地理国情监测路网数据程序化更新研究

地理国情监测路网数据程序化更新研究

赵耀

江苏省测绘工程院 江苏省南京市 210000

摘要：道路工程在推动区域经济发展，加快区域之间沟通交流等方面发挥着非常积极的作用。对道路信息进行精确识别和定位，在地理国情监测等方面有着不容忽视的意义和作用。地理国情监测的路网数据更新，主要从已完成数据采集成果中的铁路、公路要素层、城市道路层和乡村道路层中，将变化的铁路、国省县乡道、连接道等必要的要素以及保持交通网弧段连通所需的其他要素，在确保路网合理连通性的前提下，按照“重要性最高、距离最短、个数最少”的原则进行更新。在历年的路网数据更新中，采用人机交互的方式提取道路变化信息，存在生产效率低下及图形、属性更新准确率不高等问题。为解决这些问题，本文以福建省地理国情监测项目路网数据更新为例，利用软件编程的方式实现路网数据的快速更新。

关键词：地理国情监测；路网数据；程序化更新

引言

道路是非常重要的基础地理信息，它的识别和精确定位对地理国情监测以及其他测绘地理信息相关服务具有深远意义。不同的信息提取方法，提取的效率不同，精度差异较大。在道路提取过程中引入矢量数据辅助，可解决初始信息获取的困难，得到可靠性较强的训练样本。在分析国内外基于高分辨率遥感影像的道路信息提取的基础上，本文结合常态化地理国情监测，提出了模板匹配与自适应相结合的半自动道路网提取方法。

1路网数据年度更新的特点

地理国情监测是对地表自然和人文地理要素的空间分布、主要特征、相互关系、时空演变等进行持续性的调查、统计、分析、评价、预测的活动，其基本特性包括数据的一致性、现势性以及继承性。路网数据更新包含国情监测的一般属性，也包括其自身的特性，即利用道路监测成果数据，提取图形、属性变化的要素，按照技术设计要求，将其转绘到路网数据层中。

2地理国情普查与监测概述

地理国情是空间化、可视化的国情信息。地理国情普查摸清了自然地理要素(种植植被、林草覆盖、荒漠与裸露地表、水)和人文地理要素(房屋建筑区、铁路和道路、构筑物、人工堆掘地)家底，客观、准确地反映了各类要素的空间分布，常态化的地理国情监测按年度反映了要素空间演变规律，为开展资源环境监测、建设生态文明奠定了良好基础。结合城市特点，武汉市地理国情基础性监测指标体系在国家、省级基础上，增加了地下空间利用(地下交通、轨道交通、地下通道、地下车库)、行业专题信息(人口、企业、政务服务、公共服务和城市建设管理)2个大类，以及8个二级类，33个三级类，将城镇综合功能单位扩展到11个四级类。专题性监测围绕区域城市联系、城市空间格局、开发区规划实施、综合交通网络、基本公共服务、滨江滨湖生态环境等方面开展了持续监测与综合分析研究。同时，定期收集利用全市民政、统计、公安、教育、环保、建设、交通、水务、农业、文化、卫生、园林、旅游、体育、税务、房管、宗教等行业专题资料，初步构建了城市资源环境监测体系。

3监测过程中发现的问题

1）从2016年开始，地理国情监测工作逐年开展，监测内容逐年增多，监测指标越来越严，行业资料的利用越来越广，专题监测项目逐年变化，年度更新工作量逐年增大。2）地理国情监测项目的实施，每年都集中在8~10月份，全部作业时间最多只有3个月，再者，自然资源部本底数据库下发太迟，通常无法提前进行更新生产，项目生产工期严重不足。3）地理国情监测项目使用的卫星影像，主要是每年第二季度影像，但安徽省每年4~6月份进入梅雨季节，合格的卫星影像很难获取。再者，正射影像的分析、处理、制作同样需要时间，使得地理国情监测项目的生产工期被大大压缩。4）中标的28家单位由于资质不同，专业方向不同，作业人员能力差异较大。许多中标单位把第一次地理国情普查工作当成了学生的实习项目或临时从社会上招聘无任何测绘经验的人员从事相关工作；有的单位人员变动频繁，从项目开始到项目结束作业人员已经换了几遍。由于作业人员能力不足，第一次地理国情普查成果精度高低不一，相同图斑分类不一致、属性不一致，定性错误普遍，丢漏错误较多，原则性错误明显，因而使得第一次地理国情普查成果存在许多明显错误及质量隐患。5）由于地理国情监测年度更新任务中本底数据库质量有待提高，作业时间不足，几乎每年都在项目进度与成果质量上左右权衡，只能“抓大放小”，明显影响正常年度数据更新工作。

4逻辑流程设计

4.1总体流程

获取道路图像时，道路的条纹特征的组合-即使在两侧的黑暗环境中也能提供光线趋势，灰度像素相似度较好，其他方向的灰度相似度较低。基于相应的道路样例创建包含形状的子图像作为道路模型，并基于道路模型和图像之间的匹配提取图像中包含的道路信息。在提取遥感信息时，图像质量相对较低，由于车辆、结构、植被等的阻碍，信息提取困难。因此，许多研究人员在研究图像时往往使用适当的方法来处理图像，例如图像增强、形态过滤等。在增强路堤效果的同时，噪音被消除，但从实际应用的角度来看，这种方法不适用，可能导致效率下降。提出了一种新的半自动提取方法，该方法最初使用对干扰因素(如障碍物和噪音)不敏感的相应道路模型提取道路信息，在遥感数据一致的情况下可重复使用，从而有助于实现AMM具体的逻辑过程是:建立全色和多光谱图像→建立模型→初步提取道路信息，获得相应的结果→使用相应的指标更正初步提取结果，自动填充有空缺的位置，获得结果

4.2断线连接

空缺自动填充采用接线-陷阱技术，通过查找和接线-陷阱自动判断和过滤伪电路末端。对于难以与光谱和形状区分的路线和线，使用位置接近、频谱接近、距离接近、形状接近和群体决策方法搜索和提取其他路线。

4.3程序快速更新流程设计

路网数据更新包括图形、属性更新。通过上述分析，除极少部分需人工处理的图形外，其余均可通过开发软件进行快速、程序化处理。考虑到人工处理的图形较少，在路网数据更新流程设计中，利用编程对图形、属性进行更新后，通过人机交互的方式对部分无法利用程序处理的图形进行更新。

结束语

本文结合标准化地理位置监测，以第一次全国地理位置普查西部的遥感图像和相应道路矢量线为实验数据，得出了从实验区提取高分辨率遥感图像的道路网提取结果公路挖掘和在本文件中纳入图像的结果优于相关区域地理位置调查中的土地复盖分类；但是，在利用地理位置监测其他图像进行广泛实验时，由于道路的多样性和干扰因素，有些道路挖掘结果在宽度和位置上都存在偏差，需要人工干预。

参考文献

[1]钟茜玲.基础性地理国情监测的生产实践与应用思考[J].建材与装饰,2019(22):250-251.

[2]胡菡,尹培培,范学峰.利用地理国情监测更新基础地理信息的方法[J].地理空间信息,2019,17(07):45-47+95+9-10.

[3]韦艳萍,程传录,张鹏.地理国情监测与地形数据库更新数据共享可行性探讨[J].测绘与空间地理信息,2019,42(06):136-138.

[4]张小庞.地理国情监测在城市发展变化中的应用[J].智能城市,2019,5(10):19-20.

[5]张亚蒙.城市地理国情监测统计分析与系统研发[D].山东科技大学,2019.