复杂环境下地理国情普查内业质量检查

沈向前，余 洋

（1.武汉大学 遥感信息工程学院，湖北 武汉 430079）

地理国情普查是一项重大的国情国力调查，是掌握地表自然、生态、经济、人文基本情况的基础性工作，对全面获取地理国情信息、掌握经济社会发展和自然资源环境状况有着重要的意义[1-5]。精准、详实的地理国情数据是地理国情普查后期统计分析、监测评价、统筹决策的基础。因此，地理国情普查的质量控制是地理国情普查生命力的保障。内业数据的质量检查贯穿地理国情普查生产实施的全过程，关系到质量控制的成败[6]。

内业更新生成的地表覆盖分类数据和地理国情要素数据中存在的质量问题大致可分为规则不符错误和属性判断错误两类。规则不符错误主要是数据不符合采集要求或数据达不到采集指标；属性判断错误主要是地物分类错误或地物属性信息错误。对这些质量问题，目前检查的方法有程序自动检查、人工对照检查、人机交互检查3种。复杂环境下（山区或图版破碎）的质检问题是当前研究的一个弱点，这些地区的解译会产生识别错误、位置不准确、表示困难等错误，采用单一检查方法并不能有效地进行质量检查。确定具体问题的最优检查方法，形成优化质检方案，可提高检查效率，有效控制复杂环境下内业数据的质量。

1 内业质量检查方法与流程

1.1 检查方法

1）程序自动检查。通过设计模型算法和编制计算机程序，利用空间数据的图形与属性、图形与图形、属性与属性之间存在的逻辑关系和规律，检查发现数据中存在的错误。该方法的优点是：①检查用时短，效率高，可以进行批量检查；②节省人力资源，能加快项目进度；③能够检查肉眼难以分辨的错误，不容易出现漏检、错检，检查结果定位准确。其缺点是：① 很难对非结构化、主观性强的质量问题进行检查；②需要购买或自行研发质检软件，且需要对质检人员进行质检软件的使用培训。

2）人工对照检查。通过人工检查核对实物、数据表格或可视化的图形，以此判断检查内容的正确性。该方法是地理国情普查内业质量控制的重要方法，其优点是：①适用范围广，基本上所有类型的错误问题都可用人工对照的方法进行检查；②对于普查过程中新制定的质量要求（指标）也能很好地检查；③ 不需要购买或自行研发质检软件。其缺点是：①检查用时长、效率低，且随着检查时间的拉长，检查人员会出现视觉疲劳等问题，进一步降低检查效率；②容易出现检查遗漏、检查错误等现象。地理国情普查要采集的要素种类繁多，内业编辑的质量要求和指标也多种多样，大范围的人工对照检查会不可避免地出现错漏现象。

3）人机交互检查。利用程序将有疑点的地方搜索出来，缩小范围或精确定位，再采用人机交互检查方法，由人工判断数据的正确性。对于一些能够用程序检查、但需要人工确认的质量问题，采用人机交互检查方法，是对程序自动检查和人工对照检查的补充。

1.2 检查流程

在明确数据质量要求、数据组织及成果归档要求的基础上，依据《地理国情普查检查验收与质量评定规定》的要求[7]，确定内业质量检查流程，如图1所示。

2 内业质量检查内容及方案

2.1 地表覆盖分类检查项目

1）检查面表征质量，主要包括面折刺检查、面边界回头线检查、最小上图面积检查。

图1 内业质量检查流程图

2）检查LCA属性信息的完整性和正确性，主要包括CC项与TAG项的属性值错漏检查、属性值长度检查。

3）检查LCA层的拓扑问题，主要包括面重叠检查、面裂隙检查、面空洞检查、碎面检查、面连续检查、要素复合检查。

4）检查地表覆盖分类数据采集的平面精度，即采集的地物分界线与影像的套合精度，逐个图斑进行检查，重点检查建筑物、道路、水系等界线明显的图斑。

5）检查LCA分类精度，主要包括地物类型误判、未分到最细类、达到采集指标漏采集、未按“自然优先”和“就近就大”原则进行分类。

6）检查接边情况，确定LCA是否存在空间位置不接边、属性信息不接边错误。

2.2 地理国情要素信息检查项目

1）检查地理国情要素数据层结构及各层要素完整性，主要包括要素多余检查、要素遗漏检查、空图层检查、多余图层检查。

2）检查地理国情要素各层属性表信息的数据结构，主要包括属性值错漏检查、属性值长度检查、行政区代码完整性检查、行政区代码名称一致性检查、国民经济代码正确性检查、属性附录一致性（如GB码和CC码不一致）检查、属性项限制检查。

3）检查地理国情要素各层的拓扑问题，主要包括单独层内的拓扑检查、层与层之间的拓扑检查。

4）检查地理国情要素各层数据采集的平面精度，逐个图斑检查地理国情要素是否与影像套合。

5）检查地理国情要素数据的分类精度，主要包括要素分类错误、未分到最细类、达到采集指标漏采集。

6）检查接边情况，确定地理国情要素数据层是否存在空间位置不接边、属性信息不接边的错误。

7）检查地理国情要素数据和其他数据一致性，主要包括与LCA的一致性检查、与基础地理信息数据和主题数据的一致性检查。

2.3 质检方案优化设计

根据质检问题的性质和检查方法的特点，明确具体质量问题的最优检查方法，形成综合3种方法的优化质检方案。此方案多采用程序自动检查和人机交互检查，减少人工参与，提高了检查效率，保障了内业数据的高精度、高质量[8]。质检方案配置见表1。

表1 质检方案优化配置

3 内业质量检查方案应用

使用质量检查方案，对四川省广汉市和湖北省仙桃市地理国情普查项目中的内业数据进行质量检查，取得了很好的效果，保证了内业更新的地表覆盖分类数据和地理国情要素数据的完整、真实、可靠。

1）程序自动检查。通过程序自动检查，标记错误图斑的空间位置，并将错误图斑的信息记录在检查属性表中。图2中，通过程序自动检查LCA属性信息，检查出图斑（CC码为1032）的CC项异常。

图2 程序自动检查LCA属性信息

2）人工对照检查。人工对照检查时，逐个图斑或逐条记录进行检查，将发现的错误标记出来，并将错误对象（属性记录）的ID、错误类型等信息记录在检查记录登记表中。图3中，人工对照检查LCA的平面精度，检查出与影像不套合的图斑（CC码为0601）。

图3 人工对照检查LCA平面精度

3）人机交互检查。人机交互检查是程序自动检查和人工对照检查的结合，首先通过程序自动检查，确定疑似问题的位置和错误类型，然后人工检查确定。图4中，人机交互检查LCA和地理国情要素数据的一致性，检查出道路线（ID为1098）穿过LCA中房屋建筑区的错误。

图4 人机交互检查数据一致性

4 结 语

目前，地理国情普查质量检查的研究对质检的内容和方法都进行了系统的总结，但对各检查方法的特点、具体质量问题和检查方法的对应关系没有详细地进行探讨。地理国情普查的质检软件也有不少，但复杂环境下的质检结果却不能令人满意，这些软件过于追求“大而全”，忽视了有一些质量问题并不能通过程序自动检查，或是现阶段还不能实现。本文结合地理国情普查内业编辑和质量检查的作业经验，配合使用3 种检查方法，形成了优化的内业质检方案，对内业更新数据中的各项质量问题给出了最优的检查方法。通过四川省广汉市和湖北省仙桃市的项目对质检方案进行检验，证实此方案能够在复杂环境下有效地控制内业数据质量，可以作为制定地理国情普查内业质检方案的依据或参考。

[1]李德仁,睦海刚,单杰.论地理国情监测的技术支撑[J].武汉大学学报:信息科学版,2012,37(5):505-512

[2]李建松,洪亮,史晓明,等.对地理国情监测若干问题的认识[J].地理空间信息,2013,11(5):1-3

[3]史文中,秦昆,陈江平,等.可靠性地理国情动态监测的理论与关键技术探讨[J].科学通报,2012,57(24):2 239-2 248

[4]李建松,周军其.地理监测原理与应用[M].武汉:武汉大学出版社,2014

[5]国发[2013]9号.国务院关于开展第一次全国地理国情普查的通知[S].

[6]高天虹,张金刚,刘敏.地理国情普查成果内业的质量控制[J].测绘与空间地理信息,2014,37(6):210-212

[7]GDPJ09-2013.地理国情普查检查验收与质量评定规定[S].

[8]王小娟,王珊,何鑫星.地理国情普查过程质量控制的思考与总结——西藏测区外业核查[J].测绘,2014,37(3):134-137