測繪成果質檢軟件設計與實現

蘭明 趙紹兵 李宏建

【摘 要】文章從測繪成果質檢現狀入手，介紹了測繪成果質檢軟件研發(fā)的必要性、軟件總體架構、構建模式、系統功能設計和實現，最后總結了測繪成果質檢軟件設計和實現過程中的關鍵技術點及處理方法。

【關鍵詞】測繪成果;質檢;插件式

【中圖分類號】P208 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2021）01-0049-03

0 引言

測繪成果主要包括數字正射影像（DOM）、數字正射影像（DEM）、數字表面模型（DSM）、矢量要素數據（DLG）等柵格和矢量數據產品，經過多年的生產實踐，形成比較完善的技術指標、技術路線和生產工藝流程。但是從數據生產實際情況來看，大批量的數據成果（包括DOM、DEM、DSM、DLG數據成果）都是在生產任務結束期，集中提交進入二查階段，數據檢查任務可以說是任務重、時間短、難度大。如何在有限的時間內快速且高質量地完成數據檢查任務，已經是數據成果質量管部門面臨的巨大挑戰(zhàn)。此外，在成果質量檢查工作方面，雖然有一些專業(yè)質檢軟件，但是測繪成果的專業(yè)性強，專業(yè)質檢軟件無法完全覆蓋，存在一些BUG，維護升級過程煩瑣，無法及時滿足工作需要。

為了解決上述問題，本文從總結分析各類數據的質量檢驗需求入手，結合各類數據人工檢查中遇到的問題和經驗，制訂數據成果檢驗方案，設計與研發(fā)一套適合實際工作需要的測繪數據成果質檢軟件，通過軟件程序進行數據成果質量檢查，提高質檢效率和精度，解決測繪數據成果生產過程中的檢查瓶頸問題。

1 系統介紹

1.1 體系架構

針對測繪數據成果質量檢查軟件系統的主要用戶為質檢人員，檢查的數據量大、種類多等因素，軟件系統為桌面單機應用，因此整個軟件架構采用多層體系架構模式，分為4個層次：基礎層、數據層、數據層和應用層[1]（如圖1所示）。

基礎層是質檢軟件系統運行的基礎，包括軟硬件系統、網絡、安全系統等。數據層主要完成各種數據的讀、寫功能，例如DOM數據讀取、運算、保存等功能。服務層是為質檢軟件系統的數據檢查模塊提供數據服務支持，通過ArcGis Engine訪問DOM、DEM、DSM、DLG數據成果。應用層負責處理柵格數據、矢量數據的加載、瀏覽、查詢、檢查，例如軟件菜單、工具欄、交互窗口、地圖顯示等功能。

1.2 構建模式

測繪數據成果種類多、數據量大、技術規(guī)程更新快等特點，質量檢查軟件系統將整個系統分為主體框架和專題插件，將其中技術要求更新頻繁的部分檢查功能采用插件式模式構建，插件的本質在于不修改程序主體框架的情況下對軟件功能進行維護和更新，從而使整個軟件系統具有良好的可擴展性。插件的實現一般有3種方式：基于動態(tài)鏈接庫DLL的插件、基于組件模型COM的插件、基于.Net反射技術的插件，本質檢軟件系統采用基于動態(tài)鏈接庫DLL的插件技術[2]。插件模型圖如圖2所示。

1.3 系統功能

測繪成果質檢軟件系統主要功能模塊包括文件、視圖、數據編輯、數據查詢、全球測圖、工具集和系統設置（如圖3所示）[3]。

（1）文件管理：實現對地圖工程文件的新建、打開、保存和另存;SHP格式的矢量數據及DOM、DEM、DSM數據加載;文件數據庫的加載。

（2）視圖管理：實現對地圖的基本瀏覽操作，包括地圖放大、縮小、漫游、全圖、設置當前活動圖層、圖形選擇、屬性選擇、地圖背景切換、界面窗口控制等功能。

（3）數據編輯：實現對矢量地圖數據的簡單編輯，功能點包括開始編輯、停止編輯、保存編輯、設置捕捉、撤銷、恢復、拷貝、粘貼、刪除、選擇要素、添加要素、續(xù)畫要素、添加節(jié)點、刪除節(jié)點、打斷線、合并線、分割面、合并面、更新屬性字段、編輯要素屬性、批量屬性賦值。

（4）數據查詢：實現對矢量數據的空間、屬性選擇和圖屬互查操作，包括點擊數據查詢、矩形選擇查詢、任意多邊形查詢、SQL模糊查詢、屬性統計分析和圖表顯示、清除選擇。

（5）數據檢查：實現對測繪數據成果的檢查，包括DOM、DEM、DSM和DLG的檢查。其中，DLG數據屬性檢查內容包括字段名稱、空值、屬性唯一性、枚舉、與OGM數據對比、水系線面屬性的一致性、SRCCODE與SRCID是否矛盾、頂層線與道路鐵路的一致性等。DLG數據圖形檢查內容包括點自重疊，線自重疊、打折、自相交、線重合、微短線、線尖角、懸掛點、假節(jié)點，面重疊、面尖角、面裂縫、微小面，復合要素。DOM數據檢查內容包括坐標投影、空間參考信息、文件命名、文件格式、文件數量、數據分辨率、圖幅范圍、色彩模式、色彩異常黑洞。DSM&DEM數據檢查內容包括坐標投影、空間參考信息、文件命名、文件格式、文件數量、數據分辨率、圖幅范圍、色彩模式、色彩異常黑洞、高程誤差和DSM與DEM的對比。

（6）工具集：實現個人文件空間數據庫的創(chuàng)建、維護和數據導入操作;實現矢量數據拓撲檢查，包括創(chuàng)建拓撲、定義檢查規(guī)則和數據拓撲檢查;矢量數據的坐標投影定義和轉換，其中坐標轉換重點提供了國家大地2000坐標、西安1980坐標和北京1954坐標的定義和轉換。

（7）系統管理：實現系統運行必備參數、環(huán)境變量等基本信息設置和管理，功能點包括系統初始化、系統數據庫維護、系統環(huán)境變量設置、插件管理、系統界面換膚、操作指南和關于系統。

2 關鍵技術及處理

2.1 插件式系統架構及處理

由于測繪數據成果種類多、技術規(guī)程更新快、客戶需求特殊化等特點，因此質檢軟件系統要求采用開放的、高擴展和定制化的插件式架構體系構建。將技術指標經常變化的DOM數據檢查、DEM&DSM數據檢查、元數據檢查構建成動態(tài)庫DLL插件：CheckDEM_DSM.dll、CheckDOM.dll、Check Meta.dll供主框架程序加載調用，并且主框架程序預留插件接口，便于更新和后期專題功能擴展。

2.2 DevExpress控件構建和布局系統界面

DevExpress開發(fā)控件具有功能豐富、應用簡便、設計布局的界面華麗、定制方便等特點。因此，質檢軟件系統主界面采用DevExpress控件設計布局，其默認風格為OFFICE 2010樣式，符合質檢人員日常操作習慣。

2.3 檢查內容項定制化

由于測繪數據成果檢查項繁雜，所以將檢查項定制為檢查方案，以XML文件形式保存在系統目錄中，用戶可以根據自己需要修改和檢查方案。同時，對于矢量數據的枚舉類型、唯一性，采用系統數據表形式保存，通過系統數據維護功能可以隨時修改和更新。進行唯一性檢查時，提供兩種方式：一是只是檢查出字段唯一性存在的問題，并不提供詳細的位置信息。二是提供詳細的位置信息，這種方式速度慢、效率低[4]。

2.4 柵格數據檢查及處理

柵格數據包括DEM、DOM和DSM，當檢查發(fā)現這些柵格數據的色彩異常時，逐行逐列循環(huán)讀取柵格數據，整個檢查功能效率非常低，尤其是整景DOM數據成果檢查速度特別慢。因此，質檢軟件設計和實現過程中首先將柵格數據轉換為ASCII文本文件，然后讀取和處理文本文件，檢查速度可以提高數十倍，從而提高整個檢查過程的效率[5]。

3 結語

測繪成果質檢軟件系統采用插件式架構體系構建，實現了DEM、DOM、DSM和DLG等測繪成果數據相關項的質量檢查，緩解了數據成果生產過程中檢查環(huán)節(jié)的瓶頸問題，提高了質檢效率和檢查精度。

參 考 文 獻

[1]黃化強，占玲.淺談測繪成果資料的信息化管理[J].江西測繪，2017（4）：37-38，41.

[2]馮海波，房龍，于慶國.測繪成果檢查驗收管理系統的設計與實現[J].測繪與空間地理信息，2016（12）：78-79，82.

[3]葉愛東.測繪成果質檢樣本數據庫管理系統設計與實現[J].江西測繪，2017（1）：4-5，14.

[4]張元敏.基于矢量的測繪成果檢查記錄自動提取程序設計與實現[J].測繪技術裝備，2020（2）：57-61.

[5]張帆.淺談數字表面模型（DSM）數據質量的檢查[J].經天緯地，2019（4）：82-83.