陜西省1∶10 000基礎(chǔ)地理信息更新項目內(nèi)業(yè)成果質(zhì)量控制探討

皮曉陽，巨小文，趙 敏

(1.自然資源部陜西測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站，陜西西安 710054；2.自然資源部第一航測遙感院，陜西西安 710054)

1 引 言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的需要，各省已全面開展1∶10 000基礎(chǔ)測繪成果生產(chǎn)和持續(xù)更新。該項目成果作為典型的中等比例尺產(chǎn)品，具有表示內(nèi)容詳盡、成果精度較高、產(chǎn)品類型全面、利用價值高等特點，廣泛應(yīng)用于國防建設(shè)、農(nóng)業(yè)及水利規(guī)劃、自然資源綜合開發(fā)利用等領(lǐng)域，同時該成果也可作為更小比例尺地形圖生產(chǎn)的重要參考資料。

對于數(shù)目龐大的地理信息成果，質(zhì)量控制十分重要。基于有限的專業(yè)資料生產(chǎn)的多個成果，數(shù)據(jù)規(guī)定對各成果數(shù)據(jù)庫均有相應(yīng)的質(zhì)量要求，成果間既有從屬關(guān)系，又相互獨(dú)立，因此成果質(zhì)量控制貫穿于生產(chǎn)單位的一查、二查以及成果驗收檢驗等多個階段。如何依據(jù)成果間的生產(chǎn)關(guān)系控制數(shù)據(jù)質(zhì)量，如何分析問題存在的根源，從根本上提出成果質(zhì)量控制的思路或建議尤為重要。作為質(zhì)檢工作者，也希望能把產(chǎn)品質(zhì)量工作重點從“事后把關(guān)”轉(zhuǎn)到“事先預(yù)防”，既保證宏觀質(zhì)量要求，做到縱橫兼顧，又保證細(xì)節(jié)表達(dá)合理，相得益彰，體現(xiàn)基礎(chǔ)地理信息成果的真正價值。

陜西省1∶10 000基礎(chǔ)地理信息更新項目于2016—2020年進(jìn)行，歷經(jīng)4年，現(xiàn)已制作完成覆蓋陜西省全域的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本文以質(zhì)量檢驗為出發(fā)點，分析陜西省1∶10 000基礎(chǔ)地理信息成果檢驗的異同點、檢驗技巧及典型案例，提出成果質(zhì)量控制的解決方法，為后續(xù)同類項目成果質(zhì)量控制提供技術(shù)參考。

2 生產(chǎn)流程及成果間的銜接關(guān)系

陜西省1∶10 000基礎(chǔ)測繪成果內(nèi)容繁多，根據(jù)原始資料的不同，生產(chǎn)流程既相互獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)，綜合分析數(shù)據(jù)的生產(chǎn)方式，整合成如圖1所示的數(shù)據(jù)生產(chǎn)流程及成果間銜接關(guān)系。

圖1 1∶10 000數(shù)據(jù)生產(chǎn)流程及成果間銜接關(guān)系Fig.1 1∶ 10 000 data production process and the connection between the products

綜合分析1∶10 000基礎(chǔ)地理信息更新資料源及成果類型，可以看出，產(chǎn)品間存在逐漸遞進(jìn)和平行關(guān)系，每一種成果既具有其相對獨(dú)立的工序流程，又存在千絲萬縷的聯(lián)系。在前4種產(chǎn)品(DLG、DOM、DSM、DEM)生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，利用制圖數(shù)據(jù)生產(chǎn)軟件，采用圖庫一體化數(shù)據(jù)模型，經(jīng)制圖符號化優(yōu)化、編輯、圖廓整飾及接邊等工序，完成項目最后一種產(chǎn)品，即制圖數(shù)據(jù)成果的制作。

3 各類成果檢驗的共性及重點

3.1 各類成果檢驗中的共性部分[1]

各類成果檢驗共性部分主要包括空間參考系、邏輯一致性、時間精度和附件質(zhì)量。具體檢查內(nèi)容如表1所示。

表1 成果檢驗中的共性部分Tab.1 Commonpartsinproductinspection共性部分具體檢查內(nèi)容空間參考系檢查坐標(biāo)系統(tǒng)、高程基準(zhǔn)、投影參數(shù)、圖幅分幅等邏輯一致性檢查數(shù)據(jù)文件存儲及組織、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)文件命名等時間精度檢查生產(chǎn)中所使用的各類資料的現(xiàn)勢性附件質(zhì)量檢查元數(shù)據(jù)及附屬文檔內(nèi)容

3.2 各類成果檢驗中的重點內(nèi)容

3.2.1 DSM、DEM成果[2-3]

1)格網(wǎng)質(zhì)量。包括格網(wǎng)尺寸、起止點坐標(biāo)以及圖幅范圍。

2)高程精度及接邊。高程點數(shù)量及位置的合理性，同名格網(wǎng)點高程接邊。注意DSM點位的選取可包含地面點、非地面點等，DEM僅能選取地面點。

3)暈渲圖。能否正確反映地貌實際現(xiàn)狀，高程過渡是否連續(xù)、光滑，是否存在顯示異常。

4)由成果生成的等高線。與已有成果進(jìn)行套合檢查，關(guān)注產(chǎn)品碎部精度。

3.2.2 DOM成果[4]

1)平面位置精度。確保平面精度檢測點選取在特征點位置或影像信息具有明顯變化處。

2)影像質(zhì)量。首先重點檢查起始點坐標(biāo)、地面分辨率、圖幅范圍、色彩模式、色彩特征等內(nèi)容；其次檢查影像是否存在色調(diào)不均勻、模糊、錯位、重影、地物扭曲變形、大面積噪音和條帶、大面積的云和積雪未替換、漏洞等問題，鑲嵌線選取是否合理以及接邊處影像的亮度、色彩是否一致等圖面質(zhì)量和圖幅間的問題，這項檢查會因檢驗人員的經(jīng)驗及習(xí)慣存在一定的差異。

3.2.3 DLG成果[5]

1)屬性表定義檢查。按照設(shè)計制作屬性表模板，以此為基礎(chǔ)實現(xiàn)快速檢查。

2)拓?fù)潢P(guān)系檢查。進(jìn)行復(fù)合要素、不合理面重疊、面裂隙、懸掛點、偽節(jié)點等檢查。

3)方向性檢查?？山Y(jié)合DOM、調(diào)繪片，參照地貌要素，對具有方向性的要素實施檢查，包括具有方向或角度的點狀、線狀要素。

4)連通性檢查。對高等級河流及相通的湖泊、水庫的屬性、位置及空間連通性進(jìn)行檢查；對縣級以上道路以及干線鐵路的屬性、位置及空間連通性進(jìn)行檢查；對110 kV以上電力線以及城際間大型的或重要的通訊線和油氣管線的屬性及空間連通性進(jìn)行檢查。

5)要素間平面和立體關(guān)系的協(xié)調(diào)性檢查。平面關(guān)系方面，居民地與道路、等高線與地物、地貌與水系、境界與河流、道路與河流等關(guān)系應(yīng)合理；立體關(guān)系方面，當(dāng)?shù)缆?、水系等要素存在上下層立體交叉關(guān)系時，應(yīng)正確表示出要素間的立體關(guān)系。原則上實地立體相交時不形成結(jié)點，實地平面相交時應(yīng)形成結(jié)點。

6)專業(yè)資料的正確性檢查。包括控制點、水系要素、境界與政區(qū)檢查?？刂泣c方面，需要根據(jù)收集到的三角點、GNSS 點、水準(zhǔn)點,并結(jié)合點之記，對控制點數(shù)量及其屬性正確性進(jìn)行檢查；水系要素方面，依據(jù)收集到的水系資料及數(shù)據(jù)，核對河流、湖泊及水庫的名稱編碼，區(qū)分相同水系名稱的不同代碼，檢查水系的名稱代碼屬性賦值的正確性；境界和政區(qū)方面，依據(jù)收集到的鄉(xiāng)鎮(zhèn)級以上行政區(qū)劃代碼、民政部公布的最新資料，對行政區(qū)劃代碼及名稱賦值的正確性進(jìn)行檢查。

3.2.4 制圖數(shù)據(jù)成果[6]

制圖數(shù)據(jù)成果檢查主要包括以下4個方面的內(nèi)容：首先，檢查要素符號化后的符號、顏色、線形及注記的字體、字大、位置等；其次，檢查要素的綜合取舍、圖面壓蓋、要素間的關(guān)系、接邊等是否合理；再次，檢查圖名、圖廓外整飾、圖廓間注記等是否正確；最后，檢查制圖數(shù)據(jù)與建庫數(shù)據(jù)的一致性。

4 檢驗技巧

4.1 DSM與DEM間的關(guān)系

DSM表示地表高程，DEM表示地面高程，將DSM的高程信息通過去噪、分類等處理得到DEM成果。因此，DEM與DSM疊加比對時，DSM的高程不得低于DEM的高程。

4.2 DOM檢查技巧

影像質(zhì)量檢查與人工經(jīng)驗有一定的關(guān)系，應(yīng)重點把控重要的地物完整性和正確性，保證目視狀態(tài)下地物信息清晰正確，同時關(guān)注影像鑲嵌處位置、影像色調(diào)的一致性，以及地形突變處影像的變形情況。

4.3 DLG檢驗技巧

利用軟件的地圖合并功能，將同一批次或同一縣域的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，可整體選擇數(shù)據(jù)中的重要要素、附屬設(shè)施及相關(guān)要素，對其空間位置連續(xù)性、屬性連續(xù)性問題進(jìn)行檢查，宏觀把控重要要素的連貫性。DLG檢驗主要包括縣級以上境界、界樁(碑)、縣級以上公路及其附屬設(shè)施、干線鐵路及其附屬設(shè)施、六級以上河流、大型水庫及其附屬設(shè)施、重要電力線及管線的連貫性等，同時還應(yīng)重視測量控制點和地名正確性的檢查。

4.4 DLG與制圖的制約關(guān)系

基于DLG符號化編輯的制圖數(shù)據(jù)，與上游成果存在因果關(guān)系，質(zhì)量控制必須以DLG成果正確性為前提，并保證圖面負(fù)載及出圖表達(dá)合理。

5 容易出現(xiàn)的問題及解決方法

5.1 DSM、DEM成果

1)與相關(guān)資料套合問題。如由DSM、DEM成果生成的等高線與DLG不匹配，與DOM比對地貌、地物不符，如圖2所示。解決辦法：增加特征點或刪除明顯錯誤的高程點，并保證點的位置和數(shù)量正確，排查異常高程點，使其與實際地物地貌相一致。

圖2 成果反生成等高線與相關(guān)資料套合問題Fig.2 The matching issues between contour lines generated by products and related data

2)接邊范圍內(nèi)同名格網(wǎng)點高程不一致，或測區(qū)邊界及資料缺乏的無數(shù)據(jù)區(qū)易出現(xiàn)異常情況。解決方法：接邊重疊范圍盡量采用一套數(shù)據(jù)，且應(yīng)保證不進(jìn)行硬接邊，防止地物或地貌高程突變。此外，盡可能擴(kuò)大接邊DEM數(shù)據(jù)的范圍，消除資料邊緣處數(shù)據(jù)的變形變異，保證數(shù)據(jù)完整、正確。

5.2 DOM成果

1)像素?fù)p失問題。對影像過暗或過亮的區(qū)域，調(diào)節(jié)影像亮度或?qū)Ρ榷葧r，易出現(xiàn)R、G、B值接近于0、0、0或255、255、255的現(xiàn)象。解決方法：檢查時可將背景賦予特定的顏色，這樣容易找出問題，也便于修改。

2)DEM不夠精細(xì)或資料變化造成影像扭曲變形和拉花，如圖3所示。解決方法：加強(qiáng)DEM成果的合理使用，尤其在地貌變化較劇烈區(qū)域要進(jìn)行精細(xì)化編輯。

圖3 影像扭曲變形、拉花Fig.3 Image distortion and drawing

3)影像拼接錯位、色調(diào)處理不一致問題。解決方法：要嚴(yán)格按照精度要求進(jìn)行拼接，分段逐漸調(diào)整影像色調(diào)使影像自然過渡。

5.3 DLG成果

1)要素與調(diào)繪片不一致問題。如圖4所示，漏行政村或道路屬性與調(diào)繪片不一致，(圖4中圓點及方框所示位置)。解決方法：依據(jù)調(diào)繪片增加遺漏要素，根據(jù)調(diào)繪片修改要素屬性。

圖4 要素與調(diào)繪不一致問題Fig.4 Inconsistency issues between features and adjustment drawing

2)要素位置與影像上的位置不一致問題。解決方法：結(jié)合要素表達(dá)指標(biāo)，按影像上的位置正確采集地物。

3)要素屬性不連續(xù)問題。如水系的名稱代碼，道路編碼、等級、材料、路寬以及電力線電壓、走向等不連續(xù)。解決方法：通過快速選取要素中重要屬性項，標(biāo)注完整的屬性信息，高亮顯示后進(jìn)行快速檢查，對發(fā)現(xiàn)的屬性賦值錯誤或遺漏問題進(jìn)行修改。

4)要素屬性間不匹配問題。如主、次干道中心線與所對應(yīng)道路邊線編碼不匹配。解決方法：根據(jù)圖式，參考調(diào)繪資料及影像，對要素間的編碼進(jìn)行匹配處理。

5)多余或遺漏要素的問題。解決方法：嚴(yán)格按照設(shè)計書的技術(shù)要求，掌握要素采集原則，避免出現(xiàn)多采或漏采要素等問題。

6)拓?fù)潢P(guān)系問題。主要出現(xiàn)在具有上下層關(guān)系或平面關(guān)系的要素，要素間存在不合理打斷、不合理面裂隙等。解決方法：要建立正確的拓?fù)潢P(guān)系。

7)表征質(zhì)量問題。表現(xiàn)在具有方向的點、線表達(dá)錯誤，或因未兼顧要素分類間表達(dá)要求，導(dǎo)致要素關(guān)系與實際矛盾等問題。如涵洞方向應(yīng)與水系一致，因未協(xié)調(diào)等高線與面狀水域關(guān)系導(dǎo)致出現(xiàn)要素“落水”等現(xiàn)象，如圖5圓圈和箭頭所示位置。

圖5 表征質(zhì)量問題 Fig.5 Quality issues of characterization

5.4 制圖數(shù)據(jù)

1)圖廓整飾字體錯誤、政區(qū)略圖丟漏的問題。解決方法：安裝完整字體庫，圖外整飾與圖面內(nèi)容相結(jié)合，保證二者表示一致。

2)圖面問題。主要表現(xiàn)為要素間關(guān)系處理不當(dāng)，要素壓蓋、屬性錯誤、符號丟漏等，如隧道與地面上的地物壓蓋順序有誤，匝道面色有誤等。解決方法：加強(qiáng)圖式等學(xué)習(xí)，提高圖面要素表示的綜合能力。

6 結(jié)束語

1∶10 000基礎(chǔ)地理信息更新項目產(chǎn)品類型多，技術(shù)和精度要求高，成果的總體質(zhì)量滲透在資料的正確性、生產(chǎn)工藝的科學(xué)性、項目設(shè)計的細(xì)化程度、生產(chǎn)軟件算法及圖面表達(dá)的適用性等多個環(huán)節(jié)。本文探討了1∶10 000基礎(chǔ)測繪成果的質(zhì)量控制方法，并對各類成果檢查檢驗中關(guān)注的重點、典型質(zhì)量問題進(jìn)行了整理、匯總及分析，提出解決各類問題的思路，對提高基礎(chǔ)測繪成果整體質(zhì)量有一定幫助，也為國家、省重點工程項目同類成果的實施提供參考。