地圖質(zhì)量的不確定性評(píng)價(jià)系統(tǒng)的研究

胡圣武，張其華，鞠全泰

(河南理工大學(xué) 測(cè)繪與國(guó)土信息工程學(xué)院，河南 焦作 454000)

隨著4D產(chǎn)品在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮的作用越來越大，地圖質(zhì)量評(píng)價(jià)引起了高度重視，國(guó)內(nèi)外專家提出了許多地圖質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，但地圖質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)卻很少見[1-2]。目前地圖產(chǎn)品的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法主要有數(shù)理統(tǒng)計(jì)法、缺陷扣分法、加權(quán)評(píng)價(jià)法、模糊綜合法等[1，3]。

胡圣武[4]等在充分考慮地圖質(zhì)量模糊性的基礎(chǔ)上，把三角模糊數(shù)學(xué)應(yīng)用于地圖質(zhì)量語(yǔ)言評(píng)價(jià)，并得到了可靠的評(píng)價(jià)結(jié)果。銀力等把屬性數(shù)學(xué)理論應(yīng)用于地圖質(zhì)量的評(píng)價(jià)，建立了地圖質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)的屬性識(shí)別模型[5]。王慶國(guó)等[6]提出了兩種地圖產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)方法并進(jìn)行比較。胡強(qiáng)強(qiáng)在研究地圖數(shù)據(jù)的模糊性特點(diǎn)基礎(chǔ)上，提出了基于模糊綜合評(píng)價(jià)的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法[7]。王曉妍[8]將模糊綜合評(píng)價(jià)法運(yùn)用到地圖中線狀要素的綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)中。

何宗宜等提出了地圖質(zhì)量評(píng)判的數(shù)學(xué)模型和地圖質(zhì)量評(píng)判與管理系統(tǒng)[9-10]，這是目前所了解到的最早提出地圖質(zhì)量評(píng)判與管理系統(tǒng)的文章。目前還沒有一個(gè)實(shí)用的評(píng)價(jià)系統(tǒng)，傳統(tǒng)的質(zhì)量管理模式和評(píng)價(jià)已不適應(yīng)當(dāng)前的發(fā)展形勢(shì)。因此，建立一個(gè)高效精準(zhǔn)的評(píng)價(jià)體系，研發(fā)一套地圖質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)尤為重要。

本文在分析了各類地圖質(zhì)量評(píng)價(jià)方法的利弊基礎(chǔ)上，分析了地圖質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與原則，并參考了各類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，初步編制了一個(gè)地圖質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)。

1 地圖質(zhì)量不確定性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與原則

1.1 地圖不確定性影響因素

引起地圖不確定性的影響因素較多，如圖1所示。地圖制圖是一個(gè)復(fù)雜的過程，其中每一步都會(huì)對(duì)成圖造成誤差，地圖資料處理也會(huì)帶來不確定性。

圖1 地圖不確定性影響因素

1.2 地圖質(zhì)量評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)

由地圖的不確定性引起的地圖各項(xiàng)特性決定了地圖質(zhì)量不同特性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，如圖2所示。

圖2 地圖質(zhì)量評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)

地圖評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)容，不僅對(duì)使用地圖、確定地圖的適用程度非常重要，而且也是地圖設(shè)計(jì)和編制的重要依據(jù)。在地圖設(shè)計(jì)和編制時(shí)，全面考慮并力求達(dá)到這些標(biāo)準(zhǔn)，就能編制出水平高、實(shí)用且有價(jià)值的地圖作品。

1.3 地圖質(zhì)量評(píng)價(jià)原則

對(duì)地圖質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，必須依據(jù)一定的評(píng)價(jià)原則，如圖3所示。

圖3 地圖質(zhì)量評(píng)價(jià)原則

2 地圖質(zhì)量評(píng)價(jià)的方法及模型建立

2.1 綜合評(píng)價(jià)法

本系統(tǒng)綜合考慮了總分法、加權(quán)平均值法、缺陷扣分法、模糊評(píng)價(jià)法等。其評(píng)價(jià)過程如圖4所示。

圖4 綜合評(píng)價(jià)

2.2 多級(jí)指標(biāo)的確立

質(zhì)量元素見表1和表2[11-12]。根據(jù)技術(shù)設(shè)計(jì)、成果類型、用途等具體情況，可以擴(kuò)充或調(diào)整。擴(kuò)充或調(diào)整質(zhì)量元素應(yīng)經(jīng)過生產(chǎn)委托方批準(zhǔn)，并適用于批成果內(nèi)的所有單位成果。

表1 一級(jí)指標(biāo)質(zhì)量元素

表2 二級(jí)指標(biāo)質(zhì)量元素

根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況地圖質(zhì)量評(píng)價(jià)設(shè)立三級(jí)指標(biāo)。

不同測(cè)繪成果產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的一級(jí)指標(biāo)、二級(jí)指標(biāo)與三級(jí)指標(biāo)的內(nèi)容與評(píng)價(jià)項(xiàng)有所不同，可參照《測(cè)繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收》(GB/T24356-2009)與《數(shù)字測(cè)繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收》(GB/T18316-2008)。

2.3 三級(jí)指標(biāo)因子權(quán)重及標(biāo)準(zhǔn)

指標(biāo)權(quán)重以及各項(xiàng)質(zhì)量元素的評(píng)價(jià)方法如表3所示。

表3 普通地圖評(píng)價(jià)質(zhì)量因子權(quán)重及標(biāo)準(zhǔn)

續(xù)表3

表3主要依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《測(cè)繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收》(GB/T24356-2009)與《數(shù)字測(cè)繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收》(GB/T18316-2008)，其次參考了肖本林[3]所提出的綜合評(píng)價(jià)法，結(jié)合實(shí)際與其他專家所提出的方法，提出了新的評(píng)價(jià)方法與體系。

3 地圖質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)概述

該地圖質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)是基于C#開發(fā)的，主要運(yùn)用于普通地圖產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)體系為雙重評(píng)價(jià)制，由一位評(píng)價(jià)人員進(jìn)行評(píng)價(jià)，一位審核人員進(jìn)行復(fù)審，這樣得出的地圖產(chǎn)品更加科學(xué)。該評(píng)價(jià)系統(tǒng)主要采用綜合評(píng)價(jià)法進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)過程簡(jiǎn)潔高效，評(píng)價(jià)結(jié)果直觀。程序界面如圖5所示。

圖5 程序界面 圖6 普通地圖評(píng)價(jià)表

3.2 功能簡(jiǎn)介

程序基礎(chǔ)界面與基礎(chǔ)功能界面如圖6所示，點(diǎn)擊“文件”會(huì)顯示“打開文件夾”與“退出”功能，點(diǎn)擊“打開文件夾”可以導(dǎo)入所要評(píng)價(jià)的地圖產(chǎn)品的圖片文件。導(dǎo)入圖片文件之后會(huì)跳出成果框圖，在產(chǎn)品框中可以點(diǎn)擊“導(dǎo)入成果”重新導(dǎo)入圖片，或者點(diǎn)擊“刪除”再重新導(dǎo)入圖片。

在“查看圖片”窗體框中可以用鼠標(biāo)單擊左鍵與鼠標(biāo)滾輪來操控產(chǎn)品圖，滾輪可以控制產(chǎn)品顯示大小，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵可以拖動(dòng)產(chǎn)品圖以方便查閱圖片文件。

在評(píng)價(jià)完當(dāng)前地圖之后點(diǎn)擊“計(jì)算”會(huì)得出地圖產(chǎn)品質(zhì)量成果等級(jí)，輸入相關(guān)信息可以導(dǎo)出質(zhì)量評(píng)價(jià)成果表。點(diǎn)擊“輸出”亦可導(dǎo)出質(zhì)量評(píng)價(jià)成果表。點(diǎn)擊“使用幫助”可以顯示使用操作流程，點(diǎn)擊“關(guān)于軟件”可以顯示該軟件開發(fā)的相關(guān)信息。

3.3 系統(tǒng)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

本系統(tǒng)與現(xiàn)在Mapinfo、Surpermap、MapGIS、Arcinfo等軟件相比，有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：

(1)在分析了各類地圖質(zhì)量評(píng)價(jià)方法的利弊和不同地圖質(zhì)量評(píng)價(jià)方法的效益基礎(chǔ)上，本系統(tǒng)考慮了影響地圖質(zhì)量的各類不確定性因素；(2)在考慮地圖質(zhì)量不確定性因素基礎(chǔ)上，參考各類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，提出了地圖質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與原則；(3)解決了地圖在不確定性條件下的質(zhì)量評(píng)價(jià)；(4)開發(fā)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)系統(tǒng)是專門針對(duì)地圖質(zhì)量的評(píng)價(jià)，比較簡(jiǎn)單、實(shí)用、高效；(5)本系統(tǒng)的評(píng)價(jià)結(jié)果能減少人的主觀性因素，從而保證評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)性合理。

4 評(píng)價(jià)系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

對(duì)焦作市地圖質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。

(1)對(duì)焦作市地圖質(zhì)量評(píng)價(jià)之前可先點(diǎn)擊查看“使用幫助”與“關(guān)于軟件”，更好地了解該軟件使用流程與相關(guān)信息，如圖7所示。

(a)使用幫助 (b)關(guān)于軟件

(2)點(diǎn)擊“文件”，然后點(diǎn)擊“打開文件”，點(diǎn)擊“退出”即可退出該程序，如圖8所示。

圖8 文件導(dǎo)入操作 圖9 選擇導(dǎo)入成果圖

(3)在相關(guān)文件夾找到所要評(píng)價(jià)的地圖產(chǎn)品，打開“焦作市地圖”文件，如圖9所示。

(4)打開“焦作市地圖”產(chǎn)品文件之后在“查看圖片”窗體框中可以用鼠標(biāo)單擊左鍵與鼠標(biāo)滾輪來操控產(chǎn)品圖，滾輪可以控制產(chǎn)品顯示大小，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵可以拖動(dòng)產(chǎn)品圖已方便查閱圖片文件，如圖10所示。在產(chǎn)品框中可以點(diǎn)擊“導(dǎo)入成果”，或者點(diǎn)擊“刪除”再重新導(dǎo)入圖片。對(duì)“焦作市地圖”產(chǎn)品文件進(jìn)行移動(dòng)查看工作示意圖，如圖11所示。

(a) (b)

圖11 成果導(dǎo)入顯示框圖 圖12 選擇評(píng)價(jià)產(chǎn)品類型

(5)點(diǎn)擊“測(cè)繪成果類型”則可以選擇相對(duì)應(yīng)的成果產(chǎn)品，焦作市地圖屬于普通地圖產(chǎn)品，因此點(diǎn)擊“普通地圖”，如圖12所示。

(6)選擇產(chǎn)品類型之后開始對(duì)焦作市地圖進(jìn)行查閱評(píng)價(jià)。在評(píng)價(jià)過程中發(fā)現(xiàn)兩處錯(cuò)誤：a.云臺(tái)山高程應(yīng)為1 308 m，而2019年云臺(tái)山地圖高程注記為1 297.6 m，該處屬于錯(cuò)漏，扣除1分；b.焦作市迎賓路在地圖上缺少一段，而實(shí)際中有這一路段，該處屬于錯(cuò)漏，扣除1分。具體情況如圖13所示。

(a) (b)

經(jīng)過復(fù)核人員再次核對(duì)各項(xiàng)質(zhì)量元素得分后，點(diǎn)擊“計(jì)算”對(duì)此次評(píng)價(jià)進(jìn)行成果顯示。由于以上兩處錯(cuò)漏對(duì)整幅地圖來講影響微乎其微，最終得分四舍五入后為100分，成果等級(jí)為：優(yōu)級(jí)品，如圖14所示。

圖14 評(píng)價(jià)結(jié)果示意圖

(7)最終復(fù)核人員對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果無異議之后，輸入所有評(píng)價(jià)信息，包括：成果名稱、生產(chǎn)單位評(píng)價(jià)人員等信息，如圖15所示，最終可導(dǎo)出成果評(píng)價(jià)表。

圖15 信息輸入表

(8)選擇評(píng)價(jià)結(jié)果文件所要存儲(chǔ)的位置，輸入文件名“焦作市地圖質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果”，如圖16所示。

圖16 評(píng)價(jià)結(jié)果表導(dǎo)出保存

(9)最終得出焦作市地圖評(píng)價(jià)結(jié)果：642注記內(nèi)容和712內(nèi)容錯(cuò)漏得分為98分；其他各項(xiàng)得分均為100分；表明該地圖的等級(jí)為優(yōu)級(jí)品。

5 結(jié)論

本評(píng)價(jià)體系使用了三級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，綜合考慮并確定了各類地圖產(chǎn)品所需評(píng)價(jià)的質(zhì)量特色以及各項(xiàng)因子的權(quán)重配比和多質(zhì)量元素的綜合評(píng)價(jià)方法，保證各類地圖產(chǎn)品的質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果更加科學(xué)，彌補(bǔ)了人為評(píng)價(jià)帶來的主觀不確定性。

本文設(shè)計(jì)出的地圖質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)程序能夠快速定量評(píng)定地圖質(zhì)量，評(píng)價(jià)結(jié)果更具科學(xué)性，避免了一些主觀因素帶來的結(jié)果失真，其評(píng)價(jià)過程更加貼合被評(píng)價(jià)地圖產(chǎn)品的實(shí)際質(zhì)量情況。并且該程序采用二級(jí)評(píng)價(jià)模式，評(píng)價(jià)人評(píng)價(jià)之后復(fù)核人員進(jìn)行二次評(píng)價(jià)，在一定程度上減小了人的主觀性對(duì)地圖質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果的影響。