徐新超 張德德 孫環(huán)

（河南省計(jì)量測試科學(xué)研究院，河南 鄭州 450000）

1 引言

信息化社會(huì)，基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品從單一提供地圖類產(chǎn)品向提供地理信息服務(wù)轉(zhuǎn)變，智慧地球、低碳經(jīng)濟(jì)、物聯(lián)網(wǎng)等社會(huì)熱點(diǎn)和國家民生對基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品提出新的需求，圍繞這些領(lǐng)域衍生出的基礎(chǔ)測繪地理信息產(chǎn)品呈現(xiàn)多樣化特征，現(xiàn)在測繪生產(chǎn)的數(shù)據(jù)越來越多地面對地理信息系統(tǒng)（GIS），數(shù)據(jù)的圖面信息比較容易檢查，而GIS 數(shù)據(jù)采集的信息遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于圖面所表達(dá)的信息；隱藏在圖面信息外的邏輯性、規(guī)則性錯(cuò)誤不易用肉眼來分辨[1]?；A(chǔ)地理更新數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)測繪的主要產(chǎn)品之一，在城市規(guī)劃、交通運(yùn)輸、資源管理、環(huán)境監(jiān)測等多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。而數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞直接影響地理信息的應(yīng)用效果和精度。目前，針對這類數(shù)字測繪成果，有一些商用及自編檢查軟件，但是在產(chǎn)品種類覆蓋完整性、功能全面性方面均存在明顯不足，缺乏包含成果質(zhì)量檢驗(yàn)和質(zhì)量評價(jià)的整體統(tǒng)一[2]。此外，河南省在基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品檢驗(yàn)軟件的開發(fā)上目前是空白，大量檢驗(yàn)工作采用傳統(tǒng)的人工比對檢查，或者專項(xiàng)軟件購置，工作效率低，檢驗(yàn)檢測成本高。

因此，研究和應(yīng)用基礎(chǔ)地理更新數(shù)據(jù)成果質(zhì)量檢驗(yàn)系統(tǒng)具有重要的實(shí)際意義。將檢驗(yàn)過程流程化、結(jié)果規(guī)范化，形成科學(xué)有效的基礎(chǔ)地理更新數(shù)據(jù)質(zhì)量檢驗(yàn)方案，可以有效處理數(shù)據(jù)更新過程中的質(zhì)量問題，提高數(shù)據(jù)的價(jià)值和應(yīng)用效果，為各行各業(yè)提供更可靠的地理信息支持。通過提高數(shù)據(jù)質(zhì)量管理水平，保障基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的可信度和可用性，進(jìn)一步提升測繪地理信息服務(wù)質(zhì)量，推動(dòng)測繪地理信息行業(yè)的健康發(fā)展。

2 質(zhì)檢業(yè)務(wù)流程

基礎(chǔ)地理更新數(shù)據(jù)成果的質(zhì)量檢驗(yàn)需要按照檢查驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行，參考《測繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收》（GB/T 24356—2023）、《數(shù)字測繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收》（GB/T 18316—2008）及其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文件[3,4]，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目成果檢驗(yàn)中的質(zhì)量元素檢查、樣本質(zhì)量評分、批成果判定、質(zhì)量評定和質(zhì)檢報(bào)告等工作。

質(zhì)檢業(yè)務(wù)流程為 ：（1）質(zhì)檢機(jī)構(gòu)接收項(xiàng)目委托檢驗(yàn)單，對項(xiàng)目進(jìn)行登記 ；（2）抽取樣本，對批成果進(jìn)行抽樣 ；（3）根據(jù)質(zhì)量檢查與驗(yàn)收的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，對樣本進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，包括內(nèi)業(yè)檢查和外業(yè)檢查；（4）對樣本進(jìn)行各質(zhì)量元素評分、樣本質(zhì)量評分及等級評定；（5）匯總樣本質(zhì)量統(tǒng)計(jì)表，編寫質(zhì)檢報(bào)告[5]，具體流程如圖1 所示。

圖1 質(zhì)檢業(yè)務(wù)流程

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)地理更新數(shù)據(jù)成果質(zhì)量檢驗(yàn)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)一般既要滿足當(dāng)前實(shí)際需要，又要適應(yīng)長遠(yuǎn)的發(fā)展需求。為了確保系統(tǒng)建設(shè)達(dá)到一定目標(biāo)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵循實(shí)用性、先進(jìn)性、標(biāo)準(zhǔn)性、靈活性及可擴(kuò)展性原則。系統(tǒng)主要采用C/S 架構(gòu)，在Windows 環(huán)境下，構(gòu)建系統(tǒng)平臺(tái)，利用C++、VBScript 等編程語言開發(fā)，后臺(tái)使用Microsoft Access 數(shù)據(jù)庫支撐，在國家標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定的基礎(chǔ)上制定檢查項(xiàng)，從而提供從自動(dòng)檢查、人機(jī)交互檢查到質(zhì)量評價(jià)的完整數(shù)據(jù)質(zhì)量檢驗(yàn)評價(jià)系統(tǒng)。系統(tǒng)總體框架如圖2 所示。

圖2 總體框架

3.2 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

根據(jù)基礎(chǔ)地理更新數(shù)據(jù)成果質(zhì)量檢驗(yàn)的特點(diǎn)和需求，將系統(tǒng)分為基礎(chǔ)管理功能模塊、檢查方案配置模塊、圖形數(shù)據(jù)檢查模塊、精度檢查評定模塊、質(zhì)量評分模塊和質(zhì)檢報(bào)告輸出模塊。

（1）基礎(chǔ)管理功能

該模塊能夠?qū)崿F(xiàn)對送檢項(xiàng)目的基礎(chǔ)操作，包括文件管理、視圖管理、數(shù)據(jù)編輯等基本功能。文件管理實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目檢驗(yàn)的新建、保存及EDB、DWG、MDB 等多種數(shù)據(jù)格式的加載；視圖管理實(shí)現(xiàn)對地圖的基本瀏覽操作，包括地圖放大、縮小、漫游、界面窗口控制等功能 ；數(shù)據(jù)編輯實(shí)現(xiàn)對矢量數(shù)據(jù)的簡單編輯，繪制點(diǎn)、線、面，屬性字段的更新及賦值等。

（2）檢查方案配置

根據(jù)數(shù)據(jù)質(zhì)檢需求，支持各種比例尺數(shù)據(jù)檢查方案定制，方案內(nèi)質(zhì)量元素、質(zhì)量子元素、檢查項(xiàng)均可定制；基于模板控制的檢查規(guī)則設(shè)置，把各種規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化到模板中，只要保證模板正確，就能確保檢查結(jié)果正確，并能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)檢查，無需過多人工干預(yù)[6]。

（3）圖形數(shù)據(jù)檢查

采用自動(dòng)檢查和人機(jī)交互檢查相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)地理更新數(shù)據(jù)成果檢查，主要包括矢量數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)檢查。其中，矢量數(shù)據(jù)檢查包括圖形基本屬性檢查、數(shù)據(jù)空間邏輯檢查、幾何異常檢查、拓?fù)錂z查、圖面檢查、一致性檢查、接邊檢查等；影像數(shù)據(jù)檢查包括坐標(biāo)投影、空間參考信息、文件格式及命名、影像完整性、數(shù)據(jù)分辨率、影像清晰度、色彩模式等。所有檢查都會(huì)記錄，并形成檢查列表，可定位。另外，人機(jī)交互檢查模式還支持點(diǎn)、線、面等多種標(biāo)記方式。

（4）精度檢查評定

該模塊實(shí)現(xiàn)外業(yè)精度檢測數(shù)據(jù)的導(dǎo)入，自動(dòng)匹配原始地物點(diǎn)位，自動(dòng)計(jì)算平面精度中誤差、高程精度中誤差、間距精度中誤差等數(shù)學(xué)精度，導(dǎo)出精度評定統(tǒng)計(jì)表。

（5）質(zhì)量評分

根據(jù)實(shí)際需要，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)質(zhì)檢進(jìn)度控制列表功能，所有的檢查項(xiàng)在進(jìn)度控制列表中都有記錄，檢查過程中，質(zhì)檢人員可以在進(jìn)度列表中標(biāo)記“已完成”項(xiàng)；然后依次對數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，記錄檢查過程中發(fā)現(xiàn)的每個(gè)問題及其錯(cuò)漏類型。只有所有的檢查項(xiàng)都標(biāo)記完成，才能提交及評分。單位成果質(zhì)量評分和樣本質(zhì)量評定根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《測繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收》執(zhí)行，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)所有已完成檢查的質(zhì)量元素得分，采用加權(quán)平均法計(jì)算單位成果質(zhì)量得分，并進(jìn)行樣本質(zhì)量評定[7]。

（6）質(zhì)檢報(bào)告輸出

實(shí)現(xiàn)質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告模板的設(shè)計(jì)，可以編輯、靈活調(diào)整，按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的樣本生成驗(yàn)收報(bào)告，客觀質(zhì)量統(tǒng)計(jì)表格直接由系統(tǒng)自動(dòng)生成，文字化的描述則由檢驗(yàn)人員編輯，系統(tǒng)還可以自動(dòng)生成包含所有樣本的質(zhì)量統(tǒng)計(jì)報(bào)告單。

4 系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）自動(dòng)化功能程度高。系統(tǒng)在各個(gè)模塊及各質(zhì)檢流程的設(shè)定，都盡量通過自動(dòng)化完成，比如數(shù)據(jù)精度的自動(dòng)匹配及計(jì)算、圖形數(shù)據(jù)的拓?fù)錂z查、基本屬性內(nèi)容檢查、單位成果質(zhì)量評分計(jì)算、樣本質(zhì)量的評定、檢驗(yàn)報(bào)告的編寫及導(dǎo)出等，都能夠通過系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)[8]，節(jié)省了人力成本和時(shí)間。

（2）基于信息映射機(jī)制的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。在模板中設(shè)置了基本數(shù)據(jù)單元的對應(yīng)關(guān)系，可以是一對一，也可以是多對一或一對多。為了實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)、異構(gòu)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，不同信息之間可通過打散、拆分及重組等方式實(shí)現(xiàn)[9,10]，這樣使得系統(tǒng)可以對不同數(shù)據(jù)格式的基礎(chǔ)地理更新成果進(jìn)行質(zhì)檢。

（3）具備大數(shù)據(jù)處理能力，精度高。系統(tǒng)能夠按照國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)處理大量數(shù)據(jù)，精確識別數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行快速質(zhì)量檢驗(yàn)，提高了效率和數(shù)據(jù)處理能力，確保了數(shù)據(jù)的一致性和規(guī)范性。

（4）功能擴(kuò)展方便。系統(tǒng)在搭建框架時(shí)采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，以后再增加其他功能或系統(tǒng)升級更加容易。

5 實(shí)例分析

5.1 研究區(qū)概況

開封市1∶10000 基礎(chǔ)地理信息更新項(xiàng)目涉及覆蓋開封市的四縣五區(qū)，批量成果為DLG 分幅制圖數(shù)據(jù)155 幅、庫數(shù)據(jù)及相應(yīng)的附件資料等。項(xiàng)目的生產(chǎn)主要采用修測更新，把上輪更新的DLG 數(shù)據(jù)與本輪規(guī)定使用的正射影像進(jìn)行套合，利用EPS AMapV2.0 基礎(chǔ)測繪信息采集與自動(dòng)化成圖系統(tǒng)對變化、新增的地物進(jìn)行采集，制作工作底圖。外業(yè)人員利用工作底圖進(jìn)行實(shí)地核查、調(diào)繪，內(nèi)業(yè)人員依據(jù)技術(shù)設(shè)計(jì)要求，對外業(yè)調(diào)繪成果進(jìn)行編輯、處理，輸出符合要求的建庫數(shù)據(jù)及制圖數(shù)據(jù)等。

5.2 檢驗(yàn)過程

（1）抽樣情況

根據(jù)檢查與驗(yàn)收相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，采用分層隨機(jī)抽樣的方式，從155 幅批成果中抽取樣本，隨機(jī)抽取13 幅1∶10000 DLG 數(shù)據(jù)，并提取成果的庫數(shù)據(jù)、技術(shù)設(shè)計(jì)書、技術(shù)總結(jié)、檢查報(bào)告、結(jié)合表等資料。

（2）檢驗(yàn)內(nèi)容及指標(biāo)

本項(xiàng)目檢驗(yàn)的內(nèi)容包括數(shù)學(xué)精度、數(shù)據(jù)及結(jié)構(gòu)正確性、地理精度、整飾質(zhì)量和附件質(zhì)量五個(gè)質(zhì)量元素。各質(zhì)量元素的檢查內(nèi)容及權(quán)重如表1 所示。

表1 質(zhì)量元素檢查內(nèi)容及權(quán)重

檢查各質(zhì)量元素，依據(jù)重要程度、錯(cuò)漏的嚴(yán)重程度可劃分為嚴(yán)重錯(cuò)漏（A 類）、次嚴(yán)重錯(cuò)漏（B 類）、一般錯(cuò)漏（C 類）和輕微錯(cuò)漏（D 類）。除數(shù)學(xué)精度按照檢測計(jì)算的平面中誤差、高程中誤差值得出相應(yīng)精度得分，其他質(zhì)量元素通過統(tǒng)計(jì)出現(xiàn)的A、B、C、D 四類錯(cuò)漏個(gè)數(shù)計(jì)算得分，具體的錯(cuò)漏問題可參考測繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

（3）確定檢驗(yàn)方法及實(shí)施

根據(jù)檢驗(yàn)內(nèi)容和質(zhì)量指標(biāo)，基于研究開發(fā)的基礎(chǔ)地理更新數(shù)據(jù)成果質(zhì)量檢驗(yàn)系統(tǒng)，采用自動(dòng)化檢驗(yàn)與人工核查相結(jié)合的方式對本項(xiàng)目進(jìn)行檢查驗(yàn)收，五個(gè)質(zhì)量元素的數(shù)據(jù)檢查模塊如圖3 所示。

按照檢驗(yàn)流程，首先對樣本進(jìn)行自動(dòng)化檢驗(yàn)，主要是對數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)檢查、數(shù)學(xué)精度檢查、拓?fù)錂z查、屬性檢查和接邊檢查。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)檢查包括文件命名、數(shù)據(jù)格式、幾何類型、要素分層等；數(shù)學(xué)精度檢查包括空間參考檢查、檢測點(diǎn)平面精度和高程精度 ；拓?fù)錂z查包括重疊點(diǎn)線、線段自相交、懸掛點(diǎn)檢查、偽節(jié)點(diǎn)檢查、各層面是否交叉、面包含和面縫隙等；屬性檢查包括屬性完整性、各要素關(guān)鍵屬性正確性、注記與屬性匹配檢查；接邊檢查包括圖幅內(nèi)接邊和圖幅間接邊檢查。

然后，通過人工核查方式， 依據(jù)系統(tǒng)輔助標(biāo)注功能，對地理要素、圖面表示和文檔資料進(jìn)行檢查，主要檢查地理要素是否完整、 要素間關(guān)系、圖形綜合取舍、符號及注記配置，圖面地物表示是否合理和文檔資料規(guī)范性等。人工核查支持點(diǎn)、線、面等多種標(biāo)記方式，可將檢查的錯(cuò)誤說明進(jìn)行標(biāo)注。

當(dāng)所有檢查項(xiàng)完成后，錯(cuò)誤記錄及錯(cuò)誤數(shù)量等檢查結(jié)果可輸出為DWG、SHP、TXT 等多種格式。

5.3 檢驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)項(xiàng)目各質(zhì)量元素檢查的情況，系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)所有已完成檢查的質(zhì)量元素得分，并根據(jù)加權(quán)平均法的方式計(jì)算樣本質(zhì)量得分，樣本質(zhì)量統(tǒng)計(jì)如表2 所示。綜合分析可知，開封市1∶10000 基礎(chǔ)地理信息更新項(xiàng)目符合技術(shù)設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，此項(xiàng)目的質(zhì)量等級評定為良品級。

表2 樣本質(zhì)量統(tǒng)計(jì)

5.4 應(yīng)用分析

系統(tǒng)目前已經(jīng)部署在河南省測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，并在河南省多個(gè)基礎(chǔ)地理信息更新項(xiàng)目中投入使用。 經(jīng)實(shí)例分析表明，系統(tǒng)質(zhì)量檢驗(yàn)功能實(shí)用性強(qiáng)，質(zhì)量評價(jià)準(zhǔn)確可靠，自動(dòng)化程度高，輸出檢驗(yàn)報(bào)告規(guī)范、符合檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求，不僅極大縮短了質(zhì)檢時(shí)間，還節(jié)省了大量質(zhì)檢成本，保證了數(shù)據(jù)成果的質(zhì)量要求。

本系統(tǒng)將基礎(chǔ)地理更新數(shù)據(jù)成果檢驗(yàn)工作轉(zhuǎn)變?yōu)榭刹僮鞯碾娔X應(yīng)用軟件，能夠有效提高測繪質(zhì)檢工作人員的工作效率，滿足測繪質(zhì)檢的工作要求。

6 結(jié)束語

本文實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)地理更新數(shù)據(jù)成果質(zhì)量檢驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)操作簡便、實(shí)用，界面友好，集成基礎(chǔ)管理功能、檢查方案配置、圖形數(shù)據(jù)檢查、精度檢查評定、質(zhì)量評分和質(zhì)檢報(bào)告輸出等功能，實(shí)現(xiàn)了測繪成果檢驗(yàn)工作的流程化和智能化。結(jié)合參與的測繪地理信息成果檢驗(yàn)工作，將此系統(tǒng)成功應(yīng)用到河南省多個(gè)基礎(chǔ)地理更新數(shù)據(jù)成果檢驗(yàn)的項(xiàng)目驗(yàn)收工作中，極大提高了工作效率，而且實(shí)用性強(qiáng)，具有廣闊的推廣應(yīng)用價(jià)值。