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1∶1 0 0 0 0數(shù)字線劃圖DLG全要素更新質(zhì)檢方案研究

2021-08-04 05:10曾澤前
經(jīng)緯天地 2021年2期
關(guān)鍵詞:調(diào)繪內(nèi)業(yè)外業(yè)

曾澤前

(福建省測繪院,福建 福州 350003)

0.引言

基礎地理信息在區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護、自然資源開發(fā)利用、國土空間規(guī)劃等領域發(fā)揮了重要的基礎數(shù)據(jù)作用,目前基礎地理信息主要涵蓋了正射影像圖、表面模型、高程模型、數(shù)字線劃圖等,而數(shù)字線劃圖在所有基礎地理信息中屬于信息要素種類最為全面、信息屬性最為復雜[1]。在繪制數(shù)字線劃圖時必須經(jīng)歷外業(yè)調(diào)繪與內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)編輯等兩大環(huán)節(jié),隨著各類航拍衛(wèi)星影像測繪技術(shù)和全球衛(wèi)星定位技術(shù)等新型測繪手段的測繪精度和測繪效率不斷提高,數(shù)字線劃圖外業(yè)調(diào)繪的工作難度逐步降低,但目前數(shù)字線劃圖內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)編輯基本依靠于人工調(diào)繪、拼接,自動化程度較低,并且在編輯拼接過程中容易出現(xiàn)各類錯誤,從而影響數(shù)字線劃圖的最終質(zhì)量。因此,如何利用合理的質(zhì)檢手段來降低數(shù)字線劃圖繪制過程中的錯誤,成為提高數(shù)字線劃圖成果準確性的必經(jīng)之路。本文將以2020年福建省廈門、漳州、泉州和莆田片區(qū)等地區(qū)進行的1∶10000數(shù)字線劃圖全要素更新項目為例,探索和研究數(shù)字線劃圖成果質(zhì)檢方案的實施之路。

1.項目概況

本項目主要涉及廈門、漳州、泉州和莆田等地區(qū),數(shù)據(jù)更新面積共計3.09×104km2,其中廈門、漳州、泉州等三地3.02×104km2及莆田7.0×102km2,具體分布情況(如圖1所示),項目自2020年初開始并于當年12月底前完成建庫數(shù)據(jù)和符號化數(shù)據(jù)更新等工作內(nèi)容。本項目成果采用1∶10000的比例尺,其對于平面精度的要求分別為平原及丘陵地區(qū)0.5mm、山區(qū)0.75mm;對于高程精度的相關(guān)要求,(如表1所示),對于拼圖接邊精度的要求原則上相鄰圖幅地物平面位置和等高線接邊較差一般不得大于上述列表中誤差的2倍,屬性方面應保持一致。

圖1 項目實施范圍示意圖

表1 項目高程精度控制要求 單位:m

鑒于本項目工作量大、時間較為緊迫,項目承擔單位按照分區(qū)測繪、分區(qū)編輯、統(tǒng)一拼接的工作任務分配方式,即廈門、漳州、泉州及莆田各成立項目組,負責區(qū)域內(nèi)外業(yè)調(diào)繪與內(nèi)業(yè)編輯工作,而各區(qū)域之間的拼接工作則由另一項目組負責。每一項目組內(nèi)可將工作任務進行進一步細化,如可按街道或鄉(xiāng)鎮(zhèn)進行分割。

2.項目質(zhì)檢體系

本項目對成果質(zhì)量控制實行兩級檢查一級驗收制度,其中兩級檢查分別由各項目部與院總工辦分別負責,但所有檢查標準和質(zhì)量控制要求均執(zhí)行相同的規(guī)范、圖式。在一級檢查中所有繪圖員所完成的成果數(shù)據(jù)必須進行全面自檢,爭取將錯誤控制在最低的水平內(nèi);隨后各項目部內(nèi)也成立了專門的質(zhì)檢小組對項目組所完成的成果進行檢查,并及時對檢查中所發(fā)現(xiàn)的問題進行匯總從而總結(jié)和歸納出部分技術(shù)性問題以及改進辦法。二級檢查則是由院總工辦負責,在一級檢查合格后提交的成果按院內(nèi)部驗收比例進行檢查,并根據(jù)質(zhì)量評定標準對最終成果進行質(zhì)量評定,作為內(nèi)部驗收的結(jié)論。

3.項目外業(yè)調(diào)繪質(zhì)檢

3.1 外業(yè)調(diào)繪工作質(zhì)檢內(nèi)容

外業(yè)調(diào)繪工作質(zhì)量的優(yōu)劣主要取決于調(diào)繪所使用的影像資料質(zhì)量與調(diào)繪成果的質(zhì)量,其中,影像資料的質(zhì)量則由影像數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性與清晰性等兩大因素所影響,而調(diào)繪成果的質(zhì)量則由各繪圖要素的繪制質(zhì)量所決定[2],故本項目分別針對影像資料與繪圖成果質(zhì)量展開了相應的質(zhì)量檢測。

3.2 外業(yè)影像資料質(zhì)檢

首先,對所采用的航拍影像和多種遙感影像進行現(xiàn)勢性及清晰性地解讀與研判,從而確保外業(yè)調(diào)繪工作所使用地各類影像資料為最新采集的數(shù)據(jù)。同時,針對各類影像資料的清晰度亦有所要求,例如,城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村落等測繪要素密集區(qū)域內(nèi)所使用的影像資料像素清晰度必須控制在0.5m至0.8m之間;山區(qū)及其他要素分布較少的區(qū)域內(nèi)可適當降低對于影像資料像素清晰度的要求,但原則上不得低于1.0m至1.2m。在對影像資料進行質(zhì)檢的過程中,通常存在最新的影像資料存在一定的漏洞區(qū)域,為了對漏洞內(nèi)的測繪要素進行更新判斷,可核對同一位置不同影像資料來源或同樣影像來源近期的圖幅數(shù)據(jù),從而使得調(diào)繪數(shù)據(jù)不至于出現(xiàn)漏洞。

其次,由于項目區(qū)域位于我國東南部沿海地區(qū),當?shù)厣鐣?jīng)濟較為發(fā)達,城鎮(zhèn)建設速度較快,故在進行影像資料核對時檢測人員由于注重部分重點區(qū)域,如,測繪區(qū)內(nèi)區(qū)(縣)及以上的城市建成區(qū);新建或改擴建的占地面積在0.5 km2以上的大型居民點;新建或在建的各類高速公路、鐵路、等級公路等線型基礎設施等。如,部分重點區(qū)域的影像資料現(xiàn)勢性存在一定問題,則需安排人員對問題區(qū)域進行現(xiàn)場復核。項目內(nèi)部分區(qū)域由于存在禁飛區(qū),無法得到較為清晰的航拍攝影資料,為了保證禁飛區(qū)內(nèi)部相關(guān)外業(yè)調(diào)繪數(shù)據(jù)的完整性,可采取近期開展的國土三調(diào)影像及其他現(xiàn)勢性更高的遙感影像進行補充。

最后,為了保證內(nèi)業(yè)編輯工作數(shù)據(jù)的準確性,在對影像資料現(xiàn)勢性和清晰度進行核查的同時,應當同步核對影像資料的坐標系統(tǒng)數(shù)據(jù)、航拍時間節(jié)點、數(shù)據(jù)經(jīng)緯度格式等相關(guān)內(nèi)容,以免在后期拼疊影像資料時出現(xiàn)影像資料接邊處錯位等問題。

3.3 外業(yè)調(diào)繪成果質(zhì)檢

根據(jù)項目任務書要求外業(yè)調(diào)繪成果可按要素分為定位數(shù)據(jù)、河道、居住地、路網(wǎng)、管線、行政邊界線、地形地貌、植物與土質(zhì)等諸多元素,故針對上述調(diào)繪元素特征項目組還制定不同的質(zhì)檢要求。其中,定位數(shù)據(jù)中的數(shù)學基礎是由軟件自動生成的,其數(shù)據(jù)的準確性不必進行再次校核,而定位數(shù)據(jù)中的控制點直接引用福建省基礎地理信息中所提供的控制點成果,亦無須進行校核;行政邊界線也是引用地理國情監(jiān)測中的行政邊界線數(shù)據(jù),故同樣無須進行校核。因此,項目外業(yè)調(diào)繪成果的質(zhì)檢重點主要集中在河道、居住地、路網(wǎng)、管線、地形地貌、植被與土質(zhì)等六大方面內(nèi)容。

河道要素調(diào)繪質(zhì)檢工作的重點在于標明區(qū)域自然河道與人工水渠質(zhì)檢的區(qū)別,尤其是注重對于河道與水渠流線的標識,以便內(nèi)業(yè)編輯時能夠清楚地區(qū)分出河道與人工水渠,針對部分灌區(qū)內(nèi)存在河道與水渠交叉的問題,應當在河道或水渠分別標注兩者的空間關(guān)系。同時,對于部分達不到相應堤防等級的堤防,考慮到其還具有較為重要的防洪、防潮功能,在進行外業(yè)調(diào)繪時應當予以定性或標注,以免數(shù)據(jù)庫編輯時予以忽略。

居住地要素質(zhì)檢工作的重點在于被綜合為街區(qū)的區(qū)域,根據(jù)任務書原則每一棟獨立的房屋必須按照單幢房屋予以標注,但由于實際調(diào)繪過程中會存在因部分區(qū)域內(nèi)建筑物密度過大,從而導致所有建筑物外形輪廓線均連為一體,但為了保證測繪成果的使用性,在城區(qū)內(nèi)房屋間距超過1.5mm的不應進行綜合、城郊或農(nóng)村區(qū)域內(nèi)所有房屋均不予綜合。同時,在調(diào)繪過程中如發(fā)現(xiàn)存在特殊用途的建筑物時,應檢查其是否在建筑物類型的TYPE屬性進行了標注。針對居住地內(nèi)部存在空地應當進行進一步鑒別,如在建的建設用地可在調(diào)繪時將其備注為建成后的居住區(qū)名稱。另外,對于其他科教衛(wèi)文等功能性建筑應核對其是否采用的建筑物功能所對應的房屋線進行繪制,其房屋線內(nèi)部是否加標了注點,如,一處校舍內(nèi)同時有中學和小學的,應當在其TYPE屬性備注中小學。

路網(wǎng)要素質(zhì)檢工作在于是否非建成區(qū)中路網(wǎng)按照國道、省道、縣道及其相應的不同等級對其進行標注,并對非建成區(qū)的所有0.9mm至2mm之間的道路進行道路路寬的標注,同時是否采取不同線型來區(qū)別道路寬度界限。在建成區(qū)中必須區(qū)分主干道、次干道及支線,鑒于本次更新過程中建成區(qū)主干道均沿用原圖相關(guān)數(shù)據(jù),但應對與主干道相連且道路寬度與原有主干道路相近的道路進行增補,并要求進行現(xiàn)場補測或相關(guān)支撐材料收集,從而最終明確道路屬性[3]。

管線要素質(zhì)檢工作原則上應保證35kv以上的電力線、110kv以上的電線塔的圖形繪制工作,并在電力線路上標注其所對應的電壓值,如,遇到線路中間存在變壓設施則應當補充標準變壓設施前后端的實際電壓值。

地形地貌要素質(zhì)檢應當針對部分具有特殊需求或重要用途的區(qū)域進行高程數(shù)據(jù)核查,如,洪水位、大潮位等處的高程點,對于部分人工營造的地貌是否采用不同顏色將其與周邊的自然地貌進行區(qū)別[4]。

由于項目區(qū)域內(nèi)氣候條件較好,許多農(nóng)田或山林已被開發(fā)成經(jīng)濟作物種植物或經(jīng)濟林帶,故在植被與土質(zhì)要素質(zhì)檢中著重核查是否將經(jīng)濟作物地與經(jīng)濟林納入園地。

4.項目內(nèi)業(yè)編輯質(zhì)檢

4.1 內(nèi)業(yè)編輯質(zhì)檢方式

內(nèi)業(yè)質(zhì)檢方式主要分為軟件識別、人工識別以及人機識別等三種,其中,軟件識別是依靠計算機運算相關(guān)質(zhì)檢軟件;從而對內(nèi)業(yè)成果進行檢測,通過分析數(shù)據(jù)庫的邏輯性、圖像的拓撲關(guān)系等方法來判別內(nèi)業(yè)成果是否滿足規(guī)范要求;人工識別是通過人工目視核對數(shù)據(jù)表格和可視化圖形[5],進而發(fā)現(xiàn)其中的錯誤信息;人機識別則是利用人工和計算機軟件共同對數(shù)據(jù)庫和可視化圖形進行檢測。雖然軟件識別檢測速度較快,對于部分數(shù)據(jù)填寫或圖形勾繪是否滿足要求則無法準確判斷,但完全按照人工質(zhì)檢進行核查則耗時較長,因此本項目采用軟件與人工質(zhì)檢相結(jié)合的方式進行。

4.2 軟件質(zhì)檢

為了提高軟件質(zhì)檢的準確性,項目組事先編制了一套檢查方案來實施匹配法檢測數(shù)據(jù)庫(如圖2所示),檢查方案包括要素分層方法、每一種要素要填寫何種屬性項以及屬性項的定義與填寫規(guī)范,尤其是在檢查空間數(shù)據(jù)期間,檢查方案中所設定的每一條規(guī)則將對數(shù)據(jù)庫進行全面核查,并將所發(fā)現(xiàn)的錯誤信息進行統(tǒng)計和標記,以便下一步進行數(shù)據(jù)庫的調(diào)整和完善。同時,利用GIS軟件所自帶的數(shù)據(jù)算法,對圖形中存在的部分錯誤進行了甄別。例如,采用數(shù)字線劃圖中等高線繪制較為常見,其在繪制過程中往往存在等高線與高程點、等高線自交、等高線打折等問題,并分別通過構(gòu)建TIN算法、單調(diào)鏈算法、角度計算法等GIS相關(guān)算法設置來完成對上述圖形錯誤的識別。

圖2 方案匹配法示意圖

4.3 人工質(zhì)檢

在完成軟件質(zhì)檢后項目組又安排人員開展了相關(guān)人工質(zhì)檢工作,從而進一步提高繪圖成果的準確性。(1)根據(jù)軟件質(zhì)檢所提供的錯誤數(shù)據(jù)報告,再次對數(shù)據(jù)庫和圖形進行核對,從而去除錯誤報告中的“偽信息”,而針對質(zhì)檢報告中存在有效問題則匯總后再次下發(fā)給繪圖人員進行修正;(2)按照本項目所建立的質(zhì)檢體制,一級質(zhì)檢中人工核查應當按照全覆蓋的方式進行,二級質(zhì)檢則按照一定比例進行抽測;(3)針對每次人工核查中檢測出的質(zhì)檢軟件尚未發(fā)現(xiàn)的錯誤信息,會同GIS軟件算法設計人員再次對相關(guān)算法進行優(yōu)化和調(diào)整,并對于部分“偽信息”的算法進行重新構(gòu)建,從而提高下次軟件質(zhì)檢的準確性。

5.結(jié)束語

通過上文的相關(guān)論述,可以表明嚴格執(zhí)行分級質(zhì)檢分級驗收對于提高數(shù)據(jù)庫質(zhì)量是十分有必要的,而對于作業(yè)人員定期展開的培訓和答疑,使其能夠進一步規(guī)范繪圖作業(yè),在使用質(zhì)量檢測軟件對繪圖成果進行檢測時雖然會產(chǎn)生一定的錯誤,但結(jié)合人工核查能夠更加全面地發(fā)現(xiàn)繪圖成果中存在錯誤,從而避免只采用人工核查所造成的耗時長、檢查不夠全面的問題。

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