第一次全国地理国情普查青岛测区的质量管理

路平社(青岛市勘察测绘研究院,山东青岛 266033)

第一次全国地理国情普查青岛测区的质量管理

路平社∗
(青岛市勘察测绘研究院,山东青岛 266033)

摘 要:地理国情普查是一项首创性工作,标准高、难度大,成果质量是国情普查工作的生命线,关系到测绘地理信息事业的转型升级。本文介绍了第一次全国地理国情普查青岛测区质量控制的过程、流程、内容和方法。质量控制采取“三定三到位”、“质量关口前移”、“加强过程控制和技术指导”等方法,成果质量得到了国普办和省普办专家的高度肯定,取得很好的效果。

关键词:质量控制；三定三到位；质量关口前移；加强过程控制和技术指导

1　概 述

2013年9月,按照山东省第一次全国地理国情普查领导小组办公室部署,青岛市勘察测绘研究院承担第一次全国地理国情普查青岛测区数据采集工作。青岛测区包括青岛市行政区域内的六区四市和潍坊诸城市,面积约13 246 km2。主要工作有:利用测区已有基础地理信息数据,现势性为2014年5月0．5 m分辨率航空数字正射影像(DOM),收集整合专题资料,完成地理国情信息普查,建立地理国情信息数据集;采集制作遥感影像解译样本;完成地理国情信息基本统计;结合实地特点对地理国情普查要素进行生产。2015年2月12日,测区的莱西市、胶州市第一次地理国情普查数据成果通过山东省普查办质量监督组检查验收。至此,我院承担的山东省第一次地理国情普查青岛测区的全部工作通过验收,成为山东省承担1万km2以上的第一家全部通过验收的单位,标志着我院地理国情普查工作取得了阶段性胜利!青岛测区共完成要素数130 859个、样本数8 183个、图斑数1 033 382个、要素平均数15个/ km2、图斑平均数79个/ km2。

2　组织实施与质量控制

为了保证普查项目顺利进行,获取科学、准确和真实的普查数据,保障普查成果的完整性、客观性、准确性和权威性。在质量控制方面提出“三定三到位”,即、定人员、定流程、定标准,认识到位、检查到位、整改到位,质量关口前移,加强过程控制和技术指导。成立了以院长为组长,各生产、行政部门一把手为成员的第一次地理国情普查领导小组。领导小组下设项目办公室,负责项目的管理实施。普查组织机构示意图如图1所示:

图1　为普查组织机构图

测区共固定生产人员130余人,质检人员26人。生产人员、质检人员均通过省普办组织的生产技术、质检培训考试。

2．1地表覆盖分类数据采集

(1)作业流程

将收集到的数据资料进行精度检核处理,确保符合内业采集标准要求。然后按照人力资源情况,按1∶10 000图幅分成多个任务区,将相应的数据资料下发给作业员。作业员综合利用各种资料进行地表覆盖分类数据的内业判读和采集,完成地类图斑界线和属性的确定,并制作元数据,在完成数据质检后得到初步的地表覆盖数据内业采集成果。作业流程如图2所示:

(2)过程质量控制

作业员完成内业采集后,对LCA图层进行初步质检,确认无问题后得到初步的LCA成果。

①空间参考系

检查LCA图层的平面坐标系是否为CGCS 2000平面坐标系。

图2　地表覆盖分类数据采集流程图

②拓扑检查

利用ArcGIS的拓扑工具检查LCA图层是否存在面压盖、缝隙及相邻要素地类一致的问题,并人工检查是否存在不合理的极小面和尖刺等。

③平面精度

主要检查图斑平面位置,与影像对比,位置差不能超出5 m(个别区域可放宽到10 m)的限差。

④分类精度

综合各种资料及外业调查成果,检查图斑的地类属性是否正确,特别是某些易混淆的一、二级类错误,例如人工幼林、苗圃、阔叶林。

⑤属性正确性

检查CC码是否正确(要细分到最后一级类),tag字段只能为1或2。

⑥最小图斑面积指标符合性

确保每个类别面积小于最小采集指标70%的图斑数量不应超过该类图斑总数量的10%。

图3　地理国情要素采集作业流程图

2．2地理国情要素数据采集

(1)作业流程

(2)外业检核、数据完善

地理国情要素建设过程中,由于使用的专题资料或基础数据现势性不同,不可避免的会出现数据成果与现状不符或凭现有资料无法判别实际情况的问题。针对上述情况,在内业数据生产完毕后,进行了外业实地复核,并根据调查情况进行了数据修改完善。

(3)过程质量控制

作业员和作业组在数据生产完成后进行了自检和互检,检查项主要包括以下内容:

①数学基础检查:坐标系、投影参数;

②数据形式检查:层类数量、层类命名、数据格式、属性结构;

③图形检查:覆盖范围、数据精度、几何位移、几何异常、要素丢漏;

④现势性检查:参照影像,参考地表覆盖数据和专题数据进行检查;

⑤属性项检查:默认值、枚举值、关联值、必填选填项、计量单位、分类;

⑥拓扑检查:

a．层内:无压盖、重叠、自相交、悬挂、微短线(面)、伪节点;

b．层间:道路线与地表覆盖道路、水系面与地表覆盖水系、构筑物与地表覆盖构筑物等的包含性检查。

2．3外业调查与核查

(1)作业流程

叠加DOM、地表覆盖内业采集结果、地理国情要素(单位院落、小区、工矿企业等名称和范围)、道路名称等信息,对矢量数据进行符号化,对内业解译生产中有疑问的和无法辨别的图斑用不同方式重点标注,制作外业普查底图。

利用外业普查底图和外业调查用平板电脑,到实地进行全覆盖调查核查,检验内业判读的正确率,记录正确地类,对发生变化区域进行补测补调;选择有代表性的地物类型,采集实地照片,为建立遥感影像解译样本数据库准备资料。

(2)过程质量控制

外业调查核查检查的原则是“走到、看到、问到、记到”,能否做到这一点也直接影响了地表覆盖分类数据的质量。因此对外业调查核查的质量控制关键是要看作业员是否每个图斑都走到、看到。具体方法为将外业调查轨迹和拍摄照片点位叠加到LCA图层上,轨迹没有延伸到的大面积图斑就存在没有走到的嫌疑,需要进一步结合地形地貌情况进行判断是否丢漏。

另外,检查调查图纸的记录信息是否清晰易读,作业员名称和时间记录完整、正确。

2．4数据整理与约束要素处理

(1)地表覆盖分类数据整理

完成外业调查核查工作后,利用调查成果对地表覆盖数据进行内业整理。

(2)成果导出及整理

返回内业后,首先在调查纸图上记录检查人姓名。然后利用地理国情普查内业处理软件将外业调查成果导出整理为:调查点位、核查点位、采样点位、轨迹、照片、GPS测量点位及拍摄点位。对于行走轨迹中有因为丢失信号导致的不合理长距离直线和中断线进行处理,确保符合实际作业情况,并且满足轨迹拓扑要求。

(3)LCA图层内业编辑

内业修改人员根据纸图标注的问题修改图斑地类,并在图纸上记录姓名和时间。同时,还要修改图斑的tag(生产标记)属性。原则上,LCA的内业编辑由外业调查人员完成。LCA的编辑可使用ArcGIS完成。每完成一个外业记录信息的电子修改就要在调查纸图上打勾记录,如果不予修改要在旁边说明原因。

利用ArcGIS的Dissolve功能,将相邻的同属性图斑融合。

(4)tag值的扩充

为便于记录核查情况,统计核查率和核查正确率以及区分变化中和变化完毕的地块,为后期回头看节省时间,对GDPJ 03-2013《地理国情普查数据规定与采集要求》(国地普办[2013]13号,20140402-V3．1-订正本)中规定的tag取值进行了扩充和细化,扩充后tag值范围为1～7,含义如下:

①表示该图斑经内业判读确定其覆盖类型,未进行外业核查;

②表示该图斑在内业判读中存在疑问或无法确定覆盖类型,需进行外业调查;

③表示该图斑经过外业核查,确定原内业判读是正确的;

④表示该图斑类型目前处于变化中,需在后期时点统一时做重点核查;

⑤表示该图斑已经过标准时点核准工作;

⑥表示该图斑经过外业核查,确定原内业判读是错误的,并已改正;

⑦表示该图斑已变化完毕,且已经过补调、补测。图4表示了在各种情况下的tag取值:

图4　tag值详解

核查率和核查正确率统计完毕后,进行成果提交时,将tag值为6的改为3,tag值为7的改为4,以符合成果标准要求。但是tag值修改前的成果仍旧要保留一套,便于后期回头看时对tag值为7的要素进行有针对性的核查处理。

(5)质量控制

①外业调查成果与地表覆盖分类成果属性的一致性检查

检查地表覆盖的图斑地类属性与外业调查点位的地类是否一致,对于出现的不一致情况,通过查看照片和调查纸图等方式确保二者的一致性。

检查外业调查图纸的记录信息是否已完整的修改到电子数据中。

②属性合理性检查

检查地表覆盖的图斑地类是否正确(要细分到最后一级类),tag属性值是否有非1、3、4、6、7的其他不合理值存在;tag值与轨迹、图斑CC码、影像保持正确的关系,例如建筑工地的tag值为4,影像与图斑不一致的tag值为4或7等等。

(6)内部接边

作业员完成自己片区的内业采集、外业调查、内业整理并完成质检后,按照后完成者负责接边的原则与邻接区域数据进行了接边融合处理。

除了LCA数据的融合外,还对外业调查成果(包括点位、照片、轨迹等)进行了合并处理,形成统一的外业调查成果。

(7)地理国情要素数据整理

根据外业调查与核查成果,对地理国情要素数据进行修改和调整,参照调查记录和图纸所示修正了错误分类、补充了部分要素单元。其中部分错误类别为现势性问题,例如单位搬迁或更名(院落和建筑物仍在)等,同时对居住小区的名称信息进行了补充。

(8)约束要素检查与处理

主要完成地表覆盖分类和地理国情要素的约束要素检查与处理,包括水域要素、无轨道路路面范围与道路要素、房屋建筑区与单位院落、堤坝覆盖类型与堤坝要素。

(9)测区接边

与测区相邻的任务均已完成接边。

2．5遥感影像解译样本数据采集与整理

(1)作业流程

收集地表覆盖组在外业调查过程中拍摄典型地物照片,成果为:照片及采集数据库文件(IOS系统的db格式)。解译样本作业员依照“照片采集要求”规定选择合格的照片作为待入库样本,然后利用软件开发组开发的遥感影像解译样本整理软件(GeoDataManager),加载遥感影像、照片、采集数据库等文件,修改对应的地类类型,裁切遥感影像实例,完成入库工作。

组员完成工作后,实施组内互检,合格后提交地表覆盖组核对覆盖类型是否一致,然后提交下一级质检。作业流程如图5所示。

图5　样本采集与整理作业流程图

(2)过程质量控制

①作业员自检

遥感影像解译样本与地表覆盖分类工作环环相扣,作业前每个作业员都详细了解地表覆盖作业流程及相关标准和规定,避免出现覆盖类型(CC码)典型性判读错误。

作业过程中积极与地表覆盖组沟通,及时解决覆盖类型(CC码)异同的问题。

②组级检查

通过“样本库辅助采集．mxd”(自制ArcGIS配图文件)文件及遥感影像、照片、DB数据库等文件完成班组检查,按照GDPJ 06-2013《遥感影像解译样本数据技术规定》(国地普办[2013]13号,20140402-V2．1-订正本)有关要求,重点检查了照片典型性、照片数量、照片分布、照片质量、遥感影像实例、文件格式与命名、样本数据库结构等内容。

2．6元数据制作

元数据的制作是在资料整理、生产和质检各环节,根据作业分配和实际工作进度情况来完成。

(1)作业流程

在ArcGIS中,综合利用各种资料以及数据生产过程中记录的元数据信息,进行元数据的制作。

(2)作业方法

①确定LCA范围

所有的元数据图层都要确保和LCA图层范围一致,因此在制作元数据之前一定要将LCA图层范围确定。

②数据源情况

根据省普办统一下发的DOM及DLG数据附带的元数据内容,参考的基础数据以及专题资料的整理、使用情况进行相应元数据的填写。

③数据采集情况

内业采集的元数据制作使用省普办下发的元数据模板中的MIDC图层,采集单位细化到人天。

作业员完成当天的内业采集工作后,在MIDC图层上绘制当天完成的采集范围,并填写相关的属性,处理同属性断开、位置错误等不合理轨迹,然后通过独占式共享编辑工具SourceSafe更新到地表覆盖组总的MIDC元数据图层中,或者通过ArcSDE更新到服务器段的MIDC图层中。

④外业调查核查情况

外业调查核查的元数据基础是轨迹线。作业员完成当天的外业工作后,将轨迹数据进行属性填写,并对明显超出测区的轨迹、信号丢失导致的不合理轨迹以及同属性却断开的轨迹进行处理,确保拓扑正确性。然后通过ArcSDE更新到服务器端的总MFSV线图层中。

调绘核查日期一般按1天为单位记录;若按时间段记录,跨度超过5天的,调绘核查路线需要打断,分别记录各元数据项的值。

⑤数据整理与编辑情况

外业调查除了有轨迹元数据外,还按照每个组每天的作业范围制作了面状元数据,该图层要素记录了当天的调查人、调查日期、调查时间以及该区域的内业修改人员和修改时间,可以作为内业整理的元数据(MDCE)。

同样,作业员可通过SourceSafe或ArcSDE更新到服务器端的相应图层中。

内业采集、外业调查、数据整理的时间属性要确保逻辑正确性,不能存在诸如外业调查早于内业采集的错误。

⑥质量检查情况

过程检查、最终检查的时间、人员和主要问题,都记录在元数据中。

元数据中反映两级质量检查情况的图层MQC1、MQC2,应分别扩展反映内外业质量检查情况的图层,在原有图层名后加“_FLD”表示质检外业,加“_INDR”表示内业。

将MQC1扩展为将MQC1_INDR(一级质量检查情况-内业,属性内容与结构和未扩展的MQC1相同),MQC1_FLD(一级质量检查情况-外业,属性内容与结构和未扩展的MFSV相同)。

将MQC2扩展为将MQC2_INDR(二级质量检查情况-内业,属性内容与结构和未扩展的MQC2相同),MQC2_FLD(二级质量检查情况-外业,属性内容与结构和未扩展的MFSV相同)。

2．7地理国情信息数据集整合

采用地表覆盖分类、地理国情要素和遥感影像解译样本分组生产的作业方法,在各组数据生产完成并通过两级检查与整改后,依据省普办统一下发的数据库模版对各类数据进行了整合。数据整合采用了向空数据库加载数据要素的方式进行,对相应的字段进行了自动映射和人工检查,确保结构的正确性和成果数据集的完整性。在成果数据库整合完毕后,再次进行了相应的数据检核,主要包括以下内容:

(1)各作业组进行数据版本确认,保证是最终成果数据。

(2)参照相关标准检核数据层命名、数据结构、数学基础等参数,确保形式正确。

(3)对各图层记录数进行比对检查,确保数据入库无丢漏。

(4)原始数据与入库后数据进行叠加擦除检查,确保数据精度。

(5)再次进行各图层内和层间拓扑检查。

(6)利用省里下发的质检软件QC Spatial国普质检软件,对数据成果进行检查,确保无错漏。

2．8基本统计分析

以地理国情普查成果数据为基础,利用地理国情基本统计软件,基于规则网格、行政区划等统计单元,对地表覆盖分类和地理国情要素数据的点、线、面几何特征类型及要素对象的个数、长度、面积、占比等统计指标进行基本特征统计,形成包括植被覆盖、水域、荒漠与裸露地表、交通网络、居民地及设施、地理单元等统计内容的自然和人文基础地理国情信息数据,生成地理国情基本信息统计数据集、报表、报告等多种类型成果。

该部分工作通过地理国情基本统计软件完成计算,辅以人工编写统计报告、统计报表。工作内容主要包括:

(1)数据收集整理。确保数据为最终版本且数据完整、格式正确、数学基础一致,符合基本统计数据需求。

(2)数据预处理。按照基本统计要求,创建铁路、公路、河流、湖泊四类地理实体。手工提取学校(XueXiao)、医院(YiYuan)、福利机构(FuLiJiGou)、小区( XiaoQu)、休闲娱乐( XiuXianYuLe)、体育场所(TiYuChangSuo)、高速公路出入口(GaoSuGongLu)等7个图层;并对BOUP7图层,新添TYPE字段,并定义为TEXT类型长度为3,并赋值为PAC字段的后三位。

(3)基本统计。分别进行行政区划与管理单元统计、规则地理格网统计、居民地最近距离设施计算和高速公路出口覆盖居民地数量计算。

(4)编写统计报告,统计报表。对基本统计结果进行分析整理,并通过质检人员认真分析阅读,确保其真实可靠。

通过上述措施,最终完成基本统计,并保证数据的准确可靠。

2．9质量管理与成果质量情况

(1)全过程质量控制

按照全过程质量控制的要求,对各环节完成的过程成果,在提交下一环节使用前,均进行自检和互检,确保无问题后再转入下一道工序。

技术质量组对各作业组的内业采集、外业调查、整理编辑的过程成果都进行及时抽查,抽查范围力求覆盖到每个作业员,确保各作业员标准统一,尽早发现问题并督促改正,避免问题积累和扩大化。

(2)两级检查

对项目所有成果实行“两级检查、一级验收”制度。一级检查由项目部技术质量组实施,检查问题整改、复查合格后提交院质检站实施二级检查。

检查方式:内业采用人机交互和程序批量化检查,外业采用纸图回放实地巡查方式。

检查内容:按照GDPJ 09-2013《地理国情普查检查验收与质量评定规定》(国地普办[2014]1号,2013年12月),制定检查表格,实施检查。

成果评定:二级检查按照GDPJ 09-2013《地理国情普查检查验收与质量评定规定》(国地普办[2014]1 号,2013年12月)进行评定,并编写检查报告。

(3)成果质量情况

山东省第一次全国地理国情普查数据采集青岛测区执行了国家、省规范,设计、总结和一级检查记录等文档资料齐全,成果资料管理规范,符合相关国家、省技术标准和规范要求。

地表覆盖分类数据、地理国情要素数据、生产元数据、遥感解译样本数据、基本统计成果数据完整,均满足国家、省相关技术标准和要求,样本质量合格。

综上所述,山东省第一次全国地理国情普查数据采集青岛测区成果批合格。

3　几点体会

(1)不断学习是技术保障

第一次全国地理国情普查工作开展以来,国普办、省普办出台了一系列规定、补充规定,为准确的把握内容与指标,准确的开展检查任务,及时纠正生产中存在的技术偏差,质量检查组多次组织人员学习,对个别不明确的技术问题及时与省质量监督组、实施组对接沟通。

(2)加强技术培训与指导

广泛开展普查生产技术培训,落实先培训合格、后持证上岗制度。根据普查生产节点,适时组织技术标准、遥感影像解译、基本统计、质检软件等专题培训。结合生产实际开展形式多样的交流与指导。编印遥感影像解译样例,及时配发到生产一线,增强普查生产人员对技术标准的理解掌握。

(3)固定合格的质检人员

遵循具备实际生产经验为基础条件的原则,从承担地理国情普查试点任务的生产人员中,择优选择技术水平较好的人员充实到质量检查组,成为质量检查组专职人员,负责测区质量监督和检查工作。

(4)严格落实“两级检查、一级验收”制度

“两级检查、一级验收”制度是测绘地理信息成果检查验收的基本制度,要持之以恒,认真落实,规范检查流程,不减少、遗漏或重叠两级检查程序,严格按照质量管理办法执行。

(5)积极推广应用普查质检软件

积极参加省普查办组织的专题质检软件培训会,熟练掌握软件用户手册,并与研发单位合作,制定软件操作指南,规范普查质检软件使用方法,努力发挥普查质检软件在提高质量控制效率方面的作用。

(6)做好检查意见整改工作

测区每批次检查验收,针对检查发现的问题,都认真组织整改落实,督促作业单位制定整改方案,落实整改措施,举一反三,确保检查验收发现问题彻底解决。善始善终把好质量关,做好地理国情本底数据库,为标准时点核准、监测和应用打下坚实基础。

参考文献

[1] 第一次全国地理国情普查总体方案[R]．国地普发[2013]1号,2013．7

[2] 第一次全国地理国情普查实施办法[R]．国地普发[2013]1号,2013．7

[3] 第一次全国地理国情普查实施方案[R]．国地普办[2013]12号,2013．9

[4] GDPJ 09-2013．地理国情普查检查验收与质量评定规定[S]．

[5] GDPJ 13-2013．地理国情普查过程质量监督抽查技术规定[S]．

[6] 第一次全国地理国情普查山东省实施方案[R]．2013．11

The First Geography Census Quality Management of Qingdao Survey Area

Lu Pingshe
(Qingdao Surveying and Mapping Research Institute,Qingdao 266032,China)

Abstract:Geography Census is a pioneering work,with high standard and great difficulty．As it" s know to all,the result quality is the lifeline of Census,related to the transformation of surveying and mapping geographic information business．This article describes the quality control contents of the first National Geographic Census with process, content, and methods, which used in Qingdao survey area．We taked methods such as no sooner said than done,quality check in advanceand enhance process control and technical guidance to achieved very good results．And it has been highly appreciated by experts．

Key words:quality control;no sooner said than done;quality check in advancean;enhance process control and technical guidance

文章编号:1672-8262(2015)05-59-06中图分类号:P205,P208．1

文献标识码:C

收稿日期:∗2015—07—13

作者简介:路平社(1965—),男,正高职高级工程师,主要从事测绘技术与质量管理工作。