地图质量的不确定性评价系统的研究

胡圣武，张其华，鞠全泰

(河南理工大学 测绘与国土信息工程学院，河南 焦作 454000)

随着4D产品在国民经济中发挥的作用越来越大，地图质量评价引起了高度重视，国内外专家提出了许多地图质量评价方法，但地图质量评价系统却很少见[1-2]。目前地图产品的质量评价方法主要有数理统计法、缺陷扣分法、加权评价法、模糊综合法等[1，3]。

胡圣武[4]等在充分考虑地图质量模糊性的基础上，把三角模糊数学应用于地图质量语言评价，并得到了可靠的评价结果。银力等把属性数学理论应用于地图质量的评价，建立了地图质量综合评价的属性识别模型[5]。王庆国等[6]提出了两种地图产品质量评价方法并进行比较。胡强强在研究地图数据的模糊性特点基础上，提出了基于模糊综合评价的质量评价方法[7]。王晓妍[8]将模糊综合评价法运用到地图中线状要素的综合质量评价中。

何宗宜等提出了地图质量评判的数学模型和地图质量评判与管理系统[9-10]，这是目前所了解到的最早提出地图质量评判与管理系统的文章。目前还没有一个实用的评价系统，传统的质量管理模式和评价已不适应当前的发展形势。因此，建立一个高效精准的评价体系，研发一套地图质量评价系统尤为重要。

本文在分析了各类地图质量评价方法的利弊基础上，分析了地图质量评价标准与原则，并参考了各类国家标准，初步编制了一个地图质量评价系统。

1 地图质量不确定性评价标准与原则

1.1 地图不确定性影响因素

引起地图不确定性的影响因素较多，如图1所示。地图制图是一个复杂的过程，其中每一步都会对成图造成误差，地图资料处理也会带来不确定性。

图1 地图不确定性影响因素

1.2 地图质量评价的标准

由地图的不确定性引起的地图各项特性决定了地图质量不同特性的评价标准，如图2所示。

图2 地图质量评价的标准

地图评价的标准和内容，不仅对使用地图、确定地图的适用程度非常重要，而且也是地图设计和编制的重要依据。在地图设计和编制时，全面考虑并力求达到这些标准，就能编制出水平高、实用且有价值的地图作品。

1.3 地图质量评价原则

对地图质量进行评价，必须依据一定的评价原则，如图3所示。

图3 地图质量评价原则

2 地图质量评价的方法及模型建立

2.1 综合评价法

本系统综合考虑了总分法、加权平均值法、缺陷扣分法、模糊评价法等。其评价过程如图4所示。

图4 综合评价

2.2 多级指标的确立

质量元素见表1和表2[11-12]。根据技术设计、成果类型、用途等具体情况，可以扩充或调整。扩充或调整质量元素应经过生产委托方批准，并适用于批成果内的所有单位成果。

表1 一级指标质量元素

表2 二级指标质量元素

根据实际生产情况地图质量评价设立三级指标。

不同测绘成果产品对应的一级指标、二级指标与三级指标的内容与评价项有所不同，可参照《测绘成果质量检查与验收》(GB/T24356-2009)与《数字测绘成果质量检查与验收》(GB/T18316-2008)。

2.3 三级指标因子权重及标准

指标权重以及各项质量元素的评价方法如表3所示。

表3 普通地图评价质量因子权重及标准

续表3

表3主要依据国家标准《测绘成果质量检查与验收》(GB/T24356-2009)与《数字测绘成果质量检查与验收》(GB/T18316-2008)，其次参考了肖本林[3]所提出的综合评价法，结合实际与其他专家所提出的方法，提出了新的评价方法与体系。

3 地图质量评价系统

3.1 系统概述

该地图质量评价系统是基于C#开发的，主要运用于普通地图产品质量评价。评价体系为双重评价制，由一位评价人员进行评价，一位审核人员进行复审，这样得出的地图产品更加科学。该评价系统主要采用综合评价法进行评价，评价过程简洁高效，评价结果直观。程序界面如图5所示。

图5 程序界面 图6 普通地图评价表

3.2 功能简介

程序基础界面与基础功能界面如图6所示，点击“文件”会显示“打开文件夹”与“退出”功能，点击“打开文件夹”可以导入所要评价的地图产品的图片文件。导入图片文件之后会跳出成果框图，在产品框中可以点击“导入成果”重新导入图片，或者点击“删除”再重新导入图片。

在“查看图片”窗体框中可以用鼠标单击左键与鼠标滚轮来操控产品图，滚轮可以控制产品显示大小，点击鼠标左键可以拖动产品图以方便查阅图片文件。

在评价完当前地图之后点击“计算”会得出地图产品质量成果等级，输入相关信息可以导出质量评价成果表。点击“输出”亦可导出质量评价成果表。点击“使用帮助”可以显示使用操作流程，点击“关于软件”可以显示该软件开发的相关信息。

3.3 系统的特点和优势

本系统与现在Mapinfo、Surpermap、MapGIS、Arcinfo等软件相比，有以下特点和优势：

(1)在分析了各类地图质量评价方法的利弊和不同地图质量评价方法的效益基础上，本系统考虑了影响地图质量的各类不确定性因素；(2)在考虑地图质量不确定性因素基础上，参考各类国家标准，提出了地图质量评价标准与原则；(3)解决了地图在不确定性条件下的质量评价；(4)开发设计的评价系统是专门针对地图质量的评价，比较简单、实用、高效；(5)本系统的评价结果能减少人的主观性因素，从而保证评价结果的科学性合理。

4 评价系统应用实例

对焦作市地图质量进行评价。

(1)对焦作市地图质量评价之前可先点击查看“使用帮助”与“关于软件”，更好地了解该软件使用流程与相关信息，如图7所示。

(a)使用帮助 (b)关于软件

(2)点击“文件”，然后点击“打开文件”，点击“退出”即可退出该程序，如图8所示。

图8 文件导入操作 图9 选择导入成果图

(3)在相关文件夹找到所要评价的地图产品，打开“焦作市地图”文件，如图9所示。

(4)打开“焦作市地图”产品文件之后在“查看图片”窗体框中可以用鼠标单击左键与鼠标滚轮来操控产品图，滚轮可以控制产品显示大小，点击鼠标左键可以拖动产品图已方便查阅图片文件，如图10所示。在产品框中可以点击“导入成果”，或者点击“删除”再重新导入图片。对“焦作市地图”产品文件进行移动查看工作示意图，如图11所示。

(a) (b)

图11 成果导入显示框图 图12 选择评价产品类型

(5)点击“测绘成果类型”则可以选择相对应的成果产品，焦作市地图属于普通地图产品，因此点击“普通地图”，如图12所示。

(6)选择产品类型之后开始对焦作市地图进行查阅评价。在评价过程中发现两处错误：a.云台山高程应为1 308 m，而2019年云台山地图高程注记为1 297.6 m，该处属于错漏，扣除1分；b.焦作市迎宾路在地图上缺少一段，而实际中有这一路段，该处属于错漏，扣除1分。具体情况如图13所示。

(a) (b)

经过复核人员再次核对各项质量元素得分后，点击“计算”对此次评价进行成果显示。由于以上两处错漏对整幅地图来讲影响微乎其微，最终得分四舍五入后为100分，成果等级为：优级品，如图14所示。

图14 评价结果示意图

(7)最终复核人员对评价结果无异议之后，输入所有评价信息，包括：成果名称、生产单位评价人员等信息，如图15所示，最终可导出成果评价表。

图15 信息输入表

(8)选择评价结果文件所要存储的位置，输入文件名“焦作市地图质量评价结果”，如图16所示。

图16 评价结果表导出保存

(9)最终得出焦作市地图评价结果：642注记内容和712内容错漏得分为98分；其他各项得分均为100分；表明该地图的等级为优级品。

5 结论

本评价体系使用了三级指标评价体系，综合考虑并确定了各类地图产品所需评价的质量特色以及各项因子的权重配比和多质量元素的综合评价方法，保证各类地图产品的质量评价结果更加科学，弥补了人为评价带来的主观不确定性。

本文设计出的地图质量评价系统程序能够快速定量评定地图质量，评价结果更具科学性，避免了一些主观因素带来的结果失真，其评价过程更加贴合被评价地图产品的实际质量情况。并且该程序采用二级评价模式，评价人评价之后复核人员进行二次评价，在一定程度上减小了人的主观性对地图质量评价结果的影响。