矢量測繪數據質量控制中ArcGIS的應用

楊琳/黑龍江省地興測繪技術服務有限公司

矢量測繪數據質量控制中ArcGIS的應用

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GIS應用和信息化測繪發展對測繪數據質量提出更高要求，本文通過對矢量測繪數據質量要素控制的簡單分析。詳細介紹了實際工作中運用AreGIS對主要的質量要素進行控制檢查的方法和步驟，對實施矢量測繪數據的質量控制具有實際意義。

矢量；質量控制；拓撲分析；空間查詢

地理信息技術在各行業的廣泛應用，對測繪數據質量提出了更高要求，無論是外業采集，還是內業處理、建庫，都需要進行質量控制，提高數據質量，以滿足GIS應用和信息化測繪發展的要求。在實際工作中由于數據類型的復雜、標準的不一致性和專業性質量控制軟件的匱乏，使測繪數據質量控制難于取得理想的效果。

一、矢量測繪數據質量概述

目前描述與矢量測繪數據質量有關的文獻較多，根據文獻基本要求、數學精度、屬性精度、邏輯一致性、要素的完備性及現勢性、整飾質量和附件質量等七個方面對數字線劃地形圖產品的質量要素進行了描述。文獻認為空間數據質量包括準確度、精確度、連續性和完整性四個方面，并列舉了美國國家標準和技術總局采用的SDTS中數據質量分衍變（主要指來源）、位置精度、屬性精度、邏輯一致性和完整性五個方面的組成內容。

根據這些文獻的論述，本文將矢量測繪數據質量要素提取歸納為基本要求、精度、圖形邏輯關系及完整性、屬性表述正確與完備性、圖屬一致性與元數據等六個方面，具體描述見下表1。在這六個方面質量要素的檢查中，基本要求、精度和元數據方面的檢查主要通過人工方式來進行，但對于圖形邏輯關系及完整性、屬性表述和內容正確性、圖屬一致性三個方面，由于數據覆蓋面大，其質量問題又常常是隱藏在圖面以下，通過人工方式難于實現有效的檢查，因此對這此內容隨著GIS技術的發展已越來越多地通過軟件來實現。

由于實際生產的矢量測繪數據隨生產應用標準和目的不同差別較大，類型復雜，而且不同特性不同類別的數據，其質量特性也有所不同，因此利用軟件來實施測繪數據的質量檢查時，針對不同類型的數據檢查的內容也不盡相同，例如在土地利用現狀圖斑數據檢查中除進行相互交疊檢查外還必須進行縫隙的拓撲關系正確性檢查。一般地，圖形拓撲關系正確性檢查、屙陛表述與內容正確性、完整性檢查和圖屬一致性檢查是矢量測繪數據質量控制中最常進行的檢查內容，也是重點。下面本文從圖形拓撲關系、屬性數據和圖屬一致性三個方面來分別闡述ArcGIS在矢量測繪數據質量控制中的應用。

二、ArcGIS在矢量測繪數據質量控制中的應用

1.ArcGIS對圖形拓撲關系的質量檢查。圖形拓撲關系錯誤主要是由于數據生產中圖形拓撲關系處理不正確或作業人員操作不嚴謹造成，這些錯誤常使基于圖形拓撲關系的分析應用產生錯誤結果，嚴重影響數據的開發應用。

利用ArcGIS檢查可分不同層要素和同一層要素兩個方面來進行。

對不同層要素拓撲關系正確勝檢查，主要利用ArcMap提供的“Select By Location”功能來實現，主要檢查內容包括點與面、線與線、線與面、面與面等要素間不合法的相交、包含等。具體方法如下：

（1）在ArcMap中加載要檢查的不同要素層，執行“Select By Location”功能；

（2）在“Select By Location”對話框中點選“選擇要素層”，一般地在分析點與面、線與面要素間關系時通常選擇點或線要素層；

（3）選擇適當的“拓撲關系”和“關系要素層”，根據實際情況選擇合適的緩沖區域參數，完成后執行選擇分析，輸出結果。

由于是提取了不同層間要素不正確的拓撲關系，這些結果表明了不同層要素間不合法的拓撲錯誤，同時指明了存在拓撲錯誤的位置，因此可以方便地對原數據進行修正。

對同一層要素拓撲關系正確性檢查主要檢查面對象間不合法的相互交疊、包含和縫隙等，其在ArcGIS中的實現主要通過“Topology”和“Select By Location”功能來實現。

（1）在ArcMap中加載圖斑數據，打開對圖斑數據的編輯功能。

（2）選擇所有圖斑，在不選擇“Consider existingfeatures??”參數情況下執行“Construct Fea-tures”功能對圖斑構建拓撲，完成后刪除選擇集。

（3）對原圖斑數據和拓撲后的圖斑數據進行空間位置關系分析，分析關系為“ale containedby”，選擇層為拓撲后圖斑數據，關系層為原圖斑數據，并選擇合適的緩沖區域參數執行分析。

（4）將分析結果反選輸出保存（如保存為A）。

（5）清空選擇集，再次對兩要素層實施空間位置關系分析，此時分析關系為“are completely with-in'‘，選擇層為原圖斑數據，關系層為拓撲后的圖斑數據，同樣選擇合適的緩沖區域參數執行分析。

（6）將分析結果進行反選輸出保存為

B）；

上述輸出結果A、B中A表示圖斑存在不合法的縫隙，B表示圖斑存在不合法的交疊、包含和組合，加載這些輸出結果后可以方便地對數據進行修正。

2.ArcGlS對屬性數據的質量檢查。屬性數據的質量檢查包括屬性表結構定義正確性、屬性內容完整性和屬性內容正確性等三個方面，檢查依據主要是數據建庫的標準規范、數據生產技術設計書等。其中對詹陛表結構定義正確性檢查較為簡單，只要利用ArcMap或Arc-Catalog來查詢顯示要素屬性表結構定義的詳細描述，即打開”Layer Properties“對話框中的”Fields“屬性頁，然后依據相關標準進行對比分析就可以實現，而對屬性內容的完整性和正確性檢查相對較為靈活，需要通過ArcMap的”SelectBy Attributes“功能來實施，

3.ArcGIS對圖屬一致性的質量檢查。在圖屬一體化的測繪數據生產中，常因數據處理或采集時圖形和與圖形相關屬性的非聯動修改，導致圖形和相應的屬性不一致。如在土地利用現狀數據生產中常出現地類圖斑實際面積與相應的面積屬性值不一致、線狀地類實際長度與相應的長度屬性值不一致等現象。這些問題的存在常使基于數據屬性值的分析應用產生錯誤結果，因此必須進行檢查控制。

三、結束語

本文上述列舉對矢量測繪數據幾個方面的質量檢查，是測繪數據生產過程常常出現的質量問題，同時也是實際數據質量檢查控制中非常重要的質量控制元素。由于ArcGIS的廣泛應用和其Shape數據格式的公開，使得許多非Shape格式的數據可以方便地轉換到ArcGIS中，然后通過靈活運用ArcGIS豐富的空間查詢、拓撲分析和數據管理等各項功能，可以方便地實現矢量測繪數據的質量檢查，達到提高測繪數據質量的目的，對面向GIS應用而生產的矢量測繪數據質量控制具有實際意義。

【1】陳述彭，魯學軍，周成虎等.地理信息系統導論：科學出版社.2000，48-54

【2】周平.GIS空間數據質量標準的理解與分析.城市勘測，2002，（1）：35-36

【3】GB／T 18316-2001.數字測繪產品檢查驗收規定和質量評定，3-6