地理信息质检数据库建设和应用的技术探讨

韩文立，张　莉，程鹏飞

(国家测绘产品质量检验测试中心，北京100830)

Investigations of Construction and Application Technology for Geographic

Information Quality Inspection Database

HAN Wenli，ZHANG Li，CHENG Pengfei



地理信息质检数据库建设和应用的技术探讨

韩文立，张莉，程鹏飞

(国家测绘产品质量检验测试中心，北京100830)

Investigations of Construction and Application Technology for Geographic

Information Quality Inspection Database

HAN Wenli，ZHANG Li，CHENG Pengfei

摘要：通过对测绘地理信息各类成果和资料的分析，研究了适用于质检的资料库的设计和管理方法，提出了基于质检数据库的质检技术研究内容，推动了测绘地理信息质检由单纯基于成果本身的质检技术向综合各类成果之间关系的质检技术过渡，促进了测绘地理信息质检技术的不断创新，提高了质检效率，保证了成果质量。

关键词：测绘地理信息质检；质检数据库；质检技术

一、引言

随着测绘地理信息技术的不断更新，测绘成果已由模拟成果转变为数字成果，因此，成果信息越来越丰富、管理越来越便捷、应用越来越广泛。正因为如此，测绘地理信息的生产方式逐渐由全外业调绘转变为充分利用已有资料进行内外业一体化生产，这种转变提高了生产效率，保证了数据间的一致性。特别是第一次全国地理国情普查项目中，更是将资料作为数据生产的重要依据，通过收集和利用1∶10 000和1∶50 000基础测绘成果及其他部门的资料，综合获取国情国貌，同时大大减少了外业工作量，提高了生产效率。与生产相比，目前的测绘地理信息质检主要是依赖成果本身的特性及成果内部的逻辑关系实现成果自动质检，而丰富的外部资料在质检过程中只是作为人工检查的参考，未得到充分的利用。本文主要探讨通过数据库的形式管理和应用质检资料，以提高资料的利用率，提高质检技术和质检效率。

二、研究的必要性

1. 提高资料的安全性

由国家测绘局更名为国家测绘地理信息局可以看出，我国的业务范围已由传统基础测绘向应用型测绘过渡，与其行业的联系更加紧密，如近期的海岛测图项目、地理国情普查项目等。测绘生产与质检所涉及资料除基础测绘外，还包括各类专题资料，如海岸线资料、水利普查资料等。这些资料由于专业性强、范围大且涉及国家安全和人民生命财产安全，因此密级较高。但由于目前质检技术方法的限制，不得不将各类资料都存放于本地机上，以备检查人员质检时核对其成果的正确性，而这些资料在拷贝和使用过程中存在着一定的安全隐患。

若采用质检数据库统一管理所有资料，一方面，检查员只能通过用户名和密码登录质检数据库，并且根据其检查的数据范围，为其提供所需的质检资料，增加了数据的安全性；另一方面，数据库需要登录操作，可以记录每个检查员的全部操作，提高了数据的安全性和可靠性。

2. 提高应用的便捷性

当资料以文件形式保存时，由于专业资料多、范围大，且资料的格式、内容及表达方法不一致等原因，给资料的应用带来较大的困难。首先，由于资料种类多，检查员必须在检查开始前了解各类资料的内容、使用方法，即使这样，由于某些专业资料使用存在一定难度，检查员的经验就变得尤为重要。其次，测绘项目范围逐渐扩大，全国性项目越来越多，数据量也越来越大，数据的打开、对比分析等操作都需要花费大量的时间，给质检工作带来了不便，且增加了质检周期。

应用质检数据库集中管理资料为数据应用提供了诸多便捷之处：①数据存储于数据库中，查询检索速度较快；②由技术负责人进行数据分析形成检查方案后，更便于方案共享，实现技术统一。

3. 提高质检效率、节约质检成本

为保证测绘成果质量，除了多级质检外，通常还需要进行内外业全面质检，外业质检虽然抽检比例较低，但单位成果的质检成本非常高。为保证样本具有代表性，通常外业样本需要覆盖测区的各个区域、各种地形，加之我国幅员辽阔，即使每个区域只需检查几幅图，也需要检查员花费大量的时间往返于各测区之间，进行全面的检查，单位成果质检的成本随之升高。然而，通过质检数据库的建立和应用，可以实现将大量的检查工作由室外转移到室内，既提高了质量效率，又节约了质检成本。如精度检查，若能够充分收集测区已有的控制点及检查点资料、基础测绘成果等，在验证其正确后，可重复应用这些点开展精度检查，降低外业成本。

4. 提高成果质量检查的客观性、公正性

目前测绘质检技术多是基于成果自身特性的质检，主要集中在成果的一致性和拓扑关系方面，对于数学精度、属性精度、完整性仍以人工检查或人机交互的半自动检查方式为主。这种方式受检查员经验等人为因素影响较大，对于相同的成果不同经验的质检员可以得出不同的检验结论。基于质检数据库的质检技术则以原始资料为依据，采用计算机自动识别的技术手段，可以最大限度地保证检查的客观性，提高检查的全面性，从而也保证成果的一致性。

三、质检数据库内容和应用方向

在质检中用到的资料很多，常用资料主要包括控制点成果、基础测绘成果、专题数据、专题数据库、原始影像等。因此，应充分考虑数据的内容和形式，建立相应的数据库。

1. 检核点数据库

检核点数据库主要是利用控制成果，包括各等级控制点、三角点、像控点、人工选取的空三加密点、检查点等。检核点数据库适合大型项目的整体精度检查，既能减少外业工作量，又能控制项目的整体精度。

2. 基础测绘成果数据库

基础测绘成果包括数字线划图、数字正射影像、数字高程模型等，由于成果类型不同，质检的用途也不同，应分别建立矢量数据库、正射影像数据库、数字高程模型数据库。基础测绘成果的数学精度均较高，因此，这些成果均用于比例尺较小的各类成果的精度检查，而矢量数据包包含大量的属性信息，可用于相关属性检查。小比例尺的矢量数据可用于要素的连续性及部分属性检查等。经过多年的积累，基础测绘成果已经实现了全国覆盖，因此，其更具有参考和应用价值。

3. 专题信息库

专题信息库是由专题数据和已有的专题数据库共同组成。一方面，通过海岛测图项目、第一次全国地理国情普查项目等，积累的各类专题数据越来越丰富，如路网数据、水系数据、行政区划数据等；另一方面，地表分类样本库等专题数据库为质检提供了丰富的信息资源，使得成果检查依据更充分、结果更可靠。

4. 原始影像库

原始影像库主要包括卫星影像、航摄影像、无人机影像等。我国自主研发的卫星获取的影像分辨率越来越高、影像质量越来越好、获取周期越来越短，仅资源三号卫星每年可多次获取覆盖全国的数据，这些数据能够充分体现某一时刻的地表覆盖情况，因此，可充分利用这些资料进行数据库的更新及时点检查等。

四、质检数据库的建设和应用研究

质检数据库建设不仅需要考虑资料类型及资料来源，而且需要考虑数据库的管理和应用。因此，资料的收集整理，数据库的建设、管理和应用都将成为质检技术研究的重要课题。建立质检数据库框架应充分体现质检数据库建设与应用之间的关系，如图1所示。

图1　质检数据库建设框架

1. 数据整理及特征信息抽取研究

地理信息质检数据并非成果库，不能将各类基础信息和专题信息简单地放入数据库应用于质检，而是需要将各类数据分别进行分析，选择具有质检参考价值的质检特征数据进行入库管理。应避免数据库中存放大量无用的冗余数据，给数据库的构建、维护及应用造成负担。

为提高质检特征数据抽取的一致性及有效性，应对各类数据进行分类分级管理，如河流可按其已定义的等级，道路可按国、省、县级进行抽取。影像数据则需要依据其区域经济发展情况，按照地物类型进行等级划分，如居民地为一级、道路为二级等，抽取不连续的影像进行入库管理。数据抽取的总体原则，应选形状和属性相对稳定、不易发生变化的地物，避免给质检造成困惑。

2. 数据库及其维护系统的设计与开发

数据库设计与开发直接关系到数据管理及质检应用，数据库设计应针对不同类型数据及其应用方向，选择最优的数据模型、处理模式、存储结构、存取方法等。为方便数据库的维护和更新，应开发数据库管理系统，管理系统不仅需要具备常规的入库、查询和检索等功能，还需要针对数据抽取的内容和方法，有针对性开发相应功能，以方便数据的整理入库。

3. 数据的入库及更新

数据库库体结构开发完成后，数据入库工作并非一次性完成，而是需要不断积累、不断更新。首先，对于行政区划、水系、路网数据等数据可一次性收集入库，其他数据可依据实际工作需要不断收集、扩充；其次，测绘地理信息成果具有时效性，因此数据库内容应不断更新。数据库更新应分析不同成果、不同区域的特征，进行有选择性更新，如原始影像的更新，并非需要每年购买数据将全国覆盖一遍，而是应根据质检项目需要，选择部分区域进行更新，即保证了质检的有效性，又可节约成本。

4. 质检技术研究

基于多种资料的质检技术研究涉及多个对象之间的关系，与基于成果的质检技术相比更加复杂，必须通过技术融合实现基于质检数据库的质检。首先，应开展数据的研究分析，掌握不同资料的特点、不同尺度成果的表达方式、信息量等内容；其次，研究不同尺度和不同类型成果之间的位置匹配技术、属性匹配技术、空间分析技术等基础性技术研究。在此基础上，研究基于数据库的质检技术和方法，以提高测绘地理信息质检技术水平和测绘地理信息成果质量。

五、结束语

基于数据库的质检技术研究是一项系统性工作，需要进行资料的分析整理、数据库及维护系统的设计与开发、质检技术研究等多方面工作，因此，需要多方面的支持和配合才能完成。同时，这也是一项需要不断充实、不断完善的工作，因此需要尽早谋划、长期投入。

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作者简介：韩文立(1973—)，女，高级工程师，主要从事测绘产品的质量检验与测试。E-mail： 13910993256@163.com

收稿日期：2014-02-13

中图分类号：P208

文献标识码：B

文章编号：0494-0911(2015)03-0094-03