利用“規(guī)則-模型-方案”模式的質量控制體系及其應用

江 瑋， 陳曉勇， 劉 昕， 彭大為

(1.東華理工大學測繪工程學院，江西 南昌 330013;2.中國科技大學軟件學院，江蘇 蘇州 215123)

空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)任務包含兩個重要的方面，一是數(shù)據(jù)的生產(chǎn)加工，二是數(shù)據(jù)的質量控制，只有質量達標的數(shù)據(jù)，才是數(shù)據(jù)生產(chǎn)的最終成果，數(shù)據(jù)的質量檢查與驗收是數(shù)據(jù)生產(chǎn)任務的重要工作。國標規(guī)定數(shù)字測繪成果質量實行二級檢查一級驗收制度，數(shù)字測繪成果應依次通過測繪單位作業(yè)部門的過程檢查、測繪單位質量管理部門的最終檢查和生產(chǎn)委托方的驗收。各級工作應獨立進行，不應省略或替代。

近年來，隨著數(shù)據(jù)處理技術的發(fā)展，數(shù)據(jù)生產(chǎn)的效率已經(jīng)得到了很大提高，但是由于數(shù)據(jù)問題的多樣性、不確定性，使得數(shù)據(jù)的質量控制面臨很大的困難，傳統(tǒng)的手工檢查效率不高、可靠性不強、結果的記錄性不強，導致了質量控制效率低下，與數(shù)據(jù)生產(chǎn)的效率形成很大的反差，成為制約數(shù)據(jù)生產(chǎn)發(fā)展的瓶頸。因此，高效、可靠的數(shù)據(jù)質量控制方法的提出和質量控制方案的建立是數(shù)據(jù)生產(chǎn)發(fā)展的趨勢，是解決數(shù)據(jù)生產(chǎn)效率、提高數(shù)據(jù)生產(chǎn)質量的關鍵(韓李濤等，2003)。

1 空間數(shù)據(jù)質量檢查現(xiàn)狀

1.1 技術現(xiàn)狀

目前質檢技術條件下，空間數(shù)據(jù)質量檢查常用的技術方法和檢查手段主要有以下幾種(陳俊杰等，2005):

(1)自動檢查。通過設計檢查規(guī)則算法和編制計算機程序語言，將所檢查的內容定制到軟件中，根據(jù)附件內容、結構以及空間數(shù)據(jù)的圖形與圖形、圖形與屬性、屬性與屬性之間的關系和規(guī)律，將數(shù)據(jù)中不符合數(shù)據(jù)標準、邏輯關系矛盾的和超出精度要求的要素自動挑選出來，使用人機交互等方式進行修改。

(2)手工檢查。質量控制的人工方法主要是數(shù)字化數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)源進行比較，圖形部分的檢查包括目視方法、繪制到透明圖上與原圖疊加比較，屬性部分的檢查采用與原屬性逐個對比或其它對比方法。

(3)人機交互檢查。針對有些不能完全依靠自動檢查實現(xiàn)的部分，通過程序檢查將滿足一定條件的數(shù)據(jù)搜索出來，縮小范圍或精確定位，再采用人機交互檢查方法，由人工判斷數(shù)據(jù)的錯誤缺陷。

1.2 存在問題

對于基礎測繪數(shù)字成果，其數(shù)據(jù)質量檢查的技術難度大、數(shù)據(jù)差異大、工作量大、質量尺度差異性大、評價體系多樣化，傳統(tǒng)質檢手段往往難以滿足質量控制需求，普遍存在以下一些欠缺和不足(曾衍偉，2003;楊德麟，1998):

(1)質檢技術通用性差、適用面窄。數(shù)據(jù)生產(chǎn)任務不是一成不變的，不同任務的數(shù)據(jù)組織方式不同，不同比例尺，不同區(qū)域的數(shù)據(jù)質量指標不同，以往針對一批任務制定一套檢查工具的傳統(tǒng)質檢方法很難滿足目前多樣的數(shù)據(jù)任務要求。

(2)質量控制機制缺乏統(tǒng)一規(guī)范化。從檢查模式來看，現(xiàn)有質檢技術多數(shù)缺乏能按照質檢方案進行批量檢查的模式，需要由檢查員按照檢查項逐項檢查，導致了生成過程中，作業(yè)員和檢查員沒有形成統(tǒng)一的自查和檢查標準。對于人工檢查的錯漏信息，也沒有統(tǒng)一、規(guī)范的描述信息。造成數(shù)據(jù)生產(chǎn)和檢查兩個環(huán)節(jié)之間存在不必要的重復。

(3)質量數(shù)據(jù)缺乏高效的管理機制。多數(shù)質量數(shù)據(jù)仍采用紙質文檔管理，在質量控制過程中，質量數(shù)據(jù)的記錄、流轉和對以往質量數(shù)據(jù)的查詢、檢索、錯誤定位、交互核對、編輯修改、質量評價和匯總過程中，消耗大量工作量，影響工作效率。

2 利用“規(guī)則-模型-檢查項”的質量檢查體系

在深入研究數(shù)據(jù)生產(chǎn)流程的基礎上，設計出適用于過程檢查、最終檢查以及數(shù)據(jù)驗收各階段的質量檢查體系。

2.1 設計思想

為了消除基礎地形數(shù)據(jù)質量檢查中存在的弊端，本質檢技術在設計上著重考慮質量檢查的高效性、靈活性和擴展性，具體設計思想如下:

(1)以高度的自動化檢查為主，與方便實用的交互式檢查相結合，提供成果數(shù)據(jù)質量檢查的全面、高效解決方案;

(2)采用基于規(guī)則的質檢內容的圖形化定制機制，實現(xiàn)成果數(shù)據(jù)檢查方法靈活的擴展和定制;

(3)引入全新概念和方法，以規(guī)則、模型、檢查項三級概念體系為核心，建立檢查體系;

(4)采用小型數(shù)據(jù)庫對檢查數(shù)據(jù)、質量數(shù)據(jù)和評價數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一高效管理，在遵循輕巧易用的原則下實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的高效查詢和訪問。

2.2 利用“規(guī)則-模型-檢查項”的控制體系

質檢規(guī)則是對檢查對象、檢查參數(shù)以及檢查方法的一種抽象和封裝，它執(zhí)行一個特定的元素級檢查操作(圖1)。

圖1 質檢規(guī)則Fig.1 Quality control rule

質檢模型是一組質檢規(guī)則的邏輯組合，用于完成一個有特定要求的數(shù)據(jù)檢查內容，它是一個參量化的模型，參數(shù)由構成模型的相應規(guī)則的部分或全部參數(shù)構成(圖2)。

圖2 質檢模型Fig.2 Quality control model

檢查項是一個可以直接用于質量檢驗的最小檢查單位，它是質檢模型的一個特定實例，確定了各項模型參數(shù)，制定了被檢對象和檢查參數(shù)(圖3)。

圖3 檢查項Fig.3 Check items

以規(guī)則、模型、檢查項三級概念體系為核心，建立檢查體系。系統(tǒng)提供以點、線、面、注記、屬性等為基本元素建立的一般檢查規(guī)則，比如線穿越面規(guī)則，并通過設置模型參數(shù)將該規(guī)則直接為用戶所用。如圖4所示，設計線對象和面對象為外接參數(shù)。用戶通過引用該模型，并對線對象和面對象進行實例化賦值，例如線對象實例化為道路，面對象實例化為水域面，便可形成一個具體的檢查項。用戶可同樣引用該模型進行等高線穿越房屋面的檢查，只需將兩個檢查對象重新實例化為等高線和房屋面即可，同時，系統(tǒng)支持模型的用戶構建，如圖5所示，可以根據(jù)檢查需求，公路和鐵路相交處應該存在道口，將線線相交和存在規(guī)則組合成兩線相交處存在點對象的新模型，從而實現(xiàn)一套規(guī)則支持多種應用的需要。

圖4 基于規(guī)則模型構建檢查項Fig.4 Check items based on quality control rule model

圖5 基于多個規(guī)則構建檢查項Fig.5 Check item based on several quality control rules

3 利用質量數(shù)據(jù)庫的檢查任務流程

(1)以檢查方案為驅動建立自動、批量的檢查任務，實現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)質量檢查要求。檢查方案是針對一批數(shù)據(jù)設置的所有檢查項和相應的評價方案的統(tǒng)一載體，也是針對同構的一批數(shù)據(jù)進行批量檢查的基礎，如圖6所示，系統(tǒng)也正是通過此種方式，實現(xiàn)對不同生產(chǎn)任務和不同指標要求的數(shù)據(jù)進行檢查的要求。

(2)基于質量數(shù)據(jù)庫建立檢查任務流程，實現(xiàn)對檢查結果記錄的統(tǒng)一管理、質量評價、存檔和回溯。質量數(shù)據(jù)庫支撐檢查任務的建立和信息的存儲，并實現(xiàn)對檢查結果記錄的查詢、統(tǒng)計和報表輸出，以及質量評價。

圖6 檢查任務的構成Fig.6 Composition of the checking task

4 該體系在基礎測繪生產(chǎn)中的應用

圖7 質檢流程Fig.7 Quality control steps

國標規(guī)定數(shù)字測繪成果質量實行二級檢查一級驗收制度，數(shù)字測繪成果應依次通過測繪單位作業(yè)部門的過程檢查、測繪單位質量管理部門的最終檢查和生產(chǎn)委托方的驗收。各級工作應獨立進行，不應省略或替代。基于上述通用的質量檢查技術，可形成一套完整的二級檢查一級驗收質量控制機制，對基礎測繪數(shù)字成果生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)質量進行控制(國家測繪局測繪標準化研究所，2001)。

4.1 質量管理制度建立

(1)對過程檢查、最終檢查和數(shù)據(jù)驗收過程進行部門、人員組織和職責分工，形成一套完整的二級檢查一級驗收的質量控制機制(劉大杰等，2000)。

(2)通用質量檢查技術手段可以進行批量、高效的檢查，因此，各個環(huán)節(jié)的檢查比例都可以達到100%。

4.2 產(chǎn)品的部署

對根據(jù)作業(yè)規(guī)模和作業(yè)量進行產(chǎn)品的部署，產(chǎn)品部署與二級檢查一級驗收的制度相對應(劉大杰等，2000)。

4.2.1 過程檢查

數(shù)據(jù)生產(chǎn)是整個數(shù)據(jù)任務源頭也是質量問題產(chǎn)生的主要環(huán)節(jié)，因此，作業(yè)生產(chǎn)過程的質量控制的好壞將決定數(shù)據(jù)任務的整體效率和最終質量，所以在這個環(huán)節(jié)設置雙重保障。

(1)作業(yè)過程中自查。在作業(yè)員作業(yè)生產(chǎn)過程中進行實時的數(shù)據(jù)檢查。比如，在道路層生產(chǎn)完成后可以進行道路的打折、自相交、懸掛等基本圖形問題的檢查，在道路和房屋采集完成之后，可以進行道路是否穿越房屋面等要素間的空間關系等方面的檢查，使自查工具與生產(chǎn)流程相結合，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)質量保證。

(2)圖幅級過程檢查。當數(shù)據(jù)生產(chǎn)完成之后，作業(yè)員或作業(yè)小組組長進行圖幅級的數(shù)據(jù)檢查，檢查方案由質檢技術負責人統(tǒng)一制定，在作業(yè)員每幅圖生產(chǎn)完成之后進行，主要是為了檢查由于生產(chǎn)習慣等原因導致的錯誤，可以在生產(chǎn)過程中不斷的提高作業(yè)人員的生產(chǎn)素質。

4.2.2 最終檢查

在數(shù)據(jù)生產(chǎn)完成一批通過過程檢查的圖幅之后，提交質量檢查部門，質量檢查人員進行批量的數(shù)據(jù)檢查，在檢查結果確認之后，將錯誤記錄返回生產(chǎn)部門，進行修改，還可以通過批量任務的結果分析，發(fā)現(xiàn)錯誤集中在哪些方面，加強數(shù)據(jù)質量的管理。

4.2.3 數(shù)據(jù)驗收

當數(shù)據(jù)成果提交驗收后，由驗收的技術負責人制定數(shù)據(jù)質量檢查和評價方案，對上交數(shù)據(jù)進行批量的數(shù)據(jù)驗收和評價，參考檢查和評價的結果，結合相關的技術指導書等資料對數(shù)據(jù)任務進行驗收。

4.3 利用網(wǎng)絡化管理的質量控制方案建立

如圖8所示，利用網(wǎng)絡化管理的質量控制方案的建立，主要是將上述質量控制制度統(tǒng)一到一個網(wǎng)絡化質量管理的平臺下(王衛(wèi)安等，1999;吳信才等，2002)。

網(wǎng)絡化的質量控制體系有如下幾方面的優(yōu)點(陳軍，1999):

(1)有利于管理制度執(zhí)行。通過網(wǎng)絡管理控制各個質量控制環(huán)節(jié)的，確保各個環(huán)節(jié)嚴格執(zhí)行，對各個環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)管，保證各環(huán)節(jié)的職責充分發(fā)揮，從而使質量控制確實落到實處。

(2)有利于質量情況的監(jiān)管。各級檢查人員，可以根據(jù)自己的權限登錄，實現(xiàn)數(shù)據(jù)生產(chǎn)全過程的數(shù)據(jù)抽檢，即時發(fā)現(xiàn)問題，將問題解決在生產(chǎn)過程中。

(3)有利于數(shù)據(jù)質量管理。整個質量管理系統(tǒng)基于一個總的質量數(shù)據(jù)庫來運行，各個階段的數(shù)據(jù)記錄都歸檔管理，在質量數(shù)據(jù)庫基礎之上建立管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對某一生產(chǎn)任務、年度生產(chǎn)任務的總體情況分析，數(shù)據(jù)對比，評價等，也可以對作業(yè)人員和檢查人員的工作情況進行分析和評價。

圖8 基于網(wǎng)絡化管理的質量控制體系Fig.8 Quality control system based on network management

5 結束語

本文提出的質量控制體系，具有很強的通用性和實用性?？蓱糜诨A測繪生產(chǎn)中的質量控制環(huán)節(jié)，通過基于網(wǎng)絡化管理的質量控制方案建立，可大大提高數(shù)據(jù)質量控制的質量和效率。實踐證明，該技術路線可行，可適用于多種形式的，不同結構數(shù)據(jù)的評價。大幅度提高數(shù)字化生產(chǎn)效率和確保成果的正確性，在空間質量控制方面具有廣闊的應用前景。

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