淺談實(shí)景三維成果的檢驗(yàn)方案

付愛華

(福建省測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站，福建 福州　350001)

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淺談實(shí)景三維成果的檢驗(yàn)方案

付愛華*

(福建省測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站，福建 福州350001)

摘要：目前實(shí)景三維成果已經(jīng)廣泛運(yùn)用于主流互聯(lián)網(wǎng)地圖，但是針對(duì)實(shí)景三維成果質(zhì)量檢查暫無現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。本文以車載式全景移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)生產(chǎn)的實(shí)景三維成果為例，分析實(shí)景三維成果的質(zhì)量元素、檢查項(xiàng)和錯(cuò)漏類型，在此基礎(chǔ)上，給出了具體的檢驗(yàn)方法和質(zhì)量評(píng)定指標(biāo)，形成一套實(shí)用實(shí)景三維成果質(zhì)量檢驗(yàn)方案。

關(guān)鍵詞：實(shí)景三維成果；質(zhì)量元素；檢驗(yàn)；質(zhì)量評(píng)定

1引言

實(shí)景地圖創(chuàng)新地將實(shí)景三維成果與二維電子地圖結(jié)合，提供實(shí)景地圖搜索服務(wù)。隨著實(shí)景地圖的廣泛應(yīng)用，尤其是國(guó)家測(cè)繪地理信息局于2009年發(fā)布了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CH/Z1002-2009《可量測(cè)實(shí)景影像》(CH/Z1002-2009)，將實(shí)景三維成果正式納入了國(guó)家基礎(chǔ)地理信息數(shù)字產(chǎn)品范疇，成為國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分?，F(xiàn)在已有多家測(cè)繪單位開始生產(chǎn)可量測(cè)實(shí)景三維建設(shè)成果。目前針對(duì)實(shí)景三維成果的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)有了很多研究成果，但是針對(duì)其質(zhì)量檢查與質(zhì)量評(píng)價(jià)方面的較少，筆者結(jié)合在實(shí)際中對(duì)實(shí)景三維成果檢查驗(yàn)收的實(shí)踐，探討了如何對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量檢查與質(zhì)量評(píng)價(jià)。

2檢驗(yàn)內(nèi)容與方法

不同采集載體的實(shí)景三維成果存在一定的差異，現(xiàn)以車載式全景移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)生產(chǎn)的實(shí)景三維成果為例，分析其主要的檢查內(nèi)容與方法：

2.1檢驗(yàn)內(nèi)容

(1)數(shù)學(xué)精度的檢查：包括空間參考系、投影方式等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的正確性與檢查道路軌跡數(shù)據(jù)的精度是否滿足設(shè)計(jì)要求、同時(shí)檢查軌跡點(diǎn)的分布密度是否滿足要求。

(2)數(shù)據(jù)的完整性與正確性的檢查：包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及正確性檢查、數(shù)據(jù)完整性檢查以及數(shù)據(jù)現(xiàn)勢(shì)性檢查。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及正確性的檢查，主要檢查文件格式、文件命名及數(shù)據(jù)歸檔是否符合技術(shù)設(shè)計(jì)要求以及影像的分辨率是否滿足要求。數(shù)據(jù)完整性的檢查，主要檢查整體采集數(shù)據(jù)的完整性，檢查是否有道路、橋梁漏采集，在大型的路口立交橋位置檢查是否有依照設(shè)計(jì)進(jìn)行完整的路口覆蓋采集；并檢查路網(wǎng)采集的規(guī)范性。數(shù)據(jù)現(xiàn)勢(shì)性的檢查，主要檢查實(shí)景影像數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性是否符合要求。

(3)數(shù)據(jù)質(zhì)量的檢查：針對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)以及面片數(shù)據(jù)三種主要實(shí)景三維成果進(jìn)行檢查。點(diǎn)云數(shù)據(jù)主要檢查點(diǎn)云密度是否滿足設(shè)計(jì)要求，點(diǎn)云分布是否均勻飽滿，相應(yīng)的視點(diǎn)范圍是否全覆蓋，有否大型障礙物或車輛阻隔造成較大的點(diǎn)云漏洞，有無明顯的噪聲點(diǎn)云存在。影像數(shù)據(jù)主要檢查拍攝的影像成果是否曝光正常，影像中的地物是否清晰可辨，有無存在大量地物被大型車輛遮擋的現(xiàn)象，影像中的地物是否與點(diǎn)云準(zhǔn)確匹配，影像拼接是否流暢，是否有明顯的拼接錯(cuò)位現(xiàn)象以及影像中有無噪聲點(diǎn)、污點(diǎn)等異常影像現(xiàn)象等。面片數(shù)據(jù)的檢查，主要檢查面片是否存在遺漏或者重復(fù)構(gòu)造，采集的面片與點(diǎn)云是否匹配，與建筑物的高度是否匹配等。

(4)隱私以及保密信息處理的檢查：隱私處理主要檢查影像中符合標(biāo)準(zhǔn)的行人相貌特征以及私用車牌號(hào)碼是否有進(jìn)行模糊處理以及檢查隱私處理的標(biāo)準(zhǔn)是否統(tǒng)一；保密信息處理主要檢查是否有對(duì)重要交通設(shè)施的限高、限重、限寬等需要保密的信息進(jìn)行足夠的模糊或遮擋處理，對(duì)于需要保密的敏感設(shè)施與單位是否進(jìn)行了足夠的跳幀處理。

(5)附件質(zhì)量：主要檢查元數(shù)據(jù)填寫是否完整、正確；文檔附件資料是否齊全，檢查作業(yè)過程中記錄是否完整，過程檢查記錄是否完整、齊全等。

2.2檢驗(yàn)方法

根據(jù)實(shí)景三維成果生產(chǎn)的特點(diǎn)，檢查的方法可歸納為三種：軟件自動(dòng)檢查、人機(jī)交互式檢查和人工實(shí)地核對(duì)檢查。在實(shí)際生產(chǎn)中，針對(duì)不同檢查內(nèi)容、作業(yè)方法，需要上述三種方法相互配合、綜合應(yīng)用才能發(fā)揮更好的作用，若單獨(dú)使用某一種方法，則難以達(dá)到預(yù)期的效果。

(1)數(shù)學(xué)精度的檢查：主要以人機(jī)交互式檢查方法進(jìn)行，同坐標(biāo)系矢量數(shù)據(jù)成果與點(diǎn)云數(shù)據(jù)、道路軌跡數(shù)據(jù)成果進(jìn)行比對(duì)檢查數(shù)學(xué)基礎(chǔ)；通過比對(duì)相關(guān)同名地物點(diǎn)坐標(biāo)檢查道路軌跡精度，同時(shí)通過人工判讀軌跡點(diǎn)的分布密度與技術(shù)設(shè)計(jì)的符合性。

(2)數(shù)據(jù)的完整性與正確性的檢查：主要采用人機(jī)交互式檢查與編寫相應(yīng)的檢查工具自動(dòng)檢查進(jìn)行計(jì)算機(jī)檢查相結(jié)合方式進(jìn)行；數(shù)據(jù)完整性主要運(yùn)用人機(jī)交互式方法，將在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)將軌跡點(diǎn)數(shù)據(jù)與現(xiàn)有矢量、路網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行套合，篩選符合等級(jí)的道路進(jìn)行完整性確認(rèn)，同時(shí)抽取一定比例的具有代表性的道路進(jìn)行實(shí)地核查采集規(guī)范性。

(3)數(shù)據(jù)質(zhì)量的檢查：在室內(nèi)運(yùn)用人機(jī)交互式方法，檢查實(shí)景影像數(shù)據(jù)及點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并套合比對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)以及現(xiàn)有的路網(wǎng)數(shù)據(jù)來檢查點(diǎn)云的精度，利用點(diǎn)云對(duì)應(yīng)的實(shí)景影像，從軌跡視角來檢查實(shí)景影像的地物點(diǎn)與點(diǎn)云的匹配度；通過點(diǎn)云與面片的套合比對(duì)來檢查面片采集的完整性，以點(diǎn)云的垂直視角來檢查面片的水平精度以及在影像的軌跡點(diǎn)視角來檢查面片的垂直構(gòu)造精度。

(4)隱私以及保密信息處理檢查：實(shí)景三維地圖作為一種新興的重要的地圖，隱私及保密信息的處理至關(guān)重要。檢驗(yàn)時(shí)主要采用人機(jī)交互式檢查為主，逐幀檢查，并抽取一定比例的跳幀數(shù)據(jù)進(jìn)行外業(yè)實(shí)地核對(duì)確認(rèn)是否因跳幀而影響了成果的完整性。

(5)附件質(zhì)量檢查：主要是在室內(nèi)采用人工檢查的方式。

3質(zhì)量評(píng)定

參考現(xiàn)行《數(shù)字測(cè)繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收規(guī)定》(GB/T18316-2008)、《測(cè)繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收規(guī)定》(GB/T24356-2009)以及其他相關(guān)規(guī)定，結(jié)合實(shí)景三維成果的生產(chǎn)實(shí)踐，提出以下實(shí)景三維成果質(zhì)量評(píng)定方法。

根據(jù)不同質(zhì)量元素按照缺陷分類對(duì)照進(jìn)行分析，采用加權(quán)平均計(jì)算單位產(chǎn)品得分。即：

(1)

式中：

S、S1——單位成果質(zhì)量、質(zhì)量元素得分；

Pi——相應(yīng)質(zhì)量元素的權(quán)；

n——單位成果中包含的質(zhì)量元素個(gè)數(shù)。

4應(yīng)用實(shí)例

為了驗(yàn)證上述實(shí)景三維質(zhì)量檢驗(yàn)方案的有效性、合理性，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，筆者將上述檢驗(yàn)方案應(yīng)用于我國(guó)南方某城市城區(qū)實(shí)景三維成果的生產(chǎn)項(xiàng)目——項(xiàng)目背景：南方某城市中心城區(qū)，檢驗(yàn)的實(shí)景三維成果共112條道路共 21 318幀影像，南平城區(qū)，測(cè)區(qū)面積約為 120 km2，道路有效千米數(shù) 150 km，設(shè)計(jì)要求的元數(shù)據(jù)項(xiàng)41項(xiàng)。依據(jù)GB/T 18316-2008《數(shù)字測(cè)繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收》的規(guī)定，隨機(jī)抽取了12條道路 2 205幀作為樣本進(jìn)行檢驗(yàn)。利用本文介紹的方法進(jìn)行全面檢查和質(zhì)量評(píng)定(項(xiàng)目評(píng)定結(jié)果表2)，檢查發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題(質(zhì)量問題舉例如表3)與對(duì)最終產(chǎn)品的質(zhì)量評(píng)定結(jié)論得到了單位和業(yè)主的一致認(rèn)同。

5結(jié)語

筆者結(jié)合自身參與的實(shí)景三維成果檢驗(yàn)工作，根據(jù)現(xiàn)有作業(yè)與檢查的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對(duì)實(shí)景三維生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行一定的總結(jié)、分析，提出了一套簡(jiǎn)單的實(shí)景三維成果質(zhì)量檢驗(yàn)方案，并且將這套檢驗(yàn)方案成功的應(yīng)用在實(shí)例中，為實(shí)景三維成果的質(zhì)量檢查和質(zhì)量評(píng)價(jià)提供了實(shí)際的參考。

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Simple Discussion on Testing Programme of Real 3D product

Fu Aihua

(Fujian Provincial Station for Quality Control and Inspection Sim Products of Surveying and Mapping，F(xiàn)uzhou 350001，China)

Key words：Real 3D products；quality element；testing；quality assessment

Abstract：Currently，the Real 3D products have been widely used in mainstream internet maps，but there is no present national standard and code for quality evaluation of Real 3D result.Taking Real 3D result which producing by vehicle panoramic mobile measurement system as the study case，this paper analyzes the quality element，check item and error type of Real 3D，based on which the specific test methods and quality assessment indices are given，thus，a practical inspection programme of Real 3D data is forming.

文章編號(hào)：1672-8262(2016)03-67-04

中圖分類號(hào)：P208.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

*收稿日期：2016—02—29

作者簡(jiǎn)介：付愛華(1982—)，女，工程師，主要從事測(cè)繪成果的質(zhì)檢工作。

基金項(xiàng)目：福建省測(cè)繪地理信息局研究項(xiàng)目(2014J09)