浅析地理国情监测图斑底图数据的变化更新

何德俊，张士柱，苏勤龙，刘光辉

（1.湖北省测绘工程院，湖北 武汉 430074）

根据《2021年自然资源监测工作方案》中的工作定位、目标和任务要求，以三调成果为基础，继承地理国情监测工作已有成果，综合采用遥感、人工智能和大数据等技术，统筹利用以2021年4—6月为主的航天、航空、无人机等遥感影像，开展正射纠正；通过影像比对、内业解译、外业核查、空间数据综合分析等方法与手段，开展耕地资源、林草资源、水资源、海岛海岸带、城市要素和人工建（构）筑物的监测，并对变化区域标注地理国情信息；汇总形成2021 年全国地理国情信息数据库。

1 图斑底图数据的生成过程

生成图斑底图数据的基本思路是将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进行叠加，并以三调土地类型图斑边界为准，对细碎图斑进行归并，形成的数据结果[1]。数据结果分为3 种类型：①两种图斑边界一致，若国情图斑类型与三调图斑类型相容（toCheck=0），则需要监测变化，若不相容（toCheck=1），则需要核查；②整体外围边界基本一致，但内部细化程度不一致，若一个三调变更图斑包含多个国情图斑，则外围边界采用三调变更图斑边界，内部边界采用国情图斑边界，若国情图斑跨三调图斑界，则采用三调图斑界进行切分，分别表示；③三调变更图斑与国情图斑互相交叠，则采用三调图斑界进行切分，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。

2 图斑底图数据变更采集

2.1 数据总体采集要求

与本底数据或影像相比，扣除套合差后，边界位置变化相差大于等于5 个像素或变化范围的面积大于上图指标的图斑，视为有实际变化，均应采集变化后的图斑。内业无法判定地理国情信息类型的图斑应进行外业核实；应充分利用影像数据、外业调查成果、已有遥感解译样本数据以及从专业部门收集的各类专业资料，开展数据采集与编辑[2]。数据采集与编辑的过程中可能需要穿插进行内业影像信息采集、外业调查、专业资料收集整理以及各阶段成果的汇编整理等工作，因此需要注意做好各项工序之间的阶段成果管理与交接，避免引起数据版本混乱或信息丢失。

相邻区域被不同类型影像覆盖时，需注意不同影像的波段设置差别带来的光谱差异，对邻接区域地物要素的提取和分类应以人工为主，并优先采用光谱特征以外的其他解译标志。标注地理国情信息代码时，详细程度应与图斑底图覆盖分类一致。三调成果中的临时用地、推堆土、批而未用、拆除未尽、光伏板等单独图层以及持续监管图斑范围，应作为重点监测区域，确定其变化情况[3]。

2.2 图斑编辑要求

基于统一提供的省级监测图斑底图数据，比对2021年与2020年的监测正射影像，若两期影像未发生变化，则需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，对于变化前地理国情信息代码综合较大而被三调图斑分割成多种类型的图斑，应充分利用三调成果提供的信息，提升采集要求，对图斑的地理国情信息代码重新归类（图1）；若两期影像发生变化，即图斑原有地理国情信息类型与当前影像特征明显不一致，需按照变化结果进行更新，并在要求的属性项中标注变化后的地理国情信息类型代码（图2）。

图1 两期影像未发生变化

图2 两期影像发生变化

对于由于数据叠加、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，采取“就近就大”的原则，整体或部分并入位于同一个三调图斑内、共享边最长的、面积比自身大的相邻图斑。若可并入多个图斑，则优先并入地理国情信息类型相近的相邻图斑[4]。

在采集有关面状地物信息时，应根据地物特点合理切分，尽可能地避免出现复杂多边形。图斑节点数控制在10万个以内。对于路面，可在道路交叉口截断相对次要的支路；对于其他细碎分叉较多的图斑，可根据地物特点在分叉处截断；对于分布范围较大的单一类型图斑，可采用规则的经纬线断开，但断开时需避免产生细碎图斑，细碎图斑应就近并入同类主体图斑[5]。自动提取的图斑边界应进行适度光滑处理，点间距应大于等于0.2 m。

2.3 最小图斑处理

更新时，新增的地理国情分类图斑若跨三调图斑界，则应采用三调图斑界进行切分，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。

1）达不到最低采集指标要求的图斑需就近归并时，应充分考虑归并的合理性，尽可能客观地反映地表覆盖总体特征，向特征相同或相近的较大邻接覆盖类型图斑归并。

2）农田区域内部田埂、小路、水渠、林带等重复出现的狭长条带，若宽度在5 m（含）以下，则可就近归并。房屋建筑区内部路面宽度小于等于5 m 的道路，则并入其所在房屋建筑区图斑中[6]。

3）道路和河渠旁边成行排列的树木若达不到乔木林定义的标准，即两行以下或林冠冠幅垂直投影宽度在10 m 以下的，可不单独归类，按照“就近就大”的原则归入相邻主要地类。

4）三调采集了公共设施用地（高压电线塔），其单独抠出面积很多达不到指标要求，仅有100 m2。此时，应充分利用三调成果提供的信息，提升采集要求，按照覆盖类型的“工业设施0770”归类[7]。

3 变化图斑属性项更新要求

图斑地理国情信息分类变化包括两种类型：①原有相邻图斑在边缘处发生此消彼长的伸缩变化，简称为伸缩型变化；②在原有图斑内新产生与周围类型完全不一样的图斑，简称为新生型变化。根据2021年监测正射影像，必要时参考2020年地理国情监测正射影像成果，以新生一个地理国情监测图斑为例，若该图斑跨多个OCC，则该图斑的OCC应修改为空；若该图斑对应唯一的OCC，则保持新生图斑OCC 与本底一致。对于TAG值的填写，需逐一核查图斑的地理国情信息类型OCC 与影像特征是否一致，若一致未变化，则NCC为空、且TAG字段为空；若不一致，则对地理国情信息类型进行更新，并根据实际情况填写TAG字段值[4]（表1）。

表1 省级监测图斑属性字段更新方式

采集新生型变化地理国情分类图斑时，仅对该图斑进行变化信息记录。当变化面积较小或宽度较窄、不便于单独提取变化图斑时，需采集伸缩型图斑。采集伸缩型变化地理国情分类图斑时，应对相应变化的所有图斑进行变化信息记录。伸缩型变化图斑的地理国情信息代码不应发生变化，如图3所示。

图3 图斑伸缩型变化

对于省级监测图斑数据图层的属性地物标注（Feature）字段，外业核查中能确认物种或特殊情况的应尽量注明实际情况，如“莲藕”、“虾稻共生”等，无特殊情况的该属性内容为空。监测水域变化时，非季节性变化水域的Feature值按详细的水系要素代码填写[8]。对于新建的光伏板区，贴近地面的NCC赋值“0770 工业设施”；架空的按地面真实地貌归类，并在Feature 字段标注“光伏”；正在施工的NCC赋值“0839 其他拆建地表”，并在Feature 字段标注“光伏”。对于影像上现在为黄土地的情况，若底图数据为速生林，是经人工翻耕、覆土等形成的黄土地，则NCC 赋值“0391”，并在Feature 字段标注“砍伐后”；若底图数据比较杂乱，存在多种地类，现在推平成黄土形态，则宜归为“0849 其他整理地表”；若黄土地为已整理完毕，且确定为耕地但未耕种，可归为“0120 旱生农作物”，同时建议在Feature 字段标注“整理未耕”。

4 其他常见问题处理

4.1 狭长地物取舍

农田、库塘、固化池、大棚、房屋建筑区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，若宽度在5 m（含）以下，则可就近归并到相邻的农田、库塘、固化池、大棚、房屋建筑区等类型中；若狭长地类在确定不够最小采集指标的情况下，且按照“就近就大”原则归并存在困难时，可平均归入两侧的类型。

4.2 树木遮盖地物处理

树木遮盖房屋建筑时，被遮盖部分的房屋建筑宜完整采集；遮盖其他地类时，应优先考虑按植被相应类别的分类规则归类。树冠遮蔽道路（不包括农村道路）、沟渠时，省级监测图斑中按照植被归类[9]。由于树木季节性枯荣遮挡或显露产生的线性变化，可不作为变化采集。

4.3 季节性变化处理

季节性变化是指随季节温湿度条件变化而发生的周期性变化（通常在1 个监测周期内，超过1 个监测周期应进行更新）。其状态具有临时性和反复性特征。种植土地、林草覆盖、水域等地表覆盖类型都有随季节周期性变化的情况。对于判定为季节性变化的，原则上不作更新；而对于由以自然为主的类型转变为以人工为主的类型，或者反之，应视作非季节性根本变化。此外，以人工为主的类型之间的相互变化，也应视为非季节性根本变化[10]。季节性自然因素引起的水面范围变化，可不作更新；但人为活动带来的水面变化则需更新，主要涉及房屋建筑（区）、铁路与道路、构筑物、人工堆掘地等。

5 结 语

2021年地理国情监测工作是部党组在“十四五”开局之年精心部署开展的三调后的首次全覆盖监测，是落实部领导“地理国情监测向自然资源监测转换”指示批示精神的重要举措，是一次深刻的转型升级。2021年地理国情监测以三调及其年度变更调查成果为底版，在方式方法、技术路线、组织实施等方面做了很多原创性的探索，体现了继承性、融合性和创新性。本文对图斑底图数据的变更采集及其变化图斑属性项更新要求进行了深入探讨，并对数据采集过程中的常见问题做了归纳总结，以期能为今后的监测工作献言献策。