测绘质检资源库系统的建设与应用

黄昌狄 郑学勇 杜浩强 丁俊国

1浙江省测绘质量监督检验站，浙江 杭州，310012

随着测绘技术的不断发展及更新，数字测绘成果内容不断丰富、更新效率不断加快，为测绘成果质检检验的方法、手段、效率都提出了更高的要求。目前，测绘成果质量检验部门的检验工作主要参照技术设计书及相关规范，对成果本身的数据特性及内部的逻辑关系开展检验工作，结合外业巡查和数学精度评价，完成测绘成果质量的最终评价。现有检验方法孤立了不同测绘成果之间的联系，未能有效利用历史测绘成果样本数据或检测数据辅助相关质检流程，提升测绘成果质量检验效率。此外，以数据库的方式对历史测绘成果样本数据及相关检测数据实现管理，能提高资料的安全性、应用的便捷性及成果质量检验的客观公正性。如叶爱东［1］将检核点、样本数据等组成质检样本数据库以提高质检效率；韩文立等［2］提出了基质检数据库的质检技术将不同类型的成果应用于质检；文献［3-6］分别从测绘信息化、空间数据管理等角度分析了数据库的构建及有效管理。曾衍伟等［7］人结合不同测绘成果的检查项及质量元素等角度阐述了质量检查。因此，探索测绘质检资源库的建设及其在测绘成果质量检验中的应用具有现实性和必要性。

1 系统总体架构及功能设计

1.1 系统总体架构

测绘质检资源库系统的建设是以提高已有测绘数据或检核数据的利用率，优化现有测绘成果质量检验流程，缩减检验人员外业工作量，提高质量检验效率，更加优质高效的保证测绘成果质量为目标。系统包括数据环境、质检资源管理系统和展现层3部分，系统总体框架如图1所示。

图1 系统框架Fig.1 System Framework

数据环境：主要包含元数据库、检核点数据库、数字线划图库、数字正射影像及原始影像库和原始影像库［8］。元数据库是对不同时期、不用类型的测绘成果的名称、数学基础、比例尺等基本信息登记入库，实现对测绘成果数据的元数据管理；检核点数据库包含各等级控制点、像控点、检查点等点位数据，辅助数学精度检查。数字线划图库主要包含1∶500、1∶2 000等大比例尺数据库，辅助比例尺较小的成果精度检查及属性检查；数字正射影像及原始影像库主要包含高分辨率的数字正射影像图、卫星影像等成果，辅助成果精度检查及完整性检查。相关应用关系如图2所示。

图2 数据库与质检应用关系图Fig.2 Relationship Between Database and Quality Inspection Application

系统质检资源管理：主要包含用户管理、权限管理、数据管理及数据应用等功能。用户管理实现用户角色新增、删除、修改、用户痕迹记录等功能；权限管理通过对用户权限的配置实现允许或限制用户对数据访问的权限；数据管理主要实现数据入库、项目检索分析、数据导出功能；数据应用主要实现基于已入库基础数据对待检数据的精度自动比对功能。

展现层：系统是基于WalkGIS平台，采用C/S架构进行开发，开发语言为C/C++，界面库为MFC。采用分布式文件系统与元数据表结合的方式对多源、异构、海量的各类数据资源存储管理，并建立多级索引及公里网格；支持日常项目管理入库及常态化更新；实现了海量数据的高效查询、网格化管理、分析比对、区域导出等功能。同时，软件开发对WalkGIS平台进行了必要的扩展，采用Walk-Script对象化GIS框架开发语言，实现对空间矢量数据的读取、分析、可视化。

1.2 功能设计

结合质检的具体内容、流程，针对不同用户群体及保密需求，系统功能主要包含：数据管理、数据维护、数据应用、用户管理等4个模块，如图3所示。

图3 系统功能模块Fig.3 System Function Module

1）数据管理模块：数据入库功能，实现不同格式的DLG数据库、数字正射影像、原始影像及检核点等数据的入库；数据查询功能，根据成果名称、行政区划、比例尺、自定义范围等检索条件对库内数据进行检索；数据导出功能，基于数据检索结果或导入矢量面范围裁剪导出特定范围内的数据成果。

2）数据维护模块：数据修改功能，对数据的元数据中的成果名称、比例尺、数学基础等相关属性实现编辑、修正等功能；数据删除功能，选择检查点、数据库、影像等特定数据成果执行删除操作；坐标转换功能，根据七参数、四参数或坐标点实现数据平面坐标的转换，使入库数据转换至同一个平面坐标系。

3）数据应用模块：库比对功能，基于大比例尺数据库中的房屋面、高程注记点等要素实现对待检较小比例尺数据库的平面、高程精度的整体精度评价；点比对功能，主要基于控制点、像控点、检查点等高精度点位数据对待检测绘成果实现平面、高程精度的样本精度评价，输出样本精度统计表。

4）用户管理模块：属于权限管理功能，主要实现管理员、数据入库人员、检验人员等不同类别的用户权限的管理。操作记录功能，主要记录不同用户的操作情况，保证数据的安全及操作的可溯源性。

2 系统实现及应用情况分析

2.1 系统实现

Walk GIS平台是一套集成了测绘、CAD、GIS等3个领域实用技术的测绘地理信息平台。平台可提供完整的空间数据的采集、管理、编辑、浏览、查询、分析、制图输出等核心功能，能够快速针对数据建库、空间分析、二次开发等不同场景进行模块设计及定制。因此本系统实现基于WalkGIS平台，采用C/S（client/server）架构，利用Visual Studio 2010集成开发环境，开发语言为C/C++，界面库为MFC。采用分布式文件系统与元数据表结合的方式对多源、异构、海量的各类数据资源存储管理，并建立多级索引及千米网格；支持日常项目管理入库及常态化更新；实现了海量数据的高效查询、网格化管理、分析比对、区域导出等功能。同时，软件开发对Walk GIS平台进行了必要的扩展，采用Walk Script对象化GIS框架开发语言，实现对空间矢量数据的读取、分析、可视化。系统界面效果如图4所示。

图4 系统界面效果图Fig.4 System Interface Rendering

2.2 系统应用情况对比分析

为了验证测绘质检资源库系统辅助质检方法的有效性，本文以某地区的1∶2 000数字线划图更新成果的测绘质量检验进行系统应用，并与现有质检方法在工作流程及效率上进行对比实验分析。

1）工作流程。传统数字线划图测绘成果质量检验的流程主要接收数据、成果概查、随机抽样、样本详查、质量评价。其中，样本详查环节检验人员需外业采集数学精度检测点，对样本进行外业巡查，最终完成成果的质量评价，传统方法中数学精度检测点采集及外业巡视工作量较大。以测绘质检资源库辅助质检的主要流程为：接收样本、成果概查、成果分析、随机抽样、样本详查、质量评价。两者对比新增成果分析环节，即根据待检成果的测区范围，在数据库中进行检索分析，查找可用于精度评价、辅助属性及完整性检查的矢量数据库和影像数据。利用库中高精度的控制点数据及矢量数据库辅助数学精度评价，以矢量数据中的属性信息及影像数据辅助地理精度、属性精度等质量元素的评价，从而缩减外业数学精度检查点采集的工作量，同时实现外业巡查从满幅到重点区域的转变。

2）质检效率。本次实验为32幅样本，原有质检方法数学精度采集、外业巡查总计需两人8天。以测绘质检资源库辅助质检方法，数学精度评价中找到16幅样本有基础数据，需外业采集样本数缩减为16幅，数学精度评价环节缩减为两人两天，外业巡查对照影像数据查找重点检查区域后工作量缩减为两人3天，总计两人5天完成样本详查环节，两种方法的其他环节工作量大体相等。因此，本文方法能缩减检验人员外业工作量，提升测绘成果质量检验的效率。

3 结束语

测绘质检资源库实现对历史已有大比例尺数字线划图、数字正射影像、原始影像及检核点等数据的管理。同时结合测绘成果质检的具体内容及流程，实现了利用已有成果对待检成果的数学精度、属性精度、完整性等质量元素的辅助评价。通过实验表明，利用测绘质检资源库辅助测绘成果质检能缩减检验人员外业工作量，提高质量检验工作效率，一定程度的推动质量检验工作的信息化。