互聯(lián)網(wǎng)影像地圖和街景地圖數(shù)據(jù)檢測(cè)

王曉迪，蔡艷輝，閆慶慶，馬 旭，陳春希，黨 宇，白 金

（1.國(guó)家測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)測(cè)試中心，北京 100830）

互聯(lián)網(wǎng)地理信息服務(wù)特指一種在Web環(huán)境下進(jìn)行訪問(wèn)的網(wǎng)絡(luò)地理信息服務(wù)[1]。隨著計(jì)算機(jī)、通信、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，百度地圖、高德地圖、騰訊地圖等互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)市場(chǎng)迅速擴(kuò)張[2]，日益成為大眾生活中不可或缺的重要內(nèi)容，但在方便大眾的同時(shí)，也對(duì)地理信息監(jiān)管帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。近年來(lái)，國(guó)家陸續(xù)發(fā)布的系列文件和標(biāo)準(zhǔn)提出了相應(yīng)要求，如《地圖管理?xiàng)l例》[3]設(shè)置了“互聯(lián)網(wǎng)地圖管理”專(zhuān)章，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)中登載使用地圖等行為的保密、地圖審核和備案等提出了明確要求；《公開(kāi)內(nèi)容表示若干規(guī)定》等系列法規(guī)政策對(duì)互聯(lián)網(wǎng)地圖公開(kāi)表示的內(nèi)容做出了明確具體的規(guī)定[4]。

相比線劃地圖，互聯(lián)網(wǎng)影像地圖和街景地圖在信息內(nèi)容表現(xiàn)上更加豐富，用戶使用更直觀，體驗(yàn)感覺(jué)更好，受到普遍歡迎；但也因其信息量大，存在更多信息泄露的潛在風(fēng)險(xiǎn)。客觀、準(zhǔn)確地對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，是監(jiān)管互聯(lián)網(wǎng)地圖的重要基礎(chǔ)[5]。目前，在導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)生產(chǎn)和質(zhì)量檢測(cè)方面，發(fā)布了CH/T 1019-2010 《導(dǎo)航電子地圖檢測(cè)規(guī)范》[6]和GB/T 28441-2012《車(chē)載導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)質(zhì)量規(guī)范》[7]，但對(duì)互聯(lián)網(wǎng)地圖數(shù)據(jù)檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)和方法較少；趙寧[8]提出了互聯(lián)網(wǎng)地圖數(shù)據(jù)的質(zhì)量元素，但未包含具體檢測(cè)方法。本文以互聯(lián)網(wǎng)影像地圖和街景地圖數(shù)據(jù)檢測(cè)工作為例，對(duì)其數(shù)據(jù)現(xiàn)狀進(jìn)行分析。

1 產(chǎn)品現(xiàn)狀與數(shù)據(jù)生產(chǎn)流程

在互聯(lián)網(wǎng)影像地圖產(chǎn)品方面，各家圖商都將其作為主要的基礎(chǔ)地圖產(chǎn)品，提供了較完善的服務(wù)，高分辨率影像對(duì)縣級(jí)以上城市的覆蓋率較高。在互聯(lián)網(wǎng)街景地圖產(chǎn)品方面，個(gè)別圖商提供了大多數(shù)縣級(jí)以上城區(qū)主要街道的在線街景地圖服務(wù)，部分圖商已下架街景地圖業(yè)務(wù)。

數(shù)據(jù)生產(chǎn)流程包括：①信息收集，內(nèi)容包括步行采集、車(chē)輛采集、企業(yè)用戶信息、互聯(lián)網(wǎng)信息、航空攝影測(cè)量與衛(wèi)星影像、呼叫中心等；②導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)，即繪制地圖道路、POI、背景、圖片、實(shí)時(shí)交通、三維城市等；③通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、編譯測(cè)試后，地圖即可根據(jù)需求實(shí)時(shí)發(fā)布在車(chē)載導(dǎo)航、移動(dòng)導(dǎo)航、互聯(lián)網(wǎng)位置服務(wù)以及政府企業(yè)應(yīng)用上。

2 檢測(cè)內(nèi)容、方法與流程

2.1 檢測(cè)內(nèi)容

1）互聯(lián)網(wǎng)影像地圖數(shù)據(jù)檢測(cè)內(nèi)容。根據(jù)《公開(kāi)地圖內(nèi)容表示若干規(guī)定》及其補(bǔ)充規(guī)定等要求，互聯(lián)網(wǎng)影像地圖數(shù)據(jù)檢測(cè)的主要內(nèi)容包括地面分辨率和空間位置精度。地面分辨率包括影像地圖的像元分辨率和地物分辨率，像元分辨率為影像地圖單位像素覆蓋的地面單元大小；地物分辨率為影像上能詳細(xì)區(qū)分的最小地面單元尺寸。由于互聯(lián)網(wǎng)影像地圖服務(wù)通常采用不同分辨率的遙感影像來(lái)實(shí)現(xiàn)不同比例尺視角下的用戶瀏覽，因此只檢測(cè)最高地面分辨率影像，并統(tǒng)計(jì)使用的遙感影像分辨率種類(lèi)。空間位置精度，即影像地圖數(shù)據(jù)提供的地物位置精度。

2）互聯(lián)網(wǎng)街景地圖數(shù)據(jù)檢測(cè)內(nèi)容。根據(jù)《基礎(chǔ)地理信息公開(kāi)表示內(nèi)容的規(guī)定（試行）》《公開(kāi)地圖內(nèi)容表示若干規(guī)定》[9]及其補(bǔ)充規(guī)定等要求，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)街景地圖內(nèi)容和使用特點(diǎn)，互聯(lián)網(wǎng)街景地圖數(shù)據(jù)檢測(cè)的主要內(nèi)容包括國(guó)家規(guī)定的不允許公開(kāi)表示的地理信息內(nèi)容，將實(shí)景影像地圖中不允許公開(kāi)表示的內(nèi)容分為涉軍類(lèi)、非涉軍類(lèi)和屬性標(biāo)牌類(lèi)，通過(guò)多種途徑收集參考數(shù)據(jù)，并將參考數(shù)據(jù)按上述3 類(lèi)進(jìn)行整理、分析和歸納。參考數(shù)據(jù)應(yīng)包括大比例尺地形圖、可公開(kāi)表示機(jī)場(chǎng)名錄、中國(guó)國(guó)家地名信息、各行業(yè)相關(guān)網(wǎng)站發(fā)布的涉及地理信息的可公開(kāi)信息等。

2.2 檢測(cè)方法

2.2.1 互聯(lián)網(wǎng)影像地圖數(shù)據(jù)檢測(cè)方法

1）地面分辨率。像元分辨率為影像數(shù)據(jù)單位像素對(duì)應(yīng)的地面幾何距離，對(duì)于給定的影像數(shù)據(jù)，它是一個(gè)與影像相關(guān)的固定值。目前發(fā)布的互聯(lián)網(wǎng)影像地圖服務(wù)都是經(jīng)過(guò)處理的影像瓦片格式數(shù)據(jù)，基于OGC的互聯(lián)網(wǎng)瓦片格式標(biāo)準(zhǔn)，從當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)上直接下載樣區(qū)特征地物最大級(jí)別互聯(lián)網(wǎng)遙感影像標(biāo)準(zhǔn)瓦片，選取典型線狀地物的長(zhǎng)度，分別測(cè)定線狀地物兩端的地面坐標(biāo)，計(jì)算線狀地物的平面投影距離；通過(guò)Photoshop、ArcGIS等軟件獲取瓦片地圖上特征線狀地物兩端的像素值（圖1）。

圖1 瓦片左、右端像素值

互聯(lián)網(wǎng)遙感影像分辨率的計(jì)算公式為：

式中，d為線狀地物長(zhǎng)度；m為線狀地物的像素?cái)?shù)，為浮點(diǎn)像素距離，暫不考慮縱、橫向分辨率的差異。

式中，mx1、mx2為線狀地物其中一個(gè)端點(diǎn)的像素寬；my1、my2為線狀地物另一個(gè)端點(diǎn)的像素高。

地物分辨率為基于影像數(shù)據(jù)分辨地面物體的能力，一般與影像獲取設(shè)備和影像識(shí)別技術(shù)相關(guān)。應(yīng)用上，地物分辨率通常與像元分辨率之間存在Kell系數(shù)關(guān)系。Kell 系數(shù)隨影像的不同而不同，一般大于2.0。從互聯(lián)網(wǎng)遙感影像地圖最大級(jí)別縮放至最小級(jí)別，記錄不同遙感影像更換的次數(shù)。各檢測(cè)區(qū)域內(nèi)分辨率檢測(cè)點(diǎn)應(yīng)分布均勻，影像地圖瓦片為同一個(gè)放大級(jí)別，參照GB/T 24356-2009 《測(cè)繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收》[10]，檢測(cè)點(diǎn)數(shù)量不少于20個(gè)，以算術(shù)平均值作為樣區(qū)的互聯(lián)網(wǎng)遙感影像分辨率。

2）空間位置精度。由于互聯(lián)網(wǎng)地圖數(shù)據(jù)都經(jīng)過(guò)保密技術(shù)處理，其服務(wù)接口提供的坐標(biāo)輸出實(shí)際上包括地圖本身的精度和保密技術(shù)處理引入的擾動(dòng)值，因此空間位置精度不完全符合通常的位置精度概念，本文采用位置偏差定義該檢測(cè)結(jié)果。通過(guò)接口選取互聯(lián)網(wǎng)遙感影像上的特征地物點(diǎn)作為檢測(cè)特征點(diǎn)，在影像地圖上，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)地圖軟件提供坐標(biāo)輸入接口獲取特征地物點(diǎn)的互聯(lián)網(wǎng)遙感影像坐標(biāo)，從高精度參考影像數(shù)據(jù)（如高分影像）中獲得對(duì)應(yīng)地物點(diǎn)的實(shí)地坐標(biāo)，進(jìn)而統(tǒng)計(jì)位置精度。

根據(jù)GB/T 24356-2009《測(cè)繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收》[10]，各檢測(cè)區(qū)域內(nèi)特征點(diǎn)應(yīng)均勻且不少于20 個(gè)，若特征點(diǎn)少于20個(gè)，則以誤差的算術(shù)平均值代替中誤差；若大于20個(gè)，則按中誤差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以誤差的算術(shù)平均值代替中誤差。

2.2.2 互聯(lián)網(wǎng)街景地圖數(shù)據(jù)檢測(cè)方法

依照地理信息檢測(cè)內(nèi)容列表，從當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行的地圖網(wǎng)站上直接對(duì)檢測(cè)區(qū)域涉及的圖商街景地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行圖面瀏覽檢查，對(duì)疑似敏感POI信息進(jìn)行關(guān)鍵字搜索，檢查不允許公開(kāi)的敏感信息是否進(jìn)行了刪除或局部技術(shù)處理。相關(guān)內(nèi)容包括軍事設(shè)施（軍事單位、軍事標(biāo)識(shí)）、重要設(shè)施（公共安全、水利和氣象設(shè)施、電力、通信、管線、戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備）和交通要素（鐵路、公路、橋梁和隧道、通行信息、機(jī)場(chǎng)）。基于敏感POI信息庫(kù)，采用符合性判定，確定被檢內(nèi)容是否為敏感信息。

2.3 檢測(cè)流程

結(jié)合上述檢測(cè)內(nèi)容與方法，本文總結(jié)出一套檢測(cè)流程，主要分為數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)檢測(cè)、形成記錄、結(jié)果分析4個(gè)階段。

3 檢測(cè)實(shí)例

3.1 檢測(cè)概況

本文選取3家較有影響力的互聯(lián)網(wǎng)地圖圖商公開(kāi)互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)中的互聯(lián)網(wǎng)影像地圖和街景地圖數(shù)據(jù)，選擇8 個(gè)互聯(lián)網(wǎng)影像地圖區(qū)域（表1）和11個(gè)互聯(lián)網(wǎng)街景地圖區(qū)域（表2）開(kāi)展檢測(cè)。

表1 互聯(lián)網(wǎng)影像地圖數(shù)據(jù)檢測(cè)區(qū)域表

表2 互聯(lián)網(wǎng)街景地圖數(shù)據(jù)檢測(cè)區(qū)域表

檢測(cè)結(jié)果表明，3 家圖商互聯(lián)網(wǎng)影像地圖數(shù)據(jù)的最高像元分辨率均值分別為0.42 m、0.51 m和0.50 m，對(duì)地物可識(shí)別度無(wú)明顯差異；3 家圖商互聯(lián)網(wǎng)影像地圖數(shù)據(jù)平面位置偏差在不同樣區(qū)偏差不同，均值分別為1 311 m、495 m和561 m；1家圖商的互聯(lián)網(wǎng)街景地圖數(shù)據(jù)在大部分檢測(cè)區(qū)域內(nèi)表示規(guī)范，但也存在對(duì)個(gè)別軍事單位、重要設(shè)施、橋梁限高和載重等不可公開(kāi)表示內(nèi)容未處理或處理不徹底的情況。

3.2 互聯(lián)網(wǎng)影像地圖數(shù)據(jù)檢測(cè)結(jié)果

1）互聯(lián)網(wǎng)影像地面分辨率。對(duì)8個(gè)檢測(cè)區(qū)域影像地圖的數(shù)據(jù)分辨率進(jìn)行檢測(cè)：圖商A影像地圖數(shù)據(jù)采用4～6 種分辨率影像，最高、最低像元分辨率分別為0.39 m、0.45 m，平均為0.42 m，影像瓦片最大支持19 級(jí)；圖商B 影像地圖數(shù)據(jù)采用4 種分辨率影像，最高、最低像元分辨率分別為0.46 m、0.53 m，平均為0.51 m，影像瓦片最大支持18 級(jí)；圖商C 影像地圖數(shù)據(jù)采用5 種分辨率影像，最高、最低像元分辨率分別為0.45 m、0.54 m，平均為0.50 m，影像瓦片最大支持18 級(jí)。圖商B、圖商C 分辨率相近，圖商A 分辨率略高。地圖數(shù)據(jù)地面分辨率檢測(cè)情況詳見(jiàn)表3。

表3 互聯(lián)網(wǎng)遙感影像地圖數(shù)據(jù)分辨率檢測(cè)結(jié)果表

2）互聯(lián)網(wǎng)影像地圖平面位置精度。經(jīng)檢測(cè)，8個(gè)檢測(cè)區(qū)域互聯(lián)網(wǎng)影像地圖的數(shù)據(jù)空間位置偏差為：圖商A影像地圖數(shù)據(jù)平均為1 311.1 m，其中最小值為西寧市，最大值為北京市；圖商B影像地圖數(shù)據(jù)平均為495.3 m，其中最小值為西寧市，最大值為襄陽(yáng)市；圖商C影像地圖數(shù)據(jù)平均為561.8 m，其中最小值為西寧市，最大值為襄陽(yáng)市（表4）。8個(gè)區(qū)域3家圖商影像地圖數(shù)據(jù)整體趨勢(shì)基本一致，其中西寧市的平面位置偏差較小，圖商A的平面位置偏差顯著高于另外兩家。

表4 互聯(lián)網(wǎng)遙感影像地圖數(shù)據(jù)位置精度檢測(cè)結(jié)果/m

3.3 互聯(lián)網(wǎng)街景地圖數(shù)據(jù)檢測(cè)結(jié)果

經(jīng)檢測(cè)，個(gè)別圖商互聯(lián)網(wǎng)街景地圖產(chǎn)品存在敏感信息，典型問(wèn)題如下：

1）軍事設(shè)施方面。存在對(duì)軍事單位名稱(chēng)、標(biāo)識(shí)未處理或處理不徹底情況，見(jiàn)圖2、3。

圖2 軍事單位標(biāo)識(shí)處理不徹底

圖3 軍事單位名稱(chēng)、標(biāo)識(shí)未處理

2）重要設(shè)施方面。存在對(duì)不宜公開(kāi)表示的氣象臺(tái)站設(shè)施的未處理情況（圖4），對(duì)不可公開(kāi)表示的管線設(shè)施未處理或處理不徹底等情況（圖5），對(duì)不可公開(kāi)的重要戰(zhàn)略物資儲(chǔ)備和管理設(shè)施未處理等情況（圖6）。

圖4 氣象站設(shè)施名稱(chēng)未處理

圖5 管線設(shè)施名稱(chēng)未處理

圖6 測(cè)量標(biāo)志未處理

3）交通要素方面。存在對(duì)不可公開(kāi)的道路交通設(shè)施未處理和處理不徹底等情況（圖7～9）。

圖7 道路限高未處理

圖8 過(guò)街天橋限高未處理

圖9 公路橋載重未處理

4 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)互聯(lián)網(wǎng)影像地圖和街景地圖數(shù)據(jù)檢測(cè)的相關(guān)技術(shù)方法進(jìn)行了探索，并對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行了分析，為后續(xù)相關(guān)工作積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。該檢測(cè)方法仍有優(yōu)化空間，將在下一步工作中繼續(xù)研究完善：①在互聯(lián)網(wǎng)街景地圖中自動(dòng)識(shí)別地理信息檢測(cè)內(nèi)容列表的敏感內(nèi)容，設(shè)計(jì)自動(dòng)檢索和模糊查找插件，將查找出的問(wèn)題定位到街景地圖上，人工再進(jìn)一步審核；②設(shè)計(jì)端點(diǎn)對(duì)象捕捉插件，在選取典型線狀地物端點(diǎn)時(shí)，減少選點(diǎn)精度誤差；③依據(jù)香農(nóng)采樣定理推算不同影像的Kell系數(shù)。

由檢測(cè)結(jié)果可知，當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)影像地圖和街景地圖數(shù)據(jù)存在一定的涉密地理信息隱患問(wèn)題，應(yīng)開(kāi)展互聯(lián)網(wǎng)地圖數(shù)據(jù)檢測(cè)工作，加強(qiáng)監(jiān)管；也呼吁互聯(lián)網(wǎng)地圖從業(yè)人員進(jìn)一步提高地理信息保密意識(shí)，使得互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)產(chǎn)業(yè)更加有序地發(fā)展[11]。