城市国土空间监测质量影响因子及控制方法探析

罗廷祥，刘若翔，朵明香

（甘肃省地质矿产勘查开发局测绘勘查院，兰州 730060）

自然资源部围绕“两统一”职责履行，聚焦自然资源监测网络构建，为国土空间状况、国土空间安全、国土空间开发利用及国土空间治理等提供高质量的数据供给[1-2]，印发了《自然资源部办公厅关于开展2022 年上半年自然资源监测工作的通知》，首次启动城市国土空间监测工作。以2021 年度国土变更调查数据为底图，参考使用地理国情监测、大比例尺地形图测绘、数字城市和智慧城市成果及各部门专题数据资料，开展城市空间信息细化与补充、水网和路网等要素更新[1-2]。

从工作内容上看，城市国土空间监测是以往地理国情监测的优化升级，相比于地理国情监测，城市国土空间监测更注重城镇开发边界及最新国土变更调查成果中城镇村属性码为“201”和“201A”范围内的城市国土空间信息。

从监测成果上看，包含城镇住宅、医疗机构等重要的城镇建筑设施图层，同时将地面建筑物以单体形式表示，并体现各单体建筑的占地面积、建筑总面积、层高和城镇住宅用地套（间）数等信息，更加注重细化建筑设施的功能、类型和等级，属性更趋向于三维空间信息的体现。

从服务领域上看，城市国土空间监测更加顺应当前社会经济发展的形势和需求，近些年随着科学技术和社会经济的发展，基于二维平面的各类测绘及相关基础数据已不能满足当下更加快速、更加精准、更加高效的城市规划和发展需求。城市国土空间监测成果的表达方式实现了从二维到三维的转变，同时集成了包括自然资源、住建、交通、水利、教育、文旅、卫生和发改等多个部门的多项专题数据资料，数据的表达方式和集成程度可谓是空前的，成果可服务于国土空间规划及实施监督、城市体检评估、用途管制，甚至可以为实景三维和数字中国建设、为加快构建新发展格局提供有力的数据支撑。

综上所述，做好城市国土空间监测工作，形成高质量的监测成果非常必要且意义重大，本文以甘肃省武威市凉州区为例，就监测质量影响因子和质量控制方法进行剖析。

1 影响因子

城市国土空间监测工作技术流程主要包括：资料收集与整理、卫星影像正射处理、内业数据采集、外业调查和内业修改完善，技术流程图如图1 所示。

图1 城市国土空间监测技术流程

通过对城市国土空间监测工作整个技术流程进行分析，对成果质量影响较大的重点因子主要为各类资料的收集分析利用程度、影像底图质量、内业数据采集的精度及外业调查质量等。

1.1 资料收集及分析利用程度

1.1.1 资料收集对成果质量的影响

城市国土空间监测数据成果图层多、属性多，完成本项工作需要利用和参考的各类数据资料数量非常大，涉及行业部门众多，各类资料收集是否齐全直接影响本项工作能否顺利开展，同时对成果质量影响巨大。在开展武威市凉州区监测任务时，竣工测量数据比较匮乏，导致建筑物单体图形采集和属性填写工作严重滞后，且大幅度增加了外业调查工作量。

1.1.2 资料分析利用对成果质量的影响

在国土调查监测类工作开展时，参考资料的分析利用程度对成果质量和作业工期有很大影响，资料分析利用合理充分，工作开展相对更加顺利且成果质量更加可靠，资料分析利用不合理或不充分，成果质量会受到不同程度的影响，城市国土空间监测工作亦是如此。在进行实体要素采集或属性信息填写时，存在不同数据同时具有可参考使用的情况，如在填写单体楼栋的建筑总面积时，自然资源部门的不动产登记数据和住建部门的竣工测量数据中都包含建筑总面积信息，住建部门竣工测量的面积是按照《房产测量规范》要求进行的公摊面积计算等处理的面积，在本项工作中单体楼栋建筑面积属性填写优先参考住建部门竣工测量数据而非自然资源部门不动产登记数据；除此之外，还存在部分数据不能直接使用，需要外业调查核实数据的准确性后根据外调结果进行要素采集，如兴趣点数据。

1.2 正射影像底图质量

开展城市国土空间监测任务时大部分实体要素需要在数字正射影像上采集，所以影像底图的质量直接影响监测成果的整体质量，若影像分辨率太低，会影响采集时对要素类型的判断，影像平面精度太低，会影响监测成果平面精度，从而影响成果后期的应用，导致空间规划及其他各类决策出现偏差。

甘肃省根据国家监测技术主案，结合地形地貌特征和实际情况，确定了甘肃省城市国土空间监测所使用数字正射影像的地面分辨率优于1 m，影像平面精度要求见表1。

表1 优于1 米分辨率数字正射影像平面精度指标 m

针对上述要求，在选择影像源时要综合考虑时效和地面分辨率须符合要求，同时还要避免有云雪遮盖或对有云雪遮盖的区域进行裁切和镶嵌处理。在影像处理时也要注意选择使用的控制资料现势性好并能够满足精度要求。

1.3 内业采集精度

内业采集精度直接影响最终监测成果质量，在采集地物要素时，不同的作业人员对城市国土空间监测各项技术规定掌握和理解程度不同，对专题资料使用情况了解的深度不同，对可能出现的各类问题的判断经验不同，导致不同作业人员生产的成果质量良莠不齐。

在工作开展初期，需要对作业人员进行多次技术培训，尽可能使所有技术人员掌握本次监测工作的技术要求，深入了解专题资料的使用方法，在采集地物要素时，作业人员在熟练掌握技术要求基础上，结合影像底图和专题资料进行客观判断，对于遇到的各类难题，及时上报研究决定，同时严格落实过程质量检查，及时化解质量问题，提升监测成果质量，要素属性如图2 所示。

图2 采集要素属性信息

1.4 外业调查质量

城市国土空间监测使用“国土调查云”调查举证软件进行外业调查举证工作，举证人员须使用装有安卓操作系统并带有卫星定位和方向传感器的手机或平板电脑，安装上述调查举证软件实地采集包含拍摄点位坐标信息、拍摄方位角、拍摄时间、实地照片和外业调查情况说明等信息的加密数据包，对外业调查的实体要素进行举证。在外业调查举证环节，影响监测成果质量的因素主要有外业调查举证要素提取不全和举证材料不合格2 方面。针对这2 类问题，在提取举证要素时要尽可能全地提取内业无法清晰判定的实体要素，确保外业调查举证的完整性和全面性，在调查举证时要确保照片拍摄方向正确，倾角在合理的阈值内，避免对天或对地拍摄，拍摄的举证照片能够全面反映要素的全部情况，同时有突出实体整体、利用特征、层数、用途等方面的信息（图3），并根据外业调查情况完善情况说明。

图3 外业调查举证照片

2 控制方法

以上对质量影响因子进行了分析和梳理，明确了各个环节质量控制的重点和难点，对照上述分析结果，可以针对性地制定相应的质量控制措施。

2.1 明确质量目标

对于监测数据需要达到怎样的质量才能满足支撑国土空间规划编制及实施监督、城市体检评估和用途管制等国土空间治理工作的要求，自然资源部前期做了充分的调研和论证，并建立了完整的评价体系，在自然资源部印发的《2022 年城市国土空间监测技术方案》中，对生产过程中的共性问题、正射影像成果、监测数据成果、生产元数据和实地照片等成果提出了明确的质量要求，在开展工作前要充分解读这些要求，做到开展工作目标明确。

2.2 加强资料收集与分析利用

对照本项工作技术流程，认真梳理监测成果所包含的数据图层及属性字段，分析生产每个图层、填写每个字段信息需要参考的基础和专题资料，形成完整的资料清单，对照清单逐级逐部门收集各类资料，尽可能将所需资料收集齐全，对收集到的资料认真分析和处理，进行数字化和坐标转换，确定资料参考使用的优先级，制作参考资料利用明细表，方便监测数据生产时使用。

2.3 加强技术培训，统一生产标准

城市国土空间监测工作涉及遥感、地理信息、测绘等技术，是一项技术标准较高的新型工作，技术人员对监测生产各项技术要求的掌握程度和对专题资料利用的了解深度直接关系到生产成果质量。在正式开展监测数据生产前要对所有技术人员开展技术培训，提高生产团队整体业务水平，让每位技术人员都能明确监测数据生产的技术要求，理解各类资料的利用方法，所有人员对技术要求的认识统一，才能尽可能确保成果质量符合要求，同时确保成果技术标准尽可能统一。

2.4 开展“首件成果”试生产，验证技术方案可行性

“首件成果”试生产是检验所制定的技术路线合理性的重要手段，在监测数据生产全面开展前，选定面积相当、具有典型性、尽可能包含所有地类和要素的独立闭合区域作为“首件成果”试生产区，按照制定的实施方案开展该区域监测工作，根据生产成果质量判定实施方案和技术路线是否可行，对实施方案进行修改和完善，以便更好地指导监测数据生产任务。

2.5 制定详尽质检方案，开展全过程质量控制

在监测数据生产各个环节，对阶段性成果开展质量检查是及时发现问题、解决问题、统一成果标准的最佳手段。城市国土空间监测成果数据涉及面广、参考数据众多、属性信息庞大，制定详尽合理的质量检查方案、明确检查重点是有必要的。

监测任务开展时，配备多名专职质检人员，认真学习并掌握城市空间监测各项技术要求，熟悉参考数据的使用情况，监测任务生产内外业的各个环节，对照制定的质量检查方案及时对阶段性成果进行全面检查，发现出现的各类问题及时解决并反馈给每个作业人员，减少大面积生产成果的错误率，消除成果质量隐患。在监测数据成果生成后，使用专门的质量检查软件再对其进行检查，消除成果完整性、逻辑一致性和拓扑等错误，进一步提升监测成果质量。

3 应用实践

3.1 应用情况

以上对城市国土空间监测质量影响因子的剖析及制定的质量控制措施，在武威市凉州区监测工作中进行了实践应用，于2 个月内完成了监测数据生产（除单体建筑，该部分内容国家要求3 年完成），采集各类要素数量见表2。

表2 武威市凉州区城市国土空间监测成果统计表 个

3.2 成果可靠性分析

监测成果完成后，采用人工与专项质检软件相结合的方式对成果进行了评价，对错漏率进行了统计，得出武威市凉州区城市国土空间监测数据成果的错漏率为0.14%，低于国家要求的2%，同时数据成果已顺利通过甘肃省质量检验部门和国家基础地理信息中心的质量检查。

4 结束语

城市国土空间监测工作是一项新型的监测工作，其成果趋于三维空间信息的表达，并致力于为国土空间规划及实施监督、城市体检、用途管制乃至实景三维和数字中国建设，加快构建新发展格局提供数据支撑，本项工作意义重大，其成果质量直接影响上述工作的应用效果。

本文通过对城市国土空间监测技术流程进行分解，从资料收集和分析利用是否充分、数字正射影像、内业采集精度和外业调查等方面，分析了监测成果质量影响因子，提出了明确质量目标、制定详尽的质量检查方案、进行全过程质量控制等方法和措施，并将研究成果在武威市凉州区城市国土空间监测课题中进行了实践。结果表明，文中提出的质量影响因子和相应的控制措施能够最大限度地保证成果的可靠性，以上成果和经验可供同类工作参考应用。