基础性地理国情监测地表覆盖更新方法及建议——以2 0 2 1年某测区数据更新为例

王 玉

（山西省测绘地理信息院，山西 太原 030001）

0.引言

随着自然资源监管的融合统一，地理国情监测成果的应用领域随之扩大，应用层级也随之提升[1]。2021年地理国情监测在监测并掌握耕地资源、林草资源、水资源、海岛海岸带和城市要素，人工建（构）筑物的类型、面积、范围、分布和变化情况的同时，对重点区域重点要素开展监测分析。相关成果边监测边提供、边分析边应用，满足国土变更调查、耕地保护、国土空间规划实施监督、用途管制、权益管理、生态保护修复、督察执法、林草湿保护等自然资源管理和生态文明建设需要。地表覆盖分类成果是地理国情监测重要的成果之一，也是进行最终的数据统计与分析的基本源数据之一，尤其是在地理国情监测中，监测的主要工作基本上集中在对地表覆盖数据的更新[2]。2021年地理国情中地表覆盖监测重点与往年不同，本文结合历年地理国情更新采集的工作经验，从山西省某测区实际情况出发，围绕2021年地表覆盖数据资料利用、监测要点和属性赋值，对基础性地理国情监测中地表覆盖进行了更新方法及建议的探讨,为地理国情中地表覆盖监测更新及其他相关项目提供借鉴。

1.数据更新流程及内容

1.1 数据更新的总体技术路线

以统一提供的底图数据为监测本底，基于2021年监测期遥感影像数据，开展山西省2021年地理国情变化监测工作。地理国情监测总体技术流程如图1所示，包括影像处理、变化发现、变化区域内业信息采集、外业调查/核查、内业编辑整理、成果汇交、数据建库以及统计分析等技术环节。

1.2 数据更新平台

更新数据软件的选择与数据质量密切相关，根据2021年数据更新的总体要求，为了最大限度地避免误操作，尤其是严格保持底图数据“三调”图斑的类型与界线不变的要求，主要采用基础性地理国情监测更新采集软件2021版（国信司南地理信息技术有限公司开发）进行数据更新处理，利用其软件自带的质检功能对数据进行自查，可提高数据质量和工作效率。将ArcGIS软件作为辅助进行数据分析与整理。

图1地理国情监测总体技术流程

2.资料整理利用情况

2021年下发的资料有图斑底图数据、前期影像与外业成果资料、山西省自然资源专项监督数据和监测影像资料。

2.1 图斑底图数据

图斑底图数据是将2020年国土变更调查更新后的“三调”成果中的土地类型图斑数据与2020年地理国情监测成果中的地表覆盖数据层经过叠加，并以“三调”土地类型图斑边界为准，对细碎图斑进行归并后形成的数据结果。其中包含了土地类型和地理国情信息。图斑底图数据层名：LCPA；几何类型：面。

2.2 前期影像与外业成果资料

前期影像与外业成果资料包括2020年地理国情监测正射影像成果数据、“三调”正射影像数据和前期监测形成的遥感解译样本数据，以及时效最新的全省1∶10 000数字正射影像图数据和数字高程模型数据。

2020年地理国情监测正射影像成果数据和前期监测形成的遥感解译样本数据，可以为国情监测的变化发现、影像判读提供支持。将1∶10 000数字正射影像图数据和数字高程模型数据作为本次遥感影像纠正的控制源。

2.3 山西省自然资源专项监督数据

山西省自然资源专项监测数据包括2020年7月—2021年6月山西省国土空间月度监测成果、2020年7月—2021年6月下发卫片执法图斑，以及2021年4月提取农村乱占耕地建房遏止新增工作成果。上述数据作为本次监测工作变化发现、地类判定的参考资料。

2.4 监测影像资料

数字正射影像是本次地理国情监测的主要源数据，本次地理国情监测主要采用2021年第二季度合格的1米分辨率数字正射影像。测区主要卫星影像分布如图2所示。

图2测区主要卫星影像分布图

3.数据更新要点

根据《2021年全国地理国情监测技术规定》的要求，基于统一提供的监测图斑底图数据（LCPA），开展耕地资源、人工建（构）筑物、林草资源和其他变化监测工作，实现地表覆盖变化监测。比对2021年监测正射影像，将图斑原有地理国情信息类型与影像特征明显不一致的部分，按照变化结果进行更新，并在要求的属性项中标记变化后的地理国情信息代码。作上述处理时，应遵循以下原则：

内业无法判定地理国情信息类型的图斑应外业核实；更新时，若需调整图斑边界，只能在“三调”图斑边界内部（“标识码”属性字段取值相同的图斑共同构成同一个“三调”图斑）进行调整，不得调整与“三调”图斑界重合的边界；更新时，新增的地理国情分类图斑，如果跨“三调”图斑界，应采用“三调”图斑界进行切分并分别表示，切分后图斑面积即使小于上图指标也不做合并。新增图斑的“标识码”和“图斑地类”属性项的取值应与其所在的“三调”图斑对应属性项取值相同；对数据叠加、编辑、切割等形成的与实地情况不符、不合理的尖锐、狭长图斑，按照“就近就大”的原则，将整体或部分并入位于同一“三调”图斑内、共享边最长、面积比自己大的相邻图斑，若可并入多个图斑时，优先并入地理国情信息类型相近的相邻图斑。

本文以基础性地理国情监测更新采集软件2021版为主，以ArcGIS软件为辅作为更新平台，对国情数据进行更新采集。

3.1 变化识别

利用ArcGIS软件下卷帘工具，将图斑底图数据与2021年监测正射影像比对，识别发现图斑原有的地理国情信息类型与影像特征明显不一致的区域。需要多期影像对照以便识别变化区域时，可充分利用2020年及以前的影像成果。

以山西省自然资源专项监测数据成果中的图斑范围作为本次监测工作变化范围的参考资料，在此图层的基础上标记变化范围（主要是人工变化），主要为：是变化的保留并修改范围；不是变化的删除；增加新的变化范围。变化识别时要重点注意属性项tocheck=1的图斑；对于有疑问需要外核的图斑，在“是否外业核查”字段填写认为的CC码，以便后期外业核查。

3.2 更新图斑底图数据（LCPA）

更新图斑底图数据（LCPA）在基础性地理国情监测更新采集软件2021版下进行。

3.2.1更新“三调单独图层”

根据下发的“三调单独图层”对涉及的图斑进行逐个核查并修改。

3.2.2更新图斑底图数据

根据变化标识对数据进行修改。注意：修改过程中对于存在疑问的图斑可标注外业核查，在外业核查字段中填写认为的“OCC码”，方便外业作业。

TAG用来标记图斑是否进行了修改，如果因实地的地类变化进行了修改，TAG为1；如果实地的地类未变化，TAG为2（如，单纯针对OCC纠错）；对因“三调”、国情监测数据叠加造成的狭长、异形图斑做合并等处理，视为非变化图斑，TAG值用空值表示。

本测区重点问题及处理情况如下：对于属性项tocheck=1的图斑，逐一核查确认底图数据原有地理国情信息代码与影像特征是否相符；对于属性项tocheck=0的图斑，对照影像看是否存在类型变化并更新；对于数据叠加、编辑、切割等形成的与实地情况不符、不合理的尖锐、狭长图斑，尽可能修改。如果图斑属性项tocheck=1，且相关两种类型的影像特征相近，难以通过外业确定哪一种正确时，将地理国情信息类型调整归入与“三调”地类相容、与影像特征最相符的地理国情信息类型。本测区部分矿区在2021年监测影像中有明显的颗粒感，借助卫片执法平台中的照片查看已种植了人工幼林，类似图斑采集为0370初植树木。

3.2.3进行小图斑合并

利用软件（工具-小图斑合并）处理200以内的狭长图斑如图3所示，再处理100以内的小图斑如图4所示。注：做此项工作前最好备份数据。

图3 200以内碎小图斑合并界面

图4 100以内碎小图斑合并界面

执行完成后，人工检查面积小于100 m2的图斑，并进行合并，合并时保持TAG不变（若原“三调”图斑在100m2以下，不处理）。

3.3 自检

人工检查内容：检查属性项tocheck=1的图斑。属性项tocheck=1的图斑是指国情的OCC与三调的DLBM码不相容的图斑。总体要求：TAG已改1的图斑不再检查，检查除此之外的tocheck=1且面积大于5000m2的图斑。建议生成渔网，根据影像逐屏进行核对，以确定OCC是否正确。不确定OCC是否正确时，可以更新为与“三调”的地类相容且与影像特征最相符的地理国情信息的地类。

机检内容与方法：基础性地理国情监测更新采集2021版软件自带机检，质量检查路径如图5所示。机检前先备份数据，质检完成后生成点、线、面问题记录；按照检查结果，人工排查并修改复合图形、面环粘连、大于10万节点的要素；ArcGIS下进行拓扑关系检查。检查LCPA是否存在面重叠、面缝隙、LCPA与下发的面状的调查界线互相覆盖的情况。

图5质量检查路径

4.经验及建议

4.1 确保监测成果质量建议

为保证产品质量，本测区作业成果严格按《2021年全国地理国情监测实施方案》和《2021年全国地理国情监测技术规定》等有关技术要求执行。在项目开始前及项目进行中不间断进行监测技术培训，在此基础上，作业部室严格按照质检方案进行质量检查。

监测成果检查按照“两检一验”的要求严格进行。一级检查按照作业进度，内业检查对数据及各项资料进行100%全面检查。二级内业检查对数据及各项资料进行100%全面检查，并认真做好记录。检查中，对作业中存在的问题及时发现、纠正和预防，确保成果质量。

4.2 数据采集与核查建议

4.2.1有效利用资料

项目开展前，应加强作业前的数据分析、整理、检查等工作。国情监测所使用的是上一年度的监测数据，一般情况下，应是验收合格的成果。但任何数据成果均有可能在传输、保管的过程中产生一些意外情况，加强作业前的分析检查可以避免在生产过程中出现不可预测的问题，造成项目的波折；利用2020年7月—2021年6月下发卫片执法图斑数据，通过图斑的编号可以在卫片执法平台中查询该图斑内照片，不仅能作为有力的证据辅助内业判读影像，同时也减少了外业的核查工作量。

4.2.2避免误操作

在进行地表覆盖采集更新过程中，易出现操作失误导致的属性修改错误，而且图斑的面积较大，直接影响了整体质量的情况，所以在地表覆盖数据采集过程中，进行图斑的合并时，要谨慎，尽量避免合并错误出现的误更新，在数据上交之前，要对发生变化的大图斑逐一进行检查，排除误更新。

4.2.3外业核查方式

监测外业工作存在工作范围广、数据量大的特点。在作业中，内业采集人员须在外业出测之前，尽量根据监测影像确定新增变化图斑的范围，确定好新增的图斑类型；外业调查核查之前，要对内业采集的数据进行分析、整理，列出必须采集样本的图斑类型，提前规划路线。

4.2.4接边

本次采集按照“三调”的乡镇行政区界进行分区采集，在修改位于接边处的图斑时，进行了相应的标注，以保证在乡界接边处监测更新的一致性。

5.结束语

地表覆盖分类成果是地理国情监测的一项重要成果，本文结合历年地理国情更新采集的工作经验，以2021年山西省某测区数据更新为例，从数据更新流程及内容、资料利用、更新要点和属性赋值进行阐述，并对地表覆盖监测的成果质量数据和更新采集提出建议,希望对后期地表覆盖监测更新有所帮助。