1∶2000基础数字线划图...检方法研究——以浙江省为例_吴为民.pdf

第 卷 第 期 年 月测绘与空间地理信息 ，收稿日期：作者简介：吴为民（），男，湖北黄梅人，高级工程师，学士，主要从事测绘地理信息成果质量检验及相关标准的研究与制定工作。基础数字线划图动态更新质检方法研究 以浙江省为例吴为民（浙江省测绘科学技术研究院，浙江 杭州）摘要：分析了 基础数字线划图动态更新方法；分析了动态更新容易存在的问题，针对存在的问题提出了解决方法，进一步研究出新的抽样方式及样本质量评价方式，更加科学、合理地评价成果的质量，对其他比例尺基础数字线划图更新也可提供参照。关键词：基础数字线划图；动态更新；质检方法中图分类号：文献标识码：文章编号：（）：（，）：；，：；引 言 年 月浙江省自然资源厅举行新闻通气会，会上通报了浙江省已实现省域范围 万 基础地理信息数据全覆盖，浙江省成为全国率先完成该工作的省份。“十四五”期间，浙江省又提出在全省范围内开展 数字线划图数据动态更新，原则上每年更新一遍。在当前新发展阶段下，如果按照以往大范围全要素 数字线划图生产成果进行质检不能适应当前的动态更新生产模式。为此，需要研究出适合全省 数字线划图快速动态更新的质检方法。基础数字线划图动态更新方法 航空摄影测量法航空摄影测量法是 基础数字线划图更新的常用方法，要求采用分辨率优于 、现势性不超过 年的航摄影像资料为数据源，经资料整合分析、像控与空三加密、立体采集，再进行野外调绘核查，最后内业更新编辑成图。也可以利用无人机航摄按上述流程进行更新。浙江省 比例尺基础数字线划图的生产主要采用航测法生产。浙江省自 起实现每年获取 次航天影像，年起每 年全省获取 次优于 分辨率的航空影像。年起，浙江省自然资源厅要求全省陆域 数字正摄影像数据（）每年更新一遍。这为采用航空摄影测量法实施 基础数字线划图数据动态更新提供了保障。当前浙江省全省各市县主要采用航空摄影测量法来实现 基础数字线划图数据动态更新。地图编绘法地图编绘法是利用不小于成图比例尺且现势性强的数字线划图、竣工地形图以及其他专题地理信息资料，通过内容取舍与更新、制图综合与编辑等技术方法对变化区域进行缩编、转绘等。外业实测法外业实测法是利用仪器设备在实地测量进行数字线划图更新的方法，一般在影像资料现势性或精度无法满足要求时采用。常用的方法有实时动态载波相位差分技术（）、激光三维扫描、极坐标法、勘丈法、数码相机辅助法等，一般采用一种方法或综合使用多种方法。基础数字线划图动态更新工艺流程 当前，浙江省各市、县 基础数字线划图动态更新一般都是采用航空摄影测量法，本文也是基于此种更新方式进行研究。航空摄影测量法工艺流程如图 所示。图 航空摄影测量法 数字线划图更新工艺流程图 基础数字线划图动态更新存在的问题 常规的全要素 基础数字线划图生产存在的问题，本文不做赘述；本文重点针对 比例尺数字线划图数据动态更新特有的容易存在的问题进行分析，将主要问题归纳为以下几点。变化量发现不到位问题浙江省是中国的经济强省。“十四五”时期是浙江省全面开启高水平推进社会主义现代化建设新征程、着力建设新时代全面展示中国特色社会主义制度优越性“重要窗口”的关键时期，随着浙江省“三改一拆”“五水共治”、新农村综合整治等一系列工程的推进，以及县（市、区）、乡（镇）、村行政区划调，新时期测绘要做好“两服务、两支撑”工作，就要做到将地理实体和地理单元的变化及时反映在地形图上，服务好经济社会发展。要做到动态更新，首先要清楚哪里发生了变化。发现变化在很大程度上决定了更新成果的好坏。当前找出变化量通行的做法是将现势性较强、优于 分辨率的航空 影像叠加在 本底基础库上，然后圈画出不套合的地方，找到变化图斑。但是对于大量的点要素变化、线要素变化以及空间信息不变但属性变化的就无法在内业发现，生产单位往往在外业调绘时仅对内业发现的变化图斑进行巡视调绘，造成更新不到位。主要表现在以下几个方面：）点要素漏更新近年来，浙江省很多县对所辖的乡镇区划进行了调整，对行政村进行了撤并，并村力度大的县，个行政村合并成 个行政村，那么对应的行政村名称对象点以及村委会就潜在存在错、漏或多余现象，有的公共服务设施点（如老年活动中心、社区公共卫生服务站等）可能也会有相应的变化。）线要素漏更新近年来，由于经济社会快速发展，浙江省许多地方都对电网进行了改造，以上的高压输电线一般都有电线塔，通过影像比对一般能识别出来，但是 高压线一般都是单柱电线杆，单单从内业影像上一般是发现不了的。浙江省经历了“五水共治”改造，很多河流岸边都进行了加固，无滩陡岸很多都变成了加固岸，截弯取直了许多自然的河流边线，这样就造成了河流边线位置发生了变化。河道两岸一般都有树木遮盖，河流边线整体上即使偏差 ，单单从影像套合比对不容易发现变化。）外围轮廓（范围）无变化或无明显变化的面要素漏更新面状要素变化分 种类型：一类是外围轮廓（范围）发生变化；另一类是外围轮廓（范围）无变化或无明显变化。对于外围轮廓（范围）发生变化的面要素，本文将优于 分辨率的航空 影像叠加在 本底基础库上是很容易找出变化图斑。常见的情况如新开挖了一条河流、新建了一条道路、新建了（或是拆除了）一座大楼或厂房等，通过纹理比对是很可能发现的，这种情况一般都会及时发现并更新。另外，对于外围轮廓（范围）未变化但是要素纹理反差明显的情况，只要细心比对，往往也会发现并更新。第 期吴为民：基础数字线划图动态更新质检方法研究然而对于外围轮廓（范围）变化不明显或者对于外围轮廓（范围）未变化但是要素纹理反差不明显的要素面则往往很容易忽视，未发现变化从而漏更新。常见的情形如苗圃、果园、成林面植被类型发生了变化，从纹理上看这些植被的纹理有很高的相似度，一般不太容易发现变化。还有鱼塘等外围轮廓（范围）完全无变化，纹理上也无任何变化，只是从前可能是鱼塘，后来变成了虾塘或牛蛙塘了。）地理单元漏更新“十四五”时期是浙江省全面开启高水平推进社会主义现代化建设新征程，着力建设新时代全面展示中国特色社会主义制度优越性“重要窗口”的关键时期，为了进一步促进社会和区域经济发展水平、进一步加快城市现代化建设，浙江省许多地方都进行了行政区划的调整，如最近省会杭州市原有的八区都重新进行了划分，数字线划图数据动态更新时就要反映经济社会发展，适时将行政境界线、面作出更新。生产单位有可能重视地物实体的更新，而忽略了地理单元的更新。）空间信息不变属性变化漏更新原有成果属性质量差而漏更新。虽然原有 基础数字线划图测绘成果都是经过验收的，但也不能保证所有的图幅都是合格的。笔者曾经在某次检验中发现有一个自然村所有房屋及附属设施轮廓形状基本没有问题，但是主房屋层数绝大多数都是错误的。厂房名称变化。虽然厂房及厂房内相应的其他要素变化不大，但工业园区厂名变化比较频繁，内业影像比对时，如果厂房拆除或重新建造了，一般可以发现，但名称属性需要外业核实。铁路由普通铁路改造成电气化铁路，建筑中的道路变成建成道路等。数学精度检测问题按照要求，图类单位成果高程精度检测、平面位置精度检测，检测点应分布均匀、位置明显。一般每幅图各选出 个点。基础地形图动态更新变化的部分往往是零星图斑，一幅标准图变化量可能不到，甚至更低。如果按照全要素测图法来检测数学精度，那么检测的数据绝大多数都是旧有的成果数据。如果旧有的成果数学精度质量差的话，将原有的低质量数学精度算在更新测绘生产单位身上显然是不合理的。如果仅仅检测变化部分的数学精度，往往可能一幅图能采集的平面点数、高程点数都为个位数，甚至无点可采集，这样又不满足检测点数量要求。这就需要采用新的统计精度方式，来适应 基础地形图动态更新生产方式。样本问题众所周知，质量检验时批成果中的批量决定着样本量。数字线划图更新批量确定时无外乎 种：一种是按总的更新范围，将整个更新后 数字线划图成果当批成果来确定样本量；另一种是按照实际变化量折算出范围，将折算后的成果当批成果来确定样本量。前一种方式，样本量太大，将更新生产当全要素生产来查，优点是能较好地发现成果中的质量问题，缺点是工作量太大。后一种方式，只检查更新的图斑，优点是快捷，缺点是样本量太少，如果生产单位对变化量判定不正确的话，影响样本的数量，且质检时按照生产单位提供的变化量来抽样，首先等于承认了生产单位已经将变化量都已经正确地找出来了，实际质检过程中，笔者发现存在较多的变化量生产单位未发现，这样很多潜在的质量隐患就不能排除。成果质量评价不科学、不合理问题一般情况下，数字线划图测绘成果样本质量得分由样本内数学精度、数据质量、属性精度、地理精度、整饰质量、附件质量加权而来，批质量得分等于各样本质量得分的算术平均值。基础地形图动态更新变化的部分往往是零星图斑，一幅标准图变化量可能不到，甚至更低。如果将整幅图都按全要素生产成果打分，那么样本内采集的精度检测点大部分都是原有点，数学精度得分更大程度上反映的是原有成果的数学精度质量，检验的成果属性质量同样反映的也是原有成果属性质量，显然按此方式评价不管是数学精度得分还是属性得分都不科学、不合理，不能反映更新成果质量。如果完全按照变化量部分来评价，数学精度得分仅由远小于规范要求的几个点平均偏差计算得出，偶然因素影响太大；而属性质量由于变化量太小，可能都找不到扣分点，就会造成样本分数偏高，实际上可能存在较多的漏更新，所以这种评价成果质量方式也不能真实地反映更新成果质量。基础数字线划图动态更新质检方法的研究 针对上一章节提出的问题，本文需要研究出一套适合的质检方案，既要尽可能大范围巡视成果、防止漏更新，又要保证质检的效率；既兼顾总的更新范围、保证更新到位，又兼顾实际更新量，做到较好的统一；能最快捷、最大限度地发现成果中存在的质量问题，科学合理地评价成果质量。尽最大限度暴露出变化量暴露变化量可以从 个方面着手，即内业和外业。一般可以先内业后外业，检查时做到有的放矢，要让变化量尽最大限度暴露出来。）内业核查内业套合优于 分辨率的航空 影像进行概查：核查生产单位已发现的变化部分是否正确；核查是否存在明显变化或者疑似变化的图斑而生产单位未发现；核查本底库中“建筑中”的房屋、道路等以及所有标注为“工地”的要素。）外业巡视外业检查时，首先核实生产单位实际已发现的变化 测绘与空间地理信息 年部分，核实内业发现的疑似变化图斑部分，同时有针对地查找潜在的漏更新部分。具体做到如下几点：样本内生产单位发现的变化部分必定按照常规方法详查到位；外业核实内业圈出的疑似图斑、本底库中“建筑中”的房屋、道路等以及所有标注为“工地”的要素；样本内城际道路、城市道路等主要道路必定全部巡视到位，检查道路及附属设施是否漏更新，检查道路两边是否新增或已近拆除高压线；样本内水系边线是否发生变化，是否由自然陡岸变成加固岸，水系名称重点核实；核实自然村及以上各级行政地名和公共服务设施点，核实各级行政所在地是否发生变化；核实样本内易忽视的属性，如厂房名称、厂房结构及层数等；多渠道查询近期是否有新的行政区划撤并，对于乡镇级区划调整应该及时更新行政境界线和面。差异化巡查全要素 基础数字线划图的样本检查时，一般需要外业对样本中所有的要素进行详查，但是动态更新质检时如果再用此方法，当然能查找出样本中问题，但是无差别检查耗费大量的人力、时间等，况且更新量不大，原有的成果也是经过了质检环节，可能会做大量无效检查。针对动态更新成果宜对前面提到的容易漏更新的部分进行有针对性检查，而对于影像吻合度很好，内业预判不太可能变化的部分在外业巡视时一带而过即可，这样既解决了巡查不到位的问题又兼顾了外业的效率。新的抽样方式及样本质量评价方式全要素 基础数字线划图质检抽样一般以标准图幅（）为单位，以总的图幅数为批量，按照抽样规则确定样本数。针对动态更新的特点，兼顾巡视图幅数和样本量，可以仍然以总的图幅数为“批量”，按照抽样规则确定样本数，抽样时尽量选择更新比例大的图幅，同时要兼顾均匀性和代表性；再以总的变化量折算成图幅数为“批量”，按照抽样规则确定样本数，然后将 幅样本图分成 个区块，每个区块视为 个样本，这样总的样本数仍然是 个，但巡视时却巡视了 幅图，既保证足