基于地理国情监测数据的路径规划研究

发表时间:2020/9/17   来源:《建筑实践》2020年第14期   作者:黄晓慧
[导读] 地理条件监测是利用满足基础地理条件年度监测要求的高分辨率航空航天遥感影像
        黄晓慧
        青海省自然资源综合调查监测院      青海省西宁市      810001
        
        
        摘要:地理条件监测是利用满足基础地理条件年度监测要求的高分辨率航空航天遥感影像,综合相关部门最新的基础地理信息数据和专题数据,并按照全面覆盖、标准一致、突出重点的原则,对上一年度业绩进行更新,使本年度第二年更新数据结果的现状保持在季度末水平,持续、稳定、规范、权威形成地理信息产品系列化,为各部门和地方政府提供决策支持,为生态文明体制改革、民生保障、社会保障等提供统一的地理空间公共信息基础,紧急救援和重大国情国力调查。
        关键词:地理国情监测;?地理国情要素;?变化信息采集;?质量控制
        导言:地理国情监测是综合利用全球导航卫星系统、航空航天遥感技术、GIS等现代测绘技术,综合各时期测绘成果档案,对地形、水系、湿地、冰川、沙漠、地表形态、地表覆盖、道路、城镇等要素进行动态、定量、空间的监测,航天遥感技术、地理信息系统等不同时期测绘成果文件及其变化量和频率的统计分析反映各种资源、环境空间分布的监测数据、地图、图表和研究报告,形成了生态、经济要素及其发展变化规律,从地理空间的角度客观、全面地反映了我国的国情和国力。
        1概述
        在测绘生产中,小比例尺地形图测绘、地理条件监测等项目,需要作业人员进行实地检查,即利用野外作业底图进行核对;摄影控制测量,放线测量和其他项目要求操作员在尽可能短的时间内完成所有点要素的测绘。近年来,越来越多的自然资源调查涉及到测绘工作。以第三次全国土地调查为例,作业人员需要按照根据实际情况确定土地类型的原则,确定作业底图中的地图点类型,并标注信息,调整地图点边界。在以上项目中,测绘场地路径规划将直接影响到工作效率。如何进行路径规划是图论中一个非常重要的研究方向。在实际应用中,路径规划不仅要解决求两点间最短距离的问题,而且要考虑遇到的阻抗,以获得最快、最短甚至最优的路径。在确定最优路径时,所有的成本属性都可用作阻抗。在本研究中,我们选取时间作为阻抗,并加入一些限制条件以适应不同的旅行工具和天气因素。在图论中,有许多算法可以搜索最短路径。最典型和最常用的算法是Dijkstra算法。基于地理条件监测数据,利用Arc-GIS软件实现了基于Dijkstra算法的野外路径规划。
        2检查中应注意的问题
        2.1地表覆盖数据
        土地覆盖数据主要包括种植用地、林草覆盖、建筑面积、道路、构筑物、人工开挖、沙漠裸露地表、水域面积。下面介绍容易出现问题的相关元素和逻辑关系。
        2.2是否漏更新检查
        采用数据嵌套图像的方法,对新旧图像进行比较,可以检查出监测数据是否发生了变化,但监测数据没有更新。我们应该关注0831、0832、0833、0839等背景数据中容易变化的点。
        在比对检查中,地物没有明显变化,但由于缺少更新或明显错误,应更新上一版本的数据。
        2.3构筑物的检查
        在监测数据中,结构的变化更为频繁,也应重点关注。注意广场、体育场馆、停车场、大坝、凝固池等新元素是否更新,与其他特征的关系是否合理正确。对于容易消失和变化的元素,如在地面上滚动踩踏、温室等,要注意检查它们是否仍然存在,面积是否发生了变化。但在温室检查中应注意,耕地范围内零星新增的临时简易温室不能作为变更处理,对建设标准较高、连续简易温室的新增温室应按要求进行收集。
        2.4地表覆盖变化信息采集正确性检查
        紫外辐射层是我国国情资料中的表面覆盖层,具有十分重要的意义。在年度监测变化中,变化所占比例最大。如果大面积的属性错误太多,很容易产生不合格的结果。在这一层的检测过程中,要注意容易出现标签赋值错误、取值范围超过1、3、4的现象。另外,变更类型也容易导致错误的赋值。例如,如果本地数据的标签为4,并且在监控数据中没有发生变化,则该标签应被分配到174(以2017年为例);与本地数据相比,图形节点发生了变化,但没有标记或错误标记更改类型。
        3地理国情要素成果数据的质量控制分析
        要素遗漏和几何位移是影响地理国情要素成果数据质量的两个最重要的环节。在质量检验中,我们只能依靠手工检验,而不能依靠质量检验软件。

为了有效控制元件成果数据的质量,避免这两种误差的发生,提高后续质量检验的效率,结合生产实践和相关规范、设计,除完善技术质量管理体系外,加强过程质量管理和操作人员的质量意识,在变更信息收集过程中应遵循以下原则。
        3.1有效利用基础地理信息数据和各行业专题数据
        地理条件数据生产过程中涉及到许多专题数据,包括交通、水利、统计、教育、卫生等行业的数据。结合地理条件监测中元素变化数据采集的特点,制作时应遵循数据统一使用的原则,将强电基础地理信息数据与各类专题数据叠加,并对背景要素成果数据进行核对,才能有效地进行避免出现缺件和几何位移。例如,根据教育、卫生、旅游、环境等行业的最新数据进行1:10比较,收集新增学校、医院、休闲娱乐景区、工矿企业等;利用国家统计局发布的最新统计区划图数据,对新增或被毁村庄逐一调查的背景数据中的行政数据进行比较。对于在室内工程的位置和属性中无法确定的新元素或几何位移元素,应在地理条件要素野外调查底图上标注,以便现场核实。
        3.2利用外业核查成果提高易遗漏地物的判读能力
        现场检测的结果可以使操作者对区域与图像的关系有一个清晰的认识。在要素采集过程中,要参考现场核查结果,加强对操作人员的技术培训,提高操作人员对电厂、水厂、居民区等易漏地物图像的判读能力。经现场工作验证,这是一座新建的大型变电站。在采集过程中,结合野外核查结果,加强对此类大型地物的识别和解释能力,并按照gqjc《基本地理条件监测内容和指标》2017年3月至2017年的采集要求,对监测期与早期影像进行了严格对比,全面收集了监测期内符合采集标准的各类新型和伸缩式位移元件。
        3.3变化区域识别与提取
        变更区域识别以人工变更区域识别为主,自动变更区域识别为辅。背景数据叠加在监控图像上。用人工视觉方法找出变化区域。必要时,根据以往的图像数据,通过地表覆盖分类和地理条件要素信息识别变化区域,并进行背景数据与周围背景数据的协调关系。
        在收集土地覆盖变化信息时,复制原始背景数据,例如,在原始图层名Vlcra2017前加字母U,删除以下版本标识2017,即UVLCRA,并根据《基本地理条件监测数据技术规程》(gqjc01-2018)要求,增加缺失属性项。当背景地表覆盖层的数据类型定义与技术规范要求不一致时,监测结果数据的属性项定义以背景数据为准,与背景数据中的定义一致。对于新添加或展开的补片,直接编辑和修改更改的图层,不记录消失的补片。最终结果包括变更部分和未变更部分。合并时将整个部分作为交集的结果,合并时不单独提取增量部分。
        3.4内业数据编辑与整理
        根据现场调查核实结果,对监测背景数据和国情要素的地面覆盖范围进行了整合、编辑和修改。同时,对集成元素的空间关系和属性信息进行处理,并进行边缘检测。在编辑整理过程中,以最小测量面积为单位。在收集以往过程结果和相关行业数据的基础上,经过综合判断和编辑,最终在背景数据的基础上,形成包含当年变化要素和不变要素的完整数据集。
        3.5元数据
        元数据采集按照《地理条件监测生产元数据技术规程》的要求进行。为整个监控任务区域(不仅仅是变更区域)记录每个流程的元数据。如果某个元数据层中没有对应的内容,则无法收集,但应保留空层。
        除元数据层反映外业测量和制图的检验和质量检验外,其余图层均为区域要素层。除反映补充影像数据源情况的vmida层和可与数据采集相结合的变更标识元数据层Vmcaia外,其他各层必须完全覆盖成果数据的范围,不应存在空白和重叠问题。
        4结束语
        地理环境监测数据最终以数据库的形式保存。因此,必须保证数据的技术质量要求,保证数据顺利入库。由于内容详细、要素分类详细、节点关系复杂、指标众多,运行检查环节要认真负责,熟悉和掌握相关技术规范和监测设计要求,为了保证结果的质量能够满足提交和保存的要求。
        参考文献:
        [1]?刘若梅,周旭.基础性地理国情监测内容与指标:GQJC03-2017[S].北京:国家基础地理信息中心,2017
        [2]?李颖.地理国情普查地表覆盖数据采集基本问题与分析[J].测绘与空间地理信息,2016,39(7):152-154
        [3]?王莉莉,成晓英,杨梦梅,等.地理国情普查地表覆盖分类信息采集成果质量控制的关键环节[J].测绘标准化,2014,30(3):5-7
        [4]?陈珍平,赵勇,张磊.浅议地理国情普查地表覆盖分类数据的质量检查[J].测绘与空间地理信息,2017,40(8):150-152
       
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