论宁夏第一次地理国情普查

【摘 要】本文首先对地理国情及地表覆盖概念做出了界定，然后对在地理国情普查实施中的地表分类技术做出了相关的分析，最后对于内容分类的质量检查的方法做出了技术性概述。

【关键词】地理国情 普查 分类

地理国情普查是获取国情国力信息的重要手段，是掌握自然资源、生态环境以及人类活动基本情况的综合性、基础性工作。其目的是全面获取各类地理国情信息，并进行综合统计分析，揭示经济社会发展和自然资源环境的空间分布及内在关系，实现地理国情信息对政府、企业和公众的服务。地表覆盖分类信息反映土地表面覆盖物的物理组成，是地理国情普查信息的一个重要方面，有着重要的意义。因此，结合地理国情普查项目的实施，研究地理国情普查地表覆盖分类技术有着比较重要的意义。

一、基本概念

地理国情是从地理的角度分析、研究和描述国情，以地球表层自然、生物和人文现象的空间变化和它们之间的相互关系、特征等为基本内容，对构成国家物质基础的各种条件因素做出宏 观性、整体性、综合性的调查、分析和描述。例如，对国土疆域概况、城市布局和城镇化扩张、孕灾环境与灾害分布等基本状况的调查、分析和描述等。地理国情综合反映了一个国家或区域人地关系的协调程度。

地表覆盖是随遥感技术发展而出现的一个新概念，其内涵与“土地利用”相关但又不完全相同。地表覆盖（Land Cover）是指自然营造物和人工建筑物所覆盖的地表诸多要素的综合体，包括地表植被、土壤、冰川、河流、湖泊、沼泽湿地及各种建筑物，主要侧重描述地球表面的自然属性，具有特定的时间和空间特性。地表覆盖分类就是对地表覆盖物按其所具有的各种生物或者物理特征进行分类，而土地利用则侧重于按土地的社会属性，对地表覆盖物（包括已利用和未利用）进行分类。比如对林地的划分，前者通常根据林地生态环境的不同进行划分，以反映林地所处的生态环境、分布特征及其地带性分布规律和垂直差异，后者则以利用目的和利用方向不同进行林地划分。地表覆盖的变化可引起环境景观特征的改变，

同时也会对社会经济、生态系统和水文系统产生很大的影响。进行地表覆盖变化研究是全球变化研究及现代地学领域的一个核心和热点。地表覆盖研究可为模拟地球表层系统环境的形成机理、变化趋势等提供基础，也可为土地的合理利用规划和制定相关可持续发展政策提供重要依据。

二、数据来源

实施本次任务主要是利用国家测绘地理信息中心下发的2010-2013年卫星影像共1088景，除去大面积云覆盖影像，实际可供生产影像共810景，由于WordView及QuickBird全色及多光谱单景分块存储，需在处理前将其进行卫片拼接。根据宁夏区情将全区划分为18个加密分区，每个分区不超过30景卫片；控制资料利用我区历年基础测绘生产的外业像控点和空三加密成果，控制不足部分野外测绘进行补充，共补充约3700多点；使用1：10000高精度DEM、部分地区拉伸严重的使用1：50000DEM做正射纠正；配准纠正后的每景多光谱分布不少于15个控制点且均匀分布，配准精度不得大于一个多光谱影像像素。第一次地理国情普查项目中主要利用了蓝、绿、红、近红外4个波段的正射影像数据和宁夏第二次土地调查数据开展地表覆盖分类。首先基于DOM、DEM和1∶50000DLG基础数据，结合测区的区域特点，采用人工采集方法进行地表覆盖数据采集，并制作外业调查底图；其次外业利用外业调查工作底图，对内业无法获取和不确定的地表覆盖分类信息进行实地调查，对内业已确定的进行核查，对实地变化了的以及新增地物进行补调；再次内业对外业核查与补测的成果进行编辑、修改，形成地表覆盖分类成果数据；最后，在标准时点的核准阶段，按照时点核准方案的要求，对于作业调查处于变化中的地物类别和发生根本性变化的类别等情况，按照时点核准影像，进行更新确认，形成地表覆盖分类成果最终汇交数据。

三、覆盖分类基本方法

宁夏地理国情普查在开展普查工作时，结合本地方实际需求，在全国统一的普查内容与指标的基础上，新增加普查内容8类，分别是硒砂瓜（01201）、枣园（02111）、枸杞（02112）、高速公路服务区（0737）、太阳能电厂（07701）、生态移民迁出区（11411）、生态移民迁入区（11412）、风电厂（11421），用以提高普查的详细程度。划分为12个一级类，58个二级类，141个三级类。本次项目实施完全通过人工判读划定边界线和赋予相应的判读属性。主要的归类基本方法有：

（一）所见即所得。由于地表覆盖分类的基本依据是地表覆盖物的物理特性，而非土地利用分类中侧重于土地的社会属性，因此从分类判读的原则方法角度来说，可以称为“所见即所得”。

（二）自然优先。植被覆盖、地表等类型中通过影像甚至实地核查均难以区分人工和自然的类型，一般采用“自然优先”的原则进行归类。采用自然优先原则的前提是难以区分其具体成因。从人与环境的关系角度来说，人类的任何活动结果都终将成为自然的一部分，因此无法判定的情况下，归入偏自然的类别，出错概率更低，更符合自然规律。

（三）立体覆盖。对于不同高低植被立体覆盖的范围，如乔木林下有灌木，果树下面有疏菜等情况，以顶层树冠的优势类型确定其植被覆盖类型；对于树冠遮蔽道路、树冠遮蔽沟渠的情况，地表覆盖中按照植被归类；地理要素（地理实体）中按照道路和沟渠的要求采集。

树木遮盖房屋的情况和遮盖路和水的处理方式不一样，应尽可能根据房屋的轮廓按照房屋归类。对于屋顶绿化的房屋，归入房屋建筑或房屋建筑区；桥面跨越大面积的水面，应归入水体类型（如果桥面宽度和水面宽度差不多，按路面采集，水面断开；如果水面宽度大于桥面，路面断开，保持水联通）；跨域峡谷，应按照地面的实际覆盖归类。对于高架路，不考虑路下的情况，地表覆盖中按照上层道路归入路面；其他在空间上被多种类型立体层叠覆盖的情况，地表覆盖分类一般采用“就近就大”的原则，即以面积占绝对优势的类型为主。城市地区大面积被植被遮盖的道路，按照植被归类；如果依据影像判读为零星小面积遮挡的，可以不做处理，直接归入道路路面。

（四）就近归并。线状地类执行GDPJ 03-2013《采集要求》：耕地、库塘、固化池、大棚等连片区域内部斑块之间的田埂、小路、水渠、林带等狭长条带，如果宽度在5米（含）以下，或者连片达不到实地400平米的，可以就近归并到相邻的耕地、库塘、固化池、大棚等类型中。也适用于房屋建筑区内的情况

（五）预见性。对于正在发生变化且变化周期较短的类型，如即将完工的建筑工地、栽种果树幼苗的耕地等，在普查时点规定的时间，按照通常规律可预见会变为另一种类型。但采集信息时依据的影像或当前的状态并不能完全体现将来普查时点的状态。这种情况下，可以采取两种方式处理：

1）按照预见的时点时状态进行采集，采集时建议做特别标记，以利于后期时点统一时做重点核查；

2）按照影像反映的状态进行采集，采集时也需要做特别标记，后期时点统一进行核查。

由于“预见”需要一定的领域知识，这种方法不宜滥用。采用这种方法时，第一种方式应慎用，否则容易起反作用，建议一般采用第二种方式处理。

（六）逻辑一致性。部分地表覆盖类型图斑与对应的地理要素数据之间存在一定的逻辑约束关系，主要包括：

1）水体要素和水面范围。覆盖分类的水面类型图斑一般位于河渠、湖泊和库塘等水体实体的内部，只有依据的影像正好是丰水期拍摄的，两者的范围才可能完全一致。

2）道路要素与路面范围。地表覆盖中归为路面类型的图斑范围内可能会有对应的符合要素采集条件的道路要素；但由于遮蔽、数据源识别能力等原因，有道路要素的地方其地表覆盖分类不一定是道路类型，可能是植被或其他遮蔽道路的覆盖类型。也就是说，所有按要素采集的道路中心线，在未被完全遮蔽且影像可识别的地区，必须与地表覆盖中的道路图斑保持空间位置和属性值的一致性。

3）房屋建筑区与单位院落。单位院落与房屋建筑区之间不存在一一对应的关系，但位置上有关联性。单位院落的范围内，一般应该存在属于房屋建筑区的地表覆盖类型。

4）堤坝覆盖类型与堤坝要素。堤坝要素用线表示，应该位于作为覆盖类型的堤坝图斑范围内。

四、地表覆盖分类检查方法

成果检查采用在ArcGIS10.1中的拓扑工具、GEOWAY地理国情普查质检软件V1.3和地理国情普查数据入库检查工具V1.0.2软件下自动检查、人机对比核查及人机交互检查、人工检查以及外业实地检查等方法综合进行。

空间参考系：检查坐标系统、高程基准、投影参数是否符合技术要求。

时间精度：检查使用的影像资料、基础地理信息数据等原始资料的现势性是否符合技术设计要求，成果数据的现势性是否达到普查时点的要求。

位置精度：检查分类要素边界几何位置精度是否符合精度要求，图斑接边几何位置是否正确。

逻辑一致性：检查LCA层命名、数据层属性项及属性项定义（属性项的名称、类型、长度、顺序、个数等）是否符合技术要求，检查数据拓扑关系的正确性，即数据是否存在多边形闭合错误、相邻多边形是否存在缝隙和面重叠等。

采集精度：检查图斑边界与影像的套合、图斑间几何位置接边是否超限。

分类精度：检查要素分类是否正确，是否按技术要求分到子类，图斑分类是否有接边错误，有无遗留或多余的图斑等，检查要素属性接边的一致性。

表征质量：检查图斑图形表达有无几何异常，如是否存在小的不合理面和面边界不合理的硬折（≤5°）等。

质量检查关键环节在数据采集的过程中，经常会出现综合尺度不一致和影像纹理相同而要素性质不一样的质量问题。

参考文献：

[1]《宁夏地理国（区）情普查内容与指标》（试行稿）。

[2]GDPJ03-2013《地理国情普查数据规定与采集要求》。

[3]兰红星，宋绪忠，王成等。有机地表覆盖物对城市森林美景度的影响[J].浙江林业科技，2014，（2）：24-27。

[4]张炼成，文卫华，徐艳平等。不同地表覆盖物对南方红豆杉大田播种育苗效果的影响[J].湖南林业科技，2013，40（6）：33-36.DOI：10.3969/j.issn.1003-5710.2013.06.009。