測繪產(chǎn)品監(jiān)督檢驗技術(shù)研究

摘要：本文基于筆者多年從事測繪產(chǎn)品生產(chǎn)管理的相關(guān)工作經(jīng)驗，以4D數(shù)字測繪產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量管理為研究對象，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，全文是筆者長期工作實踐基礎(chǔ)上的理論升華，相信對從事相關(guān)工作的同行有著重要的參考價值和借鑒意義。

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：P2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X(2012)03(b)-0000-00

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。省級基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫是省級空間數(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)災害、水土保持、工程設計等一系列的問題中，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、設計、監(jiān)測、管理和決策服務時，提供了地理空間定位和定性的依據(jù)。

建設省級基礎(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、準確、標準統(tǒng)一、完備性、適宜性和現(xiàn)勢性強的地理數(shù)據(jù)，還要求入庫數(shù)據(jù)在數(shù)學基準、地理屬性、完整性和正確性、邏輯一致性、拓撲關(guān)系等質(zhì)量因素嚴格按照技術(shù)設計和標準執(zhí)行。在地理信息系統(tǒng)的幾個主要組成部分中，數(shù)據(jù)是一個極為重要的因素，數(shù)據(jù)采集是空間信息系統(tǒng)建設中最昂貴的部分，數(shù)據(jù)質(zhì)量的優(yōu)劣將決定整個地理信息系統(tǒng)應用的成敗。

數(shù)字測繪產(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)系正確性等幾個方面，它們之間又相互影響，空間數(shù)據(jù)由于隨時間而變化，可能會引起空間位置的變化、空間實體屬性的變化以及空間數(shù)據(jù)間拓撲關(guān)系的變化：而最為明顯的是，在數(shù)字測繪產(chǎn)品檢驗過程中經(jīng)常會發(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。

2 “4D”生產(chǎn)質(zhì)量管理方面存在的問題

對4D產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗、用戶反饋及實驗結(jié)果表明：4D測繪產(chǎn)品在應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際應用過程中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。對于產(chǎn)生以上問題的原因，概括起來有以下幾個方面。

2.1 產(chǎn)品生產(chǎn)者在質(zhì)量認識方面存在的問題

部分測繪產(chǎn)品生產(chǎn)者和生產(chǎn)質(zhì)量管理者對于質(zhì)量認識方面存在誤區(qū)，特別是領(lǐng)導干部的質(zhì)量意識對產(chǎn)品質(zhì)量起決定作用。隨著傳統(tǒng)的測繪產(chǎn)業(yè)向以3S為代表的高新技術(shù)現(xiàn)代測繪產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)變，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、線、面等均是獨立存在的，它們之間的關(guān)系需要人為進行判讀，才能把它們之間的相互關(guān)系及地形、地貌有機地結(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；對于DEM而言，TIN或GRID中的每一點，均是有機地結(jié)合在一起的，任何一點的差異或任何一點的改變均會牽動或改變周圍點的拓撲關(guān)系和內(nèi)插精度。對于DLG而言，任何構(gòu)成地理空間數(shù)據(jù)的點、線、面實體均是由拓撲空間關(guān)系有機地組合在一起的，任何一個實體的錯誤，可能會導致周圍實體間空間關(guān)系的差異。若內(nèi)業(yè)作業(yè)員不能完全領(lǐng)會外業(yè)調(diào)繪片上的要素的情況下，可能會造成圖形和實體屬性的不一致性，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?，數(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確度，有時傳統(tǒng)意義上的一個輕缺陷，在數(shù)字化產(chǎn)品中可能會上升為重缺陷。

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)和管理部門目前生產(chǎn)4D產(chǎn)品的工藝流程可能不完全統(tǒng)一，實際生產(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)庫是兩個不同的概念。制圖數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)由于面向的對象不同，雖然對于同一區(qū)域而言，二者所表達的內(nèi)容是完全一致的，只是表現(xiàn)形式不同，實現(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，強調(diào)內(nèi)在的聯(lián)系。所以在數(shù)據(jù)采集過程中所進行的一系列質(zhì)量控制非常必要，如數(shù)據(jù)的拓撲一致性，邏輯一致性以及數(shù)據(jù)的可視化及一致性等方面。

3 數(shù)字測繪產(chǎn)品的抽樣檢驗策略

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

3.1 “4D”產(chǎn)品生產(chǎn)特點和抽樣檢驗現(xiàn)狀

目前，省級基礎(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，如運城測區(qū)多文物古跡，呂梁測區(qū)多河流、山川等，而太原測區(qū)經(jīng)濟較發(fā)達，交通要素多等特點。目前檢查驗收實行“二級檢查一級驗收”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)檢機構(gòu)驗收制度。一般小組的過程檢查要求100％的覆蓋率，專職檢查要求不少于批量的30％。質(zhì)檢機構(gòu)按批量的10％或20％進行驗收，這種驗收方式具體操作實際上是對生產(chǎn)部門專職檢查質(zhì)量評價的客觀性的檢核。

研究表明：對于不合格品率P相同的產(chǎn)品，采用百分比抽樣檢驗時，對小批量過寬而對大批量過嚴，造成生產(chǎn)單位愿意以小批量交付檢驗。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繪產(chǎn)品的抽樣檢驗，一般均采用調(diào)整型抽樣方案。其特點是：一組寬嚴程度不同的抽樣方案以及將他們有機聯(lián)系起來的轉(zhuǎn)移規(guī)則，適用于批量相同且質(zhì)量要求一定的檢驗批的連續(xù)性接收檢驗，其質(zhì)量水平采用合格質(zhì)量水平(AQL)，表現(xiàn)形式為（n、c），我國的GB-2828、美國的MIL-STD-105E等均屬此類方案；挑選型抽樣檢驗方案采用極限質(zhì)量或不合格品率上限；其特點是：能夠克服“批量大嚴，批量小寬”的缺點。所以對于數(shù)字測繪產(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)品檢驗的實際工作中，目前測繪生產(chǎn)單位采用所謂的100％的一級或二級檢查，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，這種檢驗方法并不能客觀、全面地評價出圖幅的優(yōu)良品級率。針對目前標準型抽樣方案，生產(chǎn)部門專職檢查可采用嚴于質(zhì)量驗收部門的質(zhì)量水平，以保證產(chǎn)品優(yōu)良品級率不低于質(zhì)量檢驗部門的產(chǎn)品質(zhì)量評定結(jié)果。

數(shù)字測繪產(chǎn)品質(zhì)量控制作為一項系統(tǒng)工程來說，可以按單位工程、分部工程、分項工程細分工序，則可明確設置質(zhì)量控制點，如見證點、停止點、質(zhì)量的薄弱環(huán)節(jié)等，實施質(zhì)量控制，投資控制以及進度控制，質(zhì)量管理和檢驗部門還可以進一步通過確定投資控制以及進度控制程度來確定質(zhì)量檢驗過程中的質(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)常會發(fā)現(xiàn)個別異常數(shù)據(jù)，對于異常數(shù)據(jù)的處理應該取慎重的態(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個觀測值中出現(xiàn)一個，有時檢測值的數(shù)量大于20個，所以應視為符合正態(tài)分布的精度參與計算；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誤，大約0.3％的出現(xiàn)概率。在測繪產(chǎn)品質(zhì)量檢驗過程中，對于受檢項目，一般3倍中誤差點數(shù)大于檢測點數(shù)的5％，則視為批不合格，因此對于大于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高程檢測點為例，生產(chǎn)單位在以模型內(nèi)業(yè)加密時，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的數(shù)量均多于28個，對于28個檢測點來統(tǒng)計精度往往存在人為的因素，對于存在較大較差的點，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較小，對于大于3倍中誤差數(shù)據(jù)也應加以分析，找出原因，加以改正。從這一點上說，多設置高程檢測點對于提高DEM精度很有意義。

4 結(jié)論

經(jīng)過數(shù)字測繪產(chǎn)品幾年的生產(chǎn)運作，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).這種缺陷可以一時影響不大，但長期下去將嚴重影響產(chǎn)品的使用效能。兩種缺陷具有很大的區(qū)別，目前數(shù)字測繪產(chǎn)品就具有這樣的特點：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)大量的等高線等嚴重缺陷，立即會受到領(lǐng)導的重視。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誤、不一致性等由于長期存在，成了被認可的“正?！睜顟B(tài)。質(zhì)量改進的實質(zhì)就是要求解決系統(tǒng)性質(zhì)量問題(這當然是從改進工作目標、完善質(zhì)量體系、整體優(yōu)化、全員參加等方面入手)。

對于這種情況，我們可以適當?shù)卦O置質(zhì)量檢驗點，實施測繪產(chǎn)品全程質(zhì)量監(jiān)督與管理的方法，對測繪產(chǎn)品進行全程質(zhì)量控制。

質(zhì)量控制點的正確選擇和管理，是實行質(zhì)量控制的前提。適當設置質(zhì)量檢驗點，則是實施有效的測繪產(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)量檢驗單位對于外業(yè)像控資料、內(nèi)業(yè)加密等資料不進行檢驗，單靠下工序?qū)ι瞎ば蜻M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，僅對最終產(chǎn)品進行檢驗，對于產(chǎn)品質(zhì)量評價和產(chǎn)品質(zhì)量本身來講，都是不完整的。

參考文獻

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