基于GIS的1∶10000數字地形圖測繪質量控制分析

張雪蓮

(棗莊科技職業學院，山東 棗莊 277100)

0 引言

隨著國家對地質地形測量及地質災害防治重視程度的提高，以地理信息技術為核心的“3S”技術應用范圍越來越廣泛[1]。數字測圖是地理信息數據采集的重要手段，尤其是現階段1∶10000大比例尺空間數據采集方式應用較多。完整的1∶10000數字地形圖測繪質量控制目標需要從接受任務、測繪方案設計、外業測量、內業成圖、質量驗收等多個環節加以實現[2]。因此，明確和掌握基于GIS的1∶10000數字地形圖測繪質量控制尤為關鍵。

1 基于GIS的1∶10000數字地形圖測繪質量控制流程

目前1∶10000數字地形圖測繪質量控制主要以國家、行業和地方質量技術標準及項目技術文檔為依據，最終目的是以控制和提高地形圖測量質量。1∶10000數字地形圖測繪質量控制流程包括標準規范、過程質量控制及質量管理控制等部分，如圖1所示。質量控制要圍繞各類標準規范開展，目前常用的四類標準規范為國家標準規范、行業標準規范、地方標準規范及項目技術文檔規范。

圖1 1∶10000數字地形圖測繪質量控制流程圖

過程質量控制主要有工程準備階段的質量控制、外業測量質量控制、內業成圖質量控制及驗收階段質量控制。工程準備階段質量控制需要保證收集資料的完整性與有效性，同時還需要對外業測量成效進行評估；外業測量質量控制需對所開展的測量行為進行規范和約束，確保作業成果質量；內業成圖質量控制需要內業人員對數據處理、成圖流程及輸出作業等進行規范，及時做到過程質量檢查；驗收階段質量控制包括驗收過程的規范性約束、產品質量控制及所提交驗收文檔的完整性。在質量控制管理中，作業組檢查、隊級檢查與審查、院級審查三個環節缺一不可，相輔相成，也是確保地形圖成圖質量的最后一道“關卡”。總的來說，標準規范、過程質量控制和質量控制管理是1∶10000數字地形圖測繪質量控制的核心，以此三級質量控制管理體系可以極大保證地形圖測量質量。

2 基于GIS的1∶10000數字地形圖測繪質量控制系統構建

1∶10000數字地形圖是4D產品中唯一的矢量數據信息，每一要素通過點、線、面描述其幾何特征并賦予屬性，能夠較好地反映出各個要素間的空間關系及屬性信息。基于GIS的1∶10000數字地形圖測繪質量控制系統構建需要堅持以下3個原則：(1)科學化：系統的所有設計內容均要嚴格遵循國家或行業的相關規范標準，確保系統質量控制結構與數據組織合理；(2)實用性：系統的設計要以功能實用、滿足地形圖測繪質量管理為目標，突出系統的實用性和適用性；(3)可保護性：確保所設計的系統不僅可以對測量數據進行質量檢測與控制，而且要方便對系統進行維護，提升數據信息的完整性。如圖2所示為質量控制系統功能示意圖。

圖2 質量控制系統功能示意圖

系統管理包括系統賬號管理、各個級別質量檢查員權限設置、系統功能初始化設置、系統功能參數設置及系統日志管理等；空間數據操作包括空間數據讀入、格式轉換、圖層管理及空間統計等功能；過程質量控制包括各個階段的質量控制、外業測量質量控制、內業成圖質量控制及驗收階段質量控制，嚴格遵循相關的質量控制規范要求，確保各個環節的質量；標準規范文檔管理包括國際、國家及地方的規范文件管理。此外，檢查與審核報告輸出也是整個系統的重要組成內容，要求按照統一規范模板自動生成報告。

3 圖形數據質量控制要點

數字地形圖產品不同于傳統模擬產品的特性，數字地形圖中的數據屬性及空間拓撲關系均是地形圖數據成果，這導致地形圖成品極易受到多種因素的影響，如比例尺誤差、地圖投影、制圖綜合及內容轉繪等。針對地形圖這一特性，實際質量控制需要做好以下四方面工作：(1)規定統一的空間定位框架，統一數據分類、編碼以及數據記錄格式；(2)明確測量平面、高程及接邊等的精度值；(3)保證屬性數據的正確性和完備性；(4)在圖形質量控制中，務必保證與1∶10000比例尺的圖式、規范一致。

數字地形圖生產過程中的質量控制需要從原始觀測資料管理、回放圖像質量檢查及上機檢查等方面開展。在原始觀測資料管理中，需要重點對原始數據資料是否齊全、數據采集方法是否正確及數據庫結構是否準確等方面進行檢查。如果采用已有地圖數字化采集方法，則需要對原圖的數學基礎和現勢性等進行檢查，查看是否滿足項目數據采集需求和規范。在檢查圖面時，要嚴格按照數字地形圖測繪質量標準規范，對各個要素的地理位置精度、實體地理協調性和地圖標注的規范性等進行檢查。特別注意要對圖例中的符號與規定圖式符號進行檢查，確保兩者一致。上機檢查的目的是按照數字地形圖標準，重點對測量控制點精度、接邊精度及屬性完整性等進行檢查，此外還需要對多邊形的閉合程度、結點匹配精度與拓撲關系的正確性進行質量檢查，以此做好整個數字地形圖質量控制工作[3]。

針對現階段基于GIS的1∶10000數字地形圖測繪質量控制現狀，要想充分保證其制圖質量，還需要從人員素質培養和生產結構調整兩方面著手。在人員素質培養方面，要注重加強內外業作業人員的技術培訓工作，提升隊伍整體素質，定期開展崗位培訓，增強生產作業人員的技能水平，滿足現代化數字地形圖測繪要求。在生產組織結構調整中，外業負責人員要嚴格遵循野外數據采集規范開展測量工作，編輯人員則要結合客戶需求開展維護工作。

4 以MapGIS為主的1∶10000數字地形圖測繪質量控制實例分析

某縣城1∶10000數字地形圖數據庫構建借助MapGIS軟件，但因該縣城地形復雜，縣境面積大，地形圖上需要表示的地貌水文、地形及土壤等要素種類繁多，為了方便數據存儲與管理，提高整個數字地形圖測繪質量，構建了地形圖數據庫和影像庫。在數字地形圖數據庫建設中，本項目重點從資料準備、圖形矢量化、空間數據庫處理等方面實施。在圖形矢量化上，本項目圖層劃分依據1∶10000地形圖圖式標準進行，同時為了方便矢量化工作開展，還將等高線劃分為計曲線和首曲線兩個圖層。在點、線兩類要素矢量化過程中，本項目將柵格灰度圖像轉換為二值圖像，以二值圖像為底圖進行矢量化，避免了毛刺和坐標重疊現象的出現，大大提升了數據矢量化的準確性。

在影像庫建立與影像數據入庫時，本項目借助MapGIS對矢量圖庫和柵格影像庫進行一體化處理，同時在地圖庫中引入影像庫層，將其作為底圖圖幅接邊時的參考依據，以此避免出現接邊錯誤的情況。在構建高程庫時，由于本項目所處區域地形復雜，山嶺起伏，最大高差達800 m，本次以MapGIS軟件作為平臺，利用縣城等高線和河流特征等線性數據進行地形分析。其步驟為：首先將等高線和特征線數據逐圖柵格化，生成GRD文件；而后建立高程庫，將所有的GRD文件入庫，并進行統一管理；最后利用MapGIS軟件，顯示整個縣城的三維數字高程模型，以此為基礎進行簡單的空間分析[4]。

5 結語

綜上所述，基于GIS的1∶10000數字地形圖測繪質量控制，需要明確質量控制流程，構建質量控制系統，做好圖形數據質量控制，并結合項目的實際情況，重視準備階段的質量控制、外業測量質量控制、內業成圖質量控制及驗收階段質量控制，對測量全過程進行質量監控，以此獲得精準的數據信息。