合精度。因地圖比例過小，容易導致圖斑地類邊界與遙感影像的套合超限；地圖比例過大，容易導致圖斑地類邊界勾畫呈鋸齒狀，影響圖斑邊界的美觀。以“三調”的縣級行政區(qū)界線為調查區(qū)域建立1∶2 000的漁網，結合遙感影像底圖、各種專題數據以及舉證照片來檢查圖斑邊界的套合精度、綜合取舍、連續(xù)平滑等質量情況，在行政村間、鄉(xiāng)鎮(zhèn)間的接邊處還需檢查圖斑邊界的圖形接邊精度，檢查過程中遇到質量問題需在檢查層用矢量數據(點、線、面)進行標注并加注修改說明以方便作業(yè)人員后期修改和質檢人員后期復核。

2)圖斑屬性檢查：調查圖斑的地類編碼正確與否直接影響到“三調”項目成果質量的好壞，同時也影響后期的統(tǒng)計分析成果質量，因此需重點檢查地類編碼的正確性、科學性。首先，利用軟件對含有非法屬性值等不符合建庫要求的圖斑進行自動檢查；然后采用人機交互結合的方式檢查地類圖斑層的地類編碼、權屬性質、種植屬性代碼、城鎮(zhèn)村代碼、圖斑細化代碼等各項屬性值。根據土地利用現狀分類標準及相關技術規(guī)程規(guī)范，結合遙感影像底圖、各種專題數據及舉證照片對耕地、園地、林地、草地、商服用地、工礦倉儲用地、住宅用地、公共管理與公共服務用地、特殊用地、交通運輸用地、水域及水利設施用地、其他用地12大類圖斑進行屬性值正確性、屬性值接邊檢查。數據檢查過程中遇到質量問題需在檢查層用矢量數據(點、線、面)進行標注并準確、認真、詳細、客觀地加注錯誤的特點、類型等修改說明，方便指導作業(yè)人員進行數據修改，同時也可以減少質檢人員復查的時間，提高工作效率。

3)要素完整性檢查：依據相關技術指標，結合遙感影像底圖、舉證照片以適當的地圖比例(1∶1 500～1∶2 000)來檢查地類圖斑是否采集遺漏、多余。以“三調”的縣級行政區(qū)界線為調查區(qū)域建立1∶2 000的漁網，質檢人員逐格網檢查達到表1—3指標的圖斑是否漏采集、未達到表1—3指標的圖斑是否采集多余，檢查過程中遇到遺漏、多余問題需在檢查層用矢量數據(點、線、面)進行標注并加注修改說明以方便作業(yè)人員后期修改和質檢人員后期復核。

3.1.2 “互聯網+”舉證成果檢查

“三調”全面應用“互聯網+”技術，對重點地區(qū)和內業(yè)不易判讀的耕地、建設用地、臨時用地、設施農用地等重點地類，要求作業(yè)單位在外業(yè)調查時進行“互聯網+”實地舉證?！盎ヂ摼W+”舉證成果檢查主要采用計算機自動比對和人機交互結合的檢查方法，對調查圖斑進行逐圖斑內業(yè)比對，檢查實地舉證照片與影像及調查地類的一致性，同時還檢查實地舉證照片的完整性、拍攝質量等。

首先，利用軟件對照片大小、屬性、類型等不符合要求的舉證照片進行自動篩除檢查；然后采用人機交互結合的方式檢查舉證照片的完整性、數據及結構、照片質量等。由于每張舉證照片含有PHOTONAME、GLOBALID、CHECKCODE、GPS坐標(BLH)、拍攝方位角、拍攝時間、人員及舉證說明等屬性信息，可利用調查圖斑與舉證照片唯一關聯的標識碼—GLOBALID建立它們間的超鏈接關系；再利用舉證照片的拍攝點坐標、方位角等信息進行拍攝點位展繪，然后逐圖斑內業(yè)比對檢查舉證照片的完整性、拍攝質量、屬性信息等。舉證照片檢查示意圖如圖2所示。

地類編碼0201地類果園影像紋理舉證照片

圖2 舉證照片檢查示意圖

Fig.2 Schematic diagram of proof photo inspection

3.1.3 特殊情況認定及檢查

針對雙江縣區(qū)域內特有的地理、氣候、產業(yè)等狀況而導致調查圖斑地類與舉證照片反映的地類不一致情況，依據相關的技術規(guī)程和具體實際作了特殊情況認定，檢查此類圖斑須結合相關參考資料以及實際情況進行地類認定。

因近年氣候普遍干燥少雨，雙江縣境內干旱較為嚴重，有部分耕地依靠自然降水耕作，又因灌溉設施不足而導致水源不足，近幾年未耕種，影像紋理反映不明、隱約有耕種痕跡而實地舉證照片反映為雜草、蕨類等，經與村小組長及當地村民問詢核實，調查圖斑是已撂荒多年而實為旱地，此地類調查為旱地，檢查通過并作相關情況說明。

因農業(yè)產業(yè)結構調整，雙江縣作為中國勐庫大葉茶原生地，當地政府為發(fā)展經濟，提高農民經濟收入，大力發(fā)展茶葉產業(yè)，有部分旱地、水田已種植茶葉，影像紋理和舉證照片反映都是茶園，按現有的種植規(guī)模和未來的發(fā)展趨勢，此地類調查為茶園，標注“即可恢復”或“工程恢復”屬性，檢查通過并作相關情況說明。

調查圖斑地類與影像紋理或舉證照片所反映的地類不一致時，檢查此圖斑需結合相關參考資料、實際情況說明或實地問詢情況等再認真分析、核實后認定圖斑地類，并作好相關檢查記錄。

3.2 國土調查成果質量分析

為保證各項數據的真實性、完整性及有效性，國土調查生產過程應嚴格貫徹落實國家、省級的各項技術與質量管理規(guī)定，認真執(zhí)行相關技術要求與管理規(guī)定，積極履行兩級檢查管理制度；要求項目技術負責人、公司質檢中心均按100%全數檢查;監(jiān)理單位技術人員在生產過程中實時跟蹤，及時檢查發(fā)現問題，督促處理存在的問題。

此次雙江縣國土調查成果共有72 084個圖斑，其中縣域內舉證圖斑21 898個，舉證照片129 714張。雙江縣“三調”成果一次性通過國家核查，其中鄉(xiāng)鎮(zhèn)抽查差錯率為0.39%，全圖斑檢查差錯率為0.37%。

3.3 國土調查成果質量控制經驗

3.3.1 批處理應用

1)舉證照片歸納：本次調查周期短、時間緊、任務重，外業(yè)舉證照片拍攝采用多人合作攻克模式，同一村委會存在多個外業(yè)采集成果，每個圖斑有多張舉證照片，使用MKDIR、XCOPY等命令按PHOTONAME、GLOBALID 2個屬性建立批處理文件(.bat文件)，進行舉證照片歸類后再與圖斑建立超鏈接關系，從而對地類進行判讀與核查。

2)不合格照片刪除：以GLOBALID為對應字段將歸類后的舉證照片超鏈接至舉證圖斑上，進行圖斑內業(yè)數據復核，檢查調查地類與影像及實地舉證照片的一致性。對不合格的舉證照片進行統(tǒng)計，以PHOTONAME為標識，使用DEL等命令建立批處理文件(.bat文件)，對不合格舉證照片進行批量刪除。

以上在DOS下運行批處理，提高工作效率的同時減少了人為的誤操作。

3.3.2 拓撲關系處理

數據建庫對圖斑節(jié)點有相應的技術要求，圖斑經節(jié)點抽稀后出現大量細小的重疊面和縫隙，單純使用手工逐一修改，耗時較長。結合國土調查數據處理的實際情況，總結、探討出一種批量處理細小的重疊面和縫隙的方法，現闡述如下：

使用ArcGIS對DLTB圖層“不能有空隙、不能重疊”的拓撲規(guī)則創(chuàng)建拓撲關系。首先，選擇“不能有空隙”的拓撲錯誤，創(chuàng)建新要素，打開DLTB屬性表，刪除最大面，按面積選擇需刪除的無效細小面后，拆分多部件要素；使用ArcToolbox工具箱中“數據管理工具→制圖綜合→消除”工具，獲得新圖層DLTB_Eliminate。然后，選擇“不能重疊”的拓撲錯誤，創(chuàng)建要素，打開DLTB屬性表，選擇需刪除的無效細小面，拆分多部件要素；使用“高級編輯”菜單中的“分割面”工具以DLTB_Eliminate圖層為目標進行分割。最后，打開DLTB_Eliminate屬性表，選擇需刪除的細小面，拆分多部件要素；使用ArcToolbox工具箱中“數據管理工具→制圖綜合→消除”工具，獲得新圖層DLTB_Eliminate_Eliminate。使用ArcGIS對DLTB_Eliminate_Eliminate圖層重新建立拓撲規(guī)則，創(chuàng)建拓撲關系，再次驗證拓撲關系。

3.3.3 地類判定

項目開展前期，組織技術骨干及質檢人員根據影像紋理結合雙江縣地類特征情況，針對水田、甘蔗地、煙葉地、玉米地、芭蕉園、芒果園、核桃園、茶地、三七地、撂荒耕地、草地、空閑地、橡膠林、竹林、松樹林、灌木林、砍伐跡地、宅基地、設施農用地、商服用地、工礦用地等逐鄉(xiāng)鎮(zhèn)采集對應的樣本庫，制作實地舉證照片與影像紋理一致性的樣本示例。技術負責人對內業(yè)人員培訓，參照樣本示例進行逐圖斑判讀、舉證照片核查工作，大大提高工作效率的同時減少了圖斑地類差錯率。實地舉證照片與影像紋理的對照如圖3所示。

圖3 實地舉證照片與影像紋理的對照圖

Fig.3 Contrast map of field-proven photos and image texture

3.3.4 特殊情況說明

雙江縣在國土調查過程中發(fā)現很多影像與實地不符的情況，使用舉證照片認定地類，并對影像與實地不符的情況作情況說明上報縣、市、省及國家，留各級部門審核審查項目使用。

4 結 語

國土調查成果生產過程中采用了先進的網絡技術、信息技術、計算機技術，涉及到的數據類型多、數據量大、數據質量要求高，同時數據建庫工藝和技術復雜。為保證國土調查成果的質量，本文積極探索、實施了國土調查成果質量管理、質量控制的技術方法，可為今后其他調查項目的質量控制提供一些科學和行之有效的參考與借鑒。