數(shù)字線劃地形圖質(zhì)量檢查及質(zhì)檢程序開發(fā)研究

（鄭州測(cè)繪學(xué)校 河南鄭州 450015）

0 引言

大比例尺數(shù)字線劃地形圖是基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的主要內(nèi)容，其數(shù)據(jù)質(zhì)量的優(yōu)劣，將嚴(yán)重影響其在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)及管理等部門的應(yīng)用，因此，數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢查控制在數(shù)字線劃地形圖生產(chǎn)過程中占有十分重要地位，是至關(guān)重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。為了獲得精確的數(shù)字地形圖數(shù)據(jù),必須加大對(duì)數(shù)字線劃地形圖的檢查力度，嚴(yán)格控制其質(zhì)量。為提高數(shù)字地形圖生產(chǎn)作業(yè)效率,確保數(shù)字地理信息精確性及準(zhǔn)確度，應(yīng)針對(duì)生產(chǎn)項(xiàng)目的實(shí)際情況，開發(fā)高效的質(zhì)量檢查程序。

1 數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)的內(nèi)容及要求

數(shù)字線劃地形圖數(shù)據(jù)質(zhì)量一般具有精度、準(zhǔn)確度、一致性、完整性、現(xiàn)勢(shì)性等基本特點(diǎn)，數(shù)據(jù)質(zhì)量的基本特點(diǎn)決定了其數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)內(nèi)容。數(shù)字線劃地形圖的質(zhì)量要求通過對(duì)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)說明、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)分類代碼、位置精度、屬性精度、邏輯一致性、完備性等質(zhì)量特性的要求來描述。其數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)的內(nèi)容及要求如下：

1）數(shù)據(jù)基本質(zhì)量要求：空間參考系應(yīng)符合項(xiàng)目生產(chǎn)技術(shù)方案中的規(guī)定；幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的內(nèi)容應(yīng)完整、全面；元數(shù)據(jù)內(nèi)容應(yīng)正確、完整；數(shù)據(jù)文件的存儲(chǔ)命名及存儲(chǔ)格式應(yīng)正確，符合有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

2）位置精度：包括地形圖數(shù)據(jù)的平面精度、高程精度及接邊精度。圖廓點(diǎn)、公里網(wǎng)或經(jīng)緯網(wǎng)交點(diǎn)、控制點(diǎn)等的坐標(biāo)值應(yīng)符合理論值和已知坐標(biāo)值。地形圖實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，其地形點(diǎn)對(duì)鄰近控制點(diǎn)位置中誤差以及鄰近地物點(diǎn)間的距離中誤差不得大于測(cè)圖規(guī)范的規(guī)定；高程注記點(diǎn)和等高線對(duì)鄰近高程控制點(diǎn)的高程中誤差不得大于測(cè)圖規(guī)范規(guī)定。相鄰圖幅應(yīng)自然接邊，相鄰圖之間同一要素的幾何位置應(yīng)滿足接邊要求。對(duì)于線要素與面要素，必須圖形幾何位置接邊及屬性接邊。

3）圖形質(zhì)量：各種要素的圖形表示應(yīng)正確無誤，并符合現(xiàn)行圖式有關(guān)圖形、尺寸、顏色等方面的規(guī)定要求；各要素的圖形能正確反映實(shí)地地物的形態(tài)特征；由數(shù)據(jù)生成的可視化圖形要無遺漏、無明顯變形、正確完整及美觀。

4）屬性精度：各種要素的屬性數(shù)據(jù)必須正確，無錯(cuò)漏；各個(gè)要素的分類編碼應(yīng)符合基礎(chǔ)地理信息要素分類與代碼國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，正確無誤，其屬性信息應(yīng)完備；鄰接圖幅同一要素的屬性必須相同。

5）邏輯一致性：各要素空間位置關(guān)系要正確，而且可以客觀反映要素的分布特征。要素幾何類型應(yīng)正確，且不得重復(fù)和冗余；線段相交準(zhǔn)確，結(jié)點(diǎn)匹配應(yīng)正確，不應(yīng)出現(xiàn)過頭或懸掛現(xiàn)象，多邊形區(qū)域應(yīng)閉合，同一屬性要相同。

6）完整性：要素的分層與組織應(yīng)正確，應(yīng)無重復(fù)及遺漏；要素的幾何描述應(yīng)完整、正確；各要素的采集與編輯，應(yīng)符合生產(chǎn)技術(shù)方案的取舍規(guī)定，無錯(cuò)漏；各種要素的注記應(yīng)完整、無錯(cuò)漏。

2 對(duì)地形圖數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)檢的主要項(xiàng)目

根據(jù)大比例尺數(shù)字線劃地形圖數(shù)據(jù)質(zhì)量特點(diǎn)和評(píng)價(jià)內(nèi)容，應(yīng)主要檢查以下方面:

1）檢查空間參考系、作業(yè)方法的正確性。

2）檢查地形圖原始數(shù)據(jù)是否滿足數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。

3）檢查數(shù)據(jù)庫(kù)和地形圖的一致性、數(shù)據(jù)庫(kù)是否合理。

4）檢查要素分層與CASS 編碼、國(guó)標(biāo)碼的正確性。各圖層名稱、圖層數(shù)量是否正確，顏色及屬性是否完整。每層編碼是否符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，有無遺漏，各層間要素是否有重復(fù)，公共邊是否復(fù)制至相應(yīng)圖層。

5）圖面質(zhì)量檢查。主要檢查地理要素分類及分級(jí)的正確性，以及制圖綜合取舍的合理性。檢查各種線劃的光滑流暢、尺寸及清晰情況是否符合技術(shù)規(guī)定，各要素間關(guān)系處理是否恰當(dāng)合理，是否有地理適應(yīng)性錯(cuò)誤，有無遺漏等。檢查各要素的平面精度、高程精度及接邊精度。檢查地理信息轉(zhuǎn)換為符號(hào)的正確性。

6）整飾質(zhì)量檢查。主要檢查整飾要素是否齊全、完整及正確；各類點(diǎn)狀、線狀及面狀符號(hào)是否符合圖式規(guī)范要求，說明性符號(hào)是否按照?qǐng)D式規(guī)定配置;地理要素是否有不合理的壓蓋、重疊等現(xiàn)象；各種等注記的字體、字號(hào)及字向是否符合圖式規(guī)定,有無錯(cuò)誤，注記字位是否合理,是否壓蓋重要地物符號(hào)等。

7）檢查屬性及拓?fù)潢P(guān)系。檢查每個(gè)層是否建立了拓?fù)潢P(guān)系，重點(diǎn)檢查面狀元素是否閉合，面相交等。檢查屬性信息的完整性、正確性，以及相鄰圖幅同一要素信息的一致性。

8）檢查圖幅接邊。對(duì)鄰接圖幅圖邊要素，進(jìn)行幾何位置接邊和屬性接邊檢查。

9）檢查元數(shù)據(jù)文件、附件質(zhì)量的完整性和正確性。

3 檢查控制地形圖數(shù)據(jù)質(zhì)量的方法

地形圖數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查與控制是一個(gè)復(fù)雜的過程，貫穿于生產(chǎn)項(xiàng)目技術(shù)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)編輯、過程檢查、驗(yàn)收等數(shù)據(jù)產(chǎn)生涉及到的所有過程和環(huán)節(jié)，各個(gè)階段的質(zhì)量檢查控制均不能忽視，必須認(rèn)真對(duì)待。針對(duì)作業(yè)項(xiàng)目的實(shí)際情況，可以采取以下質(zhì)量檢查與控制方法。

1）人工屏幕對(duì)照檢查法。插入光柵圖像，設(shè)置顯示線寬，人工在計(jì)算機(jī)屏幕上進(jìn)行校對(duì)，檢查各種實(shí)體數(shù)據(jù)質(zhì)量，判斷其位置精度、圖形質(zhì)量及屬性等是否符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這種檢查方法的優(yōu)點(diǎn)是圖形可縮放，要素關(guān)系清晰易判，鄰接圖幅拼接檢查方便，并且可以把不相同格式的數(shù)據(jù)疊加在一起檢查；缺點(diǎn)是視野比較小，全局感差，所以常聯(lián)合其它質(zhì)檢方法一并檢查。如檢查房屋錯(cuò)漏時(shí)，可插入調(diào)繪底圖、原始房屋數(shù)據(jù)塊及房屋補(bǔ)測(cè)數(shù)據(jù)塊，并使其后置，進(jìn)行疊合對(duì)比，檢查各類房屋是否有缺漏，房屋是否縮檐等。

2）輸出樣圖檢查法。把編輯完成的數(shù)字地形圖打印輸出成彩圖，對(duì)照調(diào)繪原圖進(jìn)行檢查，將錯(cuò)誤標(biāo)注在彩色檢查樣圖上，經(jīng)修改后,再次打印輸出,以便復(fù)檢使用。這種質(zhì)量檢查方法的優(yōu)點(diǎn)是視野開闊，實(shí)體間關(guān)系清晰，實(shí)體的編碼及屬性可以在圖紙上通過符號(hào)化顯示出來，易于判讀和檢查；缺點(diǎn)是不經(jīng)濟(jì)。

3）CAD 輔助程序檢查法。為了保證地形圖數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查的準(zhǔn)確性和提高作業(yè)效率，對(duì)于有規(guī)律的檢查項(xiàng)，如實(shí)體分層與編碼、線自相交、非法點(diǎn)落入面內(nèi)、懸掛線、段線非法閉合、面裂隙、高程異常及必填屬性為空值等，可以利用開發(fā)語(yǔ)言編寫CAD 數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查程序，用質(zhì)檢程序進(jìn)行檢查。對(duì)于圖形錯(cuò)誤及屬性錯(cuò)誤的實(shí)體，在錯(cuò)誤處自動(dòng)生成錯(cuò)誤標(biāo)志，便于修改。

4 質(zhì)量檢查CAD 增強(qiáng)插件開發(fā)

在實(shí)際生產(chǎn)中，依據(jù)制圖軟件原有的功能往往難以解決所有問題，為了提高生產(chǎn)效率，縮短成圖周期，需要利用AutoCAD的二次開發(fā)工具，編寫CAD輔助數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查及處理程序，為此，應(yīng)做好如下設(shè)計(jì)工作:設(shè)計(jì)查圖過程錯(cuò)誤標(biāo)志符號(hào)庫(kù)；設(shè)計(jì)質(zhì)量檢查結(jié)果數(shù)據(jù)層；設(shè)計(jì)檢查過程錯(cuò)誤標(biāo)志屬性編碼；設(shè)計(jì)檢查過程錯(cuò)誤標(biāo)志屬性編碼同錯(cuò)誤標(biāo)志符號(hào)庫(kù)的相對(duì)應(yīng)的文件；創(chuàng)建以錯(cuò)誤標(biāo)志幾何位置和錯(cuò)誤標(biāo)志屬性編碼為數(shù)據(jù)項(xiàng)的數(shù)據(jù)文件。下面列舉出二次開發(fā)的質(zhì)量檢查CAD 增強(qiáng)插件、功能及使用。

1.圖形數(shù)據(jù)檢查及處理程序。用于檢查處理航測(cè)內(nèi)業(yè)采集的地形圖原始DWG 數(shù)據(jù)。

檢查無用戶碼及圖形非法要素，程序按照編碼表，檢查原始DWG 數(shù)據(jù)中無用戶碼及圖形非法的要素。檢查包含有圓弧的多段線。檢查高程值異常及值為0的各類高程點(diǎn)，檢查結(jié)果自動(dòng)存入新圖層，并提示所有檢查點(diǎn)的最大、最小高程值。等高線編碼及高程檢查，檢查等高線的高程為0、高程異常、高程值不為整數(shù)及檢查首、計(jì)曲線標(biāo)高不分的情況。刪除全圖距離小于0.05米的多段線節(jié)點(diǎn)，延伸或者修剪房屋邊線小于0.05米的懸掛線，延伸或者修剪全圖LWPOLYLINE 小于0.01米的懸掛線。

2.圖形數(shù)據(jù)規(guī)范后檢查程序。根據(jù)“CAD 模板樣例字體及樣式”模板,對(duì)已賦部分屬性圖形進(jìn)行數(shù)據(jù)規(guī)范，檢查圖形參數(shù)未規(guī)范成功的要素及規(guī)范后圖形參數(shù)錯(cuò)誤的要素”，然后對(duì)檢查錯(cuò)誤修改。

1）圖形檢查：檢查圖形錯(cuò)誤，在錯(cuò)誤處生成錯(cuò)誤圓，錯(cuò)誤圓的圖層名稱即為錯(cuò)誤的類型說明，錯(cuò)誤圓的圓心位于LWPOLYLINE 起點(diǎn)位置或者點(diǎn)、注記符號(hào)的插入點(diǎn)。

可檢查的錯(cuò)誤類型有：線打折、線型錯(cuò)誤、線自相交、線重疊、線未閉合、線的連通性、兩線相交、非法線落入面內(nèi)、線穿越面、存在微短線、等高線相交、多段線非法閉合、線夾角小于10度、線中存在部分弧段；偽節(jié)點(diǎn)、存在懸掛點(diǎn)、存在重疊點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)距離小于0.05米、非法點(diǎn)落入面內(nèi)、同層線虛交點(diǎn)、異層實(shí)交點(diǎn)；面自相交、面面重疊、面裂隙、存在微小面、道路邊線與面不套合；字體錯(cuò)誤、注記間壓蓋、水系注記傾角錯(cuò)誤、房屋面缺少注記、高程點(diǎn)缺少注記；要素編碼非法、國(guó)標(biāo)碼錯(cuò)誤、必填屬性為空值、等高線高程錯(cuò)誤；要素與內(nèi)圖廓不接邊、幾何不接邊、找不到鄰圖可以接邊的同類要素；圖屬關(guān)系一致性、HEIGHT 屬性類型錯(cuò)誤、ROADWIDTH 屬性類型錯(cuò)誤、VOLTAGE 屬性類型錯(cuò)誤、GRADE 屬性超出值域范圍、ROTATION 屬性值長(zhǎng)度超出范圍；塊名稱錯(cuò)誤、顏色錯(cuò)誤等。

2）屬性規(guī)范檢查程序。屬性賦值檢查，程序?qū)π栀x屬性的要素進(jìn)行屬性檢查，完全未賦或部分未賦屬性的要素放入相應(yīng)圖層。程序可檢查等高線的屬性，以及房屋地面高及樓頂高屬性異常情況。

3）接邊檢查程序。在CASS9.1中打開需要接邊的地形圖，在命令行輸入NETLOAD 命令，加載接邊檢查程序，在圖形窗口點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇菜單上的檢查程序命令以啟動(dòng)之，輸入地形圖圖廓點(diǎn)X、Y坐標(biāo)的最小值及最大值（整公里數(shù)），程序即可檢查出接邊錯(cuò)誤，包括圖形接邊錯(cuò)誤和屬性接邊錯(cuò)誤，接邊錯(cuò)誤信息以不同顏色的圈形符號(hào)表示在圖上，并將錯(cuò)誤信息自動(dòng)存入到兩個(gè)新圖層，圖層名稱即為錯(cuò)誤的類型說明，作業(yè)員可根據(jù)錯(cuò)誤信息提示，修改接邊錯(cuò)誤。

5 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)字線劃地形圖已廣泛應(yīng)用于國(guó)家建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域，數(shù)字地形圖的質(zhì)量對(duì)各項(xiàng)工程的順利開展起著十分重要的作用。在基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)建庫(kù)工作中，制定嚴(yán)密細(xì)致的數(shù)字線劃地形圖質(zhì)量檢查方案、方法及開發(fā)實(shí)用的質(zhì)量檢查程序是非常必要的，對(duì)保障數(shù)據(jù)質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期，占有非常重要的地位，文章闡述的問題及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)具有一定的生產(chǎn)參考意義。

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