大比例地形圖更新的若干問(wèn)題及對(duì)策

武華松，徐洪新

(江蘇省基礎(chǔ)地理信息中心，江蘇 南京 210013)

一、引 言

數(shù)字城市是目前城市信息化建設(shè)的熱點(diǎn)，許多城市對(duì)此投入了極大的熱情和努力，其中基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)為數(shù)字城市建設(shè)提供了切實(shí)可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。隨著現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，為了節(jié)省財(cái)力，確保數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性，目前數(shù)據(jù)生產(chǎn)主要采用更新的方式獲取。一般根據(jù)測(cè)區(qū)的范圍、實(shí)地變化的程度及影像的現(xiàn)勢(shì)性，主要采用以航測(cè)數(shù)字成圖為主，以全野外數(shù)字測(cè)圖為輔的方法獲取更新數(shù)據(jù)。

二、多源數(shù)據(jù)的利用

1. 多源數(shù)據(jù)的收集

隨著各行各業(yè)數(shù)字測(cè)繪成果的不斷積累，多源數(shù)據(jù)的利用在更新工作中更加被重視。技術(shù)設(shè)計(jì)階段或項(xiàng)目前期準(zhǔn)備階段，將收集到的資料經(jīng)分析整理并加以應(yīng)用，能夠節(jié)省更新的工作量。在業(yè)主的大力協(xié)助下，應(yīng)盡力收集國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)的相關(guān)數(shù)據(jù)，如居住小區(qū)的竣工圖數(shù)據(jù)、城市部件調(diào)查數(shù)據(jù)、地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)、房產(chǎn)專(zhuān)題圖數(shù)據(jù)、城鎮(zhèn)地籍測(cè)量數(shù)據(jù)及行政區(qū)劃調(diào)整資料等。

2. 多源數(shù)據(jù)的分析

利用更新前的數(shù)據(jù)或當(dāng)前的影像資料，分析所收集到資料的現(xiàn)勢(shì)性、數(shù)據(jù)內(nèi)容的完整性、數(shù)據(jù)精度的可靠性等。

3. 多源數(shù)據(jù)的處理

在對(duì)多源數(shù)據(jù)分析比對(duì)的基礎(chǔ)上，確定哪層數(shù)據(jù)或哪項(xiàng)屬性能為項(xiàng)目的更新所用，在此基礎(chǔ)上將可以利用的數(shù)據(jù)進(jìn)行如下處理：①格式轉(zhuǎn)換：一般通過(guò)商用軟件的交換格式；②坐標(biāo)轉(zhuǎn)換：收集到的資料有可能是1954北京坐標(biāo)系或1980西安坐標(biāo)系，而目前采用的是2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，從舊的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成新的坐標(biāo)系就必須通過(guò)專(zhuān)門(mén)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換程序；③編碼轉(zhuǎn)換：對(duì)于不同的數(shù)據(jù)源還要進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)換，統(tǒng)一數(shù)據(jù)的分層分類(lèi)代碼。

此外，對(duì)后期收集到的權(quán)威部門(mén)掌握的各種數(shù)據(jù)可用于檢核或相互驗(yàn)證更新數(shù)據(jù)，如利用收集的消火栓或路燈數(shù)據(jù)與更新成果進(jìn)行對(duì)比，能有效地發(fā)現(xiàn)更新成果的錯(cuò)漏。

三、航測(cè)數(shù)字成圖

對(duì)測(cè)區(qū)范圍內(nèi)地物較稠密的區(qū)域，采用“一體化”的作業(yè)方式凸顯出它的優(yōu)越性，對(duì)地物稀疏的區(qū)域采用“一站式”的作業(yè)方式能提高功效。

1. “一體化”作業(yè)方式

航測(cè)數(shù)字成圖常規(guī)的流程是先內(nèi)業(yè)立體測(cè)圖，后經(jīng)外業(yè)調(diào)繪，再進(jìn)行內(nèi)業(yè)編輯成圖，外業(yè)調(diào)繪與內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)編輯人員往往是分開(kāi)作業(yè)，甚至內(nèi)業(yè)編輯人員不在現(xiàn)場(chǎng)編輯成圖，這種 “分離式”作業(yè)方式常常會(huì)增加一些錯(cuò)漏，難以保證質(zhì)量。目前從事外業(yè)調(diào)繪的作業(yè)人員基本上來(lái)自各大院校，計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力較強(qiáng)，因而提倡在野外誰(shuí)調(diào)繪誰(shuí)編輯誰(shuí)負(fù)責(zé)的“一體化”作業(yè)方式，能夠有效地保證質(zhì)量。

2. “一站式”作業(yè)方式

航測(cè)數(shù)字成圖的方法不是一成不變的，對(duì)于有高分辨率的正射影像且地物稀疏的區(qū)域，建議這部分圖幅直接利用正射影像圖進(jìn)行外業(yè)調(diào)繪，調(diào)繪人員在計(jì)算機(jī)上利用正射影像作底圖進(jìn)行矢量數(shù)據(jù)編輯成圖。這種“一站式”的作業(yè)方式省去了立體測(cè)圖的工序，既明顯提高了功效又減少了錯(cuò)漏。

3. 立體測(cè)圖

立體測(cè)圖是航測(cè)數(shù)字化成圖的關(guān)鍵工序之一，立體測(cè)圖質(zhì)量直接影響成圖質(zhì)量，為此應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1) 內(nèi)業(yè)測(cè)圖人員應(yīng)增強(qiáng)對(duì)地理實(shí)體的感性認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)室內(nèi)判讀能力。

2) 應(yīng)遵循傳統(tǒng)的“傳幫帶”的作業(yè)模式，必要時(shí)內(nèi)業(yè)測(cè)圖人員進(jìn)行短期的外業(yè)實(shí)訓(xùn)。

3) 避免“重地物量測(cè)輕地形表達(dá)”的現(xiàn)象，地形地貌的測(cè)圖能力有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

4) 內(nèi)業(yè)人員應(yīng)對(duì)地形圖的綜合表達(dá)能力加強(qiáng)培訓(xùn)，不是測(cè)圖測(cè)得的要素越多越好，而是要“恰到好處”。

5) 內(nèi)業(yè)測(cè)圖時(shí)作業(yè)人員無(wú)法與實(shí)地對(duì)比作業(yè)，漏測(cè)或變形不易被發(fā)現(xiàn)，因此提供外業(yè)調(diào)繪前應(yīng)加大這一過(guò)程的檢查力度。

4. 外業(yè)調(diào)繪

由于少數(shù)作業(yè)隊(duì)伍的整體水平及作業(yè)人員個(gè)人能力的差異，上一輪數(shù)據(jù)中合格品圖幅或多或少存在一定的差錯(cuò)，因而這就要求更新作業(yè)人員形成這樣一個(gè)理念：“外業(yè)調(diào)繪的過(guò)程也是一個(gè)糾錯(cuò)的過(guò)程”，這就要求外業(yè)調(diào)繪人員不但能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題而且能分析問(wèn)題產(chǎn)生的原因，進(jìn)而在實(shí)地提出最佳的解決方案，不能錯(cuò)上加錯(cuò)，導(dǎo)致不合格產(chǎn)品產(chǎn)生。為此應(yīng)著重注意以下幾點(diǎn)：

1) 外業(yè)調(diào)繪的工作底圖應(yīng)清晰地表達(dá)地物的增減、位移及如何糾正原圖存在的差錯(cuò)。

2) 任何圖幅要求做到“跑到、看到、問(wèn)到、繪到”，一些圖幅從圖面上分析似乎沒(méi)有變化，但這幾年居住小區(qū)的改造出新，小區(qū)的內(nèi)部路燈、電力桿位、地面的高程均發(fā)生了相應(yīng)的變化，部分兩層房屋改造成三層，這些要素都需要更新，杜絕跑不到位的現(xiàn)象。

3) 部分更新數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換而來(lái)，可能存在數(shù)據(jù)信息丟失的現(xiàn)象，如電力桿位、房屋邊線(xiàn)丟失的現(xiàn)象，外業(yè)調(diào)繪應(yīng)加以重視。

4) 避免“重平面位置輕高程變化”的現(xiàn)象，如原有的地塊上已建成工業(yè)廠房，廠房?jī)?nèi)的高程點(diǎn)沒(méi)有去掉；原有的地塊取土成了水塘，高程點(diǎn)落水沒(méi)有去掉；部分道路路面改造高程點(diǎn)沒(méi)有修測(cè)等。

5) 外業(yè)調(diào)繪常采用截距法、距離交會(huì)法來(lái)增補(bǔ)地物，應(yīng)用這些方法時(shí)應(yīng)對(duì)起始位置進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)對(duì)新增地物加以檢核。

6) 外業(yè)調(diào)繪時(shí)應(yīng)通讀原圖的所有文字，盡可能將原圖的文字錯(cuò)誤消除，同時(shí)注意企事業(yè)單位的搬遷及相應(yīng)名稱(chēng)的改變，外業(yè)調(diào)繪底圖上的所有文字內(nèi)容必須十分清晰易讀，不能產(chǎn)生任何歧義，如“頭頂山”，由于外業(yè)字跡潦草，內(nèi)業(yè)編輯時(shí)表示為“興頂山”。

7) 測(cè)量誤差的消除。如連續(xù)多個(gè)房屋的外墻體在一條直線(xiàn)上，由于立體量測(cè)等誤差影響，有時(shí)部分房屋邊線(xiàn)必須多改正屋檐寬度，部分房屋邊線(xiàn)需少改正屋檐寬度，總之經(jīng)屋檐改正后的房屋的外墻體邊線(xiàn)必須保持相關(guān)位置的正確性。

四、全野外數(shù)字測(cè)圖

航攝后某些區(qū)域發(fā)生了大的變化，這些區(qū)域主要采用全野外數(shù)字測(cè)圖方法，目前主要利用CORS提供的RTK配合全站儀進(jìn)行測(cè)繪，利用網(wǎng)絡(luò)RTK在衛(wèi)星信號(hào)無(wú)遮擋的地帶進(jìn)行圖根平面控制測(cè)量，同時(shí)利用擬大地水準(zhǔn)面成果獲取正常高，即獲取全站儀測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)。在此基礎(chǔ)上利用全站儀進(jìn)行細(xì)部測(cè)量。為此應(yīng)著重注意以下幾點(diǎn)：

1) 利用網(wǎng)絡(luò)RTK進(jìn)行圖根測(cè)量時(shí)，在后續(xù)的每天作業(yè)開(kāi)始前，至少采集測(cè)區(qū)內(nèi)的一個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行核對(duì)。

2) 全站儀測(cè)站設(shè)置后，應(yīng)用多個(gè)后視點(diǎn)進(jìn)行檢核，這既能對(duì)測(cè)站檢核又能對(duì)圖根點(diǎn)控制成果進(jìn)行檢核。

3) 測(cè)站之間應(yīng)相互檢核，以減少或避免粗差的產(chǎn)生。

4) 野外數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)設(shè)站、定向、儀器高、棱鏡高的數(shù)據(jù)輸入錯(cuò)誤，盡量利用周邊已有的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢核。

5) 劃清全野外數(shù)字測(cè)圖的范圍，不應(yīng)出現(xiàn)有裂縫而漏測(cè)地物的現(xiàn)象。

6) 用數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行全方位多角度多層次拍照，省去了勾繪草圖的過(guò)程，利用照片上的信息方便了內(nèi)業(yè)編輯成圖，同時(shí)避免了往返測(cè)區(qū)解決疑問(wèn)的消耗。

五、質(zhì)量檢查

大比例尺地形圖的更新質(zhì)量檢查涉及成圖過(guò)程的一些關(guān)鍵工序，就最終產(chǎn)品而言主要采用抽樣檢查和全數(shù)據(jù)檢查相結(jié)合的方法，重點(diǎn)抽樣檢查變化量大的圖幅，檢查的內(nèi)容主要包括數(shù)據(jù)精度檢測(cè)、外業(yè)巡視檢查及數(shù)據(jù)檢查3個(gè)方面。

1. 數(shù)據(jù)精度檢測(cè)

大比例尺地形圖通常進(jìn)行3項(xiàng)精度檢測(cè)，包括點(diǎn)位精度(絕對(duì)精度)、地物點(diǎn)間距精度(相對(duì)精度)、高程點(diǎn)精度。

目前使用VB編程工具結(jié)合AutoCAD、 Excel等應(yīng)用軟件編制相應(yīng)的程序，以進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì)及數(shù)據(jù)表格輸出等，從而將檢查人員從野外工作中解脫出來(lái)。

2. 外業(yè)巡視檢查

外業(yè)巡視檢查采用抽樣檢查，在充分分析矢量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，帶著“疑問(wèn)”，利用回放圖，實(shí)地進(jìn)行地理精度的檢查，按“疑問(wèn)”圖幅設(shè)計(jì)最佳檢查路線(xiàn)，這樣既能解決更多的“疑問(wèn)”又能發(fā)現(xiàn)更多的問(wèn)題。

經(jīng)過(guò)多年的生產(chǎn)實(shí)踐的積累，在室內(nèi)進(jìn)行矢量分析、判斷，通常能發(fā)現(xiàn)許多錯(cuò)漏，需要外業(yè)核查并進(jìn)行實(shí)地拍照，使得質(zhì)量評(píng)定更有說(shuō)服力。這里舉例說(shuō)明：

1) 出現(xiàn)了測(cè)區(qū)內(nèi)根本沒(méi)有的地理實(shí)體，將“窯”表示成“窯洞”的符號(hào)。

2) 測(cè)區(qū)內(nèi)地理實(shí)體符號(hào)的混淆使用，如 “獨(dú)立大墳”與“墳地”、“廟宇”與“土地廟”、“鐵路上的信號(hào)燈”與“街道的信號(hào)燈”等的混淆使用。

3) 在一定范圍內(nèi)相當(dāng)密集的街區(qū)缺少消火栓等地物，可能是地籍測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為地形數(shù)據(jù)時(shí)沒(méi)有實(shí)地增補(bǔ)這些地物。

4) 等級(jí)公路的里程碑不連續(xù)，外業(yè)調(diào)繪丟漏。

5) 通信線(xiàn)、電力線(xiàn)無(wú)來(lái)源；桿位間跨度明顯不一致，可能缺少桿位；實(shí)地一條直線(xiàn)上多根桿位出現(xiàn)左右偏移，可能是新增桿位的量測(cè)有誤差，沒(méi)有進(jìn)行誤差的匹配；電力線(xiàn)、通信線(xiàn)斷在高速公路的兩側(cè)，可能缺少入地符號(hào)表達(dá)。

6) 企事業(yè)單位的名稱(chēng)發(fā)生歧義。

當(dāng)測(cè)區(qū)已有DOM，將DOM與DLG疊加分析檢查，除上述“疑問(wèn)”外，還能發(fā)現(xiàn)更多的“疑問(wèn)”，如房屋的層次錯(cuò)誤、房屋丟漏、不同的植被間沒(méi)有區(qū)分等。

3. 數(shù)據(jù)檢查

在上述兩項(xiàng)檢查滿(mǎn)足要求的基礎(chǔ)上再進(jìn)行數(shù)據(jù)檢查，數(shù)據(jù)檢查的方式有軟件自動(dòng)檢查、人工輔助檢查、回放圖檢查。

(1) 軟件自動(dòng)檢查

軟件自動(dòng)檢查是數(shù)據(jù)檢查的第一道工序，通過(guò)檢查能查出數(shù)據(jù)的大部分問(wèn)題，并且可根據(jù)錯(cuò)誤標(biāo)記進(jìn)行人工修改。該方法主要檢查目視不能檢查的問(wèn)題，但任何質(zhì)檢軟件都存在一定的局限性，需要在使用過(guò)程中不斷地進(jìn)行完善。

(2) 人工輔助檢查

利用程序自動(dòng)檢查無(wú)法完成所有的檢查項(xiàng)，常制作專(zhuān)題圖的方法進(jìn)行檢查，如檢查高程點(diǎn)的注記，采用直方圖的方式就可發(fā)現(xiàn)有將高程值4.61 m表示成46.1 m的現(xiàn)象；同時(shí)采用屬性列表的方式能查看各要素屬性，同樣也能發(fā)現(xiàn)一些錯(cuò)誤。如公路的技術(shù)等級(jí)應(yīng)為“9”，屬性列表中表達(dá)為(9)、 ⑨、九等不一致的現(xiàn)象。

(3) 回放圖檢查

對(duì)抽樣圖幅在優(yōu)先采用上述兩種方法的前提下，回放圖進(jìn)行圖面分析檢查，能夠查出整飾、注記、符號(hào)、方向特征、圖形概括、幾何異常、接邊(位置、屬性)、要素冗余、要素遺漏、圖名取舍不當(dāng)?shù)儒e(cuò)誤。

六、結(jié)束語(yǔ)

任何產(chǎn)品都存在一定的缺陷，如果更新的工作不能發(fā)現(xiàn)原有產(chǎn)品遺留的缺陷又增加新的缺陷，那么產(chǎn)品的質(zhì)量將難以保證，因而更新的過(guò)程其實(shí)還伴隨著一個(gè)糾錯(cuò)的過(guò)程，更新生產(chǎn)是個(gè)持續(xù)復(fù)雜的工作。這就要求參加生產(chǎn)和質(zhì)檢的人員有著較高內(nèi)外業(yè)測(cè)繪知識(shí)及豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本文通過(guò)對(duì)大比例尺地形圖更新若干問(wèn)題的闡述，希望對(duì)地形圖的更新生產(chǎn)具有借鑒和參考作用。由于篇幅的限制，像控點(diǎn)的布設(shè)、數(shù)據(jù)編輯等方面的內(nèi)容則沒(méi)有提及。

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