城市DLG入庫數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制

文 琳 ,聶 贊

（1.武漢市測繪研究院，湖北 武漢 430024；2.湖北省電力勘測設(shè)計(jì)院,湖北 武漢 430040）

1∶2 000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫是城市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的重要組成部分，也是市級地理空間信息空間框架建設(shè)的重要數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)[1]。大多規(guī)劃、城建和土地管理部門都要求提供AutoCAD軟件支持下的數(shù)字線劃圖（DLG）；而CAD數(shù)據(jù)強(qiáng)調(diào)圖形信息的傳輸，對屬性信息、空間信息的表達(dá)難以滿足GIS專題信息提取、空間分析方面的要求[1]。所以，實(shí)現(xiàn)CAD數(shù)據(jù)向GIS空間數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)換具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。DLG數(shù)據(jù)質(zhì)量控制通常占整個GIS工程工作量的65%～70%，是DLG數(shù)據(jù)入庫過程中最重要的工作內(nèi)容之一[2]。而矢量數(shù)據(jù)作為各種數(shù)據(jù)中關(guān)系最復(fù)雜的數(shù)據(jù)，其控制過程復(fù)雜、工作量巨大，數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞對整個地理信息系統(tǒng)的運(yùn)行至關(guān)重要。

1 DLG數(shù)據(jù)入庫前的質(zhì)量控制

1∶2 000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的建立（見圖1）涉及數(shù)據(jù)采集、整理、建庫等多個環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)在不同的環(huán)節(jié)都要做好相應(yīng)的質(zhì)量控制。①對外業(yè)測繪生產(chǎn)、內(nèi)業(yè)編輯完成的DLG數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查；②數(shù)據(jù)的預(yù)處理檢查，以圖幅為單位按設(shè)計(jì)要求分類進(jìn)行全面檢查；③入庫中的全面質(zhì)量檢查。DLG數(shù)據(jù)入庫前的質(zhì)量控制，在很大程度上可以確保最終DLG入庫數(shù)據(jù)的質(zhì)量。在數(shù)據(jù)文件命名、數(shù)據(jù)文件格式、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)無誤的前提下，數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制一般遵循完整性、準(zhǔn)確性、一致性3項(xiàng)原則[3]。

1.1 完整性

完整性錯誤包括3種：缺乏必需的層、層缺少必需的要素、要素缺少必需的要素屬性值。缺少必需層指在GIS數(shù)據(jù)庫中缺少應(yīng)該存在的層或表；缺少必需元素指GIS數(shù)據(jù)庫某層缺少應(yīng)該入庫的要素情況，地物有遺漏；缺少必需屬性值指GIS數(shù)據(jù)庫中某些要素應(yīng)該有值的屬性項(xiàng)缺省，如高壓線需要添加高壓伏數(shù)卻遺漏。

1.2 準(zhǔn)確性

準(zhǔn)確性包括4種：語義準(zhǔn)確性、幾何準(zhǔn)確性、位置準(zhǔn)確性和屬性準(zhǔn)確性[4]。語義準(zhǔn)確性是按照1994年國家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的《1∶500、1∶1 000、1∶2 000地形要素分類與代碼》規(guī)定，檢查各圖層的名稱和要素歸層是否符合數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)要求；所有地物要素的代碼、顏色、類型、線型及線寬等編碼屬性定義是否符合要求[5]。幾何準(zhǔn)確性是指要素幾何形狀在類型和形狀上符合規(guī)范要求；位置準(zhǔn)確性是指要素的幾何坐標(biāo)準(zhǔn)確；屬性準(zhǔn)確性是逐層檢查各屬性表中的屬性項(xiàng)是否為空值，非空值是否為唯一值，屬性中類型、長度、順序及高程等是否正確。

1.3 一致性

相對于完整性、準(zhǔn)確性問題是就某一個層或要素而言，一致性一般考慮2個或多個要素間邏輯約束上是否一致的問題。一致性在幾何空間、專題屬性上的特征不同，可以分為拓?fù)湟恢滦院蛯傩砸恢滦?類。拓?fù)湟恢滦灾敢亻g幾何空間方面的相對關(guān)系是否符合實(shí)際情況，而屬性一致性則指要素間或要素內(nèi)部的屬性值是否符合現(xiàn)實(shí)規(guī)律[6]。

由于CAD的數(shù)據(jù)模型是基于幾何圖形（點(diǎn)、線、面等）的，并沒有遵循GIS的要素定義模式（即一個具體的有意義的事物，而不僅是一個圖形）[5]，因而在拓?fù)錂z查時，暫不考慮構(gòu)面、線面和注記關(guān)聯(lián)問題，僅在幾何層面對要素進(jìn)行處理。檢查各層是否建立了拓?fù)潢P(guān)系及相應(yīng)拓?fù)潢P(guān)系的正確性；檢查各層是否有重復(fù)要素；檢查有向符號、有向線狀要素的方向是否正確；檢查多邊形的閉合情況，消除重疊、交叉、懸掛；檢查道路、水系是否貫通，輔助線是否齊全；各要素的關(guān)系表示是否合理，有無地理適應(yīng)性矛盾，是否能正確反映各要素的分布特點(diǎn)和密度特征，圖形的綜合取舍；檢查是否存在不符合要求的重復(fù)點(diǎn)、線、實(shí)體及回頭線。

圖1 DLG生產(chǎn)流程圖

2 DLG數(shù)據(jù)入庫后質(zhì)量控制

經(jīng)過數(shù)據(jù)檢查和數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換工序，對滿足地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫入庫標(biāo)準(zhǔn)的各類預(yù)入庫數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。從CAD到GIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的基本流程如圖2所示。

圖2 dwg數(shù)據(jù)入庫流程圖

對dwg數(shù)據(jù)按照制圖要求進(jìn)行處理后，利用北京安圖公司Mapstation軟件進(jìn)行入庫數(shù)據(jù)編輯及最終成果的質(zhì)量檢查。基于Mapstation的入庫檢查分人工檢查和程序檢查2個步驟。

2.1 屬性檢查

具有屬性的地形要素要按實(shí)際描述地物對象，根據(jù)《1∶500、1∶1 000、1∶2 000地形要素分類與代碼》[7]，利用圖形與屬性、屬性與屬性之間的關(guān)系，人工對每一類每一層的要素進(jìn)行檢查，從而發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中存在的屬性值不正確、屬性不完整等情況。屬性的檢查工作量比較大，但也是質(zhì)量控制的關(guān)鍵所在。

1）屬性編碼檢查：對于未賦編碼的地物可通過軟件要素檢查過濾出來，對過濾出來的地物判讀其類型，歸于相應(yīng)的層碼中去。

2）等高線、高程點(diǎn)賦值檢查：利用高層檢查工具欄，分別以等高線、高程點(diǎn)作為檢查要素，可以獲取全圖的等高線（高程點(diǎn)）最大及最小值，檢查是否有異常值出現(xiàn)，點(diǎn)擊異常值手工修改。

2.2 主要要素檢查

1）水系要素的檢查。水系要素主要包括單線水系、雙線河流、水利設(shè)施等。為滿足建庫需要，河流、湖泊、運(yùn)河、水庫、水塘、水渠(單線溝渠除外)必須全部構(gòu)面，同一名稱的河流應(yīng)連續(xù)、連通，不同名稱的河流面對象分開表示，其屬性掛接在面對象中；檢查河流的名稱屬性是否與河流注記一致，水系邊線是否與水系面存在縫隙等。

2）交通要素的檢查。交通要素主要包括鐵路、公路、街道、橋梁等。支線以上的街道和鄉(xiāng)道以上的公路應(yīng)繪制道路中心線，同一名稱的道路應(yīng)連貫不間斷表示，道路的行政等級、技術(shù)等級應(yīng)與圖面注記一致。有名稱的街道應(yīng)賦其名稱。街道與居民地、水系的關(guān)系應(yīng)處理合理。所有雙線橋都應(yīng)繪制橋梁中心線，屬性中應(yīng)賦與其貫穿的道路名稱。

3）地名數(shù)據(jù)的檢查。地名數(shù)據(jù)包含道路、橋梁名稱、水系名稱、單位、行政名稱等，均應(yīng)進(jìn)行對象化處理。如果地名注記點(diǎn)為多個分隔開來的，需將散列注記點(diǎn)用多段線連接起來，構(gòu)成注記對象線(結(jié)構(gòu)線)，并將地名屬性賦在注記對象線上。如果地名注記點(diǎn)為1個，則以注記點(diǎn)為起點(diǎn)，沿注記標(biāo)注方向繪制1條線(多段線)，作為注記對象線，同樣將地名屬性賦在注記對象線上。

2.3 拓?fù)錂z查

拓?fù)錂z查可以分為線、面2項(xiàng)檢查。其中線的拓?fù)潢P(guān)系主要指消除線之間重疊、交叉、懸掛、偽節(jié)點(diǎn)等錯誤因素；面檢查是按照GIS數(shù)據(jù)入庫要求，面狀要素應(yīng)形成閉合面，但在CAD中，使用的是閉合線來表示面。利用Mapstation中的分割線狀元素，可以將共線的面分割成2個面，利用查找懸掛節(jié)點(diǎn)工具，將無法閉合的面要素放在單獨(dú)一層進(jìn)行處理，處理完畢后，利用統(tǒng)一構(gòu)面工具，完成閉合線到閉合面的構(gòu)成。共線的面，根據(jù)面屬性的不同，可以對公用線賦多個屬性。

2.4 關(guān)聯(lián)檢查

利用項(xiàng)目組二次開發(fā)的mdl程序，加載后可以實(shí)現(xiàn)道路外的地物和注記的自動關(guān)聯(lián)；選擇手動關(guān)聯(lián)，可以實(shí)現(xiàn)道路和路名間的關(guān)聯(lián)；利用注記關(guān)聯(lián)檢查程序，可以自動顯示出未關(guān)聯(lián)、關(guān)聯(lián)錯誤要素，要求進(jìn)行手工修改。

2.5 接邊精度檢查

接邊精度檢查主要指對圖廓接邊、圖形接邊、屬性接邊分別進(jìn)行檢查，要保證同種地物的無縫拼接。

3 應(yīng)用實(shí)例

1∶2 000測繪成果數(shù)據(jù)的來源主要是按照國家相關(guān)的制作標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，通過實(shí)際生產(chǎn)或測量獲取的信息，此數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制主要在于過程質(zhì)量控制，要求生產(chǎn)和測量過程中的文檔和技術(shù)要求滿足國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。按照數(shù)據(jù)要求，我院結(jié)合數(shù)據(jù)生產(chǎn)的工藝流程采用了人機(jī)交互的檢查方式，成功完成江夏地區(qū)1∶2 000 DLG數(shù)據(jù)入庫工程。這種方式不但保證了入庫數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時也提高了數(shù)據(jù)檢查的效率和質(zhì)量。

[1]李路英,陳梅英.1∶500基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)整理與建庫質(zhì)量檢查的探討[J].浙江測繪,2011(1):75-76

[2]章漢武,胡月明,張俊平.CAD測量數(shù)據(jù)入庫關(guān)鍵問題及質(zhì)量檢查研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2010(9):216-219

[3]王波,張亮,孫霞.CAD向GIS數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換入庫[J].地理空間信息,2011,6(9):24-26

[4]謝衍憶.DLG數(shù)據(jù)入庫處理技術(shù)探討[J].測繪通報(bào),2007(5):26-27

[5]劉鋒,曹凱濱.城市基礎(chǔ)測繪DLG數(shù)據(jù)入庫的實(shí)現(xiàn)[J].測繪與空間地理信息,2010,33(2):165-171

[6]蔣荔青.縐義測繪DLG數(shù)據(jù)入庫的處理技術(shù)[J].地質(zhì)·勘測·測繪,2011(7):476-477

[7]國家基本比例尺地圖圖式第1部分：1∶500，1∶l 000，1∶2 000地形圖圖式[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008