測繪質(zhì)檢精度檢測庫建設(shè)及應(yīng)用

唐小麗,郭紅操,馬 煜,許文強

（1. 成都市規(guī)劃編制研究和應(yīng)用技術(shù)中心，四川 成都 610041；2. 四川天地圖勞務(wù)有限公司，四川 成都610041）河南省測繪工程院，河南 鄭州 450003；2. 河南省遙感測繪院，河南 鄭州 450003；

GB/T 24356-2009《測繪成果質(zhì)量檢查與驗收》規(guī)定，測繪成果質(zhì)量通過二級檢查一級驗收方式進(jìn)行控制，測繪成果應(yīng)依次通過測繪單位作業(yè)部門的過程檢查、測繪單位質(zhì)量管理部門的最終檢查和項目管理單位組織的驗收或委托具有資質(zhì)的質(zhì)量檢驗機構(gòu)進(jìn)行質(zhì)量驗收。而數(shù)學(xué)精度是衡量工程測量、地籍測繪等測繪成果的一項重要指標(biāo)，樣本數(shù)學(xué)精度不合格可直接判定其成果不合格。一方面以往數(shù)學(xué)精度檢驗多采用傳統(tǒng)實測方式進(jìn)行，檢驗員需要在外業(yè)使用全站儀、RTK 等設(shè)備完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、精度統(tǒng)計、結(jié)果整理等一系列復(fù)雜工序，工作量大、周期長、人力物力成本高；另一方面，國家、省級小比例尺項目覆蓋面積廣、點位分布散、精度相對大比例尺地圖較低、涉及部門多，不便于統(tǒng)籌管理精度點數(shù)據(jù)，市級區(qū)域具有部門主管，點位精度高，成果更新快等特點，建立高精度的測繪質(zhì)檢精度檢測庫具有更高的可行性與可操作性[1-2]。

本文基于ArcGIS 二次開發(fā)技術(shù)，利用ArcSDE 空間數(shù)據(jù)引擎，開發(fā)完成測繪質(zhì)檢精度檢測庫管理系統(tǒng)，統(tǒng)一管理已有高精度實測點，并結(jié)合其他項目實現(xiàn)實測點及時更新。同時按照GB/T 24356-2009 的要求，建立了質(zhì)量評價體系，可實現(xiàn)測繪產(chǎn)品質(zhì)量檢驗，節(jié)省大量外業(yè)工作量，提高數(shù)學(xué)精度檢驗效率，保障檢驗的科學(xué)性、準(zhǔn)確性和可靠性。

1 數(shù)學(xué)精度檢測

數(shù)學(xué)精度檢測包含高程精度檢測、平面位置精度檢測及相對位置精度檢測，檢測點（邊）應(yīng)分布均勻、位置明顯。檢測點（邊）數(shù)量視地物復(fù)雜程度、比例尺等具體情況確定，每幅圖一般各選取20～50個。

檢測點數(shù)量少于20時，以誤差的算術(shù)平均值代替中誤差；大于20時，按中誤差統(tǒng)計。

同精度檢測時，中誤差計算公式為：

式中，M為成果中誤差；n為檢測點總數(shù)；Δi為較差。

高精度檢測時，中誤差計算公式為：

式中，M為成果中誤差；n為檢測點總數(shù)； Δi為較差。

2 系統(tǒng)需求及總體設(shè)計

系統(tǒng)建成后將應(yīng)用于城市大比例尺地形圖成果檢驗、衛(wèi)星影像質(zhì)量檢驗等項目中，因此系統(tǒng)應(yīng)充分考慮常用地理信息操作及不同成果類型的質(zhì)量評價。

2.1 系統(tǒng)需求

根據(jù)業(yè)務(wù)分析，系統(tǒng)需要實現(xiàn)地圖瀏覽、放大、縮小、漫游、檢測點的增加、刪除、修改、更新，平面精度、高程精度的得分計算與統(tǒng)計，用戶日志查看、關(guān)閉、導(dǎo)出等。系統(tǒng)安全可靠，兼容性、穩(wěn)定性良好。

2.2 總體設(shè)計

2.2.1 設(shè)計原則

1）可維護(hù)性：考慮到用戶操作層面的易操作和易維護(hù)，提供良好的用戶界面和在線幫助功能，降低系統(tǒng)的操作復(fù)雜性。同時，具備良好的可維護(hù)性，系統(tǒng)維護(hù)、數(shù)據(jù)維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)要做到既安全又便捷。

2）可擴展性：項目建設(shè)是一個循序漸進(jìn)、不斷擴充的過程。系統(tǒng)設(shè)計所有產(chǎn)品（包括軟、硬件）的選型及配置都充分考慮到整體系統(tǒng)的可擴展性。系統(tǒng)需滿足隨著業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，隨時增加用戶及軟、硬件產(chǎn)品的需求[3-5]。

2.2.2 系統(tǒng)架構(gòu)

根據(jù)建設(shè)目標(biāo)，系統(tǒng)采用C/S 架構(gòu)，分為表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)層、組件層、數(shù)據(jù)層和基礎(chǔ)層。表現(xiàn)層進(jìn)行各項功能界面操作，業(yè)務(wù)層完成點位采集、精度檢測、編輯維護(hù)、查詢統(tǒng)計、輸入輸出等功能的邏輯處理，組 件 層 基 于.NET Framework、ArcEngine、ArcSDE、DevExpress等搭建服務(wù)框架，數(shù)據(jù)層形成2000國家大地坐標(biāo)系及城市地方坐標(biāo)系兩套數(shù)據(jù)成果，進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，基礎(chǔ)層包含網(wǎng)絡(luò)、計算機、存儲設(shè)備、服務(wù)器、打印機等硬件環(huán)境。

2.2.3 業(yè)務(wù)流程

業(yè)務(wù)流程包括精度點導(dǎo)入，更新維護(hù)，導(dǎo)入被檢數(shù)據(jù)，調(diào)取已有精度點對其進(jìn)行檢驗等步驟[5]，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程圖

3 詳細(xì)設(shè)計

3.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

采用關(guān)系模型來組織數(shù)據(jù)，以行和列的形式存儲數(shù)據(jù)。以空間數(shù)據(jù)引擎將空間數(shù)據(jù)加入到關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中（包含精度點圖層、行政區(qū)劃面圖層、標(biāo)準(zhǔn)分幅圖層等）。

精度點圖層是最核心的數(shù)據(jù)，包含坐標(biāo)值、精度等級、生產(chǎn)方式、項目來源、錄入人員、錄入時間、空間參考名稱、點位特征說明描述、照片編碼等屬性信息。

行政區(qū)劃面圖層是輔助類信息，便于快速定位與搜索，包含行政區(qū)劃編碼、名稱、面積等屬性信息。

標(biāo)準(zhǔn)分幅圖層是輔助類信息，便于快速定位，包含幾何類型、比例尺、圖幅編號等屬性信息。

3.2 功能設(shè)計

將系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)采集、精度檢測、查詢統(tǒng)計、系統(tǒng)管理4個模塊（圖2）。

圖2 系統(tǒng)功能圖

1）數(shù)據(jù)采集主要實現(xiàn)精度點的導(dǎo)入，可實現(xiàn)文件、SHP、DWG不同數(shù)據(jù)格式導(dǎo)入，可增加編輯精度點，裁切影像，關(guān)聯(lián)照片。

2）精度檢測是系統(tǒng)功能的重點部分，實現(xiàn)待檢數(shù)據(jù)的導(dǎo)入，根據(jù)待檢數(shù)據(jù)情況，進(jìn)行精度點選擇與匹配，自動進(jìn)行精度計算與報告輸出。

3）查詢統(tǒng)計方便用戶快速搜索定位需要的內(nèi)容，實現(xiàn)按屬性、按圖形的查詢，按不同區(qū)域、不同文件等數(shù)據(jù)統(tǒng)計，最后導(dǎo)出精度點并輸出統(tǒng)計報告。

4）系統(tǒng)管理實現(xiàn)用戶登錄、密碼管理、數(shù)據(jù)庫設(shè)置、日志管理、主題管理等內(nèi)容。

4 系統(tǒng)實現(xiàn)

質(zhì)檢人員通過用戶名和密碼登錄系統(tǒng)，即可訪問系統(tǒng)，查看精度點數(shù)據(jù)分布、點位情況，選擇點位，開展精度評定工作，輸出檢驗報告，有效提升空間精度檢驗效率。

4.1 精度點批量導(dǎo)入導(dǎo)出及影像裁切

將外業(yè)測量精度點按照點號、X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)、H坐標(biāo)依次存儲在Excel 文件或文本文檔里，通過外業(yè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能，將精度點自動導(dǎo)入，并展繪在地圖里，運用批量裁剪影像功能，自動裁定精度點周圍影像數(shù)據(jù)進(jìn)行精度點存儲管理（圖3）。

圖3 檢測參數(shù)設(shè)置

4.2 精度評價

根據(jù)待檢驗影像數(shù)據(jù)范圍，選中該區(qū)域內(nèi)已有的精度點數(shù)據(jù)，設(shè)置檢測點閾值、最大粗差值、評分標(biāo)準(zhǔn)等，對待檢驗影像數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗，自動計算平面較差，中誤差，粗差和得分率[6-7]（圖4）。

圖4 評價參數(shù)設(shè)定

4.3 報告輸出

根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)置的精度報表模板和精度點、檢測點、生成精度報告文件。

5 結(jié) 語

通過此系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)，改變傳統(tǒng)單純依靠實測方式進(jìn)行空間精度檢驗的方式，有效提高工作效率，降低數(shù)據(jù)錯誤率，具有重要意義。精度點的更新與維護(hù)是系統(tǒng)的核心生命力，如何更進(jìn)一步增加精度點的密度，探索精度點的更新機制是后續(xù)研究的重點。