面向規(guī)劃的城市空間數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查

王磊

（廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院，廣東廣州 510060）

面向規(guī)劃的城市空間數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查

王磊

（廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院，廣東廣州 510060）

在空間數(shù)據(jù)質(zhì)量分析的基礎(chǔ)上，介紹了空間數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查系統(tǒng)設(shè)計原則，各個質(zhì)量指標(biāo)內(nèi)容及其評價方法，并對成果輸出內(nèi)容進(jìn)行介紹。此研究內(nèi)容與方法在廣州空間數(shù)據(jù)檢查系統(tǒng)中成功實現(xiàn)、應(yīng)用，軟件實際應(yīng)用結(jié)果表明，論述方法正確，檢驗結(jié)果可靠。

信息化測繪；空間數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查；數(shù)據(jù)質(zhì)量評估

信息化測繪體系要解決的關(guān)鍵問題是服務(wù)問題，需要增加地球空間信息的表達(dá)形式和服務(wù)內(nèi)容，需要我們改變觀念，將按規(guī)范生產(chǎn)改變?yōu)榘葱枭a(chǎn)，需要加強(qiáng)測繪部門與其他學(xué)科的集成[1]。空間數(shù)據(jù)的組織必須以面向規(guī)劃服務(wù)為根本出發(fā)點(diǎn)，面向地理要素特征，進(jìn)行信息化測繪的信息組織、采集、建庫和應(yīng)用軟件研發(fā)、定制,將為城市規(guī)劃的編制、審批、管理和驗證提供更有針對性的翔實信息和專業(yè)服務(wù)。地圖數(shù)據(jù)作為規(guī)劃信息載體，必須保持地理要素對象自身的完整性與唯一性。因此加強(qiáng)地理要素特征信息檢查已經(jīng)成為數(shù)據(jù)建庫前必須解決的問題。

1 面向規(guī)劃特征數(shù)據(jù)特點(diǎn)

1.1 面向規(guī)劃特征數(shù)據(jù)要求

1.1.1 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一性

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是空間數(shù)據(jù)采集基本約束，是避免數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式具有多樣性的一個前提。為了保證數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一性，必須在標(biāo)準(zhǔn)可行性與實用性進(jìn)行改進(jìn)，滿足數(shù)據(jù)采集與信息建庫雙重需要。為了信息化發(fā)展需要，適應(yīng)面向城市規(guī)劃的信息化測繪體系框架建設(shè)。我們研究本地實際情況，對數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)以下幾個方面進(jìn)行了改造：1）要在現(xiàn)有規(guī)范所規(guī)定的信息采集的基礎(chǔ)上，增加面向城市規(guī)劃和市場所需的地物和屬性信息，這是前提；2）對現(xiàn)有的編碼體系進(jìn)行升級和改造，參考國標(biāo)編碼體系，形成符合規(guī)劃特點(diǎn)六位編碼，這是基礎(chǔ)；3）結(jié)合新采集的信息和新的編碼體系，對現(xiàn)有的內(nèi)外業(yè)采集和制圖平臺進(jìn)行二次開發(fā)，以提高工作效率，將標(biāo)準(zhǔn)在數(shù)據(jù)采集工具上進(jìn)行封裝，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制統(tǒng)一，這是保障。

1.1.2 對象完整性

按照面向規(guī)劃服務(wù)信息化測繪思路，對于單個地理要素來說，都代表一定地理空間信息和一定的屬性信息，如果將單個要素分離開來，必然形成多個要素，造成信息冗余，有時更會產(chǎn)生信息變異。例如對于房屋而言，我們用面來表示，并且將產(chǎn)權(quán)人、門牌號、地址、用地性質(zhì)等放在面上，若將本來應(yīng)該表示一個面的房屋表示成多個，一是破壞了地理對象完整性，表達(dá)信息產(chǎn)生混亂；二是數(shù)據(jù)冗余，給信息提取、利用，產(chǎn)生很大干擾性。

1.1.3 對象唯一性

通過一定技術(shù)手段，給每個地理要素加入唯一標(biāo)識（GUID），進(jìn)而對每個對象進(jìn)行產(chǎn)生、修改、消亡歷史過程進(jìn)行準(zhǔn)確描述記錄。為了保存獲取每個對象事件變化，然后反映到數(shù)據(jù)庫中，進(jìn)而實現(xiàn)動態(tài)變化，必須保證對象唯一性。這樣就可以按照對象思路，快速、準(zhǔn)確地獲取空間數(shù)據(jù)要素變化信息，建立動態(tài)更新機(jī)制，并及時準(zhǔn)確地反映在基本圖庫上。另外對于地物地理空間重疊，通過唯一標(biāo)識無法區(qū)分，必須進(jìn)行地理空間比較，進(jìn)行數(shù)據(jù)修復(fù)。對于多余面內(nèi)多余屬性點(diǎn)或者多余注記，可以通過空間關(guān)聯(lián)檢查，進(jìn)行提示，人工半自動修復(fù)。

1.1.4 屬性信息規(guī)則性檢查

屬性信息隱蔽在圖面之下，很難發(fā)現(xiàn)。而對于信息測繪來講，大量信息就存放在屬性信息內(nèi)，對將來數(shù)據(jù)分析利用，具備極大價值。屬性信息在填寫時必須遵守一定規(guī)律、規(guī)則，在進(jìn)行數(shù)據(jù)檢查時，可以定制規(guī)則表進(jìn)行掃描，進(jìn)行信息檢查。

1.1.5 邏輯關(guān)聯(lián)性

對于地理空間數(shù)據(jù)與屬性信息都存在一定空間域內(nèi)，必然相互存在制約與關(guān)聯(lián)關(guān)系。通過研究其相互空間關(guān)系，可以發(fā)現(xiàn)許多隱蔽性錯誤。如高程點(diǎn)與等高線之間點(diǎn)線矛盾，實際拓?fù)涿娣e與屬性信息面積不一致等。

2 空間數(shù)據(jù)檢查原則

地理空間數(shù)據(jù)檢查要全面，保證將來一圖多用，提高數(shù)據(jù)的利用價值，同時對屬性信息進(jìn)行全面檢查，保證地理屬性信息的完備性與可利用性，減少信息冗余，提高信息的利用質(zhì)量。基于這種思路，我們在對廣州數(shù)據(jù)檢查開發(fā)時，特別強(qiáng)調(diào)以下原則：

1）全面性：按模板設(shè)定進(jìn)行全面掃描處理，確保地形要素標(biāo)準(zhǔn)化檢查，排除非法要素；

2）開放性：檢查規(guī)則模板開放，可擴(kuò)充，適應(yīng)數(shù)據(jù)采集發(fā)展的需要。

3）自查性與互查性有效統(tǒng)一：同一對象不同信息內(nèi)容自檢；并建立交叉互查機(jī)制，圖形數(shù)據(jù)與屬性信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)檢查。

4）偏重敏感性：容易出問題的地方單獨(dú)檢查。

5）操作靈活性：屬性矛盾等細(xì)節(jié)，可隨時定義檢查項目；查出的系統(tǒng)性問題有辦法修正。

6）數(shù)據(jù)質(zhì)量可比較性：結(jié)果可衡量數(shù)據(jù)質(zhì)量，比較測區(qū)間的不同。

3 空間數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查功能設(shè)計

3.1 成果資料完整性檢查

提交成果的目錄格式，包括目錄組織、文件的命名、文件的格式、文件數(shù)量檢查等內(nèi)容。

3.2 檢查預(yù)處理

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化檢查：按照模板定義，對非法層名、不符合系統(tǒng)編碼使用規(guī)定（通過層名、符號線形名、厚度組合唯一性進(jìn)行確認(rèn)）進(jìn)行檢查。

懸掛點(diǎn)依據(jù)精度要求自動處理：主要用來保證在誤差范圍內(nèi)（4CM）的點(diǎn)與點(diǎn)，點(diǎn)與線的自動粘合。

重復(fù)項自動修復(fù)處理：主要是指數(shù)據(jù)壓蓋、重疊的問題，軟件通過拓?fù)涮幚恚峁┳詣酉δ堋?/p>

拓?fù)潢P(guān)系自動檢查：檢查面狀地物是否封閉，包括房屋、行政區(qū)劃等。根據(jù)容差 4cm（可自定義）檢查同一層或不同層中線線相交、斷開是否正確。

3.3 空間數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查

3.3.1 空間精度檢查

提供打點(diǎn)精度檢查與量邊精度檢查兩種方式，并提供統(tǒng)計功能。

3.3.2 屬性精度檢查

缺項檢查：主要針對屬性項空缺檢查，如規(guī)劃用地屬性表中，權(quán)利人，四至等內(nèi)容是否空缺。

屬性關(guān)聯(lián)要素檢查：屬性內(nèi)容與關(guān)聯(lián)地物矛盾，如規(guī)劃用地信息填寫與附屬地物是否一致。

3.3.3 空間數(shù)據(jù)邏輯性檢查

空間特征檢查：主要檢查空間要素表達(dá)是否準(zhǔn)確，例如要求點(diǎn)狀地物1個點(diǎn)，線狀地物2個以上，面狀地物點(diǎn)數(shù) 3個以上且點(diǎn)數(shù)與拓?fù)涿纥c(diǎn)數(shù)一致，否則檢查列出，報告坐標(biāo)位置。

對象重復(fù)檢查：完全相同對象進(jìn)行檢查，并提供修復(fù)功能；數(shù)量多余重復(fù)檢查，例如一個面存在多個屬性點(diǎn)，檢查并給予報告。

地物交叉檢查：主要檢查關(guān)鍵地物（如圍墻、房屋）是否相交。

非法高程：高程點(diǎn)與等高線，存在點(diǎn)線矛盾；高程點(diǎn)與其注記矛盾，系統(tǒng)通過注記改高程值或通過高程值改注記。

3.3.4 圖屬關(guān)聯(lián)檢查

關(guān)聯(lián)性檢查：非法拓?fù)鋵傩渣c(diǎn)，屬性點(diǎn)無面配合；非法拓?fù)鋵傩悦妫鏌o拓?fù)鋵傩渣c(diǎn)配合。

空間一致性檢查：注記、屬性一致性檢查；注記、邊界一致性檢查；屬性內(nèi)容一致性檢查；包含關(guān)系屬性一致性檢查，例如房屋被包含在規(guī)劃用地面中，兩者相關(guān)聯(lián)屬性應(yīng)一致。

4 系統(tǒng)實現(xiàn)

4.1 系統(tǒng)平臺選定

廣州原有MGE數(shù)據(jù)全部向ArcGIS平臺遷移，中間數(shù)據(jù)整理選用 EPS2008。因此選用 EPS2008平臺進(jìn)行處理，并且結(jié)合數(shù)據(jù)整理工作，檢查更徹底。

4.2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理

TXT、DXF為廣州GIS數(shù)據(jù)交換格式，TXT存取空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)與屬性信息，DXF保存注記信息與控制點(diǎn)分?jǐn)?shù)線。但是DXF在MGE轉(zhuǎn)換時容易丟失，我們采取DGN結(jié)合TXT數(shù)據(jù)，保證了數(shù)據(jù)無損失轉(zhuǎn)換。另外數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換涉及到4位編碼向6位新編碼轉(zhuǎn)換，采用清華信息映射技術(shù)進(jìn)行要素級轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)兩套數(shù)據(jù)遷移。

4.3 檢查規(guī)則定制

檢查規(guī)則是依據(jù)生產(chǎn)技術(shù)設(shè)計書要求而產(chǎn)生，是將原有書面文字要求變換為計算機(jī)可識別語言過程。本文采用以下幾中方法進(jìn)行規(guī)則定制。

1）采用SQL語句進(jìn)行設(shè)置。定制界面見圖1。SQL語句為通用數(shù)據(jù)庫語言，利用它進(jìn)行檢查定制，具有很大靈活性，系統(tǒng)具有極大擴(kuò)展性，實現(xiàn)了自定義檢查功能、錯誤修復(fù)功能、自動錯誤定位顯示。

圖1 檢查規(guī)則定制界面

下面以“房屋結(jié)構(gòu)類型合法性檢查”為例進(jìn)行說明。在除了棚房、建筑房屋、破壞房屋等，房屋結(jié)構(gòu)類型必須填寫“A、B、C、D”等，其他填寫內(nèi)容均為非法。SQL語句：

SELECT GeoAreaTB.ID,房屋面屬性表.建筑結(jié)構(gòu)FROM房屋面屬性表INNER JOINGeoAreaTBON房屋面屬性表.ID=GeoAreaTB.IDWHERE((房屋面屬性表.建筑結(jié)構(gòu))<>“A” And(房屋面屬性表.建筑結(jié)構(gòu))<>“B”And(房屋面屬性表.建筑結(jié)構(gòu))<>“C”And(房屋面屬性表.建筑結(jié)構(gòu))<>“D”And GeoAreaTB. Code<>213050And GeoAreaTB.Code<>215050And GeoAreaTB.Code<>214050And GeoAreaTB.Code<>216050 And GeoAreaTB.Code<>217050);

2）限差設(shè)定。利用現(xiàn)有工具進(jìn)行一些設(shè)定，如對數(shù)據(jù)重復(fù)性檢查采用如下界面進(jìn)行設(shè)置，定制界面見圖2。

圖2 檢查限差、要求設(shè)定

3）檢查腳本使用。通過VBS腳本編程,進(jìn)行數(shù)據(jù)檢查或數(shù)據(jù)修復(fù)。指定腳本程序名稱，以EPS執(zhí)行目錄+腳本程序組成，例如：“..DeskTop廣州規(guī)劃院測量Script廣州數(shù)據(jù)檢查注記與邊界一致性檢查.vbs”。常用腳本函數(shù)：讀取檢查記錄函數(shù) LoadCheckRecord（）；刪除檢查記錄函數(shù)Remove Check Record（）；保存檢查記錄函數(shù) SaveCheckRecord（）；添加檢查記錄函數(shù) AddCheckRecord（）；顯示檢查結(jié)果函數(shù) ShowCheckOutput（）。

4.4 建立數(shù)據(jù)質(zhì)量智能評估體系

將能夠定量表示的檢查內(nèi)容定制在數(shù)據(jù)檢查模板中，按照出錯的數(shù)量確定權(quán)重，建立質(zhì)量智能評估體系。對不同數(shù)據(jù)的質(zhì)量自動做出質(zhì)量評估，評定質(zhì)量等級，供數(shù)據(jù)質(zhì)量評定時參考。

式中，N為單位產(chǎn)品得分；x為單位產(chǎn)品預(yù)置得分，系統(tǒng)預(yù)置100分；i為單位產(chǎn)品嚴(yán)重缺陷個數(shù)；j為單位產(chǎn)品重缺陷個數(shù)；k為單位產(chǎn)品輕缺陷個數(shù)，T為缺陷值調(diào)整系數(shù)，一般根據(jù)測繪產(chǎn)品復(fù)雜程度而定，取值范圍0.8-1.2。

4.5 結(jié)果評定與報表輸出

數(shù)據(jù)質(zhì)量各項評估分級標(biāo)準(zhǔn)由系統(tǒng)以二維關(guān)系表形式開放給用戶，由用戶預(yù)先定制好各項評估分級標(biāo)準(zhǔn)，然后由系統(tǒng)按下面評分值計算公式來對檢查數(shù)據(jù)進(jìn)行打分輸出。同時系統(tǒng)在質(zhì)量評估輸出中提供用戶填寫數(shù)據(jù)質(zhì)量評估意見功能，由用戶根據(jù)數(shù)據(jù)得分情況來確定檢查數(shù)據(jù)的質(zhì)量。檢查結(jié)果數(shù)據(jù)報表的數(shù)據(jù)來源表結(jié)構(gòu)見表3。

表表結(jié)構(gòu)

表表結(jié)構(gòu)

序號 列名 列類型 數(shù)據(jù)長度 說明1 ID 整數(shù) 4 檢查錯誤記錄序號（流水號）2 CHECKGROUP 字符 50 檢查分組名稱3 CHECKNAME 字符 50 檢查項目名稱4 NAME 字符 50 檢查項在功能設(shè)計時預(yù)定的名稱5 X雙精度 8 檢查錯誤記錄定位的X坐標(biāo)6 Y雙精度 8 檢查錯誤記錄定位的Y坐標(biāo)7 Z 雙精度 8 檢查錯誤記錄定位的Z坐標(biāo)8 OBJTYPE 整數(shù) 4 檢查錯誤記錄的數(shù)據(jù)類型9 GEOIDLIST 字符 250 檢查錯誤記錄相關(guān)圖形的ID列表10 NOTEIDLIST 字符 250 檢查錯誤記錄相關(guān)注記的ID列表11 DESCRIPTION 字符 250 檢查錯誤記錄的詳細(xì)描述

5 結(jié) 語

目前，系統(tǒng)已經(jīng)全面用于廣州空間數(shù)據(jù)的檢查與數(shù)據(jù)整理。通過運(yùn)用該系統(tǒng)對這些成果數(shù)據(jù)進(jìn)行全面有效的檢查，從根本上改變了空間數(shù)據(jù)的驗收方式，從技術(shù)上徹底避免了“人情”數(shù)據(jù)、“垃圾”數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)采集與整理作業(yè)更加規(guī)范。建立過程質(zhì)量檢查機(jī)制，有效保證數(shù)據(jù)采集與整理和GIS建庫采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，從而促進(jìn)面向規(guī)劃的GIS數(shù)據(jù)生產(chǎn)質(zhì)量控制體系建立。

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Reserch of Spatial Data Quality Check System for Urban Planning

by Wang Lei

On the basis of spatial data analysis,this paper introduced special data quality controland evaluation system design principia.Then the method of data check and evaluating each spatial data quality index was described.The research content and method had succeeded in applying to Guangzhou data check system.The application results of special data quality control and evaluation system indicates that the menthod is right.

in formation mapping,special data,quality testing,data quality evaluation （Page:25）

P208

B

1672-4623(2011)01-0025-03

2010-03-16

王磊，碩士，高級工程師，主要研究數(shù)據(jù)建庫及其GIS應(yīng)用開發(fā)工作。