王 玉
(山西省测绘地理信息院,山西 太原 030001)
基础地理信息数据作为国家经济建设、国防建设、社会发展和生态保护中不可或缺的基础性和战略性信息资源,发挥着越来越重要的作用。由于众多行业都需要基础地理信息作为参考,因此,基础地理信息数据的质量与国家相关行业工程的质量和安全息息相关。基础地理信息主要包括数字线划图(DLG)、数字正射影像图(DOM)、数字高程模型(DEM)、数字栅格地图(DRG),即4D产品。其中,DlG数据包含的要素种类多,属性内容复杂,自动化程度低,在成果中容易出现各种质量问题。本文是在山西省1∶10000基础地理信息DLG数据更新与质检的生产实践过程中,提出了影响DLG数据更新质量的一些主要因素,进一步归纳总结了DLG数据的质量检查的内容和方法,为DLG数据质检提供参考与借鉴。
“DLG是各地图要素的矢量数据集,是一种更加方便地叠加地图,能较为全面地描述地表现象,可随机地进行数据选取和显示,进行各种空间分析、信息叠加以及决策。”[1]DLG数据内容涉及九大类要素:定位基础、水系及其附属设施、居民地及设施、道路及其附属设施、境界、管线、地貌与土质、植被、地名注记等;技术指标涉及平面及高程精度、数据几何精度、数据属性精度、数据的逻辑一致性、数据的完备性、数据接边精度等。
1∶10000DLG数据的检查严格执行“两级检查、一级验收”的制度,检查内容涉及内业和外业环节,除了过程数据质量的一、二级检查外,作业员之间开展互查工作,部门专人对检查出的问题进行汇总,并及时组织质检人员、作业人员相互交流,以便作业员清晰存在的问题,有利于问题处理的一致性。
DLG数据更新的质量检查与数据生产作业指导紧密联系,不同的作业流程,质量检查的重点内容和方式也有一定的区别。本文DLG数据更新是采用“先内业采集编辑,后外业调绘补测,最后编辑成图”的技术路线更新生产DLG数据,利用更新后的DEM数据生成等高线和高程注记点等地貌层数据。独立地物、高层房屋等均需要在立体下作业,可有效避免采集精度偏差;外业补测核查主要有纸质调绘和多媒体调绘。纸质调绘存在定位精度不高,由于标注为人工书写,其成果使用会不易辨认或发生错误。而多媒体调绘由于设备显示屏幕相对较小,输入文字工作不方便,因此,地物的标注在标记时相对困难。二者结合作业可扬长避短,既提高精度又方便标注,便于整理成高质量的外业成果。
DLG更新中主要利用的源数据有:影像数据与上代数据。
影像数据主要指1万DOM、上一年度地理国情监测影像和立体模型。本文是基于航空摄影影像数据,通过空中三角测量、影像纠正,对纠正后的影像进行匀光匀色、镶嵌、裁切等处理,制作DOM数据。利用航空摄影立体数据,更新DEM数据。影像数据需要完整、清晰、无云雪覆盖、变形或色彩的偏差等问题。
上代数据主要指上代的DLG数据和上一年度地理国情监测数据。为了高效利用已有的数据成果进行基础地理信息数据更新,要对上代DLG数据和上一年度国情监测数据进行分析,提取整合后作为DLG更新的主要参考数据。上一年度的国情监测数据是DLG数据生产重要的参考数据,其预处理主要是根据《山西省1∶10000基础地理信息地形要素数据规范》,并结合任务区实际情况,对地理国情监测覆盖数据和DLG数据图层与分类代码进行转换;上代DLG数据主要参考使用其道路、水系、居民地及其附属设施、地名等层,地理国情监测覆盖数据主要参考各层相对应的属性值及植被数据。若两者结合使用方式不当,会对DLG数据的空间精度、属性精度、图形质量造成一定的影响。
影响DLG数据质量的因素除了以上两方面外,还有一些其他方面的因素,主要指作业人员的技术作业能力,包括内业人员判读影像的能力、电脑软件使用技术能力;外业人员的地物判别能力、外业经验;质量检查人员的内外业综合作业能力;数据生产过程质量管理方面等。这些人为的主观因素可以通过培训、实践等方式来不断提高作业技术水平来弥补。
按照《数字测绘成果质量要求》《数字测绘成果质量检查与验收》和《测绘成果质量检查与验收》等的规定,做好各级检查。检查内容包括:内业采集编辑生产过程的空间参考系使用的正确性、位置精度准确性、属性精度准确性和正确性、要素完整性、逻辑一致性、表征质量符合性以及时间精度准确性等是否符合要求,元数据、图例簿等填写的准确性。
DLG数据的检查内容可逐层进行,由于DLG所涉及的图层、属性、逻辑关系较多,此部分不可能全部列出,因此,人工逐项检查部分需结合采集、编辑中的重点事项及自身经验对图幅进行全面检查。
(1)定位基础。代数据CPTP的三角点、水准点是否完全导入,平面位置精度保留在整数米,高程值保留在0.1m。检查CPTL中要素的GB码是否正确;
(2)水系。对照旧数据查漏,属性参照国情数据。结合国情影像和立体模型,检查水系要素是否有丢漏,位置是否正确。水系要素上连接有输水渡槽和输水隧道等水利设施的,够指标的,需拷贝河流、水渠存放在水利附属设施数据层,并且要求完全共线。检查河流、水渠方向的正确性,河与河依河流流向的相交处应为锐角相交。水系结构线检查,所有面状河流、面状水渠应有相对应的水系结构线,结构线方向应与所在河流流向一致,结构线的HGB属性应赋所属河流的GB码,HYDC应与所在河流的编码一致,单线河流与面状河流相交,落入面状河流中的一段应用结构线表示。单线河流、沟渠、单线干河床汇集到水库、湖泊等面状水系上时,没有下游,不需要加结构线。检查涵洞的位置和方向是否正确。高速、国道、省道、县道、乡道上的涵洞是否有缺漏。检查高水界与岸滩的表示是否正确,高水界与水崖线之间的距离大于图上3mm需表示岸滩。采集岸滩与高水位的线时,如果存在堤且堤与高水位线一致时,只采集堤,不采集高水位线;
(3)居民地。结合国情影像和立体模型,检查居民地的要素是否有丢漏,位置是否正确。居民地的综合情况,点、线的表示是否合理,单幢房、厕所、窑洞角度是否正确,围墙城墙方向是否正确,与房屋关系是否正确;
(4)交通。结合国情影像和立体模型,检查交通要素是否有丢漏,位置是否正确。铁路、公路是否保持连通,构成网状。公路面与公路线、铁路面与铁路线的GB属性一致性。检查各个级别道路拓扑关系是否存在错误,例如,高速公路与其他等级道路相交,若相交处形成节点,此时存在拓扑错误。检查匝道和立交桥表示是否正确。(如图1所示):
图1 匝道和立交桥拓扑关系示意图
检查公路和铁路上的桥梁、隧道是否丢漏,桥梁和隧道几何线应与所属道路中心线完全重合,同时应注意桥梁和隧道的宽度是否与所属道路宽度一致。公路、铁路面在通过隧道部分不表示,注意公路、铁路面与隧道线的关系。特别检查火车站、车挡方向是否正确(如,火车站点位表示在铁路线上,有向点的方向从站台垂直指向铁轨);
(5)管线。结合国情影像和立体模型,检查电线塔是否有丢漏,位置是否正确。检查电力线的断续与连接关系,一般情况下不同电压等级的电力线不能直接连接,空间相交的电力线不能打断形成节点。电压值不同的两条电线,或电压相同两条不在一个电杆上的电线相交不能有节点。电线除转折点以外不能有多余过程点。检查是否按要求表示电线塔;
(6)境界与政区。若无变化,数据不重新提交,即不采集BOUA和BOUL图层,检查图历簿是否注明;若有变化,检查变化数据的资料是否有效一致。自然文化保护区域BRGL为有向线,前进方向右侧为区域主体;
(7)地貌。质检员对等高线质检时,如,发现等高线与地形不套合等问题,不能只让作业员修改等高线,还需与DEM作业员进行沟通,对应的修改DEM,确保DEM与等高线一致。检查等高线与冲沟、坎的关系是否有斜交。检查地貌数据与DOM的套合是否超出精度范围,重点检查RFCA乱掘地、露天采掘场等变化范围内的冲沟和坎是否有变化。检查冲沟与梯田坎的分类和方向是否正确。高程点和等高线是否有矛盾,所有线状河流与等高线的关系是否正确,乡道以上公路和等高线的关系,等高线和公路面、铁路面、水面的关系,高程点是否在铁路面、水面、房顶上、树上;
(8)植被与土质。检查植被的界线是否与DOM套合。检查植被属性是否按规范要求正确表示。VEGP层只能存在零星树木(810509)、独立树(810511)、独立树从(810512);
(9)地名AANP层。属性检查:拼音是否正确,自动赋拼音后要人工修改;CLASS值的正确性:如,加油站与收费站的注记放到AANP层中,CLASS填写DP,属于交通要素名中的其他类;查看CLASS码,对照相应图层检查个数,如,CLASS填写DI的,不同名称的个数为7个,检查LRDL层的道路不同名称个数是否也为7个。
包括外业检查、图历簿、接边检查、DLG数据精度检查等。
(1)DLG外调检查内容包括:外业实地核实检查,外业调测成图生产过程的空间参考系使用的正确性、位置精度准确性、属性精度准确性和正确性、要素完整性、逻辑一致性、表征质量符合性以及时间精度准确性等是否符合要求,元数据、图历簿等填写的完整性、准确性;
(2)图历簿作为生产全过程质量控制的重要内容,作业员、各级检查人员、验收人员在各个环节要作好重要问题、处理及检查、验收各环节的质量跟踪记录,当前环节的成果数据移交至下一环节时,将图历簿一起移交,确保每个环节的输入数据与输出数据皆符合作业的质量要求;
(3)DLG数据通过内业采集编辑完成更新后,需要进行数据几何位置和属性信息的接边处理,包括跨投影带相邻图幅的接边。接边工作完成后需要进行接边机检与修改。确保相邻图幅的数据在几何图形方面,涉及接边的地物要素在分类、属性、方向等逻辑上的无缝接边。与已完成测区接边时,后完成的测区负责与前期成图测区接边,如,因变化地物无法正常接边时,应在图历簿中记录;
(4)DLG数据精度检查包括平面精度检查和高程精度检查。平面精度检查主要检查生产出的DLG与立体模型的平面精度;高程精度检查主要检查DLG与立体模型的高程精度。
通过人工目视检查核对实物、工序数据制图表达等,从而判断检查内容的正确性。除影像判读之外,相关DLG数据采集规范、上报技术问题的回复解答文件、作业过程中的重点注意事项等文件资料也是数据采集的重要依据和质量检查的标准。在作业过程中,也会有补充和加入各种具体问题的处理办法,检查者需要充分熟知资料,确保成果数据的采集依据符合要求。
利用质检软件进行机检。通过设计和编制程序,运用质检软件检查DLG数据的空间参考和范围、数据结构、属性、逻辑关系等是否正确。
机检完成后,由人工定位修改有错误的数据,修改后再进行机检,直到人工判断数据正确无误。人机交互检查可有效避免人工未能检查出的问题。
DLG数据是基础地理信息数据的重要组成部分,其质量的好坏直接影响地理信息数据项目最终成果的质量。本文从DLG数据质量检查的具体工作入手,分析了影响基础地理信息DLG数据质量的因素,根据作者全程参与近年来山西省1∶10000DLG数据更新及检查工作的作业环境,总结了DLG数据质量检查过程中的一些内容和方法,可为今后的基础地理信息DLG数据质量控制提供一定的参考和借鉴。