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林地斑块勾绘的空间定位精度评价方法

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2014年4月第2期林业资源管理

FOＲESTＲESOUＲCESMANAGEMENTApril2014No.2

林地斑块勾绘的空间定位精度评价方法李春干，张连华（广西林业勘测设计院，南宁530011）

摘要：如何评价林地斑块（小班）边界定位（勾绘）质量，是很多林业检查、验收工作遇到的问题。现行做法

只采用面积精度一个指标进行评定，不能反映斑块边界空间定位的准确性。为此，文中分析了斑块边界定位情况，定义了斑块空间平面定位精度的指标———斑块重叠率，并给出了计算方法。

该指标与面积精度指标联合应

用，可全面、准确地衡量小班勾绘的质量情况。通过案例分析，认为在森林资源规划设计调查小班质量检查中，斑块重叠率达到85%以上即可。关键词：林地；斑块；空间定位；精度；评价中图分类号：S757.2；S771文献标识码：A文章编号：1002－6622（2014）02－0126－04DOI：10．13466/j．cnki．lyzygl．2014．02．023

AMethodforAssessingtheSpatialPositioningAccuracyofForestLandPatchDelineation

LIChungan，ZHANGLianhua（ForestInventoryandPlanningInstituteofGuangxi，Nanning530011，China）

Abstract：Howtoassesstheaccuracyofforestlandpatch（sub－compartment）delineationisakeypointinmanytasksofinspectionandevaluationinforestry.Areaaccuracywasusuallyusedastheonlyindica-tortoassessthequalityofpatchdelineation，butitcouldnotrepresenttheaccuracyofspatialpositioningofthesub－compartment.Therefore，thispaperanalyzedthetypicalcasesofpatchborderlinepositioning，thendefinedthepatchoverlaprateusedtorepresenttheoverlapbetweenreferencepolygonandinventorypolygon，andproposeditscalculationmethod.Usingtheoverlapratetogetherwiththeareaaccuracy，theaccuracyofpatchpositioningcouldbeevaluatedmuchmoreaccuratelyandobjectively.Acasestudyindi-catedthatiftheoverlaprateisgreaterthan85%，thepatchdelineationcouldberecognizedasqualifiedinforestmanagementinventory.Keywords：forestland，patch，spatialpositioning，accuracy，assessment

收稿日期：2014－01－16；修回日期：2014－04－30基金项目：国家自然科学基金项目（41166001）；中央财政林业科技推广示范资金项目（2009GXTG04）作者简介：李春干（1962－），男，广西横县人，教授级高工，博士，主要从事林业遥感和森林资源监测与管理工作。Email：gxali@126.com

在森林资源规划设计调查质量检查、伐区调查

检查验收、造林设计检查验收、林地占用征收调查检查验收等工作中，都涉及对林地斑块（一般称为小班）勾绘质量进行评价的问题，要求做到定量精确、定位准确。现行做法通常采用面积精度单一指标进行评价。由于面积精度与位置无关，无法对斑

块边界空间位置的准确程度进行度量，因此，仅用面积精度一个指标不能全面、准确地反映斑块勾绘的准确程度。为此，文中提出了斑块重叠率指标定义及其计算方法，用于评价林地斑块边界的空间定位精度。该指标与面积精度指标联合应用，可全面、准确地反映斑块勾绘的质量情况。第2期李春干等：林地斑块勾绘的空间定位精度评价方法

1斑块边界定位情况分析

目前，在森林资源规划设计调查、伐区调查、造林验收、林地占用征收调查等工作中，大多采用地形图或航空、航天遥感影像作为工作手图来区划、勾绘林地斑块边界，少部分采用手持GPS绕测斑块边界。为准确评价斑块勾绘的质量，检查或验收人员一般采用以下两种方法对斑块边界进行重新准确定位：1）GPS绕测法。质量检查人员手持GPS（以单点绝对定位精度小于5m的差分GPS为佳），沿斑块边缘步行一周，定时（或定距，或在边界拐点处）记录平面或三维坐标，得到斑块面积实测值，此方法常在地势平缓的林地上使用。2）有经验的专业人员采用地形图（比例尺一般为1∶10000）、高空间分辨率遥感影像图（以比原采用的遥感图像空间分辨率高一个数量级的遥感图像为好）作为工作手图进行对坡勾绘，用求积仪计算面积，或在GIS环境中通过屏幕矢量化方法得到斑块面状图后计算面积。以上述方法得到的结果作为基准图（真值），对

原勾绘的斑块调查图进行质量评价。在GIS平台中，通过导入GPS坐标方法和屏幕矢量化方法，分别得到调查结果斑块面状图（调查图）和检查结果斑块（基准斑块）面状图（基准图）。设有一个面积为23.6hm2的林地斑块，在实际

调查中，由于技术手段、水平和工作态度等原因，调查图与基准图一般不会完全重叠。在GIS平台中将两者叠合后，将出现图1所示的4种典型情况：1）严重移位，调查图与基准图完全不重叠（图1（a））；2）

调查

图的边界全部位于实际范围之外，即调查图完全包含基准图（图1（b））；3）调查图的边界全部位于实际范围之内，即基准图完全包含调查图（图1（c））；4）

调查

图与基准图部分重叠（图1（d））。后3种情况中，基准图与调查图都在某种程度上相互重叠。

图1斑块边界定位情况分析Fig.1Typicalcasesofpatchborderlinepositioning

图1所示的4个调查结果的面积误差分别为0.0%，42.4%，－20.8%和2.5%。图1（a）的面积误差虽为0.0%，但调查图与基准图空间位置相差甚远（这种情况多见于丘陵区，因位置判断有误而错了山头）。显然，仅用面积误差一个指标不能全面、准确地反映小班边界勾绘结果的可靠程度。2空间平面定位精度指标及计算方法2.1基准图和调查图空间叠置分析对于基准图和调查图相互重叠的案例（图1（b）—图1（d）），可在GIS支持下通过空间叠置分析其重叠情况，计算重叠部分的面积，方法如下：1）将基准图的面状图和调查图的面状图分别采用面—线转换方法，得到基准图的线状图、调查

图的线状图。2）用基准图的线状图切割调查图面状图，若调

查图完全包含基准图（图1（b）），或两者部分重叠

（图1（d）），则调查图的面状图将分割为两个或多

个亚斑块（在某些情况下，亚斑块在空间上不一定全部相邻）。若某亚斑块位于基准图面状图范围内，则该亚斑块属重叠部分，反之，该亚斑块属非重叠部分。删除全部非重叠亚斑块，合并重叠亚斑块，重新计算面积，即得到重叠部分的面积。3）用调查图的线状图切割基准图面状图，若基

721林业资源管理第2期准图完全包含调查图（图1（c）），则基准图面状图

将分割为两个亚斑块。位于调查图面状图范围内的亚斑块为重叠部分，反之，为非重叠部分。删除非重叠亚斑块，保留重叠亚斑块，重新计算面积，即得到重叠部分的面积。4）将经切割并删除非重叠部分的调查图、基准图合并，得到一个仅包含重叠部分斑块的面状图，并与基准图、调查图进行叠合，得到图2所示的结果（图2（a）中23.6hm2为重叠部分的面积，其余类同）。由图2可以看出：调查图与基准图的重叠面积越大，调查图与基准图的边界误差越小，即斑块边界的定位精度越高。

图2通过空间叠置分析计算重叠区域的面积Fig.2Overlapareacalculationbyspatialoverlayanalysis

2.2斑块重叠率及其计算方法

如图2，设斑块的基准面积为Aref，

调查面积为

Asur，调查图和基准图重叠部分的面积为Aove。显然，

Aove≤min（Aref，Asur），故有Aove≤Aref+Asur2。当Aove=

0时，调查图与基准图不重叠；当Aove=Aref=Asur时，调

查图和基准图完全重叠。定义斑块的重叠率（OＲove）：

OＲove=

Aove

Aref+Asur

2

OＲove的值域为［0，1］，当OＲove=0时，表示调

查图与基准图不重叠，当OＲove=1时，

表示调查图

与基准图完全重叠，调查图的空间平面定位精度最高，因此，可用斑块重叠率表示斑块空间平面的定位精度。据重叠率计算式可计算图1所示4种情形的面积误差和重叠率（表1）。由表1可以看出，面积误差和斑块重叠率是两个独立的变量，面积误差小，不表示斑块重叠率就高，如图1（d）的面积精度（2.5%）远高于图1（c）（20.8%），但后者的重叠率（88.4%）高于前者

（79.9%），即使斑块重叠率接近，面积误差也相差

很大，如图1（b）和1（d）。由表1可知，从斑块重叠

率的角度，以图1（c）的空间位置定位精度最高。表1图1所示4种情形的面积误差和重叠率

Tab.1AreaerrorandoverlaprateoffourmapsinFig.1

项目图1（a）图1（b）图1（c）图1（d）基准面积/hm223.623.623.623.6

调查面积/hm223.633.618.724.2

重叠面积/hm20.023.618.719.1

面积误差/%0.042.420.82.5重叠率/%0.082.588.479.9

2.3森林资源规划设计调查中小班重叠率最低

要求据森林资源规划设计调查成果，全广西319万个林地小班的平均面积为5.1hm2。图3为两个常

见形状的小班，面积均为5.1hm2，分别作向东、

向

北、向东向北同时平移20m，10m，向东向北同时平移7.07m（中心位置平移10m），14.14m（中心位置平移20m）后，得到的重叠情况及重叠率。图3说明了即使小班面积相同、平移方向和平移距离相同，但形状不同，其斑块重叠率也不相同。虽然斑块重心位置平移距离只有20m（图3（a1）、

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林木采伐伐区调查设计精度的提升方式分析

林木采伐伐区调查设计精度的提升方式分析

林木采伐伐区调查设计精度的提升方式分析随着社会经济的发展，林木采伐成为重要的经济活动之一。

为了合理管理和开发林木资源，准确的伐区调查设计是必不可少的。

在过去，林木采伐伐区调查设计的精度受到一些限制，但随着技术的进步和方法的改进，可以通过以下几种方式提升其精度。

一、遥感技术应用遥感技术可以通过航空或卫星图像获取大范围内的林木伐区信息，提供可靠的数据支持。

高空航空摄影和雷达遥感能够准确地记录伐区形态、大小和位置等信息，而红外遥感则可用于检测林木的健康状况。

通过将遥感数据与地面调查相结合，可以实现对伐区的更精确评估和设计。

二、GPS定位技术应用全球定位系统（GPS）能够提供高精度的位置信息，用于确定伐区的边界和中心点等关键位置。

借助GPS定位技术，调查人员可以准确测量和记录伐区的各种属性，避免了传统测量方式的误差和不确定性。

三、数据处理与模型分析借助计算机技术和统计学方法，可以对伐区调查数据进行多方面的处理和分析。

利用现有数据，可以建立伐区的生长模型、木材量估算模型等，从而更好地指导伐区的设计和管理。

四、调查人员培训与管理调查人员的技能水平和工作态度对伐区调查的精度至关重要。

加强调查人员的培训和管理是提升精度的重要手段。

通过培训，调查人员可以学习到最新的调查技术和方法，提高其调查和记录的准确性。

加强对调查工作的监督与管理，确保数据的质量和可靠性。

五、数据共享与交流伐区调查设计涉及多个部门和单位之间的合作与协调。

数据共享和交流可以促进各方之间的沟通与合作，提高调查设计的精度和效率。

通过建立信息平台和共享机制，可以实现数据的互通互用，减少数据重复采集和浪费。

提升林木采伐伐区调查设计的精度需要综合运用遥感技术、GPS定位技术、数据处理与模型分析等方法，同时加强调查人员的培训与管理，以及加强数据共享与交流。

这些方式的结合将有助于提高伐区调查设计的精度，为林木采伐的管理和利用提供可靠的数据支持。

测绘技术中的精度评定方法

测绘技术中的精度评定方法

测绘技术中的精度评定方法测绘技术是地理信息科学中的关键领域，它负责收集、处理和分析地理空间数据，并生成地图和其他地理信息产品。

在测绘过程中，精度评定是一个重要的环节，它决定着测绘产品的准确性和可靠性。

本文将探讨测绘技术中常用的精度评定方法。

一、相对精度评定相对精度评定是通过对同一区域内的多个对象进行测量和比较来评估测绘数据的相对精度。

这种方法常用于测绘产品内部的一致性评估。

其中，常用的相对精度评定方法包括以下几种：1. 闭合环差法：闭合环差法通过沿闭合环路线进行多次测量，然后计算各次测量结果之间的差距来评定测绘数据的精度。

例如，在制图时，测绘人员可以测量同一对象的多个位置，并通过计算这些位置之间的差异来判断数据的相对准确性。

2. 内部相对精度法：内部相对精度法通过测量同一对象的多个特征点来评估测绘数据的精度。

例如，在航摄测量中，测绘人员可以选择同一区域内的不同地物点来进行测量，并比较测量结果之间的差异来评价相对精度。

3. 一致性检查法：一致性检查法基于同一对象的多次测量结果之间的差异来评价测绘数据的精度。

例如，在地面测量中，测绘人员可以选择同一地物点，进行多次测量，然后比较这些测量结果之间的差异。

若差异较小，则说明数据的一致性较好。

二、绝对精度评定绝对精度评定是通过将测绘数据与真实参考数据对比来评估测绘数据的绝对准确性。

这种方法常用于测绘数据与地面控制点或已知坐标点之间的对比。

常用的绝对精度评定方法包括以下几种：1. 地面控制点法：地面控制点法是将测绘数据与地面控制点的真实坐标进行对比来评估测绘数据的精度。

在测绘过程中，测绘人员会选择一些已知坐标的地面控制点，并通过对这些控制点进行测量，与测绘数据进行对比，从而评定数据的准确性。

2. 精度评定标准法：精度评定标准法是通过制定一套标准，对测绘数据进行评估。

在进行测绘时，测绘人员需要根据这些标准来确保测绘数据的准确性。

例如，在制图时，测绘人员需要根据地理信息标准规定的精度要求来评估测绘产品的准确性。

测绘精度评定指标及其计算方法

测绘精度评定指标及其计算方法

测绘精度评定指标及其计算方法近年来，随着科技的不断进步与发展，测绘技术也日益成熟和完善。

对于测绘工作来说，精确度一直是评价其质量与可靠性的重要指标之一。

因此，测绘精度评定指标及其计算方法的研究与应用显得尤为重要。

一、测绘精度评定指标测绘精度评定指标是对测绘结果与真实地理实体之间偏差程度的度量。

常见的指标主要包括：水平位置精度、高程精度、角度精度和尺度精度。

1. 水平位置精度是指测绘结果与真实地理位置之间的差异程度。

其评定指标常用的有绝对精度和相对精度。

绝对精度是通过计算测量点坐标与其真实地理位置坐标的差值得出的。

相对精度则是通过计算不同测量点（控制点与被测点）之间的相对误差得出的。

2. 高程精度是指测绘结果的高程值与真实地理位置的高程值之间的差异程度。

其评定指标一般用标高精度和中误差来度量。

标高精度是通过比较测量点的高程值与真实标高的差值得出的。

中误差则是通过计算测量点高程值的标准差来评定。

3. 角度精度是指测绘结果的角度值与真实地理角度之间的偏差程度。

常用的评定指标有方位角精度和夹角精度。

方位角精度是通过比较测量方位角与真实方位角的差值来评定，夹角精度则是通过计算测量夹角与真实夹角的误差得出的。

4. 尺度精度是指测绘结果的比例尺与实际地理距离之间的差异度量。

常用的评定指标有比例尺精度和尺度系数精度。

比例尺精度是通过计算测量比例尺与真实比例尺的差值得出的，尺度系数精度则是通过计算测绘结果中的距离与真实地理距离之间的比例差异来评定。

二、测绘精度评定方法测绘精度评定方法主要有两种，即基于相对误差法和基于绝对误差法。

1. 基于相对误差法是通过计算不同测量点之间的相对误差来评定测绘精度。

该方法需要先确定一组控制点，再测量待测点与控制点之间的误差。

最常用的相对误差计算公式为：相对误差（%）=（测量值-真实值）/真实值×100%。

通过对所有测量点之间的相对误差进行统计和分析，可以得出精度评定的结果。

测绘数据的精度评估方法与标准

测绘数据的精度评估方法与标准

测绘数据的精度评估方法与标准测绘数据的精度评估是指通过一系列科学、系统的方法和标准，对测绘数据的精度进行评估和判断的过程。

测绘数据的精度评估是保证测绘数据质量的重要环节，也是测绘成果可靠性的体现。

下面将介绍测绘数据的常见精度评估方法与标准。

1. 零误差法零误差法是使用测量仪器刻度误差为零的理想状态来评估测绘数据的精度的方法。

在实际操作中，通过对测量数据进行多次测量并取平均值，可以减小系统误差，提高数据的精度。

2. 统计学方法统计学方法是通过对测量数据进行统计分析，推断整个数据集的精度。

常见的统计学方法有方差分析、标准差分析等。

通过这些方法可以衡量数据的离散程度，从而评估数据的精度水平。

3. 比对法比对法是通过与已知准确数据进行比对，对测绘数据进行精度评估的方法。

通常情况下，可以使用全站仪等高精度测量仪器对少量目标点进行测量，并与已知准确数据进行比对。

通过比对的结果，可以评估测绘数据的精度水平。

4. GPS/GNSS技术GPS/GNSS技术是一种全球导航卫星系统，可以实现对测绘数据进行高精度定位。

通过GPS/GNSS技术，可以获得高精度的坐标信息，从而对测绘数据的精度进行评估。

同时，GPS/GNSS技术还可以在测绘工作中提供高精度的定位支持，提高测绘数据的质量。

5. 国家标准国家标准是对测绘数据精度评估的指导性文件。

在国内，测绘数据的精度评估方法与标准主要由国家测绘地理信息局制定和发布。

国家标准对测绘数据的采集、处理、评估等方面都有详细规定，是保证测绘数据质量的重要依据。

在进行测绘数据的精度评估时，需要注意以下几点：1. 数据采集过程中需要保证测量设备的准确性和稳定性，以减小系统误差对数据精度的影响。

2. 对于大面积的测绘数据，可以采用分区域评估的方法，以降低评估成本和工作难度。

3. 在进行数据比对时，需要选择准确性较高的参考数据，并保证测绘数据与参考数据在时间、空间上的一致性。

4. 在评估过程中，应根据不同数据类型和应用需求，确定不同的评估指标和标准。