航測數字地形圖中地貌數據的質量控制研究

摘 要：本文基于筆者多年從事航測數據處理的相關工作經驗，以航測數字地形圖中數據質量檢查驗收，質量控制為研究對象，分析了檢查驗收的步驟與重要環節，本文尤其著重論述了航測地貌數據的檢查內容與方法，全文建立在筆者長期的工作體會的基礎上，相信對從事相關工作的同行有著一定的參考價值和借鑒意義。

關鍵詞：航測 地貌數據 質量控制 數據檢查

中圖分類號：P2文獻標識碼：A文章編號：1674-098X(2011)04(a)-0081-02

檢查驗收是地形圖質量控制的一個重要環節，經過幾級驗收無誤后，測繪成果方能轉入數據庫。目前航測生產網絡已在各省測繪大隊相繼建立，航測生產作業手段有了很大改進，作業效率明顯提高，但與數字化生產相適應的檢查手段、質量評定機制還不夠完善，改革傳統的檢查方法已成為當務之急。

1 檢查驗收的基本過程

質量檢查驗收的基本過程如圖1所示。

作業員在作業過程把握好質量是測繪產品質量控制的關鍵，因此要求作業人員發揚“真實、準確、細致、及時”的業務作風，嚴格執行規范、圖式以及有關技術規定，視地圖質量為自己的生命。

《航空攝影測量成果成圖檢查驗收規定》所制定的中隊、隊、大隊三級驗收管理制度要求各級檢查驗收人員做好作業前的計劃，檢查各種儀器設備規格、精度和資料的可靠程度，加強作業過程的全面跟蹤檢查。各級檢查中發現的問題作業員應及時修改，成果經檢查人員復查正確后方可交上級驗收。

2 質量檢查的現狀及不足

目前地形圖質量檢查基本上沿襲了傳統的作業方式。各級檢查人員除了上儀器檢查定向精度和綜合取舍外，主要是對照紙圖檢查丟漏、工藝等，最后將檢查結果標到紙圖上。

這種檢查方式打印成本較高，而且一旦噴墨繪圖儀出現問題檢查驗收就無法進行。對數字圖中的高程注記點的點數統計，無論作業員還是各級檢查人員都要對著紙圖反復數上好幾遍，而且總難免疏漏。在高曲矛盾檢查和等高線屬性檢查中，大量的等高線要靠人工去檢查。這些檢查方法效率低、勞動強度大。

由于我國數字地形圖的生產起步較晚，部分生產軟件還在發展完善過程中。由軟件本身不完善造成數據上的一些較為隱蔽性的問題往往更加難于發現。如我們在1：5萬地形圖的作業過程中發現ANAGRAF解析測圖儀采集的等高線高程經常有土lm的跳值現象。這種問題是由采集軟件造成的，在現有的生產軟件中很難被發現。這就要求我們在完善各類生產軟件的同時，增強檢查軟件功能，從而提高作業效率、保證作業精度。

目前在質量檢查方面研究院所和各測繪大隊都開展了一定的研究并取得了一定的成果，如用于制圖的對數據拓樸關系檢查的軟件。航測對矢量數據的檢查也有一定的進展，廖昌軍等人對等高線屬性檢查提出了較好的算法。由于航測工序多，用于生產的軟件系統較多，數據格式較多且航測生產過程中的數據拓樸關系尚未建立，因此難于用制圖的方式去檢查。當前航測方面還沒有全面的行之有效的用于質量檢查的軟件系統。檢查自動化程度不高，對問題信息的反饋依賴于紙圖。檢查手段與依托網絡進行數字化生產的要求不相適應。

3 航測地貌數據檢查內容

3.1 航測地貌數據的表示

地貌作為地形圖的重要組成部分，是指地面的高低起伏和斜面的狀態，如高山、丘陵、平原、谷地等，不同的地貌對部隊行動影響差別很大。目前生產的數字地形圖中，地貌的表示方式為等高線、高程注記點及部分用圖式符號來表示的地貌元素，如沖溝、陡石山、巖峰、沙丘、冰塔等。各單位生產作業過程基本相同，首先在解析測圖儀或攝影測量工作站上進行內定向、相對定向、絕對定向，然后通過人工方式采集等高線、高程注記點等地貌數據，再用各類編輯軟件進行編輯，通過對等高線內插、光滑等一系列操作生成完整的地貌數據。地貌的另一個重要表示方式為數字高程模型DEM。隨著信息處理技術的進步，數字高程模型DEM有了很大的發展，并得到了廣泛應用。目前各大隊生產和使用的主要是格網DEM，大部分由地圖掃描矢量化或解析測圖儀(攝影測量工作站)采集的等高線生成，也有部分利用解析測圖儀直接進行采樣生成。

數字地面模型DTM是地面表面形態等多種信息的一個數字表示方法，定義在某一區域D上的m維向量有限序列

數字地面模型最初由美國麻省理工學院CharlesL .Mi ller教授提出來。DTM的理論與實踐山數據采集、數據處理與應用三部分組成。從50年代末其概念形成起，經過多年的發展，已被廣泛應用于各種工程線路設計和面積、體積、坡度的計算等。在測繪中被用于繪制等高線、坡度坡向圖、立體透視圖，正射影像圖制作與地形圖的修測等。作為各種GIS系統的基礎數據，服務于日益增長的社會經濟需求，如為政府部門的土地現狀分析、城市規劃、改造等提供準確、迅速、科學的決策依據。

DEM是表示區域。上地形的三維向量有限序列，它有多種表示形式，主要包括規則矩形格網(GRID)與不規則三角網(TIN)。格網DEM山一系列在X，Y方向上都是等間距排列的地形點的高程Z表示地形，任一點的平面坐標可根據點在DEM中的行列號i，j及其它基本參數來確定：

其中為起始坐標，DX，DY為格網在X，Y方向上的間距，NX，NY為格網的行列數。由于格網DEM存貯量小，便于使用和管理，因而被廣泛應用。不足之處是難于表示地形結構與細部，通?？刹捎酶郊拥匦翁卣鲾祿砜朔?。TIN能夠較好地顧及地貌特征點、線，表示復雜地形表面比格網DEM精確，但其數據量大，數據結構復雜，因而管理與使用也較為復雜。為充分利用上述兩種形式DEM的優點，德國Ebner教授等提出了Grid-TIN混合形式的DEM，即一般地區采用格網數據，沿地形特征則附加三角網數據。

3.2 航測地貌數據檢查系統的流程

從航測地貌數據的整個檢查過程說可將檢查分為過程檢查和成果檢查。過程檢查主要是指各級檢查人員在儀器上檢查定向精度、綜合取舍、地貌丟漏等情況，成果檢查包括所需的文件是否完整、成果編輯是否合理、接邊是否符合要求等。從檢查方式來分包括目視檢查和機器自動檢查。航測地貌數據質量檢查系統基本流程如下(圖2)。

圖中形式檢查指檢查數據文件是否完整、格式是否正確、文件名是否與內容一致。數據讀入時進行形式檢查。

定向精度檢查主要檢查各類定向精度是否超限。當定向精度文件保留的是定向點的像坐標和高斯坐標時，可重新進行定向計算，然后顯示定向余差。

4 航測數字地形圖中地貌數據的檢查

航測數字地形圖中地貌數據檢查主要內容有：

(1)各種原始數據的輸入是否正確。(2)相對定向、絕對定向的精度是否符合要求。(3)等高線的測繪精度是否在限差之內，山形表示的綜合取舍是否恰當；山頭、鞍部、凹坑是否丟漏。(4)高程注記是否與等高線矛盾，高程注記點數量是否符合要求。(5)水系與等高線是否矛盾。(6)立體觀察下判定地形要素的性質、位置、范圍是否正確。其中水系與等高線關系在紙圖上和各種生產軟件中通過顯示很容易發現。

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