張榮英

摘 要：該文基于該研究者多年從事測繪產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量檢驗(yàn)的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，以4D數(shù)字測繪產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量管理為研究對(duì)象，研究探討了“4D”產(chǎn)品質(zhì)量控制的必要性，分析了“4D”產(chǎn)品在質(zhì)量管理方面存在的問題和質(zhì)量控制的方法，該文是該研究者在長期工作實(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)：P205 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）05（b）-0242-02

1 必要性研究

隨著傳統(tǒng)的測繪產(chǎn)業(yè)向以“3S” 技術(shù)為代表的高新技術(shù)現(xiàn)代測繪產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)變，以“4D”產(chǎn)品為核心的數(shù)字測繪產(chǎn)品已成為我國基礎(chǔ)地理信息建設(shè)的主流，并在此基礎(chǔ)上生成疊加合成產(chǎn)品，如三維立體地形模型、三維立體透視模型、綜合數(shù)字影像圖等。省級(jí)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫是省級(jí)空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，在解決土地及礦產(chǎn)資源、環(huán)境、人口、地質(zhì)災(zāi)害、水土保持、工程設(shè)計(jì)等一系列的問題中，描述空間位置的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)起著越來越重要的作用，特別是在為規(guī)劃、設(shè)計(jì)、監(jiān)測、管理和決策服務(wù)時(shí)，提供了地理空間定位和定性的依據(jù)。

建設(shè)省級(jí)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫絕非易事，首先要求有高質(zhì)量、規(guī)范化、準(zhǔn)確、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、完備性、適宜性和現(xiàn)勢性強(qiáng)的地理數(shù)據(jù)，還要求入庫數(shù)據(jù)在數(shù)學(xué)基準(zhǔn)、地理屬性、完整性和正確性、邏輯一致性、拓?fù)潢P(guān)系等質(zhì)量因素嚴(yán)格按照技術(shù)設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。在地理信息系統(tǒng)的幾個(gè)主要組成部分中，數(shù)據(jù)是一個(gè)極為重要的因素，數(shù)據(jù)采集是空間信息系統(tǒng)建設(shè)中最昂貴的部分，數(shù)據(jù)質(zhì)量的優(yōu)劣將決定整個(gè)地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的成敗。

2 “4D”生產(chǎn)質(zhì)量管理方面存在的問題

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

以4D數(shù)字測繪產(chǎn)品為核心的新的測繪產(chǎn)品模式在我國推廣，數(shù)字化產(chǎn)品是一種全新的產(chǎn)品，過去生產(chǎn)的產(chǎn)品主要是以紙張為載體，地面上的地物點(diǎn)、線、面等均是獨(dú)立存在的，它們之間的關(guān)系需要人為進(jìn)行判讀，才能把它們之間的相互關(guān)系及地形、地貌有機(jī)地結(jié)合在一起，由于采用手工作業(yè)，出現(xiàn)的各類允許的誤差和缺陷，可以采用缺陷分類的方式進(jìn)行度量。

而數(shù)字產(chǎn)品如DEM，DLG等完全是數(shù)字化的測繪產(chǎn)物；對(duì)于DEM而言，TIN或GRID中的每一點(diǎn)，均是有機(jī)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)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，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)?？傊痪湓挘瑪?shù)字測繪產(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)測繪產(chǎn)品生產(chǎn)和管理部門目前在生產(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?shù)據(jù)的可視化及一致性等方面。舉例來說，對(duì)于制圖數(shù)據(jù)而言，要求境界與道路、河流等線狀地物進(jìn)行跳繪，而作為空間數(shù)據(jù)來說，為了保證空間拓?fù)潢P(guān)系的一致性，一般是分層拷貝的方法來組織數(shù)據(jù)，這與傳統(tǒng)的制圖存在數(shù)據(jù)組織上的區(qū)別。還有對(duì)于制圖數(shù)據(jù)而言，道路與街區(qū)線、圍墻、建筑區(qū)等的關(guān)系是很明顯的，但對(duì)于空間數(shù)據(jù)來說，道路一般按其中軸線來采集，并由此來構(gòu)筑路網(wǎng)關(guān)系，而空間核心數(shù)據(jù)在空間數(shù)據(jù)庫中只有圖層或類型的分類，沒有空間關(guān)系的分類（如路與路的空間關(guān)系等）。當(dāng)把空間數(shù)據(jù)根據(jù)屬性代碼轉(zhuǎn)換為圖形數(shù)據(jù)時(shí)，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生圖形上的空間關(guān)系錯(cuò)誤。這些都是從生產(chǎn)的角度要求作業(yè)員充分理解的。

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，兩條立體交叉的道路經(jīng)常會(huì)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 數(shù)字測繪產(chǎn)品的抽樣檢驗(yàn)策略

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)林場等，它與工廠中一個(gè)單獨(dú)的產(chǎn)品不同，對(duì)于測繪產(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，在這樣的情況下，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，省級(jí)基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集呈現(xiàn)周期性、分批次、區(qū)域性的生產(chǎn)狀況，而各區(qū)域地理分布各有特點(diǎn)，如邯鄲測區(qū)多文物古跡，承德、張家口測區(qū)多河流、山川等，而保定、唐山測區(qū)經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)，交通要素多等特點(diǎn)。目前檢查驗(yàn)收實(shí)行“二級(jí)檢查，一級(jí)驗(yàn)收”制度并且加強(qiáng)產(chǎn)品的過程質(zhì)量監(jiān)督抽查，即由作業(yè)單位的生產(chǎn)部門及專職的質(zhì)量檢驗(yàn)部門分別負(fù)責(zé)產(chǎn)品的一級(jí)、二級(jí)檢查，一級(jí)檢查要求對(duì)過程產(chǎn)品進(jìn)行100%的全覆蓋檢查。二級(jí)檢查對(duì)過程產(chǎn)品按照產(chǎn)品的復(fù)雜程度進(jìn)行10%至30%的抽樣檢查，生產(chǎn)部門的兩級(jí)檢查必須對(duì)最終產(chǎn)品進(jìn)行100%的檢查，并按照數(shù)字測繪產(chǎn)品檢查與驗(yàn)收規(guī)定進(jìn)行相應(yīng)的質(zhì)量評(píng)分，專門的質(zhì)檢機(jī)構(gòu)進(jìn)行產(chǎn)品的最終驗(yàn)收，按批量的10%或20%進(jìn)行驗(yàn)收，進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定，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。

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)按照生產(chǎn)工序?qū)^程產(chǎn)品、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)觀測值中出現(xiàn)一個(gè)，有時(shí)檢測值的數(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點(diǎn)的數(shù)量均多于28個(gè)，對(duì)于28個(gè)檢測點(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)置高程檢測點(diǎn)對(duì)于提高DEM精度很有意義。

4 結(jié)語

目前數(shù)字測繪產(chǎn)品具有這樣的特點(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)施測繪產(chǎn)品全程質(zhì)量監(jiān)督與管理的方法，對(duì)測繪產(chǎn)品進(jìn)行全程質(zhì)量控制。

參考文獻(xiàn)

[1] 樊紅.Arc/Info應(yīng)用與開發(fā)技術(shù)[M].武漢：武漢測繪科技大學(xué)出版社，1999.

[2] 劉大杰、史文中等.GIS空間數(shù)據(jù)的精度分析[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1999.

[3] 劉大杰、劉春.GIS空間數(shù)據(jù)不確定性研究現(xiàn)狀[J].測繪工程，2001（3）：6-10.