一种使用高精度仪器实测评价大区域地表覆盖精度的方法

摘要

本发明公开了一种使用高精度仪器实测评价大区域地表覆盖精度的方法，包括如下步骤：将待评价的地表覆盖数据、地表覆盖相应的影像数据、能够有效分层次划分此区域的空间范围数据及所采用的精度评价抽样方案的抽样样本综合数据按图斑数量与作业范围分配工作量，同时将整体评价区域按层次分割为各独立单元；采用高精度仪器进行现场实测与精度评价然后汇总各单元精度评价成果最后形成整体精度评价成果。本发明兼顾定性与定量精度评价的特点，较全面地反映评价区域地表覆盖产品的精度；本发明既可层次分明地分割作业量又方便管理，减轻了外业工作量，有利于实测精度评价工作在更大范围内开展。

说明书

技术领域

本发明涉及地表覆盖测评领域，具体为一种使用高精度仪器实测评价大区域地表 覆盖精度的方法。

背景技术

地表覆盖是指地球表面各种物质类型及其自然属性与特征的综合体，其空间分布 反映着人类社会经济活动过程，决定着地表的水热和物质平衡，其变化直接影响到 生物地球化学循环，改变着陆地－大气的水分、能量和碳循环，以至引起气候变化； 地表覆盖数据产品通常采用遥感制图手段生产，即利用航天、航空遥感影像中蕴含 的丰富光谱、纹理特征及其时空关系，结合各种参考资料和相关专业知识，采用数 理统计、交互解译等方法，提取其类型分布和属性信息，测定其变化，生成相应的 数据集及分析报告。

科学准确地测定全球地表覆盖的空间分布与动态变化，对于研究地球系统的能量 平衡、碳循环及其它生物地球化学循环、气候变化等有着十分重要的意义。因此， 地表覆盖及其变化被公认为全球环境变化、地理国(世)情监测、可持续发展规划、 土地资源管理等不可或缺的重要基础信息，政府间对地观测组织将其列为地表过程 研究的关键参量之一。

美国以及欧盟曾采用自动或半自动分类方法，利用空间分辨率为250米到1 公里的航天遥感资料，研制出6套全球地表覆盖数据产品，其空间分辨率从1公里 到300米不等；2014年，我国率先研制成功全球首套30米空间分辨率涉及十大类地 表覆盖产品，在空间分辨率等方面较以往提升了一个数量级，将在许多方面提供更 加科学准确的辅助作用。

目前，随着更高空间分辨率的测绘方式的普遍采用，可获取的用于生产地表 覆盖产品的基础测绘产品具有越来越高的空间分辨率、时间分辨率以及光谱分辨率， 专家知识的积累日渐丰富，检验手段向着多元化发展，因此，地表覆盖产品向着更 高分类精度与更高空间分辨率方向发展。

目前的地表覆盖方法主要集中对地表覆盖各地物类别的分类精度进行评价，对各 地类的空间位置精度的评价未予以足够重视，目前相关领域方法存在的不足主要体 现在地表覆盖精度评价仅对分类精度进行评价，这种定性的精度评价方法随着高空 间分辨率的地表覆盖产品的发展越来越难以满足实际要求；另一方面，在对大区域 地表覆盖进行精度评价时，多采用较高空间分辨率的影像数据对地表覆盖产品进行 验证，较少触及使用高精度仪器进行实测验证评价的方式，既使在进行实测验证工 作时，也未提及明确的实施工艺流程，外业内业不分家，外业测量人员既要进行野 外实测工作，又要进行内业的精度评价工作，这种实测实施方法对人员要求较高， 不利于地表覆盖精度评价在大区域开展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用高精度仪器实测评价大区域地表覆盖精度的方 法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:

一种使用高精度仪器实测评价大区域地表覆盖精度的方法，包括如下步骤：将待 评价的地表覆盖数据、地表覆盖相应的影像数据、能够有效分层次划分此区域的空 间范围数据及所采用的精度评价抽样方案的抽样样本综合数据按图斑数量与作业范 围分配工作量，同时将整体评价区域按层次分割为各独立单元；采用高精度仪器进 行现场实测与精度评价然后汇总各单元精度评价成果最后形成整体精度评价成果。

本发明进一步的方案，分配工作量的过程是按照待评价的地表覆盖范围将整体范 围逐等级分割为各单元，每个单元独立进行本任务区的外业实测过程，内业精度评 价过程由该基础级单元的上级，即其直接所属的中间级来完成，各个中间级节点的 上级为顶级，顶级负责整体范围的精度评价结果整合工作。分配工作量过程中将整 体分割成的各单元是指包括了组织结构示意图中从中间级到基础级的具备独立进行 现场实测与精度评价的结构，其含义与作用不同于组织结构示意图中基础级的仅进 行现场实测的单元。当待评价的地表覆盖范围较大时，中间级也可按需要向下分为 更多的中间级节点，再由下级的中间级节点衍生出基础级的各个单元节点。

本发明进一步的方案，现场实测的过程指采用高精度仪器在地表覆盖地类现场 进行的按精度评价过程采用的抽样方案对本单元测区内的抽样样本进行点状、线状、 面状要素的测量、记录其分类属性并绘制点之记的过程。在完成现场实测各样本要 素数据采集后，将采集到的测绘数据、现场点之记的数码相片、本区域地图底图绘 制的点之记等汇集成数据压缩包，并按任务区地理代号与完成时间进行编码，利用 移动网络或互联网传输到所属的中间级节点。

本发明进一步的方案，精度评价的过程指中间级各节点收集其下属基础级各单 元的现场实测结果资料，采用现场实测数据成果作为“真值”，与内业在相应的地表 覆盖产品上按抽样样本采集的数据成果进行对比，对地表覆盖产品的平面精度与分 类精度进行分析评价的过程。各中间级精度评价结果组织关系按照划分时的空间范 围进行整理与汇总。当中间级下属仍为中间级时，下级中间级负责基础级单元数据 组织与精度评价，上级中间级进行组织整理其下属的各中间级节点精度评价成果。

本发明进一步的方案，汇总各单元精度评价结果的过程指按从基础级-中间级- 顶级的层次等级关系，依次逐级汇总整理现场实测结果与精度评价结果资料，最后 将各级别成果汇总整理，由顶级综合评价待评价区域整体的精度情况，做出精度评 价与分析报告，对评价的地表覆盖数据进行整体评价。

该方法中高精度仪器是指其精度相对于待进行评价的地表覆盖产品的精度高出 至少一个数量级的具有测量定位功能的专业测绘仪器或其他具备测距、定位功能的 设备，例如具有GPS定位模块的手持移动设备，以及具有定位或测距功能的移动电 话等；大区域指的是较大的地理空间范围，如某一个地方区域、大洲区域乃至全球 区域。

与现有技术相比本发明的优点：本发明提出的方法结合定性与定量相结合的评 价方法，既具有传统地表覆盖精度评价中的分类精度评价，又带有空间精度评价， 可以较全面地反映评价区域的地表覆盖产品的精度；本发明的工艺流程将精度评价 过程抽象成各个等级，将具体精度评价的实施工作按等级逐层分配，既可层次分明 地分割作业量又方便管理；将传统测绘行业工作内容实施中的外业与内业工作分离， 外业实测不再兼任内业精度评价工作，减轻了外业工作量，有利于实测验证精度评 价工作在更大范围内开展。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图；

图2为本发明分配工作量的组织关系示意图。

具体实施方式

如图1-2所示，一种使用高精度仪器实测评价大区域地表覆盖精度的方法，该方 法中采用精度相对于待进行评价的地表覆盖产品的精度高出至少一个数量级的具有 测量定位功能的专业测绘仪器，对一个地方区域进行测绘。

包括如下步骤：将待评价的地表覆盖数据、地表覆盖相应的影像数据、能够有 效分层次划分此区域的空间范围数据及所采用的精度评价抽样方案的抽样样本综合 数据按图斑数量与作业范围分配工作量，同时将整体评价区域按层次分割为各独立 单元；采用高精度仪器进行现场实测与精度评价然后汇总各单元精度评价成果最后 形成整体精度评价成果。

分配工作量的过程是按照待评价的地表覆盖范围将整体范围逐等级分割为各单 元，每个单元独立进行本任务区的外业实测过程，内业精度评价过程由该基础级单 元的上级，即其直接所属的中间级来完成，各个中间级节点的上级为顶级，顶级负 责整体范围的精度评价结果整合工作。分配工作量过程中将整体分割成的各单元是 指包括了组织结构示意图中从中间级到基础级的具备独立进行现场实测与精度评价 的结构，其含义与作用不同于组织结构示意图中基础级的仅进行现场实测的单元。 当待评价的地表覆盖范围较大时，中间级也可按需要向下分为更多的中间级节点， 再由下级的中间级节点衍生出基础级的各个单元节点。

现场实测的过程指采用高精度仪器在地表覆盖地类现场进行的按精度评价过程 采用的抽样方案对本单元测区内的抽样样本进行点状、线状、面状要素的测量、记 录其分类属性并绘制点之记的过程。在完成现场实测各样本要素数据采集后，将采 集到的测绘数据、现场点之记的数码相片、本区域地图底图绘制的点之记等汇集成 数据压缩包，并按任务区地理代号与完成时间进行编码，利用移动网络或互联网传 输到所属的中间级节点。

精度评价的过程指中间级各节点收集其下属基础级各单元的现场实测结果资 料，采用现场实测数据成果作为“真值”，与内业在相应的地表覆盖产品上按抽样样 本采集的数据成果进行对比，对地表覆盖产品的平面精度与分类精度进行分析评价 的过程。各中间级精度评价结果组织关系按照划分时的空间范围进行整理与汇总。 当中间级下属仍为中间级时，下级中间级负责基础级单元数据组织与精度评价，上 级中间级进行组织整理其下属的各中间级节点精度评价成果。

汇总各单元精度评价结果的过程指按从基础级-中间级-顶级的层次等级关系， 依次逐级汇总整理现场实测结果与精度评价结果资料，最后将各级别成果汇总整理， 由顶级综合评价待评价区域整体的精度情况，做出精度评价与分析报告，对评价的 地表覆盖数据进行整体评价。

以上实施例仅为介绍本发明的优选案例，对于本领域技术人员来说，在不背离 本发明精神的范围内所进行的任何显而易见的变化和改进，都应被视为本发明的一 部分。