測繪質檢資源庫系統的建設與應用

黃昌狄 鄭學勇 杜浩強 丁俊國

1浙江省測繪質量監督檢驗站，浙江 杭州，310012

隨著測繪技術的不斷發展及更新，數字測繪成果內容不斷豐富、更新效率不斷加快，為測繪成果質檢檢驗的方法、手段、效率都提出了更高的要求。目前，測繪成果質量檢驗部門的檢驗工作主要參照技術設計書及相關規范，對成果本身的數據特性及內部的邏輯關系開展檢驗工作，結合外業巡查和數學精度評價，完成測繪成果質量的最終評價?，F有檢驗方法孤立了不同測繪成果之間的聯系，未能有效利用歷史測繪成果樣本數據或檢測數據輔助相關質檢流程，提升測繪成果質量檢驗效率。此外，以數據庫的方式對歷史測繪成果樣本數據及相關檢測數據實現管理，能提高資料的安全性、應用的便捷性及成果質量檢驗的客觀公正性。如葉愛東［1］將檢核點、樣本數據等組成質檢樣本數據庫以提高質檢效率；韓文立等［2］提出了基質檢數據庫的質檢技術將不同類型的成果應用于質檢；文獻［3-6］分別從測繪信息化、空間數據管理等角度分析了數據庫的構建及有效管理。曾衍偉等［7］人結合不同測繪成果的檢查項及質量元素等角度闡述了質量檢查。因此，探索測繪質檢資源庫的建設及其在測繪成果質量檢驗中的應用具有現實性和必要性。

1 系統總體架構及功能設計

1.1 系統總體架構

測繪質檢資源庫系統的建設是以提高已有測繪數據或檢核數據的利用率，優化現有測繪成果質量檢驗流程，縮減檢驗人員外業工作量，提高質量檢驗效率，更加優質高效的保證測繪成果質量為目標。系統包括數據環境、質檢資源管理系統和展現層3部分，系統總體框架如圖1所示。

圖1 系統框架Fig.1 System Framework

數據環境：主要包含元數據庫、檢核點數據庫、數字線劃圖庫、數字正射影像及原始影像庫和原始影像庫［8］。元數據庫是對不同時期、不用類型的測繪成果的名稱、數學基礎、比例尺等基本信息登記入庫，實現對測繪成果數據的元數據管理；檢核點數據庫包含各等級控制點、像控點、檢查點等點位數據，輔助數學精度檢查。數字線劃圖庫主要包含1∶500、1∶2 000等大比例尺數據庫，輔助比例尺較小的成果精度檢查及屬性檢查；數字正射影像及原始影像庫主要包含高分辨率的數字正射影像圖、衛星影像等成果，輔助成果精度檢查及完整性檢查。相關應用關系如圖2所示。

圖2 數據庫與質檢應用關系圖Fig.2 Relationship Between Database and Quality Inspection Application

系統質檢資源管理：主要包含用戶管理、權限管理、數據管理及數據應用等功能。用戶管理實現用戶角色新增、刪除、修改、用戶痕跡記錄等功能；權限管理通過對用戶權限的配置實現允許或限制用戶對數據訪問的權限；數據管理主要實現數據入庫、項目檢索分析、數據導出功能；數據應用主要實現基于已入庫基礎數據對待檢數據的精度自動比對功能。

展現層：系統是基于WalkGIS平臺，采用C/S架構進行開發，開發語言為C/C++，界面庫為MFC。采用分布式文件系統與元數據表結合的方式對多源、異構、海量的各類數據資源存儲管理，并建立多級索引及公里網格；支持日常項目管理入庫及常態化更新；實現了海量數據的高效查詢、網格化管理、分析比對、區域導出等功能。同時，軟件開發對WalkGIS平臺進行了必要的擴展，采用Walk-Script對象化GIS框架開發語言，實現對空間矢量數據的讀取、分析、可視化。

1.2 功能設計

結合質檢的具體內容、流程，針對不同用戶群體及保密需求，系統功能主要包含：數據管理、數據維護、數據應用、用戶管理等4個模塊，如圖3所示。

圖3 系統功能模塊Fig.3 System Function Module

1）數據管理模塊：數據入庫功能，實現不同格式的DLG數據庫、數字正射影像、原始影像及檢核點等數據的入庫；數據查詢功能，根據成果名稱、行政區劃、比例尺、自定義范圍等檢索條件對庫內數據進行檢索；數據導出功能，基于數據檢索結果或導入矢量面范圍裁剪導出特定范圍內的數據成果。

2）數據維護模塊：數據修改功能，對數據的元數據中的成果名稱、比例尺、數學基礎等相關屬性實現編輯、修正等功能；數據刪除功能，選擇檢查點、數據庫、影像等特定數據成果執行刪除操作；坐標轉換功能，根據七參數、四參數或坐標點實現數據平面坐標的轉換，使入庫數據轉換至同一個平面坐標系。

3）數據應用模塊：庫比對功能，基于大比例尺數據庫中的房屋面、高程注記點等要素實現對待檢較小比例尺數據庫的平面、高程精度的整體精度評價；點比對功能，主要基于控制點、像控點、檢查點等高精度點位數據對待檢測繪成果實現平面、高程精度的樣本精度評價，輸出樣本精度統計表。

4）用戶管理模塊：屬于權限管理功能，主要實現管理員、數據入庫人員、檢驗人員等不同類別的用戶權限的管理。操作記錄功能，主要記錄不同用戶的操作情況，保證數據的安全及操作的可溯源性。

2 系統實現及應用情況分析

2.1 系統實現

Walk GIS平臺是一套集成了測繪、CAD、GIS等3個領域實用技術的測繪地理信息平臺。平臺可提供完整的空間數據的采集、管理、編輯、瀏覽、查詢、分析、制圖輸出等核心功能，能夠快速針對數據建庫、空間分析、二次開發等不同場景進行模塊設計及定制。因此本系統實現基于WalkGIS平臺，采用C/S（client/server）架構，利用Visual Studio 2010集成開發環境，開發語言為C/C++，界面庫為MFC。采用分布式文件系統與元數據表結合的方式對多源、異構、海量的各類數據資源存儲管理，并建立多級索引及千米網格；支持日常項目管理入庫及常態化更新；實現了海量數據的高效查詢、網格化管理、分析比對、區域導出等功能。同時，軟件開發對Walk GIS平臺進行了必要的擴展，采用Walk Script對象化GIS框架開發語言，實現對空間矢量數據的讀取、分析、可視化。系統界面效果如圖4所示。

圖4 系統界面效果圖Fig.4 System Interface Rendering

2.2 系統應用情況對比分析

為了驗證測繪質檢資源庫系統輔助質檢方法的有效性，本文以某地區的1∶2 000數字線劃圖更新成果的測繪質量檢驗進行系統應用，并與現有質檢方法在工作流程及效率上進行對比實驗分析。

1）工作流程。傳統數字線劃圖測繪成果質量檢驗的流程主要接收數據、成果概查、隨機抽樣、樣本詳查、質量評價。其中，樣本詳查環節檢驗人員需外業采集數學精度檢測點，對樣本進行外業巡查，最終完成成果的質量評價，傳統方法中數學精度檢測點采集及外業巡視工作量較大。以測繪質檢資源庫輔助質檢的主要流程為：接收樣本、成果概查、成果分析、隨機抽樣、樣本詳查、質量評價。兩者對比新增成果分析環節，即根據待檢成果的測區范圍，在數據庫中進行檢索分析，查找可用于精度評價、輔助屬性及完整性檢查的矢量數據庫和影像數據。利用庫中高精度的控制點數據及矢量數據庫輔助數學精度評價，以矢量數據中的屬性信息及影像數據輔助地理精度、屬性精度等質量元素的評價，從而縮減外業數學精度檢查點采集的工作量，同時實現外業巡查從滿幅到重點區域的轉變。

2）質檢效率。本次實驗為32幅樣本，原有質檢方法數學精度采集、外業巡查總計需兩人8天。以測繪質檢資源庫輔助質檢方法，數學精度評價中找到16幅樣本有基礎數據，需外業采集樣本數縮減為16幅，數學精度評價環節縮減為兩人兩天，外業巡查對照影像數據查找重點檢查區域后工作量縮減為兩人3天，總計兩人5天完成樣本詳查環節，兩種方法的其他環節工作量大體相等。因此，本文方法能縮減檢驗人員外業工作量，提升測繪成果質量檢驗的效率。

3 結束語

測繪質檢資源庫實現對歷史已有大比例尺數字線劃圖、數字正射影像、原始影像及檢核點等數據的管理。同時結合測繪成果質檢的具體內容及流程，實現了利用已有成果對待檢成果的數學精度、屬性精度、完整性等質量元素的輔助評價。通過實驗表明，利用測繪質檢資源庫輔助測繪成果質檢能縮減檢驗人員外業工作量，提高質量檢驗工作效率，一定程度的推動質量檢驗工作的信息化。