HJ 1176-2021 全国生态状况调查评估技术规范——数据质量控制与集成.pdf

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1、中 华 人 民 共 和 国 国 家 生 态 环 境 标 准 HJ 1176 2021 全国生态 状况调查 评估技术 规范 数据 质量控制 与集成 Technical specification for investigation and assessment of national ecological status Data quality control and integration 本电子 版为 正式 标准 文本 ，由生 态环 境部 环境 标准 研究所 审校 排版 。 2021-05-12 发布 2021-08-01 实施 生 态 环 境 部 发 布 HJ 1176 2021 i 目

2、次 前 言 . ii 1 适 用范 围 . 1 2 规 范性 引用 文件. 1 3 术 语和 定义 . 1 4 总则 . 2 5 技 术流 程 . 2 6 全 国生 态状 况调 查评 估 数据 . 2 7 数 据质 量控 制指 标体 系 . 2 8 数 据质 量评 价方 法 . 4 9 数 据集 成与 汇交. 5 HJ 1176 2021 ii 前 言 为 贯 彻 中 华 人 民 共 和 国 环 境 保 护 法 及 相 关 法 律 法 规 ， 以 及 全国生态 状况 定期 遥感调 查评 估方 案 （环办 生态 201945 号 ） ，制定 本标 准 。 本标准 规定 了数 据质 量控 制与集

3、成的 总则 、 技 术流 程 、 数据 质量 控制 指标 体系 、 数据质 量评 价方 法、 数据集 成与 汇交 等要 求。 本标准 为首 次发 布。 本标准 与以 下标 准同 属全 国生态 状况 调查 评估 技术 规范系 列标 准： 全国 生态 状况 调查 评估 技 术规范 生态 系统 遥感 解译与 野外 核查 （HJ 1166 2021）； 全国 生态 状况 调查 评估 技 术规范 森林 生态 系统 野外观 测 （HJ 11672021）； 全国 生态 状况 调查 评估 技 术规范 草地 生态 系统 野外观 测 （HJ 11682021）； 全国 生态 状况 调查 评估 技 术规范 湿 地

4、 生 态 系 统 野 外 观 测 （HJ 1169 2021）； 全 国 生 态 状 况 调 查 评 估 技 术 规 范 荒 漠生 态系 统野外 观测 （HJ 1170 2021）； 全国 生态 状况 调查 评估 技 术规范 生态 系统 格局 评估 （HJ 1171 2021）； 全国 生态 状况 调查 评估 技 术规范 生态 系统 质量 评估 （HJ 11722021）； 全国 生态 状况 调查 评估 技 术规范 生态 系统 服务 功能评 估 （HJ 11732021）； 全国 生态 状况 调查 评估 技 术规范 生态 问题 评估 （HJ 1174 2021）； 全国 生态 状况 调查 评估

5、 技 术规范 项目 尺度 生态 影响评 估 （HJ 11752021）。 本标准 由生 态环 境部 自然 生态保 护司 、法 规与 标准 司组织 制订 。 本标准 主要 起草 单位 ：生 态环境 部卫 星环 境应 用中 心、中 国科 学院 生态 环境 研究中 心。 本标准 生态 环境 部 2021 年 5 月 12 日批 准。 本标准 自 2021 年 8 月 1 日 起实施 。 本标准 由生 态环 境部 解释 。 HJ 1176 2021 1 全 国生态 状况调查 评估技 术规范 数 据质量 控制 与集成 1 适用范围 本标准 规定 了数 据质 量控 制与集 成的 总则 、 技 术流 程 、

6、 数据 质量 控制 指标 体系 、 数据质 量评 价方 法、 数据集 成与 汇交 等要 求。 本 标 准 适 用 于 全 国 及 省 级 行 政 区 陆 域 生 态 状 况 调 查 评 估 过 程 中 数 据 质 量 控 制 与 集 成 ， 其 他 区 域 生 态 状况调 查评 估过 程中 数据 质量控 制与 集成 涉及 的操 作环节 可参 照本 标准 执行 。 2 规范性引用 文件 本标准 引用 了下 列文 件或 其中的 条款 。凡 是注 明日 期的引 用文 件， 仅注 日期 的版本 适用 于本 标 准 。 凡是未 注日 期的 引用 文件 ，其最 新版 本（ 包括 所有 的修改 单） 适用

7、于本 标准 。 GB/T 2260 中华人 民共 和国 行政 区划 代码 GB/T 13989 国家基 本比 例尺 地形 图分 幅和编 号 GB/T 15968 遥感影 像平 面图 制作 规范 GB/T 35643 光学遥 感测 绘卫 星影 像产 品元数 据 GB/T 35764 公开地 图内 容表 示要 求 3 术语和定义 下列术 语和 定义 适用 于本 标准。 3.1 质量控 制 quality control 采用一 定的 技术 措施 ，消 除质量 环上 所有 阶段 引起 数据偏 差或 数据 不合 理因 素的过 程。 3.2 数据汇 交 data transfer 将调查 评估 资料 和

8、数 据按 照相关 规定 进行 整理 、提 交的过 程。 3.3 质量评 估 quality assessment 通过构 建精 度分 析与 质量 评价体 系， 对调 查评 估成 果的精 度、 可信 度等 进行 评估的 过程 。 3.4 集成控 制 integration control 把生态 状况 调查 评估 中数 据源、 过程 数据 与成 果数 据的数 据格 式、 数据 精度 等按照 规定 方式 检 查 的 过程。 HJ 1176 2021 2 4 总则 数据质 量控 制与 集成 应遵 循规范 性、 可操 作性 、全 过程控 制的 原则 。 5 技术流程 本标准 制定 了数 据质 量控 制

9、指标 体系 构建 、 明 确数 据质量 评价 方法 、 数 据集 成与汇 交要 求等 技 术 流 程，具 体如 图 1 。 图 1 数据质量 控制 与集 成总体 技术 流程 6 全国生态状 况调 查评 估 数据 生态状况调查评估数据采集、 数据生产加工及数据应用全过程涉及的主要数据， 包括遥感影像数据、 生态系 统类 型 数 据、 生态 参数数 据及 野外 调查/ 核查 数据。 7 数据质量控 制指 标体 系 本标准 规定 了全 国生 态状 况调查 评估 中数 据源 、 数 据生产 过程 及数 据产 品的 质量指 标， 贯穿 了 数 据 源、 数 据采 集、 数据 生产 加工及 数据 应用 的

10、全 过程 。 根据 数据 类型 特征 ， 本 标准构 建了 包括 遥 感 影 像 数 据质量、生态系统类型数据质量、生态参数数据质量及野外调查/ 核查数据质量等四项内容在内的数 据 质量控 制指 标体 系， 详见 表 1 。 全国生态状况调查评估数据 构建数据质量控制指标体系 遥感 影像 数据 质量 生态 系统 类型 数据 质量 生态 参数 数据 质量 野外 调查/ 核查 数据 质量 数据质量评价方法 质量检查 合格 数据集成与汇交 不 合 格 HJ 1176 2021 3 表 1 数据质量 控制 指标 体系 内容 一级指标 二级指标 具体要求 遥感影像 数据质量 影像数据 基础质量 噪音控制

11、 除常年积雪地区，一般要求单 景影像平均云量、雪量小于 10% 。受人为干扰影 响小、地表景观不易发生变化的区域，可适当放宽 时相选择 原则上， 东北、 内蒙古、 西北和 青藏高原地区采用的遥感影像时相要求在当年 6 9 月，华北、华中、华东、 华南等地区遥感影像时相要求在当年 5 10 月 信息直观效果 目标地物的大小、形状、阴影、色调、纹理等解译标志信息突出、明显 影像重叠率 相邻景影像之间的重叠率在 4% 以上， 云量较多、 数据质量较差等特殊情况下不 少于 2% 视角选择 山区、平地地区的影像侧视角分别不大于 16 和 20 数据资料完 备性 包 括 数字 影 像数 据、 遥感 器 参

12、数 （ 遥感 器 类型 、扫 描带 宽 、空 间 分辨 率 、光 谱 分辨率以及其他特征参数） 、遥 感数据获取时的参数（太阳高度角、轨道高度、 太阳倾角、重复周期等）等 影像处理 质量 辐射校正 影像辐射校正精度达到 85% 以 上，光谱信息丰富，目标物清晰可见 几何纠正 对于平原和丘陵、山地，中分辨率和中高分辨率影像控制点残差应分别1 倍、 2 倍影像分辨率；高分辨率 影像控制点残差应分别1 倍 、3 倍影像分辨率 影像配准 配准精度要求平原为 0.5 个像 元，山区 1 个像元 影像镶嵌 影像镶嵌以前接边误差小于 1 倍像素分辨率，镶嵌后影像要求清晰、色彩均匀 影像融合 融 合 结果 影

13、 像要 求目 视无 重 影、 无 模糊 及 光谱 失真 现象 ， 边界 清 晰、 无 明显 错 位，能够反映细部特征 遥感影像 成果质量 数学基础 平 面 坐 标 系 ： 2000 国 家 大 地 坐 标 系 ； 投 影 方 式 ： 以 高 斯- 克 里 格 投 影 为 主 ， 1 100 万 比 例 尺 遥 感 影 像 图 采 用 正 轴 等 角 圆 锥 投 影 ； 高 程 基 准 ： 1985 国 家 高 程 基 准 校正精度 对于平原和丘陵、 山地， 中分辨 率影像校正精度分别2 倍、 3 倍影像分辨率； 中高分辨率影像校正精度分别2 倍、 5 倍影像分辨率； 高 分辨率影像校正精 度分

14、别2 倍、10 倍影像分 辨率 数据完整性 遥感数据名称、格式、内容等完整 生态系统 类型数据 质量 分类精度 属性精度 包括地类界、 地类属性赋码 （ 三位组合编码） 、 重要线状地物 及其属性代码 （两 位编码） 总体分类精度 生 态 系 统 分 类 数 据 的 总 体 精 度 85% ， 一 级 分 类 精 度 95% ， 二 级 分 类 精 度 85% 接边精度 对于平原和丘陵、 山地， 中分 辨率影像接边限差分别2 倍 、 3 倍； 中高分辨 率影像接边限差分别3 倍、7.5 倍；高分辨率影像接边限 差分别3 倍、 15 倍 分类成果 数据 数学基础 平面坐标系：2000 国家大地坐

15、 标系；投影方式：以高斯- 克里格投影为主，1 ： 100 万比例尺数据采用正轴等 角圆锥投影；高程基准：1985 国家高程基准 空间精度 行 政 区划 到 县级 行政 单位 ， 参照 民 政部 网 站最 新公 布的 行 政区 划 代码 ， 具体 依 据 GB/T 2260 相关要求执行 生态参数 数据质量 反演精度 反演精度 要 求 在大 规 模进 行产 品生 产 前完 成 算法 适 用性 检验 与精 度 分析 ， 针对 每 个待 反 演 的 参数 ， 分别 对其 反演 模 型算 法 进行 参 数检 验、 模型 拟 合能 力 检验 ， 要求 算 法通过置信度为 95% 的假设检 验 验证精度

16、 验证精度 植被覆盖度、总初级生产力、叶面积指数的反演精度应大于等于 80% HJ 1176 2021 4 续表 内容 一级指标 二级指标 具体要求 野外调查/ 核查数据 质量 生态系统 类型野外 核查点 数量 根据生态系统 类型及其空 间分 异特征布设野外 核查点， 平均 每 100 km 2 设置 1 个 核 查 点， 在生 态 交错 带 和其他 生 态 系统 类型 空 间异 质 性大的 地 区 增加 核查 点 数 量 ， 在生 态系 统 单一 的 区域， 适 当 减少 野外 核 查点 数 量。面 积 较 大的 区域 ， 野 外 核 查点 数量 可 根据 气 候特征 、 地 质地 貌、 生

17、 态系 统 类型、 土 壤 类型 等综 合 因素，按照生态系统遥感解译验证需要进行适当调整 空间 外业标定精度优于 15 m ， 地面核查 GPS 空间定位精度优于 2 m ， 高程数据精度 优于 5 m 时间 野外核查时间与影像获取时间同为生长季且间隔小于 1 年 核查路线 根据典型核查点的位置，设置合理并易到达的核查路线 数据完整性 调 查 表 格要 求 各 项 属性 填 写规范 、 完 整、 准确 ， 对漏 测 项进行 解 释 说明 。照 片 要求目标清晰且命名规范，记录照片的拍摄方向。空间数据格式按照规定提交 生态参数 野外观测 样地 空间 样地空间位置应在生态系统类型一致的平地或相对

18、均一的缓坡坡面上 数量 根据生态系统类型及其空间分异特征布设野外观测样地，平均每 10 000 km 2 不 少于 1 个观测样地，在生态交错带和其他生态系统类型空间异质性大的地区增 加观测样地数量 8 数据质量评 价方 法 数据质量评价方法 是检验数据质量的手段， 一般通过合格/ 不合格或分值进 行质量度量，通过质量 报告 反 映数 据质 量的 整体 状况。 8.1 遥感影像数 据质 量评 价 通过检 验遥 感影 像数 据满 足指标 体系 具体 要求 的情 况， 评 估遥 感影 像的 质量 。 满足要 求的 遥感 影 像 数据即 为合 格。 8.2 生态系统类 型数 据质 量评价 通过检 验

19、生 态系 统类 型数 据的分 类精 度和 成果 规范 性情况 ， 评 价生 态系 统类 型数据 质量 。 利 用 野 外 调查/ 核 查数 据集 ，进 行全 国生态 状况 调查 评估 的生 态系统 类型 数据 精度 评估 ，具体 如下 ： a ）生态系统 类型数 据的分 类精度评价 以每个 类型解 译的正确样 点数与 样点总 数的百分比 作为解 译 精度 ， 并 结合 混淆 矩阵 评 价方法 ， 根据 混淆 矩阵 能 够计算 出总 体精 度 和 Kappa 系数 。 Kappa 系 数能 够评 价 整 个 分 类 图 的 精 度 ， 条 件 Kappa 系数能够评价单一类别的精度。 Kappa

20、 系数在0.00 、 0.000.20、 0.20 0.40 、0.40 0.60、0.600.80 、0.801.00 区 间内 对 应的分 类质 量分 别为 很差 、差、 一般 、好 、很 好、 极好。 b ）混淆 矩阵 方法的 验证 样 本数据 包括野 外核 查点、 高空间 分辨率 遥感 影像， 野外核 查点属 性指 标 应包括 空间 坐标 、属 性、 照片等 信息 ，遥 感影 像的 空间分 辨率 一般 应优 于 2 m 。 8.3 生态参数数 据质 量评 价 生态参 数数 据包 括植 被覆 盖度 、 总 初级 生产 力 、 叶 面 积指数 等 ， 通 过将 地面 调 查数据 与反 演结

21、 果采 用平均 相对 误差 模 型 REE 定量测 度， 评价 区域 内各 类型生 态参 数的 质量 情况 。计算 模型 如下 。 2 / REE 实 测 值 反 演 值 反 演 值 验 证 点 数 （1） HJ 1176 2021 5 P=1 REE （2） 式中：REE 平 均相 对 误差； P 表征 生态 参数 反演 精 度。 根据 工作 经验 ， 植 被 覆盖度 、 总初 级生 产力 、 叶面积 指数 等的 反 演精度 应大 于等 于 80% 的 要求， 判断 生态 参数 的合 格情况 。 8.4 野外调查/ 核查 数据 质 量评价 通过检 验野 外调 查/ 核 查数 据满足 指标 体

22、系 具体 要求 情况， 评估 野外 调查/ 核 查 数据质 量。 满足 要求 的遥感 影像 数据 即为 合格 。 9 数据集成与 汇交 9.1 数据内容要 求 9.1.1 按照数据内 容完 备 性要求 ，提 交内 容数 据类 型应完 整、 准确 。 9.1.2 生 态环境基础 数据完备 性，包括基础 地理数据、 环境监测与统 计数据、社 会经济统计数 据以及 相关行 业数 据。 9.1.3 生 态遥感数据 完备性， 包括卫星遥感 精校正影像 、生态系统类 型、生态参 数、生态系统 服务功 能等数 据。 9.1.4 地面野外调 查/ 核 查 数据完 备性 ，包 括生 态系 统实地 观测 数据 、

23、生 态系 统长期 监测 数据 。 9.1.5 调查评估成 果数 据 完备性 ，包 括遥 感调 查评 估报告 、图 集、 中间 数据 、成果 数据 。 9.2 数据格式要 求 9.2.1 基础数据 9.2.1.1 地面野外调 查/ 核 查数据 ：依 据野 外数 据采 集模板 ，提 交 Excel （.xls/.xlsx ）格 式的 采集 表格 ， 同时提 交附 带的 野外 照片 数据， 采 用 JPEG （.jpg ） 格式， 照片 名称 应 与 Excel 文件中 的数 据记 录一 致 。 9.2.1.2 全国生态系 统长 期监测 数据 ：采 用 Excel （.xls/.xlsx ）格式 提

24、交 。 9.2.1.3 生态专题空 间数 据： 分 为矢 量、 栅格 、 表 格三类 方式 提交 。 对 于矢 量数据 ， 采 用.shp 格 式 ； 栅 格数据 采用 标 准 GeoTIFF （.tif ）格式 ，同 时包 括元 数据信 息、 索引 信息 （例 如.mxd 文件 ）和 快视 图 ； 表格数 据采 用 Excel （.xls/.xlsx）格 式， 并应 附带 提供 元数据 说明 文件 。 9.2.1.4 基础地理数 据： 采用 1 25 万 国家 基本 比 例尺标 准分 幅方 式存 储， 矢量数 据采 用.shp 格式 ； DEM 数 据采 用标 准 GeoTIFF （.tif

25、 ）格式。 9.2.1.5 环境监测与 统计 数据 ： 主 要以 文档 、 表 格 方式提 交 。 文 档格 式数 据 采用 Word （.doc/.docx ）格 式，表 格数 据采 用 Excel （.xls/.xlsx）格式 ，且 都应 附 带提供 元数 据说 明文 件。 9.2.1.6 社会经济统 计数 据： 主 要为 文档 、 表 格方 式。 文 档格 式数 据采 用 Word （.doc/.docx ） 格式 ， 表 格数据 采 用 Excel （.xls/.xlsx ）格 式， 且都 应附 带提 供 元数据 说明 文件 。 9.2.2 遥感相关数 据 9.2.2.1 卫星遥感数

26、据： 提交格 式 为 GeoTIFF （.tif ） 格式， 并应 附带 有元 数 据说明 文件 和缩 略图 文件 ， 具体元 数据 要求 可参 考 GB/T 35643 。 9.2.2.2 生态系统类 型数 据：采 用.shp 矢 量格 式， 接边检 查具 体依 据 GB/T 15968 相关 要求 执行 。 9.2.2.3 生态参数数 据： 主要为 栅格 方式 ，采 用 GeoTIFF （.tif ）格式提 交。 9.2.2.4 生态系统服 务功 能数据 ：主 要为 栅格 方式 ，采 用 GeoTIFF （.tif ）格式提交 。 9.2.3 空间数据要 求 HJ 1176 2021 6

27、9.2.3.1 坐标系：平 面坐 标系采 用 2000 国家 大地 坐 标系。 9.2.3.2 高程基准： 采用 “1985 国 家高 程基 准” 。 9.2.3.3 投影方式 ： 以 高 斯- 克里格投 影为 主， 1 100 万比 例尺 遥感 影像 平面 图采用 正轴 等角 圆锥 投影 ， 具体依 据 GB/T 15968 相 关 要求执 行。 9.2.3.4 分幅和编号 ： 采 用国家 基本 比例 尺地 形图 的分幅 和编 号， 具体 依 据 GB/T 13989 相 关要 求执 行 。 9.2.3.5 主 比 例 尺 ：省 级 数 据 主 比 例 尺 为 125 万1 100 万；典型

28、区域数据主 比例尺为 11 万 1 100 万； 全国 级数 据主 比例尺 为 1 100 万1 400 万。 9.3 数据汇交要 求 9.3.1 数据格式： 以栅 格 、矢量 数据 为主 ，矢 量方 式采用.shp 格式 提交 ；栅 格方式 采用 标 准 GeoTIFF （.tif ）格式 提交 。 9.3.2 报告格式： 以文 档 文件为 主， 采 用 Word （.doc/.docx ）格 式。 报告 中的 图片， 采 用 JPEG （.jpg） 格式， 分辨 率不 得低 于 300 dpi ， 需 要单 独提 交电 子版 ， 电子 版图 片按 照图 片在 文档中 的图 号进 行命 名

29、。 9.3.3 图集格式：以矢量 和图片文件为主，矢量成 果采用.shp 格式，应同时 提交全国、各省、各专 题 的最终 制图 成果 ，工 程文 件以.mxd 文 件提交 ，制 图 成果输 出为 JPEG （.jpg） 格式图 片， 输出 分辨 率 不 低于 600 dpi 。公 开内 容地 图表示 要求 具体 依 据 GB/T 35764 相关 要求 执行 。 9.3.4 提交方式： 以各 省 级行政 区域 生态 状况 调查 评估数 据提 交到 国家 尺度 ， 由国 家统 一数 据库 存储 ， 并将非 密级 数据 放至 共享 平台 。 省 级数 据提 交以 文 件夹格 式提 交 ， 一 级文 件 夹以 “XX 省数 据集 ” 为名 ， 二级文 件夹 以生 态系 统类 型、 格 局、 质 量、 功 能、 问 题、 野 外调 查等 分别 命名 ， 三级 文件 夹以 数据 存储 的主要 内容 命名 ，如 “社 会经济 发展 统计 数据 ”等 。文件 夹路 径不 宜过 深， 最好不 超过 五级 文件 夹。