吳洋

摘要:隨著傳統(tǒng)的測(cè)繪產(chǎn)業(yè)向以“3S”技術(shù)為代表的高新技術(shù)現(xiàn)代測(cè)繪產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)變,以“4D”產(chǎn)品為核心的數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品已成為我國(guó)基礎(chǔ)地理信息建設(shè)的主流,數(shù)據(jù)采集過程中作業(yè)精度標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)質(zhì)量技術(shù)問題已成為目前業(yè)內(nèi)普遍關(guān)心的問題。本文基于筆者從事測(cè)繪產(chǎn)品檢驗(yàn)監(jiān)督的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn),以數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品生產(chǎn)中容易出現(xiàn)的問題及抽樣檢驗(yàn)方法為研究對(duì)象,論文以4D測(cè)繪產(chǎn)品為案例,研究探討了“4D”產(chǎn)品質(zhì)量控制的必要性,分析了“4D”產(chǎn)品在生產(chǎn)中存在的問題,進(jìn)而著重探討了4D產(chǎn)品的抽樣檢測(cè)方法,全文是筆者長(zhǎng)期工作實(shí)踐基礎(chǔ)上的理論升華,相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行有著重要的參考價(jià)值和借鑒意義。

關(guān)鍵詞:“4D”產(chǎn)品數(shù)據(jù)質(zhì)量抽樣策略質(zhì)量管理

中圖分類號(hào):P2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)04(c)-0002-02

1檢驗(yàn)必要性分析

數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品作為一種全新的產(chǎn)品,其產(chǎn)品質(zhì)量特性表現(xiàn)在空間位置、屬性數(shù)據(jù)精度、時(shí)域、空間數(shù)據(jù)邏輯一致性、空間數(shù)據(jù)的完整性及空間數(shù)據(jù)及地圖數(shù)據(jù)可視化的空間關(guān)系正確性等幾個(gè)方面,它們之間又相互影響,空間數(shù)據(jù)由于隨時(shí)間而變化,可能會(huì)引起空間位置的變化、空間實(shí)體屬性的變化以及空間數(shù)據(jù)間拓?fù)潢P(guān)系的變化;而最為明顯的是,在數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品檢驗(yàn)過程中經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的不完備性、空間屬性數(shù)據(jù)概念的模糊性和不確定性等問題,所有這些造成了空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題。地圖數(shù)據(jù)作為空間數(shù)據(jù)的重要組成部分,其誤差的來源也具有復(fù)雜性,所有這些因素決定了數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品的質(zhì)量控制和產(chǎn)品質(zhì)量抽樣、檢驗(yàn)的復(fù)雜性,目前測(cè)繪產(chǎn)品生產(chǎn)與質(zhì)量檢驗(yàn)單位仍使用傳統(tǒng)的抽樣方法和產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)手段,還存在有待于改進(jìn)之處。數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品的質(zhì)量管理上還存在一些不足之處,企業(yè)全面質(zhì)量管理思想在20世紀(jì)80年代末就已提出,但在數(shù)字測(cè)繪生產(chǎn)單位具體應(yīng)用上還不夠完善。特別是在數(shù)字產(chǎn)品生產(chǎn)過程中存在的諸如部門及工序間的銜接、協(xié)調(diào)問題等方面的問題,需要進(jìn)一步改進(jìn)。數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品的特點(diǎn)和多樣性決定了產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量控制和管理的多樣性、復(fù)雜性。如何更科學(xué)、合理地進(jìn)行“4D”產(chǎn)品的質(zhì)量控制和質(zhì)量管理,這些方面的研究將很有意義。

2生產(chǎn)環(huán)節(jié)暴露出的問題

對(duì)4D產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗(yàn)、用戶反饋及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:4D測(cè)繪產(chǎn)品在應(yīng)用過程中存在很多問題,如外業(yè)核心要素調(diào)繪過程中不完善,內(nèi)業(yè)采集過程中存在的編輯不到位,DEM編輯過程中的高程精度問題以及在實(shí)際應(yīng)用過程中DEM與DLG的數(shù)據(jù)符合性問題等:除此之外還有生產(chǎn)者、生產(chǎn)管理者、產(chǎn)品檢驗(yàn)者之間及外業(yè)、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)之間存在的不協(xié)調(diào)問題等。對(duì)于產(chǎn)生以上問題的原因,概括起來有以下幾個(gè)方面。

2.1 產(chǎn)品生產(chǎn)者在質(zhì)量認(rèn)識(shí)方面存在的問題

數(shù)字產(chǎn)品如DEM、DLG等完全是數(shù)字化的測(cè)繪產(chǎn)物;對(duì)于DEM而言,TIN或GRID中的每一點(diǎn),均是有機(jī)地結(jié)合在一起的,任何一點(diǎn)的差異或任何一點(diǎn)的改變均會(huì)牽動(dòng)或改變周圍點(diǎn)的拓?fù)潢P(guān)系和內(nèi)插精度。對(duì)于DLG而言,任何構(gòu)成地理空間數(shù)據(jù)的點(diǎn)、線、面實(shí)體均是由拓?fù)淇臻g關(guān)系有機(jī)地組合在一起的,任何一個(gè)實(shí)體的錯(cuò)誤,可能會(huì)導(dǎo)致周圍實(shí)體間空間關(guān)系的差異。若內(nèi)業(yè)作業(yè)員不能完全領(lǐng)會(huì)外業(yè)調(diào)繪片上的要素的情況下,可能會(huì)造成圖形和實(shí)體屬性的不一致性,這種性質(zhì)一般包含在地理信息數(shù)據(jù)空間關(guān)系的不確定度的范圍內(nèi)。總之一句話,數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品不僅存在幾何意義上的精度質(zhì)量問題:更重要的還有屬性意義上的正確性與準(zhǔn)確度,有時(shí)傳統(tǒng)意義上的一個(gè)輕缺陷,在數(shù)字化產(chǎn)品中可能會(huì)上升為重缺陷。

2.2 空間數(shù)據(jù)與地圖數(shù)據(jù)的差別

基礎(chǔ)測(cè)繪產(chǎn)品生產(chǎn)和管理部門目前生產(chǎn)4D產(chǎn)品的工藝流程可能不完全統(tǒng)一,實(shí)際生產(chǎn)中,有些是在采集制圖數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,來建立空間數(shù)據(jù)庫:有些是先采集基本框架要素,然后再生成符合圖式要求的制圖數(shù)據(jù)。實(shí)際工作中,數(shù)字化地形圖的編輯與傳統(tǒng)制圖的概念有了很大的區(qū)別,在DLG編輯時(shí)要兼顧制圖數(shù)據(jù)與母線數(shù)據(jù)。面向制圖和面向GIs來建立空間數(shù)據(jù)庫是兩個(gè)不同的概念。制圖數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)由于面向的對(duì)象不同,雖然對(duì)于同一區(qū)域而言,二者所表達(dá)的內(nèi)容是完全一致的,只是表現(xiàn)形式不同,實(shí)現(xiàn)方法不同,制圖數(shù)據(jù)只是簡(jiǎn)單的幾何模擬,著重于外在的表現(xiàn),而空間數(shù)據(jù)則是更高層次的空間建模,強(qiáng)調(diào)內(nèi)在的聯(lián)系。所以在數(shù)據(jù)采集過程中所進(jìn)行的一系列質(zhì)量控制非常必要,如數(shù)據(jù)的拓?fù)湟恢滦?邏輯一致性以及數(shù)據(jù)的可視化及一致性等方面。

2.3 內(nèi)、外業(yè)數(shù)據(jù)采集時(shí)存在的問題

在對(duì)數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)一些邏輯上的不合理現(xiàn)象,比如對(duì)于水庫和河流層的數(shù)據(jù)采集時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)水庫與河流之間沒有瀉洪渠或排洪道等水系附屬設(shè)施:水庫上的大壩或河堤外業(yè)所注長(zhǎng)度或高程與內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)采集時(shí)的不一致;對(duì)于道路層來說,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)兩條立體交叉的道路出現(xiàn)結(jié)點(diǎn)等邏輯上錯(cuò)誤的操作現(xiàn)象;有些河流甚至?xí)霈F(xiàn)水往高處流等不合理表示現(xiàn)象。所有這些都是作業(yè)人員質(zhì)量意識(shí)薄弱的具體表現(xiàn)。

3檢驗(yàn)方法研究

地理要素在空間上是連續(xù)分布的,如一條河流、一條公路、完整的一個(gè)林場(chǎng)等,它與工廠中一個(gè)單獨(dú)的產(chǎn)品不同,對(duì)于測(cè)繪產(chǎn)品的生產(chǎn)與數(shù)據(jù)組織是以“幅”來進(jìn)行的,雖然在過程質(zhì)量控制中強(qiáng)調(diào)圖幅間的“幾何”及“邏輯”接邊,但很難保證“批量”產(chǎn)品某一整體實(shí)體的數(shù)據(jù)一致性;再者,對(duì)于一“批”產(chǎn)品來說,地形類別不同,圖幅中負(fù)載的空間地理信息也不盡相同,事實(shí)上,有時(shí)地物要素負(fù)載量相差很大。而單幅產(chǎn)品包涵內(nèi)容和檢驗(yàn)項(xiàng)目繁多,這樣的情況下,有必要改變以整幅或整個(gè)檢驗(yàn)項(xiàng)目為單位來抽樣檢驗(yàn),而選取部分關(guān)鍵內(nèi)容進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量的檢驗(yàn)。

3.1 “4D”產(chǎn)品生產(chǎn)特點(diǎn)和抽樣檢驗(yàn)現(xiàn)狀

目前檢查驗(yàn)收實(shí)行“二級(jí)檢查一級(jí)驗(yàn)收”制度,即生產(chǎn)部門小組的過程檢查和生產(chǎn)部門專職檢查,質(zhì)檢機(jī)構(gòu)驗(yàn)收制度。一般小組的自查和生產(chǎn)單位一級(jí)檢查要求100％的覆蓋率,專職檢查(如二級(jí)檢查)要求不少于批量(4D數(shù)字產(chǎn)品內(nèi)業(yè)20％,主要素100％)。質(zhì)檢機(jī)構(gòu)(如省質(zhì)檢站)按批量的10％或20％進(jìn)行驗(yàn)收,這種驗(yàn)收方式具體操作實(shí)際上是對(duì)生產(chǎn)部門專職檢查質(zhì)量評(píng)價(jià)的客觀性的檢核。

研究表明:對(duì)于不合格品率P相同的產(chǎn)品,采用百分比抽樣檢驗(yàn)時(shí),對(duì)小批量過寬而對(duì)大批量過嚴(yán),造成生產(chǎn)單位愿意以小批量交付檢驗(yàn)。在目前產(chǎn)品的幾種抽樣方案中,均分別采用不同的產(chǎn)品質(zhì)量水平,如目前的軍工、日用商品以及工程測(cè)繪產(chǎn)品的抽樣檢驗(yàn),一般均采用調(diào)整型抽樣方案。其特點(diǎn)是:一組寬嚴(yán)程度不同的抽樣方案以及將他們有機(jī)聯(lián)系起來的轉(zhuǎn)移規(guī)則,適用于批量相同且質(zhì)量要求一定的檢驗(yàn)批的連續(xù)性接收檢驗(yàn),其質(zhì)量水平采用合格質(zhì)量水平(AQL),表現(xiàn)形式為(n、c),我國(guó)的GB-2828、美國(guó)的MIL-STD-105E等均屬此類方案;挑選型抽樣檢驗(yàn)方案采用極限質(zhì)量或不合格品率上限;其特點(diǎn)是:能夠克服“批量大嚴(yán),批量小寬”的缺點(diǎn)。所以對(duì)于數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品的抽樣可以嘗試采用挑選型抽樣方案或調(diào)整型抽樣方案。

3.2 產(chǎn)品檢驗(yàn)的質(zhì)量水平

不同的抽樣方案,分別用不同的方式來表示產(chǎn)品的質(zhì)量水平。如挑選型抽樣方案采用極限質(zhì)量或平均不合格品率上限,調(diào)整型采用合格質(zhì)量水平(AQL)等。從產(chǎn)品檢驗(yàn)的實(shí)際工作中,目前測(cè)繪生產(chǎn)單位采用所謂的100％的一級(jí)或二級(jí)檢查,但具體作業(yè)過程中只限制在某些環(huán)節(jié)或產(chǎn)品的某些質(zhì)量特性上,具有不完整和片面性,這種檢驗(yàn)方法并不能客觀、全面地評(píng)價(jià)出圖幅的優(yōu)良品級(jí)率。針對(duì)目前標(biāo)準(zhǔn)型抽樣方案,生產(chǎn)部門專職檢查可采用嚴(yán)于質(zhì)量驗(yàn)收部門的質(zhì)量水平,以保證產(chǎn)品優(yōu)良品級(jí)率不低于質(zhì)量檢驗(yàn)部門的產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)定結(jié)果。

數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量控制作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程來說,可以按單位工程、分部工程、分項(xiàng)工程細(xì)分工序,則可明確設(shè)置質(zhì)量控制點(diǎn),如見證點(diǎn)、停止點(diǎn)、質(zhì)量的薄弱環(huán)節(jié)等,實(shí)施質(zhì)量控制,投資控制以及進(jìn)度控制,質(zhì)量管理和檢驗(yàn)部門還可以進(jìn)一步通過確定投資控制以及進(jìn)度控制程度來確定質(zhì)量檢驗(yàn)過程中的質(zhì)量水平。

3.3 關(guān)于檢測(cè)數(shù)據(jù)的處理

生產(chǎn)單位某些局部數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)需要規(guī)范化,在檢測(cè)數(shù)據(jù)的處理中,經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)個(gè)別異常數(shù)據(jù),對(duì)于異常數(shù)據(jù)的處理應(yīng)該取慎重的態(tài)度,從正態(tài)分布的規(guī)律可知,其2倍中誤差的概率小于5％,即20個(gè)觀測(cè)值中出現(xiàn)一個(gè),有時(shí)檢測(cè)值的數(shù)量大于20個(gè),所以應(yīng)視為符合正態(tài)分布的精度參與計(jì)算;但是3倍中誤差的檢測(cè)數(shù)據(jù)雖然仍可視為符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù),但其出現(xiàn)的概率很小,人們有理由懷疑它可能包含了錯(cuò)誤,大約0.3％的出現(xiàn)概率。在測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)過程中,對(duì)于受檢項(xiàng)目,一般3倍中誤差點(diǎn)數(shù)大于檢測(cè)點(diǎn)數(shù)的5％,則視為批不合格,因此對(duì)于大于3倍中誤差的數(shù)據(jù),在作業(yè)過程中必須加以分析,找出原因。以DEM高程檢測(cè)點(diǎn)為例,生產(chǎn)單位在以模型內(nèi)業(yè)加密時(shí),這一工序?qū)τ诩用茏鳂I(yè)員來說,并不完全清楚具體的圖幅范圍,加密過程中一般高程檢測(cè)點(diǎn)的數(shù)量均多于28個(gè),對(duì)于28個(gè)檢測(cè)點(diǎn)來統(tǒng)計(jì)精度往往存在人為的因素,對(duì)于存在較大較差的點(diǎn),往往簡(jiǎn)單剔除。DEM的誤差分布并非真正服從正態(tài)分布,只是接近于正態(tài)分布,仍可由均值和方差來衡量DEM高程精度。所以即使中誤差相對(duì)較小,對(duì)于大于3倍中誤差數(shù)據(jù)也應(yīng)加以分析,找出原因,加以改正。從這一點(diǎn)上說,多設(shè)置高程檢測(cè)點(diǎn)對(duì)于提高DEM精度很有意義。

4結(jié)語

經(jīng)過數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品幾年的生產(chǎn)運(yùn)作,隨著數(shù)字產(chǎn)品生產(chǎn)技能和質(zhì)量控制策略的逐步完善,偶然性質(zhì)量缺陷基本上可以得以控制,系統(tǒng)性質(zhì)量缺陷是指經(jīng)常性發(fā)生的缺陷,主要是現(xiàn)有規(guī)范或技術(shù)上和管理水平的原因而長(zhǎng)期或周期內(nèi)不能解決的缺陷。它需要采用一些重大舉措來改變現(xiàn)狀,使產(chǎn)品質(zhì)量提高到新水平或更加客觀的狀態(tài).這種缺陷可以一時(shí)影響不大,但長(zhǎng)期下去將嚴(yán)重影響產(chǎn)品的使用效能。兩種缺陷具有很大的區(qū)別,目前數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品就具有這樣的特點(diǎn):偶然性質(zhì)量問題都是引人注目的,如DLG數(shù)據(jù),水庫中出現(xiàn)大量的等高線等嚴(yán)重缺陷,立即會(huì)受到領(lǐng)導(dǎo)的重視。而系統(tǒng)性的問題,如DEM與DLG局部數(shù)據(jù)符合性差;較窄的沖溝、雨裂等地形表示效果不佳;外業(yè)要素表示不完整以及數(shù)字產(chǎn)品存在的屬性及邏輯上的錯(cuò)誤、不一致性等由于長(zhǎng)期存在,成了被認(rèn)可的“正?！睜顟B(tài)。質(zhì)量改進(jìn)的實(shí)質(zhì)就是要求解決系統(tǒng)性質(zhì)量問題(這當(dāng)然是從改進(jìn)工作目標(biāo)、完善質(zhì)量體系、整體優(yōu)化、全員參加等方面入手)。對(duì)于這種情況,我們可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置質(zhì)量檢驗(yàn)點(diǎn),實(shí)施測(cè)繪產(chǎn)品全程質(zhì)量監(jiān)督與管理的方法,對(duì)測(cè)繪產(chǎn)品進(jìn)行全程質(zhì)量控制。

質(zhì)量控制點(diǎn)的正確選擇和管理,是實(shí)行質(zhì)量控制的前提。適當(dāng)設(shè)置質(zhì)量檢驗(yàn)點(diǎn),則是實(shí)施有效的測(cè)繪產(chǎn)品全程質(zhì)量監(jiān)督與管理的保證,目前有些質(zhì)量管理和質(zhì)量檢驗(yàn)單位對(duì)于外業(yè)像控資料、內(nèi)業(yè)加密等資料不進(jìn)行檢驗(yàn),單靠下工序?qū)ι瞎ば蜻M(jìn)行檢核,數(shù)字產(chǎn)品是一種全新的產(chǎn)品,包涵多部門、多工序的生產(chǎn)過程,僅對(duì)最終產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn),對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)和產(chǎn)品質(zhì)量本身來講,都是不完整的。

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