基于GIS的1∶10000數(shù)字地形圖測繪質(zhì)量控制分析

張雪蓮

(棗莊科技職業(yè)學(xué)院，山東 棗莊 277100)

0 引言

隨著國家對地質(zhì)地形測量及地質(zhì)災(zāi)害防治重視程度的提高，以地理信息技術(shù)為核心的“3S”技術(shù)應(yīng)用范圍越來越廣泛[1]。數(shù)字測圖是地理信息數(shù)據(jù)采集的重要手段，尤其是現(xiàn)階段1∶10000大比例尺空間數(shù)據(jù)采集方式應(yīng)用較多。完整的1∶10000數(shù)字地形圖測繪質(zhì)量控制目標(biāo)需要從接受任務(wù)、測繪方案設(shè)計、外業(yè)測量、內(nèi)業(yè)成圖、質(zhì)量驗收等多個環(huán)節(jié)加以實現(xiàn)[2]。因此，明確和掌握基于GIS的1∶10000數(shù)字地形圖測繪質(zhì)量控制尤為關(guān)鍵。

1 基于GIS的1∶10000數(shù)字地形圖測繪質(zhì)量控制流程

目前1∶10000數(shù)字地形圖測繪質(zhì)量控制主要以國家、行業(yè)和地方質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及項目技術(shù)文檔為依據(jù)，最終目的是以控制和提高地形圖測量質(zhì)量。1∶10000數(shù)字地形圖測繪質(zhì)量控制流程包括標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、過程質(zhì)量控制及質(zhì)量管理控制等部分，如圖1所示。質(zhì)量控制要圍繞各類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范開展，目前常用的四類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、地方標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及項目技術(shù)文檔規(guī)范。

圖1 1∶10000數(shù)字地形圖測繪質(zhì)量控制流程圖

過程質(zhì)量控制主要有工程準(zhǔn)備階段的質(zhì)量控制、外業(yè)測量質(zhì)量控制、內(nèi)業(yè)成圖質(zhì)量控制及驗收階段質(zhì)量控制。工程準(zhǔn)備階段質(zhì)量控制需要保證收集資料的完整性與有效性，同時還需要對外業(yè)測量成效進(jìn)行評估；外業(yè)測量質(zhì)量控制需對所開展的測量行為進(jìn)行規(guī)范和約束，確保作業(yè)成果質(zhì)量；內(nèi)業(yè)成圖質(zhì)量控制需要內(nèi)業(yè)人員對數(shù)據(jù)處理、成圖流程及輸出作業(yè)等進(jìn)行規(guī)范，及時做到過程質(zhì)量檢查；驗收階段質(zhì)量控制包括驗收過程的規(guī)范性約束、產(chǎn)品質(zhì)量控制及所提交驗收文檔的完整性。在質(zhì)量控制管理中，作業(yè)組檢查、隊級檢查與審查、院級審查三個環(huán)節(jié)缺一不可，相輔相成，也是確保地形圖成圖質(zhì)量的最后一道“關(guān)卡”?？偟膩碚f，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、過程質(zhì)量控制和質(zhì)量控制管理是1∶10000數(shù)字地形圖測繪質(zhì)量控制的核心，以此三級質(zhì)量控制管理體系可以極大保證地形圖測量質(zhì)量。

2 基于GIS的1∶10000數(shù)字地形圖測繪質(zhì)量控制系統(tǒng)構(gòu)建

1∶10000數(shù)字地形圖是4D產(chǎn)品中唯一的矢量數(shù)據(jù)信息，每一要素通過點、線、面描述其幾何特征并賦予屬性，能夠較好地反映出各個要素間的空間關(guān)系及屬性信息?；贕IS的1∶10000數(shù)字地形圖測繪質(zhì)量控制系統(tǒng)構(gòu)建需要堅持以下3個原則：(1)科學(xué)化：系統(tǒng)的所有設(shè)計內(nèi)容均要嚴(yán)格遵循國家或行業(yè)的相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，確保系統(tǒng)質(zhì)量控制結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)組織合理；(2)實用性：系統(tǒng)的設(shè)計要以功能實用、滿足地形圖測繪質(zhì)量管理為目標(biāo)，突出系統(tǒng)的實用性和適用性；(3)可保護(hù)性：確保所設(shè)計的系統(tǒng)不僅可以對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量檢測與控制，而且要方便對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，提升數(shù)據(jù)信息的完整性。如圖2所示為質(zhì)量控制系統(tǒng)功能示意圖。

圖2 質(zhì)量控制系統(tǒng)功能示意圖

系統(tǒng)管理包括系統(tǒng)賬號管理、各個級別質(zhì)量檢查員權(quán)限設(shè)置、系統(tǒng)功能初始化設(shè)置、系統(tǒng)功能參數(shù)設(shè)置及系統(tǒng)日志管理等；空間數(shù)據(jù)操作包括空間數(shù)據(jù)讀入、格式轉(zhuǎn)換、圖層管理及空間統(tǒng)計等功能；過程質(zhì)量控制包括各個階段的質(zhì)量控制、外業(yè)測量質(zhì)量控制、內(nèi)業(yè)成圖質(zhì)量控制及驗收階段質(zhì)量控制，嚴(yán)格遵循相關(guān)的質(zhì)量控制規(guī)范要求，確保各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量；標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范文檔管理包括國際、國家及地方的規(guī)范文件管理。此外，檢查與審核報告輸出也是整個系統(tǒng)的重要組成內(nèi)容，要求按照統(tǒng)一規(guī)范模板自動生成報告。

3 圖形數(shù)據(jù)質(zhì)量控制要點

數(shù)字地形圖產(chǎn)品不同于傳統(tǒng)模擬產(chǎn)品的特性，數(shù)字地形圖中的數(shù)據(jù)屬性及空間拓?fù)潢P(guān)系均是地形圖數(shù)據(jù)成果，這導(dǎo)致地形圖成品極易受到多種因素的影響，如比例尺誤差、地圖投影、制圖綜合及內(nèi)容轉(zhuǎn)繪等。針對地形圖這一特性，實際質(zhì)量控制需要做好以下四方面工作：(1)規(guī)定統(tǒng)一的空間定位框架，統(tǒng)一數(shù)據(jù)分類、編碼以及數(shù)據(jù)記錄格式；(2)明確測量平面、高程及接邊等的精度值；(3)保證屬性數(shù)據(jù)的正確性和完備性；(4)在圖形質(zhì)量控制中，務(wù)必保證與1∶10000比例尺的圖式、規(guī)范一致。

數(shù)字地形圖生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制需要從原始觀測資料管理、回放圖像質(zhì)量檢查及上機(jī)檢查等方面開展。在原始觀測資料管理中，需要重點對原始數(shù)據(jù)資料是否齊全、數(shù)據(jù)采集方法是否正確及數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)是否準(zhǔn)確等方面進(jìn)行檢查。如果采用已有地圖數(shù)字化采集方法，則需要對原圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和現(xiàn)勢性等進(jìn)行檢查，查看是否滿足項目數(shù)據(jù)采集需求和規(guī)范。在檢查圖面時，要嚴(yán)格按照數(shù)字地形圖測繪質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對各個要素的地理位置精度、實體地理協(xié)調(diào)性和地圖標(biāo)注的規(guī)范性等進(jìn)行檢查。特別注意要對圖例中的符號與規(guī)定圖式符號進(jìn)行檢查，確保兩者一致。上機(jī)檢查的目的是按照數(shù)字地形圖標(biāo)準(zhǔn)，重點對測量控制點精度、接邊精度及屬性完整性等進(jìn)行檢查，此外還需要對多邊形的閉合程度、結(jié)點匹配精度與拓?fù)潢P(guān)系的正確性進(jìn)行質(zhì)量檢查，以此做好整個數(shù)字地形圖質(zhì)量控制工作[3]。

針對現(xiàn)階段基于GIS的1∶10000數(shù)字地形圖測繪質(zhì)量控制現(xiàn)狀，要想充分保證其制圖質(zhì)量，還需要從人員素質(zhì)培養(yǎng)和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整兩方面著手。在人員素質(zhì)培養(yǎng)方面，要注重加強(qiáng)內(nèi)外業(yè)作業(yè)人員的技術(shù)培訓(xùn)工作，提升隊伍整體素質(zhì)，定期開展崗位培訓(xùn)，增強(qiáng)生產(chǎn)作業(yè)人員的技能水平，滿足現(xiàn)代化數(shù)字地形圖測繪要求。在生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)調(diào)整中，外業(yè)負(fù)責(zé)人員要嚴(yán)格遵循野外數(shù)據(jù)采集規(guī)范開展測量工作，編輯人員則要結(jié)合客戶需求開展維護(hù)工作。

4 以MapGIS為主的1∶10000數(shù)字地形圖測繪質(zhì)量控制實例分析

某縣城1∶10000數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)庫構(gòu)建借助MapGIS軟件，但因該縣城地形復(fù)雜，縣境面積大，地形圖上需要表示的地貌水文、地形及土壤等要素種類繁多，為了方便數(shù)據(jù)存儲與管理，提高整個數(shù)字地形圖測繪質(zhì)量，構(gòu)建了地形圖數(shù)據(jù)庫和影像庫。在數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)庫建設(shè)中，本項目重點從資料準(zhǔn)備、圖形矢量化、空間數(shù)據(jù)庫處理等方面實施。在圖形矢量化上，本項目圖層劃分依據(jù)1∶10000地形圖圖式標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，同時為了方便矢量化工作開展，還將等高線劃分為計曲線和首曲線兩個圖層。在點、線兩類要素矢量化過程中，本項目將柵格灰度圖像轉(zhuǎn)換為二值圖像，以二值圖像為底圖進(jìn)行矢量化，避免了毛刺和坐標(biāo)重疊現(xiàn)象的出現(xiàn)，大大提升了數(shù)據(jù)矢量化的準(zhǔn)確性。

在影像庫建立與影像數(shù)據(jù)入庫時，本項目借助MapGIS對矢量圖庫和柵格影像庫進(jìn)行一體化處理，同時在地圖庫中引入影像庫層，將其作為底圖圖幅接邊時的參考依據(jù)，以此避免出現(xiàn)接邊錯誤的情況。在構(gòu)建高程庫時，由于本項目所處區(qū)域地形復(fù)雜，山嶺起伏，最大高差達(dá)800 m，本次以MapGIS軟件作為平臺，利用縣城等高線和河流特征等線性數(shù)據(jù)進(jìn)行地形分析。其步驟為：首先將等高線和特征線數(shù)據(jù)逐圖柵格化，生成GRD文件；而后建立高程庫，將所有的GRD文件入庫，并進(jìn)行統(tǒng)一管理；最后利用MapGIS軟件，顯示整個縣城的三維數(shù)字高程模型，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行簡單的空間分析[4]。

5 結(jié)語

綜上所述，基于GIS的1∶10000數(shù)字地形圖測繪質(zhì)量控制，需要明確質(zhì)量控制流程，構(gòu)建質(zhì)量控制系統(tǒng)，做好圖形數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，并結(jié)合項目的實際情況，重視準(zhǔn)備階段的質(zhì)量控制、外業(yè)測量質(zhì)量控制、內(nèi)業(yè)成圖質(zhì)量控制及驗收階段質(zhì)量控制，對測量全過程進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，以此獲得精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息。