测绘成果质检软件设计与实现

兰明 赵绍兵 李宏建

【摘 要】文章从测绘成果质检现状入手，介绍了测绘成果质检软件研发的必要性、软件总体架构、构建模式、系统功能设计和实现，最后总结了测绘成果质检软件设计和实现过程中的关键技术点及处理方法。

【关键词】测绘成果;质检;插件式

【中图分类号】P208 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2021）01-0049-03

0 引言

测绘成果主要包括数字正射影像（DOM）、数字正射影像（DEM）、数字表面模型（DSM）、矢量要素数据（DLG）等栅格和矢量数据产品，经过多年的生产实践，形成比较完善的技术指标、技术路线和生产工艺流程。但是从数据生产实际情况来看，大批量的数据成果（包括DOM、DEM、DSM、DLG数据成果）都是在生产任务结束期，集中提交进入二查阶段，数据检查任务可以说是任务重、时间短、难度大。如何在有限的时间内快速且高质量地完成数据检查任务，已经是数据成果质量管部门面临的巨大挑战。此外，在成果质量检查工作方面，虽然有一些专业质检软件，但是测绘成果的专业性强，专业质检软件无法完全覆盖，存在一些BUG，维护升级过程烦琐，无法及时满足工作需要。

为了解决上述问题，本文从总结分析各类数据的质量检验需求入手，结合各类数据人工检查中遇到的问题和经验，制订数据成果检验方案，设计与研发一套适合实际工作需要的测绘数据成果质检软件，通过软件程序进行数据成果质量检查，提高质检效率和精度，解决测绘数据成果生产过程中的检查瓶颈问题。

1 系统介绍

1.1 体系架构

针对测绘数据成果质量检查软件系统的主要用户为质检人员，检查的数据量大、种类多等因素，软件系统为桌面单机应用，因此整个软件架构采用多层体系架构模式，分为4个层次：基础层、数据层、数据层和应用层[1]（如图1所示）。

基础层是质检软件系统运行的基础，包括软硬件系统、网络、安全系统等。数据层主要完成各种数据的读、写功能，例如DOM数据读取、运算、保存等功能。服务层是为质检软件系统的数据检查模块提供数据服务支持，通过ArcGis Engine访问DOM、DEM、DSM、DLG数据成果。应用层负责处理栅格数据、矢量数据的加载、浏览、查询、检查，例如软件菜单、工具栏、交互窗口、地图显示等功能。

1.2 构建模式

测绘数据成果种类多、数据量大、技术规程更新快等特点，质量检查软件系统将整个系统分为主体框架和专题插件，将其中技术要求更新频繁的部分检查功能采用插件式模式构建，插件的本质在于不修改程序主体框架的情況下对软件功能进行维护和更新，从而使整个软件系统具有良好的可扩展性。插件的实现一般有3种方式：基于动态链接库DLL的插件、基于组件模型COM的插件、基于.Net反射技术的插件，本质检软件系统采用基于动态链接库DLL的插件技术[2]。插件模型图如图2所示。

1.3 系统功能

测绘成果质检软件系统主要功能模块包括文件、视图、数据编辑、数据查询、全球测图、工具集和系统设置（如图3所示）[3]。

（1）文件管理：实现对地图工程文件的新建、打开、保存和另存;SHP格式的矢量数据及DOM、DEM、DSM数据加载;文件数据库的加载。

（2）视图管理：实现对地图的基本浏览操作，包括地图放大、缩小、漫游、全图、设置当前活动图层、图形选择、属性选择、地图背景切换、界面窗口控制等功能。

（3）数据编辑：实现对矢量地图数据的简单编辑，功能点包括开始编辑、停止编辑、保存编辑、设置捕捉、撤销、恢复、拷贝、粘贴、删除、选择要素、添加要素、续画要素、添加节点、删除节点、打断线、合并线、分割面、合并面、更新属性字段、编辑要素属性、批量属性赋值。

（4）数据查询：实现对矢量数据的空间、属性选择和图属互查操作，包括点击数据查询、矩形选择查询、任意多边形查询、SQL模糊查询、属性统计分析和图表显示、清除选择。

（5）数据检查：实现对测绘数据成果的检查，包括DOM、DEM、DSM和DLG的检查。其中，DLG数据属性检查内容包括字段名称、空值、属性唯一性、枚举、与OGM数据对比、水系线面属性的一致性、SRCCODE与SRCID是否矛盾、顶层线与道路铁路的一致性等。DLG数据图形检查内容包括点自重叠，线自重叠、打折、自相交、线重合、微短线、线尖角、悬挂点、假节点，面重叠、面尖角、面裂缝、微小面，复合要素。DOM数据检查内容包括坐标投影、空间参考信息、文件命名、文件格式、文件数量、数据分辨率、图幅范围、色彩模式、色彩异常黑洞。DSM&DEM数据检查内容包括坐标投影、空间参考信息、文件命名、文件格式、文件数量、数据分辨率、图幅范围、色彩模式、色彩异常黑洞、高程误差和DSM与DEM的对比。

（6）工具集：实现个人文件空间数据库的创建、维护和数据导入操作;实现矢量数据拓扑检查，包括创建拓扑、定义检查规则和数据拓扑检查;矢量数据的坐标投影定义和转换，其中坐标转换重点提供了国家大地2000坐标、西安1980坐标和北京1954坐标的定义和转换。

（7）系统管理：实现系统运行必备参数、环境变量等基本信息设置和管理，功能点包括系统初始化、系统数据库维护、系统环境变量设置、插件管理、系统界面换肤、操作指南和关于系统。

2 关键技术及处理

2.1 插件式系统架构及处理

由于测绘数据成果种类多、技术规程更新快、客户需求特殊化等特点，因此质检软件系统要求采用开放的、高扩展和定制化的插件式架构体系构建。将技术指标经常变化的DOM数据检查、DEM&DSM数据检查、元数据检查构建成动态库DLL插件：CheckDEM_DSM.dll、CheckDOM.dll、Check Meta.dll供主框架程序加载调用，并且主框架程序预留插件接口，便于更新和后期专题功能扩展。

2.2 DevExpress控件构建和布局系统界面

DevExpress开发控件具有功能丰富、应用简便、设计布局的界面华丽、定制方便等特点。因此，质检软件系统主界面采用DevExpress控件设计布局，其默认风格为OFFICE 2010样式，符合质检人员日常操作习惯。

2.3 检查内容项定制化

由于测绘数据成果检查项繁杂，所以将检查项定制为检查方案，以XML文件形式保存在系统目录中，用户可以根据自己需要修改和检查方案。同时，对于矢量数据的枚举类型、唯一性，采用系统数据表形式保存，通过系统数据维护功能可以随时修改和更新。进行唯一性检查时，提供两种方式：一是只是检查出字段唯一性存在的问题，并不提供详细的位置信息。二是提供详细的位置信息，这种方式速度慢、效率低[4]。

2.4 栅格数据检查及处理

栅格数据包括DEM、DOM和DSM，当检查发现这些栅格数据的色彩异常时，逐行逐列循环读取栅格数据，整个检查功能效率非常低，尤其是整景DOM数据成果检查速度特别慢。因此，质检软件设计和实现过程中首先将栅格数据转换为ASCII文本文件，然后读取和处理文本文件，检查速度可以提高数十倍，从而提高整个检查过程的效率[5]。

3 结语

测绘成果质检软件系统采用插件式架构体系构建，实现了DEM、DOM、DSM和DLG等测绘成果数据相关项的质量检查，缓解了数据成果生产过程中检查环节的瓶颈问题，提高了质检效率和检查精度。

参 考 文 献

[1]黄化强，占玲.浅谈测绘成果资料的信息化管理[J].江西测绘，2017（4）：37-38，41.

[2]冯海波，房龙，于庆国.测绘成果检查验收管理系统的设计与实现[J].测绘与空间地理信息，2016（12）：78-79，82.

[3]葉爱东.测绘成果质检样本数据库管理系统设计与实现[J].江西测绘，2017（1）：4-5，14.

[4]张元敏.基于矢量的测绘成果检查记录自动提取程序设计与实现[J].测绘技术装备，2020（2）：57-61.

[5]张帆.浅谈数字表面模型（DSM）数据质量的检查[J].经天纬地，2019（4）：82-83.