1∶50 000地形數(shù)據(jù)庫增量更新與質(zhì)量控制探討

張 婧，王海恒，郭忠強，楊夢梅

（自然資源部第一地理信息制圖院，西安 710054）

“十一五”及“十二五”期間經(jīng)過測繪相關部門不斷地探索與努力，多尺度多類型的國家基礎數(shù)據(jù)庫以及更新技術體系已經(jīng)形成。1∶50 000地形數(shù)據(jù)庫作為我國國家多尺度、多類型數(shù)據(jù)庫的基礎數(shù)據(jù)庫，極大豐富了我國基礎地理信息數(shù)據(jù)資源，提升了數(shù)據(jù)庫的現(xiàn)勢性和準確性，其被廣泛應用于國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的各個領域。隨著全面建設小康社會進程的不斷加快，社會各界對于基礎地理信息數(shù)據(jù)的準確性提出了更高的要求[1-2]。

“十四五”期間1∶50 000地形數(shù)據(jù)更新采用責任區(qū)內(nèi)輪換區(qū)域更新重點要素的更新方式，如何控制好增量數(shù)據(jù)質(zhì)量的同時提高數(shù)據(jù)的準確性、可靠性也是未來探討的重要內(nèi)容，其也對生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制提出更高的要求，因而一套嚴密完整的質(zhì)量控制體系是必不可少的。本文旨在探討一套基于生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制方案并根據(jù)生產(chǎn)需求開發(fā)輔助檢查工具，力圖在管理及技術上對質(zhì)量控制提供保障。

1 增量式更新及其質(zhì)量特征

1∶50 000 數(shù)據(jù)庫更新主要采用增量式更新的技術，該技術將變化的要素標識并提取出來形成增量要素，在數(shù)據(jù)更新過程中重點關注增量要素。數(shù)據(jù)庫中設置有更新狀態(tài)標識（STACOD）和版本標識（VERS）2個屬性項，用以標記變化的要素和要素的變化狀態(tài)；在數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量檢查、接邊融合及數(shù)據(jù)入庫環(huán)節(jié)，僅對增量要素進行檢查和處理[3]。該更新方式可以有效避免傳統(tǒng)以圖幅為單位進行更新中數(shù)據(jù)冗余、重復工作量大、更新周期長等缺點。

在質(zhì)量控制方面增量式更新方式相較傳統(tǒng)更新方式也具有檢查內(nèi)容側(cè)重于對增量要素的合理性、正確性等特征。

針對增量數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢查內(nèi)容見表1。

表1 增量數(shù)據(jù)檢查主要內(nèi)容

2 基于生產(chǎn)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制探討

2.1 質(zhì)量控制的流程優(yōu)化

大型空間數(shù)據(jù)庫建設與更新工程的生命線就是質(zhì)量控制，1∶50 000地形數(shù)據(jù)庫本身存在著數(shù)據(jù)量大、要素種類繁多、要素間關系復雜和屬性信息多樣等特點，這就對更新過程中的數(shù)據(jù)檢查等流程提出了更高的要求。更新過程中的數(shù)據(jù)錯誤會逐步累積并影響最終數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的難度，因而1∶50 000地形數(shù)據(jù)庫更新質(zhì)量控制必須遍布生產(chǎn)全過程。

一般1∶50 000地形數(shù)據(jù)庫的更新流程中生產(chǎn)部門兩級檢查集中均在提取更新增量這一階段，增量提取后其與原始數(shù)據(jù)間的關系檢查便更難實施，且容易忽略原始數(shù)據(jù)中的錯誤以及連帶更新不到位的情況。

本研究基于實際生產(chǎn)提出將質(zhì)量控制分散到變化發(fā)現(xiàn)和內(nèi)業(yè)編輯整理2個作業(yè)過程中，對數(shù)據(jù)變化發(fā)現(xiàn)階段性成果及內(nèi)業(yè)編輯整理后數(shù)據(jù)進行100%的全覆蓋詳查，對內(nèi)業(yè)編輯整理后數(shù)據(jù)及增量數(shù)據(jù)進行100%的一級檢查與二級檢查，兩級檢查分別采集人工檢查和人機交互的方式；通過對作業(yè)數(shù)據(jù)的詳細檢查可以在確保增量數(shù)據(jù)本身的屬性精度及位置精度的同時，保證增量與原始要素間的關系的正確性，為后期增量數(shù)據(jù)的提取及融合打好基礎。

在兩級檢查的基礎上對于生產(chǎn)單元間融合處理環(huán)節(jié)進行重點檢查，保證接邊融合的正確性；對省級更新增量融合數(shù)據(jù)進行人機交互檢查，最終形成了一套關注于過程控制的質(zhì)量控制體系，保證數(shù)據(jù)整體質(zhì)量，杜絕重大或普遍的生產(chǎn)質(zhì)量問題。其流程如圖1所示。

圖1 基于生產(chǎn)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制方案流程圖

2.2 分環(huán)節(jié)質(zhì)量控制內(nèi)容分析

變化發(fā)現(xiàn)是數(shù)據(jù)庫更新的關鍵技術環(huán)節(jié)，其直接影響了更新的進程與結(jié)果，在該階段加入質(zhì)量控制環(huán)節(jié)，可以盡早發(fā)現(xiàn)問題解決問題，避免將過程中的數(shù)據(jù)錯誤帶入下一環(huán)節(jié)，影響后續(xù)數(shù)據(jù)質(zhì)量和進度。

該階段主要關注數(shù)據(jù)位置精度、完整性、表征質(zhì)量等問題，具體見表2。

表2 變化發(fā)現(xiàn)階段質(zhì)量控制內(nèi)容

內(nèi)業(yè)編輯整理階段主要參考外業(yè)調(diào)繪成果對更新數(shù)據(jù)進行內(nèi)業(yè)整理，增量成果數(shù)據(jù)是在編輯整理后數(shù)據(jù)的基礎上提取的，可以說控制內(nèi)業(yè)編輯整理階段作業(yè)數(shù)據(jù)質(zhì)量便控制了增量成果數(shù)據(jù)的質(zhì)量。該階段主要關注數(shù)據(jù)屬性精度、邏輯一致性、表征質(zhì)量等方面錯誤[4-5]。其主要檢查內(nèi)容歸納見表3。

表3 內(nèi)業(yè)編輯整理階段檢查內(nèi)容

3 輔助檢查工具開發(fā)

本文通過分析總結(jié)多年項目質(zhì)量控制經(jīng)驗，針對增量式更新及生產(chǎn)各環(huán)節(jié)特點，在人工檢查的基礎上對重復性排查量大的工作提出軟件需求，由專業(yè)軟件人員進行工具開發(fā)，提高工作效率的同時注重細節(jié)把控，力求將質(zhì)量控制的觀念滲透到生產(chǎn)全過程。

本研究基于國家1∶50 000地形數(shù)據(jù)庫更新生產(chǎn)特點和數(shù)據(jù)規(guī)定要求開發(fā)了更新輔助檢查工具，其結(jié)合實際生產(chǎn)階段需求，使用ArcGIS軟件自帶的Python腳本語言編寫完成輔助檢查工具集。檢查結(jié)果為shapefile格式，一般包含Line_Error、Point_Error 2個錯誤文件，分別已點和線形式可以對錯誤進行定位。

輔助檢查工具可以將增量數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)進行整合生成作業(yè)過程數(shù)據(jù)，軟件提示問題包含原始數(shù)據(jù)中的錯誤，最大程度地保證1∶50 000數(shù)據(jù)的正確性。檢查工具界面及各具體功能見表4及圖2。

表4 輔助檢查工具功能列表

目前軟件已在自然資源部第一地理信息制圖院的1∶50 000生產(chǎn)中全面應用，工具總體評價較好，具有操作簡單、運行穩(wěn)定和質(zhì)檢誤報少等特點。

4 結(jié)束語

基于生產(chǎn)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制方案將質(zhì)量檢查貫徹到數(shù)據(jù)生產(chǎn)全過程，該方案以及檢查工具已在生產(chǎn)中得到廣泛應用，質(zhì)量控制情況良好，1∶50 000地形數(shù)據(jù)庫一次驗收合格率100%，優(yōu)良品率達到85%。

由于條件限制，本文質(zhì)量控制僅對生產(chǎn)單位的內(nèi)業(yè)生產(chǎn)過程及成果進行了探討。對于如何控制數(shù)據(jù)更新資料源的質(zhì)量及外業(yè)調(diào)繪成果質(zhì)量未做研究。隨著各省1∶10 000地形數(shù)據(jù)庫的更新完善，利用1∶10 000省級基礎測繪成果協(xié)同更新將成為1∶50 000地形數(shù)據(jù)庫更新的重要方法，因而討論如何控制數(shù)據(jù)更新資料源的質(zhì)量保證協(xié)同更新質(zhì)量的研究勢在必行。