全國生態狀況調查評估技術規范 數據質量控制與集成(征求意見稿)

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2020-07-24
簡介
為貫徹《中華人民共和國環境保護法》及相關法律法規,落實生態環境部“開展全國生態狀況評估”職責,根據《全國生態狀況定期遙感調查評估方案》(環辦生態〔2019〕45 號),制定本標準。本標準規定了全國生態狀況調查評估數據、數據質量控制指標體系、數據質量評價方法、數據集成與匯交等內容和要求。本標準為首次發布。

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中華人民共和國國家環境保護標準HJ□□□—20□□全國生態狀況調查評估技術規范——數據質量控制與集成TheTechnicalSpecificationforInvestigationandAssessmentofNationalEcologicalStatus——DataQualityControlandIntegration(征求意見稿)20□□-□□-□□發布20□□-□□-□□實施生態環境部發布附件12目次前言...............................................................................................................................................ⅱ1適用范圍...................................................................................................................................12規范性引用文件.......................................................................................................................13術語和定義...............................................................................................................................14總則...........................................................................................................................................15數據質量控制與集成總體技術流程.......................................................................................26全國生態狀況調查評估數據...................................................................................................27數據質量控制指標體系...........................................................................................................28數據質量評價方法...................................................................................................................49數據集成與匯交.......................................................................................................................4iii前言為貫徹《中華人民共和國環境保護法》及相關法律法規,落實生態環境部“開展全國生態狀況評估”職責,根據《全國生態狀況定期遙感調查評估方案》(環辦生態〔2019〕45號),制定本標準。本標準規定了全國生態狀況調查評估數據、數據質量控制指標體系、數據質量評價方法、數據集成與匯交等內容和要求。本標準為首次發布。本標準與《全國生態狀況調查評估技術規范——生態系統遙感解譯與野外核查》《全國生態狀況調查評估技術規范——森林生態系統野外觀測》《全國生態狀況調查評估技術規范——草地生態系統野外觀測》《全國生態狀況調查評估技術規范——濕地生態系統野外觀測》《全國生態狀況調查評估技術規范——荒漠生態系統野外觀測》《全國生態狀況調查評估技術規范——生態系統格局評估》《全國生態狀況調查評估技術規范——生態系統質量評估》《全國生態狀況調查評估技術規范——生態系統服務功能評估》《全國生態狀況調查評估技術規范——生態問題評估》《全國生態狀況調查評估技術規范——項目尺度生態影響評估》同屬于全國生態狀況調查評估系列標準。本標準由生態環境部自然生態保護司、法規與標準司組織制訂。本標準主要起草單位:生態環境部衛星環境應用中心、中國科學院生態環境研究中心。本標準生態環境部20□□年□□月□□日批準。本標準自20□□年□□月□□日起實施。本標準由生態環境部解釋。數據質量控制與集成技術規范1適用范圍本標準規定了全國生態狀況調查評估數據、數據質量控制指標體系、數據質量評價方法、數據集成與匯交等內容和要求。本標準適用于全國及省級行政區域生態狀況調查評估過程中數據質量控制與集成,其他部分操作環節可參照本標準執行。2規范性引用文件本標準內容引用了下列文件或其中的條款。凡是不注明日期的引用文件,其有效版本適用于本標準。GB/T2260中華人民共和國行政區劃代碼GB/T13989國家基本比例尺地形圖分幅和編號GB/T15968遙感影像平面圖制作規范GB/T35643光學遙感測繪衛星影像產品元數據GB/T35764公開地圖內容表示要求3術語和定義下列術語和定義適用于本標準。3.1質量控制qualitycontrol指為達到生態狀況調查評估數據質量要求,所采取的通過監視數據形成過程、消除質量環上所有階段引起數據偏差或數據不合理的因素等的作業和活動。3.2質量評估qualityassessment指通過構建精度分析與質量評價體系,對調查評估成果的精度、可信度等進行評估的活動。3.3集成控制integrationcontrol指把生態狀況調查評估中數據源、過程數據與成果數據的數據格式、數據精度等按照規定方式檢查的過程,以保證數據集成過程中的數據格式、精度等規范統一。4總則4.1原則本標準規定的內容遵循規范性、可操作性、全過程控制的原則。4.2內容1本標準根據調查評估環節和區域的具體情況,對每個環節過程數據和結果數據的質量要求選取可操作性的指標,明確評估各環節數據質量的評估方法,并根據生態狀況調查評估成果要求,確定數據集成與匯交的內容、格式等。5數據質量控制與集成總體技術流程本標準制定了數據質量控制指標體系構建、明確數據質量評價方法、數據集成與匯交要求等技術流程,具體如下。圖1數據質量控制與集成總體技術流程6全國生態狀況調查評估數據確定生態狀況調查評估數據采集、數據生產加工及數據應用全過程涉及的主要數據,包括遙感影像數據、生態系統類型數據、生態參數數據及野外調查/核查數據。7數據質量控制指標體系本標準規定了全國生態狀況調查評估中數據源、數據生產過程及數據產品的質量指標,貫穿了數據源、數據采集、數據生產加工及數據應用的全過程。根據數據類型特征,本標準構建包括遙感影像數據質量、生態系統類型數據質量、生態參數數據質量及野外調查/核查數據質量等四項內容的數據質量控制指標體系(表1)。23表1數據質量控制指標體系內容一級指標二級指標具體要求遙感影像數據質量影像數據基礎質量噪音控制除常年積雪地區,一般要求單景影像平均云量、雪量小于10%。受人為干擾影響小、地表景觀不易發生變化的區域,可適當放寬時相選擇原則上,東北、內蒙古、西北和青藏高原地區采用的遙感影像時相要求在該年6-9月,華北、華中、華東、華南等地區遙感影像時相要求在該年5-10月信息直觀效果目標地物的大小、形狀、陰影、色調、紋理等解譯標志信息突出、明顯影像重疊率相鄰景影像之間的重疊在4%以上,特殊情況下不少于2%視角選擇山區、平地地區的影像側視角分別不宜大于16°和20°數據資料完備性包括數字影像數據、遙感器參數(遙感器類型、掃描帶寬、空間分辨率、光譜分辨率以及其他特征參數)、遙感數據獲取時的參數(太陽高度角、軌道高度、太陽傾角、重復周期等)等影像處理質量輻射校正影像輻射校正精度達到85%以上,光譜信息豐富,目標物清晰可見幾何糾正對于平原和丘陵、山地,中分辨率和中高分辨率影像控制點殘差應分別≤1倍、≤2倍影像分辨率;高分辨率影像控制點殘差應分別≤1倍、≤3倍影像分辨率影像配準配準精度要求平原為1個像元,山地2個像元,高山區可放寬到3個像元影像鑲嵌影像鑲嵌以前接邊誤差小于1倍像素分辨率,鑲嵌后影像要求清晰、色彩均勻影像融合融合結果影像要求目視無重影、無模糊及光譜失真現象,邊界清晰、無明顯錯位,能夠反映細部特征遙感影像成果質量數學基礎平面坐標系:2000國家大地坐標系;投影方式:以Albers投影為主,區域范圍較小可采用高斯-克里格投影;高程基準:1985國家高程基準校正精度對于平原和丘陵、山地,中分辨率影像校正精度分別≤2倍、≤3倍影像分辨率;中高分辨率影像校正精度分別≤2倍、≤5倍影像分辨率;高分辨率影像校正精度分別≤2倍、≤10倍影像分辨率數據完整性遙感數據名稱、格式、內容等完整生態系統類型數據質量分類精度屬性精度包括地類界、地類屬性賦碼(三位組合編碼)、重要線狀地物及其屬性代碼(兩位編碼)總體分類精度生態系統分類數據的總體精度>85%,一級分類精度>95%,二級分類精度>85%接邊精度對于平原和丘陵、山地,中分辨率影像接邊限差分別≤2倍、≤3倍;中高分辨率影像接邊限差分別≤3倍、≤7.5倍;高分辨率影像接邊限差分別≤3倍、≤15倍分類成果數據數學基礎平面坐標系:2000國家大地坐標系;投影方式:以Albers投影為主,區域范圍較小可采用高斯-克里格投影;高程基準:1985國家高程基準空間精度行政區劃到縣級行政單位,具體依據GB/T2260相關要求執行生態參數數據質量反演精度反演精度要求在大規模進行產品生產前完成算法適用性檢驗與精度分析,針對每個待反演的參數,分別對其反演模型算法進行參數檢驗、模型擬合能力檢驗,要求算法通過置信度為95%的假設檢驗驗證精度驗證精度最大/平均植被覆蓋度、累積凈初級生產力、最大/平均葉面積指數、蒸散發、生物量的反演精度應依次大于等于85%、80%、85%、85%、80%??2-/REE=?????實測值反演值反演值驗證點數P1REE=-4內容一級指標二級指標具體要求野外調查/核查數據質量生態系統類型野外核查點數量根據生態系統類型及其空間分異特征布設野外核查點,平均每100km2不少于1個核查點,在生態交錯帶和其他生態系統類型空間異質性大的地區增加核查點數量,在生態系統單一的區域,適當減少野外核查點數量空間外業標定精度優于15m,地面核查GPS空間定位精度優于2m,高程數據精度優于5m時間野外核查與影像獲取時間間隔小于1年核查路線根據典型核查點的位置,設置合理并易到達的核查路線數據完整性調查表格要求各項屬性填寫完整、正確,對漏測項進行解釋說明,照片要求目標清晰且命名規范,空間數據格式按照規定提交生態系統參數野外觀測樣地空間樣地空間位置應在生態系統類型一致的平地或相對均一的緩坡坡面上數量根據生態系統類型及其空間分異特征布設野外觀測樣地,平均每10000km2不少于1個觀測樣地,在生態交錯帶和其他生態系統類型空間異質性大的地區增加觀測樣地數量8數據質量評價方法數據質量評價方法是檢驗數據質量的手段,一般通過合格/不合格或分值進行質量度量,通過質量報告反應數據質量的整體狀況。8.1生態系統類型數據的精度評價通過野外調查/核查數據集,進行全國生態狀況調查評估的生態系統類型核查與精度評估。生態系統類型數據的分類精度評價采用混淆矩陣方法評價,根據混淆矩陣能夠計算出總體精度和Kappa系數。Kappa系數能夠評價整個分類圖的精度,條件Kappa系數能夠評價單一類別的精度。Kappa系數在<0.00、0.00-0.20、0.20-0.40、0.40-0.60、0.60-0.80、0.80-1.00區間內對應的分類質量分別為很差、差、一般、好、很好、極好。混淆矩陣方法的驗證樣本數據包括野外核查點、高空間分辨率遙感影像,野外核查點屬性指標應包括空間坐標、屬性、照片等信息,遙感影像的空間分辨率一般應優于2m。8.2生態參數數據的精度評價生態參數數據包括植被指數、植被覆蓋度、凈初級生產力、葉面積指數、生物量、蒸散發,通過將地面調查數據與反演結果采用平均相對誤差模型REE定量測度,獲取評價區內各類型生態參數的反演精度。計算模型如下。式中,P表征生態參數反演精度。根據最大/平均植被覆蓋度、累積凈初級生產力、最大/平均葉面積指數、蒸散發、生物量的反演精度應依次大于等于85%、80%、85%、85%、80%的要求,判斷生態參數的合格情況。9數據集成與匯交9.1數據內容要求按照數據內容完備性要求,提交內容數據類型應完整、準確。生態環境基礎數據完備性,包括基礎地理數據、環境監測與統計數據、社會經濟統計數據以及相關行業數據。生態遙感數據完備性,包括衛星遙感精校正影像、生態系統類型、生態系統參數、生態系統服務功能等數據。地面野外調查/核查數據完備性,包括生態系統實地觀測數據、生態系統長期監測數據。調查評估成果數據完備性,包括遙感調查評估報告、圖集、中間數據、成果數據。9.2數據格式要求9.2.1基礎數據9.2.1.1地面野外調查/核查數據:依據野外數據采集模板,提交Excel(.xls/.xlsx)格式的采集表格,同時提交附帶的野外照片數據,采用JPEG(.jpg)格式,照片名稱應與Excel文件中的數據記錄一致。9.2.1.2全國生態系統長期監測數據:采用Excel(.xls/.xlsx)格式提交。9.2.1.3生態專題空間數據:分為矢量、柵格、表格三類方式提交。對于矢量數據,采用.shp格式;柵格數據采用標準GeoTIFF(.tif)格式,同時包括元數據信息、索引信息(例如.mxd文件)和快視圖;表格數據采用Excel(.xls/.xlsx)格式,并應附帶提供元數據說明文件。9.2.1.4基礎地理數據:采用1:25萬國家基本比例尺標準分幅方式存儲,矢量數據采用.shp格式;DEM數據采用標準GeoTIFF(.tif)格式。9.2.1.5環境監測與統計數據:主要以文檔、表格方式提交。文檔格式數據采用Word(.doc/.docx)格式,表格數據采用Excel(.xls/.xlsx)格式,且都應附帶提供元數據說明文件。9.2.1.6社會經濟統計數據:主要為文檔、表格方式。文檔格式數據采用Word(.doc/.docx)格式,表格數據采用Excel(.xls/.xlsx)格式,且都應附帶提供元數據說明文件。9.2.2遙感相關數據9.2.2.1衛星遙感數據:提交格式為GeoTIFF(.tif)格式,并應附帶有元數據說明文件和縮略圖文件,具體元數據要求可參考GB/T35643。9.2.2.2生態系統類型數據:采用.shp矢量格式,接邊檢查具體依據GB/T15968相關要求執行。9.2.2.3生態系統參數數據:主要為柵格方式,采用GeoTIFF(.tif)格式提交。9.2.2.4生態系統服務功能數據:主要為柵格方式,采用GeoTIFF(.tif)格式提交。9.2.3空間數據要求9.2.3.1坐標系:平面坐標系采用2000國家大地坐標系。9.2.3.2高程基準:采用“1985國家高程基準”。9.2.3.3投影方式:根據空間尺度可采用不同的投影方式,以Albers投影為主,如區域范圍較小也可采用高斯-克里格投影。9.2.3.4分幅和編號:采用國家基本比例尺地形圖的分幅和編號,具體依據GB/T13989相關要求執行。59.2.3.5主比例尺:省級數據主比例尺為1:25萬-1:100萬;典型區域數據主比例尺為1:1萬-1:100萬;全國級數據主比例尺為1:100萬-1:400萬。9.3數據匯交要求9.3.1數據格式:以柵格、矢量數據為主,矢量方式采用.shp格式提交;柵格方式采用標準GeoTIFF(.tif)格式提交。9.3.2報告格式:以文檔文件為主,采用Word(.doc/.docx)格式。報告中的圖片,采用JPEG(.jpg)格式,分辨率不得低于300dpi,需要單獨提交電子版,電子版圖片按照圖片在文檔中的圖號進行命名。9.3.3圖集格式:以矢量和圖片文件為主,矢量成果采用.shp格式,應同時提交全國、各省、各專題的最終制圖成果,工程文件以.mxd文件提交,制圖成果輸出為JPEG(.jpg)格式圖片,輸出分辨率不低于1200dpi。公開內容地圖表示要求具體依據GB/T35764相關要求執行。9.3.4提交方式:以各省級行政區域生態狀況調查評估數據提交到國家尺度。省級數據提交以文件夾格式提交,一級文件夾以“XX省數據集”為名,二級文件夾以生態系統類型、格局、質量、功能、問題、野外調查等分別命名,三級文件夾以數據存儲的主要內容命名,如“社會經濟發展統計數據”等。文件夾路徑不宜過深,最好不超過五級文件夾。6
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