地理國情普查檢查驗(yàn)收與質(zhì)量評(píng)定輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)

陳金林，葉愛東

(江西省測繪成果質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心，江西 南昌 330209)

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地理國情普查檢查驗(yàn)收與質(zhì)量評(píng)定輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)

陳金林，葉愛東

(江西省測繪成果質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心，江西 南昌 330209)

摘要：質(zhì)量是地理國情普查的生命，地理國情普查成果質(zhì)量的優(yōu)劣關(guān)系到普查的成敗。地理國情普查項(xiàng)目成果有形式多樣化、空間化的特點(diǎn)，采用傳統(tǒng)檢查手段效率低，標(biāo)準(zhǔn)也不一致。文中提出結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)規(guī)范，創(chuàng)新檢查驗(yàn)收方式和方法，提高檢查驗(yàn)收工作效率；研究設(shè)計(jì)地理國情普查檢查驗(yàn)收與質(zhì)量輔助系統(tǒng)。系統(tǒng)在生產(chǎn)單位輔助成果檢查驗(yàn)收與質(zhì)量評(píng)定工作中得到很好應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：地理國情普查；質(zhì)量控制；質(zhì)量元素；空間數(shù)據(jù)庫；要素模板

地理國情普查是一項(xiàng)重大的國情國力調(diào)查，是全面獲取地理國情信息的重要手段，是掌握地表自然、生態(tài)及人類活動(dòng)基本情況的基礎(chǔ)性工作[1]。質(zhì)量是地理國情普查的生命，地理國情普查成果質(zhì)量的優(yōu)劣關(guān)系到普查的成敗[2]。

國情普查項(xiàng)目成果形式多樣，有空間化的特點(diǎn)，采用傳統(tǒng)測繪產(chǎn)品的檢查方法和模式，存在效率低、易出錯(cuò)、檢查結(jié)果不規(guī)范等許多弊端。結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)規(guī)范，創(chuàng)新檢查驗(yàn)收方式、方法，提高檢查驗(yàn)收工作效率，保證最終成果質(zhì)量具有重要意義。

1地理國情普查成果質(zhì)量檢查內(nèi)容

地理國情普查成果主要有數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)、多尺度數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)、地表覆蓋分類數(shù)據(jù)、地理國情要素?cái)?shù)據(jù)、地理國情普查數(shù)據(jù)生產(chǎn)元數(shù)據(jù)、遙感影像解譯樣本數(shù)據(jù)和基本統(tǒng)計(jì)成果7大類。其中數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)、多尺度數(shù)字高程模型檢驗(yàn)驗(yàn)收方法手段較為成熟，基本統(tǒng)計(jì)成果涉及統(tǒng)計(jì)圖表、報(bào)告等。本文系統(tǒng)僅以地表覆蓋、國情要素等4類成果的檢查驗(yàn)收作為研究對(duì)象。

根據(jù)《GDPJ09-2013 地理國情普查檢查驗(yàn)收與質(zhì)量評(píng)定規(guī)定》[3-4]，結(jié)合國情普查成果數(shù)據(jù)特點(diǎn)，整理分析各成果檢查內(nèi)容與方式見表1。

表1　地理國情普查成果質(zhì)量檢查內(nèi)容與方式

由表1可知，地理國情普查成果部分檢查內(nèi)容可以實(shí)現(xiàn)軟件自動(dòng)化檢查，但諸如屬性精度、采集精度等檢查項(xiàng)必須通過人工檢查實(shí)現(xiàn)，且在成果質(zhì)量評(píng)價(jià)中占較大比重。另一方面，采用傳統(tǒng)檢查手段方式會(huì)存在以下不足:

1)傳統(tǒng)的測繪成果檢查方法數(shù)據(jù)記錄復(fù)雜，存在不同檢查人員記錄描述不統(tǒng)一的情況；

2)現(xiàn)有的質(zhì)量檢查軟件大多注重諸如數(shù)據(jù)拓?fù)湟恢滦?、格式一致性等質(zhì)量元素的檢查，對(duì)于屬性精度等質(zhì)量元素的交互式檢查功能薄弱；

3)質(zhì)量評(píng)定過程較復(fù)雜，人工方式進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定耗時(shí)太長，且容易標(biāo)準(zhǔn)不一。現(xiàn)有質(zhì)檢軟件成果質(zhì)量評(píng)價(jià)過程均為封閉式的，難以實(shí)現(xiàn)樣本成果全面質(zhì)量評(píng)價(jià)；

4)質(zhì)量分析功能欠缺?，F(xiàn)有檢查方法和工具多關(guān)注如何檢查問題，而質(zhì)量問題原因分析欠缺。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)與功能特點(diǎn)

2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)

ArcGISEngine是一套完備的嵌入式GIS組件庫和工具庫，ArcGISEngine組件庫中包含完整的GIS功能，如面積計(jì)算、空間統(tǒng)計(jì)分析等。系統(tǒng)完全支持普查成果格式，不存在數(shù)據(jù)兼容問題。采用基于Windows平臺(tái)的通用集成開發(fā)環(huán)境和.NET技術(shù)架構(gòu)，具有開發(fā)周期短、成本低的優(yōu)勢，而且能與Windows操作系統(tǒng)無縫結(jié)合?；谝陨峡紤]，系統(tǒng)采用ArcGIS10.1和VisualStudio2010開發(fā)。系統(tǒng)主要包括遙感影像解譯樣本檢查輔助、成果質(zhì)量評(píng)定、質(zhì)量分析、成果快速復(fù)查等模塊。系統(tǒng)功能及工作流程如圖1所示。

圖1　系統(tǒng)工作流程

2.2系統(tǒng)功能特點(diǎn)

2.2.1空間化記錄

地理國情普查成果采用全空間數(shù)據(jù)，為實(shí)現(xiàn)檢查記錄的無紙化，便于與現(xiàn)有成果數(shù)據(jù)交互，本系統(tǒng)檢查記錄同樣采用空間化記錄形式來存儲(chǔ)。所有成果檢查記錄均以檢查結(jié)果集的形式存儲(chǔ)在ArcGISPersonalmdb中，該檢查結(jié)果集作為整個(gè)檢查驗(yàn)收工作的核心貫串內(nèi)外業(yè)質(zhì)量檢查-質(zhì)量評(píng)定-質(zhì)量分析整個(gè)過程。

采取空間化的記錄具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)便于修改人員定位錯(cuò)漏；

2)便于實(shí)現(xiàn)成果評(píng)價(jià)的無紙化及自動(dòng)化；

3)便于復(fù)查人員的復(fù)查快速定位及復(fù)查；

4)有利于實(shí)現(xiàn)成果的質(zhì)量分析。

2.2.2模板化質(zhì)檢

系統(tǒng)充分利用ArcGIS要素模板(Featuretemplates)功能將檢查驗(yàn)收技術(shù)規(guī)定中的檢查內(nèi)容及錯(cuò)漏類型抽象成錯(cuò)漏模板存儲(chǔ)在ArcGIS地圖文檔 (.mxd) 和圖層文件 (.lyr)中。錯(cuò)漏模板中包含錯(cuò)漏描述信息、錯(cuò)漏類型質(zhì)量元素、質(zhì)量子元素、錯(cuò)漏個(gè)數(shù)信息。此外，為便于檢查工作的內(nèi)外業(yè)銜接，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化外業(yè)平板核查，錯(cuò)漏模板還設(shè)置檢查驗(yàn)收處理標(biāo)識(shí)(TAG)來標(biāo)明檢查工序，1為內(nèi)業(yè)確認(rèn)錯(cuò)漏，2為內(nèi)業(yè)疑問外業(yè)待核實(shí)，3為外業(yè)已核實(shí)為錯(cuò)漏。檢查記錄的創(chuàng)建可通過應(yīng)用要素模板來完成。錯(cuò)漏模板定義創(chuàng)建要素所需的全部信息：存儲(chǔ)要素的圖層、創(chuàng)建的要素所應(yīng)具有的屬性以及創(chuàng)建要素所使用的默認(rèn)工具。另外，記錄模板也具有名稱、描述和標(biāo)簽，便于檢查人員選擇相應(yīng)錯(cuò)漏類型和對(duì)模板進(jìn)行查找組織。實(shí)施交互式檢查時(shí)檢查人員只需在錯(cuò)漏位置放置錯(cuò)漏標(biāo)識(shí)即可，檢查完成后形成檢查結(jié)果集，供后續(xù)成果質(zhì)量評(píng)價(jià)及分析。

2.2.3遙感解譯樣本交互式檢查模塊

遙感影像解譯樣本是地理國情普查成果的一項(xiàng)重要成果。遙感影像解譯樣本數(shù)據(jù)是為輔助遙感影像解譯收集獲取的地面實(shí)景照片和對(duì)照遙感影像等樣本數(shù)據(jù)，包括高質(zhì)量且具有位置信息并能反映地面一定范圍自然景觀的實(shí)地照片，對(duì)應(yīng)被攝物體的高分辨率遙感影像實(shí)例以及相應(yīng)的文字說明。按照《GDPJ09-2013 地理國情普查檢查驗(yàn)收與質(zhì)量評(píng)定規(guī)定》要求檢查內(nèi)容為樣本典型性、數(shù)據(jù)及結(jié)構(gòu)正確性、地面照片質(zhì)量和遙感解譯影像質(zhì)量4項(xiàng)(見圖2)。其中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)正確性實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢查較容易，其他三項(xiàng)檢查均需人工干預(yù)。針對(duì)需人工干預(yù)的檢查項(xiàng)目，系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下輔助檢查功能：

1)遙感解譯樣本庫的邏輯抽樣：系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基于任意標(biāo)準(zhǔn)圖幅號(hào)的邏輯抽樣功能，同時(shí)可以在單幅樣本與全庫模式自由切換；

2)樣本的典型性檢查；

3)樣本照片及影像質(zhì)量錯(cuò)漏模板選擇式交互式檢查。系統(tǒng)將常見影像質(zhì)量和樣本質(zhì)量問題羅列供檢查人員選擇，統(tǒng)一錯(cuò)漏問題的描述；

4)樣本照片拍攝視野標(biāo)繪正確性的交互式檢查。系統(tǒng)根據(jù)地面照片記錄的35mm等效焦距(Focal)及記錄的照片方位角(Azim)，計(jì)算出正確的視野范圍線，標(biāo)示在小視窗供檢查員比較核查；

5)檢查記錄的導(dǎo)入導(dǎo)出。

圖2　遙感解譯樣本檢查模塊

2.2.4成果質(zhì)量評(píng)定

成果質(zhì)量評(píng)定是檢查驗(yàn)收工作的核心，系統(tǒng)嚴(yán)格依據(jù)檢查驗(yàn)收規(guī)定質(zhì)量評(píng)定模型實(shí)現(xiàn)基于檢查結(jié)果集的全自動(dòng)化的質(zhì)量評(píng)定。在評(píng)定單位成果質(zhì)量的同時(shí)自動(dòng)輸出檢查記錄表，減少成果質(zhì)量評(píng)價(jià)的工作量。

2.2.5成果質(zhì)量分析

測繪成果數(shù)據(jù)的檢查和評(píng)價(jià)方法是所有檢查人員所關(guān)心的，然而成果質(zhì)量錯(cuò)漏產(chǎn)生的原因受不同的因素影響，諸如采集人員指標(biāo)理解、外業(yè)核查不到位、內(nèi)業(yè)編輯錯(cuò)漏疏忽等，筆者認(rèn)為如何從不同角度去分析成果質(zhì)量水平及產(chǎn)生不同質(zhì)量問題的原因，用于指導(dǎo)生產(chǎn)以改進(jìn)生產(chǎn)工藝方法，提高成果質(zhì)量水平才是根本。系統(tǒng)以地表覆蓋成果質(zhì)量分析為主，實(shí)現(xiàn)以下統(tǒng)計(jì)分析功能：

1)統(tǒng)計(jì)檢查結(jié)果及不良圖斑面積分布情況：包括最大、最小值，面積區(qū)間分布等。

2)按圖斑個(gè)數(shù)、圖斑面積分別統(tǒng)計(jì)檢查結(jié)果及一級(jí)、二三級(jí)不良圖斑錯(cuò)誤類型分布情況，便于找出錯(cuò)誤集中的覆蓋類型[5]。

3)統(tǒng)計(jì)所有檢查結(jié)果及一級(jí)分類類型間錯(cuò)分面積占各覆蓋類型面積比例，粗略評(píng)估各覆蓋類型面積準(zhǔn)確度。

4)按照內(nèi)業(yè)錯(cuò)、漏，外業(yè)錯(cuò)、漏，其他原因錯(cuò)漏統(tǒng)計(jì)不同錯(cuò)誤類型面積及圖斑個(gè)數(shù)情況。

普查單位根據(jù)以上分析數(shù)據(jù)可以直觀的掌握地表覆蓋成果質(zhì)量情況，便于普查生產(chǎn)單位更全面了解生產(chǎn)人員內(nèi)容與指標(biāo)的把握情況，改進(jìn)作業(yè)方法，做針對(duì)性培訓(xùn)；質(zhì)檢人員了解作業(yè)單位出現(xiàn)錯(cuò)誤的主要原因，更有針對(duì)性地進(jìn)行檢查、復(fù)查；通過大范圍的樣本分析，各級(jí)普查辦可初步了解地表覆蓋成果可靠程度[6-7]。

2.2.6成果快速復(fù)查

成果復(fù)查是測繪成果質(zhì)量檢查工作中必不可少的環(huán)節(jié)之一，系統(tǒng)基于檢查結(jié)果及檢查修改完成數(shù)據(jù)對(duì)成果進(jìn)行空間及屬性分析，實(shí)現(xiàn)部分復(fù)查工作的自動(dòng)化。對(duì)于地表覆蓋成果實(shí)現(xiàn)圖斑分類正確性的自動(dòng)復(fù)查及圖斑變更面積統(tǒng)計(jì)分析。對(duì)于國情要素等成果實(shí)現(xiàn)要素屬性及圖形的變化檢測，復(fù)查結(jié)果以空間數(shù)據(jù)庫及Excel統(tǒng)計(jì)表的形式導(dǎo)出。檢查人員可發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)修改前后變化，實(shí)現(xiàn)快速復(fù)查。

3結(jié)束語

本文介紹地理國情普查質(zhì)量檢查的內(nèi)容和方法，采用ArcGISEngine+VisualStudio2010開發(fā)地理國情普查檢查評(píng)定輔助系統(tǒng)，目前該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于江西、福建、河北等省的地理國情普查成果質(zhì)量檢查驗(yàn)收與質(zhì)量評(píng)定工作。與傳統(tǒng)檢查驗(yàn)收方式相比，該系統(tǒng)可大大提高檢查驗(yàn)收的效率和質(zhì)量。表2為單幅1∶10 000成果全人工檢查記錄和采用輔助系統(tǒng)檢查效率比較，可看出采用該系統(tǒng)檢查效率可提高近一倍。

表2　人工(P)和輔助系統(tǒng)(A)效率對(duì)比　d

地理國情普查是新形勢下測繪地理信息領(lǐng)域一項(xiàng)新的重大工作，是下一步開展地理國情監(jiān)測的基礎(chǔ)[5]。地理國情普查工作時(shí)間緊、任務(wù)重、質(zhì)量要求高，對(duì)測繪地理信息成果質(zhì)量檢查人員提出很高的要求。本文所設(shè)計(jì)的檢查輔助系統(tǒng)軟件使檢查工作模板化、流程化、規(guī)范化，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)自動(dòng)化處理的作用，實(shí)現(xiàn)人機(jī)的完美結(jié)合，大大提高工作效率，節(jié)約成本。

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[責(zé)任編輯：張德福]

DOI:10.19349/j.cnki.issn1006-7949.2016.10.015

收稿日期：2015-11-20

作者簡介：陳金林(1962-)，男，高級(jí)工程師.

中圖分類號(hào)：P208

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-7949(2016)10-0072-04

Design of an assistant system for quality control andinspection of national geographic conditions census

CHEN Jinlin, YE Aidong

(MappingProductQualitySupervision,InspectionCenterofJiangxiProvince,Nanchang330209,China)

Abstract：Quality is the life of national geographic conditions census (NGCC). The success of NGCC depends on the quality of NGCC products. The product of the census has the characteristic of diversification and spatialization. However, there are many deficiencies with traditional inspection methods such as low efficiency and lack of standards. This paper tries to innovate inspection methods under existing specifications to improve the efficiency of inspection, and designs an assistant system for quality control and inspection of national geographic condition census products,which has been well applied to the production. Key words：geographical conditions census; quality control; quality elements; spatial database; feature templates