測繪質檢精度檢測庫建設及應用

唐小麗,郭紅操,馬 煜,許文強

（1. 成都市規劃編制研究和應用技術中心，四川 成都 610041；2. 四川天地圖勞務有限公司，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《測繪成果質量檢查與驗收》規定，測繪成果質量通過二級檢查一級驗收方式進行控制，測繪成果應依次通過測繪單位作業部門的過程檢查、測繪單位質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的質量檢驗機構進行質量驗收。而數學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，樣本數學精度不合格可直接判定其成果不合格。一方面以往數學精度檢驗多采用傳統實測方式進行，檢驗員需要在外業使用全站儀、RTK 等設備完成數據采集、數據處理、精度統計、結果整理等一系列復雜工序，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，不便于統籌管理精度點數據，市級區域具有部門主管，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 二次開發技術，利用ArcSDE 空間數據引擎，開發完成測繪質檢精度檢測庫管理系統，統一管理已有高精度實測點，并結合其他項目實現實測點及時更新。同時按照GB/T 24356-2009 的要求，建立了質量評價體系，可實現測繪產品質量檢驗，節省大量外業工作量，提高數學精度檢驗效率，保障檢驗的科學性、準確性和可靠性。

1 數學精度檢測

數學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）應分布均勻、位置明顯。檢測點（邊）數量視地物復雜程度、比例尺等具體情況確定，每幅圖一般各選取20～50個。

檢測點數量少于20時，以誤差的算術平均值代替中誤差；大于20時，按中誤差統計。

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；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； Δi為較差。

2 系統需求及總體設計

系統建成后將應用于城市大比例尺地形圖成果檢驗、衛星影像質量檢驗等項目中，因此系統應充分考慮常用地理信息操作及不同成果類型的質量評價。

2.1 系統需求

根據業務分析，系統需要實現地圖瀏覽、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計，用戶日志查看、關閉、導出等。系統安全可靠，兼容性、穩定性良好。

2.2 總體設計

2.2.1 設計原則

1）可維護性：考慮到用戶操作層面的易操作和易維護，提供良好的用戶界面和在線幫助功能，降低系統的操作復雜性。同時，具備良好的可維護性，系統維護、數據維護、網絡維護要做到既安全又便捷。

2）可擴展性：項目建設是一個循序漸進、不斷擴充的過程。系統設計所有產品（包括軟、硬件）的選型及配置都充分考慮到整體系統的可擴展性。系統需滿足隨著業務的不斷發展，隨時增加用戶及軟、硬件產品的需求[3-5]。

2.2.2 系統架構

根據建設目標，系統采用C/S 架構，分為表現層、業務層、組件層、數據層和基礎層。表現層進行各項功能界面操作，業務層完成點位采集、精度檢測、編輯維護、查詢統計、輸入輸出等功能的邏輯處理，組 件 層 基 于.NET Framework、ArcEngine、ArcSDE、DevExpress等搭建服務框架，數據層形成2000國家大地坐標系及城市地方坐標系兩套數據成果，進行數據交互，基礎層包含網絡、計算機、存儲設備、服務器、打印機等硬件環境。

2.2.3 業務流程

業務流程包括精度點導入，更新維護，導入被檢數據，調取已有精度點對其進行檢驗等步驟[5]，如圖1所示。

圖1 系統業務流程圖

3 詳細設計

3.1 數據庫設計

采用關系模型來組織數據，以行和列的形式存儲數據。以空間數據引擎將空間數據加入到關系數據庫管理系統中（包含精度點圖層、行政區劃面圖層、標準分幅圖層等）。

精度點圖層是最核心的數據，包含坐標值、精度等級、生產方式、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。

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

標準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 功能設計

將系統分為數據采集、精度檢測、查詢統計、系統管理4個模塊（圖2）。

圖2 系統功能圖

1）數據采集主要實現精度點的導入，可實現文件、SHP、DWG不同數據格式導入，可增加編輯精度點，裁切影像，關聯照片。

2）精度檢測是系統功能的重點部分，實現待檢數據的導入，根據待檢數據情況，進行精度點選擇與匹配，自動進行精度計算與報告輸出。

3）查詢統計方便用戶快速搜索定位需要的內容，實現按屬性、按圖形的查詢，按不同區域、不同文件等數據統計，最后導出精度點并輸出統計報告。

4）系統管理實現用戶登錄、密碼管理、數據庫設置、日志管理、主題管理等內容。

4 系統實現

質檢人員通過用戶名和密碼登錄系統，即可訪問系統，查看精度點數據分布、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 精度點批量導入導出及影像裁切

將外業測量精度點按照點號、X坐標、Y坐標、H坐標依次存儲在Excel 文件或文本文檔里，通過外業數據導入功能，將精度點自動導入，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據進行精度點存儲管理（圖3）。

圖3 檢測參數設置

4.2 精度評價

根據待檢驗影像數據范圍，選中該區域內已有的精度點數據，設置檢測點閾值、最大粗差值、評分標準等，對待檢驗影像數據進行檢驗，自動計算平面較差，中誤差，粗差和得分率[6-7]（圖4）。

圖4 評價參數設定

4.3 報告輸出

根據系統內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 語

通過此系統的設計和實現，改變傳統單純依靠實測方式進行空間精度檢驗的方式，有效提高工作效率，降低數據錯誤率，具有重要意義。精度點的更新與維護是系統的核心生命力，如何更進一步增加精度點的密度，探索精度點的更新機制是后續研究的重點。