信息化地理信息產(chǎn)品檢查與評價(jià)系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)

李 沖，鄧智文，何鑫星，陽建逸，李昊霖

（1.四川省測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站，四川 成都 610041）

信息化地理信息產(chǎn)品檢查與評價(jià)系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)

李 沖1，鄧智文1，何鑫星1，陽建逸1，李昊霖1

（1.四川省測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站，四川 成都 610041）

針對當(dāng)前地理信息數(shù)據(jù)規(guī)模越來越大、更新頻率越來越快、質(zhì)量要求越來越高，而相應(yīng)的質(zhì)量檢查手段卻相對落后的問題，基于局域網(wǎng)通訊技術(shù)和數(shù)據(jù)庫監(jiān)聽技術(shù)提出了海量地理信息數(shù)據(jù)信息化質(zhì)檢平臺的構(gòu)建方法，并從總體架構(gòu)設(shè)計(jì)、主體功能及邏輯關(guān)系設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)等多個(gè)方面對系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行了介紹。該系統(tǒng)可以在質(zhì)檢分類管理、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同檢查、自動(dòng)化評價(jià)與報(bào)告輸出等多個(gè)方面提高工作效率，并已在十余個(gè)省的近百家測繪單位推廣應(yīng)用。

測繪地理信息；質(zhì)量檢查；信息化；質(zhì)檢方案；評價(jià)模型

地理信息數(shù)據(jù)作為國土、林業(yè)、農(nóng)業(yè)、建設(shè)等部門進(jìn)行調(diào)查、統(tǒng)計(jì)、分析的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)和政府宏觀決策的參考性數(shù)據(jù)，其質(zhì)量關(guān)系到國計(jì)民生。隨著我國信息化測繪技術(shù)體系的不斷推進(jìn)，地理信息數(shù)據(jù)的生產(chǎn)效率大幅提高，更新周期越來越短，數(shù)據(jù)規(guī)模和服務(wù)范圍迅速擴(kuò)大，然而相應(yīng)的質(zhì)檢技術(shù)體系建設(shè)卻相對滯后，當(dāng)前仍以人工和簡單的人機(jī)交互檢查為主，所借助的質(zhì)檢軟件和工具基本為單機(jī)運(yùn)行，檢查時(shí)需將被檢數(shù)據(jù)拷入本機(jī)，數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)嚴(yán)重影響質(zhì)檢工作的效率，且存在數(shù)據(jù)安全隱患。另外，一般的質(zhì)檢輔助軟件不具備管理功能，無法進(jìn)行質(zhì)檢任務(wù)的分配、調(diào)度和進(jìn)度監(jiān)控，對質(zhì)檢方案的使用也不能進(jìn)行約束。由于檢驗(yàn)人員水平參差不齊，對質(zhì)量問題的認(rèn)識不一致，加上專業(yè)素養(yǎng)的差別，會導(dǎo)致不同人員質(zhì)檢的結(jié)果差異很大，檢驗(yàn)人員工作態(tài)度和責(zé)任心的問題也可能使得部分檢查項(xiàng)漏檢或錯(cuò)檢[1-3]，因此，有必要研究信息化測繪技術(shù)體系下地理信息數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢驗(yàn)新模式。基于現(xiàn)代信息通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)構(gòu)建地理信息數(shù)據(jù)的信息化質(zhì)量檢查與評價(jià)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量檢驗(yàn)的信息化管理、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同檢查與快速評價(jià)、全過程進(jìn)度監(jiān)控與統(tǒng)一調(diào)度，對于提高質(zhì)量檢驗(yàn)工作的效率和可靠性，推進(jìn)測繪地理信息質(zhì)檢的信息化進(jìn)程有重要意義。

1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

系統(tǒng)采用1+N的總體架構(gòu)，即一個(gè)業(yè)務(wù)化運(yùn)行的質(zhì)檢管理系統(tǒng)加N個(gè)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查子系統(tǒng)，系統(tǒng)之間通過嚴(yán)密的接口規(guī)范進(jìn)行通訊和調(diào)度。質(zhì)檢運(yùn)行管理系統(tǒng)借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，基于底層開發(fā)。其功能主要包括質(zhì)檢項(xiàng)目管理、質(zhì)檢任務(wù)分配、質(zhì)量模型設(shè)計(jì)、質(zhì)檢方案定制與管理、質(zhì)檢作業(yè)的啟動(dòng)與進(jìn)度監(jiān)控、檢查意見管理、報(bào)告輸出、質(zhì)量問題統(tǒng)計(jì)分析等功能，將為DLG、DOM、DEM、地理國情普查數(shù)據(jù)、數(shù)字航空影像等各類數(shù)字化的地理信息數(shù)據(jù)的質(zhì)檢管理提供統(tǒng)一的基礎(chǔ)平臺[4-5]；質(zhì)檢子系統(tǒng)根據(jù)被檢數(shù)據(jù)類型為自動(dòng)化檢查、人機(jī)交互檢查提供檢查環(huán)境和快捷工具。系統(tǒng)的總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 信息化地理信息產(chǎn)品檢查與評價(jià)系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

2 系統(tǒng)功能及邏輯關(guān)系

運(yùn)行管理子系統(tǒng)基于底層開發(fā)，主要功能包括用戶的角色與權(quán)限控制、系統(tǒng)的設(shè)置與更新升級、質(zhì)檢項(xiàng)目任務(wù)的管理、質(zhì)量評價(jià)模型與質(zhì)檢方案管理、抽樣管理、報(bào)告的管理與輸出、統(tǒng)計(jì)分析等，運(yùn)行管理子系統(tǒng)引進(jìn)智能調(diào)度理念，包括數(shù)據(jù)、檢查方案、算子的智能調(diào)度，并可根據(jù)待檢成果類型自動(dòng)選擇相應(yīng)的質(zhì)檢子系統(tǒng)。

質(zhì)檢子系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)類型的不同略有差別，主要包括：①基本功能，如瀏覽、查詢、放大、縮小、平移、圖層控制、量算工具、意見篩選、排序、確認(rèn)、合并、導(dǎo)出、作業(yè)管理、作業(yè)設(shè)置、子系統(tǒng)運(yùn)行日志等。②專項(xiàng)功能設(shè)計(jì)，利用動(dòng)態(tài)菜單管理方式根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)檢需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括基于“檢查規(guī)則+參數(shù)”的理念開發(fā)的算子的用戶參數(shù)設(shè)定等。③輔助功能設(shè)計(jì)，包括數(shù)學(xué)精度檢測、圖幅裁切、錯(cuò)誤記錄定位器等[6-9]。

運(yùn)行管理子系統(tǒng)與質(zhì)檢子系統(tǒng)的邏輯關(guān)系設(shè)計(jì)如圖2所示，運(yùn)行管理子系統(tǒng)與質(zhì)檢子系統(tǒng)間的接口關(guān)系如圖3所示，質(zhì)檢子系統(tǒng)的內(nèi)部接口關(guān)系設(shè)計(jì)如圖4所示。

圖2 運(yùn)行管理子系統(tǒng)與質(zhì)檢子系統(tǒng)的邏輯關(guān)系

圖3 運(yùn)行管理子系統(tǒng)與質(zhì)檢子系統(tǒng)的接口關(guān)系設(shè)計(jì)圖

圖4 質(zhì)檢子系統(tǒng)的內(nèi)部接口關(guān)系設(shè)計(jì)圖

3 系統(tǒng)支撐數(shù)據(jù)庫構(gòu)建

為滿足測繪地理信息成果質(zhì)檢信息化的需要，系統(tǒng)的運(yùn)行過程全部采用數(shù)據(jù)庫管理，通過定制一套具有明確編碼規(guī)則和功能分工的數(shù)據(jù)庫表，使系統(tǒng)的整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)過程都與數(shù)據(jù)庫通信，這樣既實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化質(zhì)檢需要，又使得質(zhì)檢過程中的每一項(xiàng)信息都能夠有效地記錄、查閱和管理，保證全過程的可溯源性，同時(shí)將檢查的進(jìn)程信息也寫入數(shù)據(jù)庫，實(shí)時(shí)監(jiān)控工作進(jìn)度，更新檢查工作的狀態(tài)[10]。

數(shù)據(jù)庫管理從功能上可分為5大類：用戶管理類（USE）、項(xiàng)目管理類（PRO）、質(zhì)量檢查類（INS）、質(zhì)量評價(jià)類（EVA）、數(shù)據(jù)類（DAT）。用戶管理類主要用來存儲和管理系統(tǒng)的用戶，包括用戶的信息管理、角色及權(quán)限管理等；項(xiàng)目管理類主要采用分級管理的模式實(shí)現(xiàn)不同類型測繪地理信息質(zhì)檢項(xiàng)目、檢查數(shù)據(jù)、人員組成及分工等信息的管理；質(zhì)量檢查類采用檢查算子+參數(shù)的形式組成一系列檢查規(guī)則，由規(guī)則的集合實(shí)現(xiàn)不同類型產(chǎn)品檢查方案的定制，具體見表1[11-15]；質(zhì)量評價(jià)類主要根據(jù)國家或項(xiàng)目相關(guān)質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品的最終質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)，包括質(zhì)量元素、質(zhì)量子元素、檢查項(xiàng)等；數(shù)據(jù)類主要用來存儲和管理質(zhì)檢過程中所需要的輔助模板數(shù)據(jù)，如空間參考系模板、數(shù)據(jù)集定義模板、屬性項(xiàng)定義模板等，這些模板的編號、名稱、類型、創(chuàng)建人、修改人、修改日期等信息也通過數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理。

表1 質(zhì)量檢查類實(shí)體及屬性表

4 系統(tǒng)應(yīng)用情況

依據(jù)文中所述理念設(shè)計(jì)開發(fā)的“信息化地理信息產(chǎn)品檢查與評價(jià)系統(tǒng)”的運(yùn)行管理子系統(tǒng)主界面如圖5。

運(yùn)行管理子系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)的信息共享和同步管理，包括用戶角色和權(quán)限的管理、系統(tǒng)同步更新、質(zhì)檢項(xiàng)目任務(wù)的分發(fā)和進(jìn)度監(jiān)控、質(zhì)檢方案的定制和維護(hù)、檢驗(yàn)報(bào)告管理、統(tǒng)計(jì)分析等，權(quán)限比較高的用戶還可以實(shí)時(shí)查看每一個(gè)檢驗(yàn)人員作業(yè)的進(jìn)展情況，隨時(shí)進(jìn)行任務(wù)的調(diào)整。

地理信息數(shù)據(jù)質(zhì)檢子系統(tǒng)包括常用的地圖工具、可分類分組的自動(dòng)化檢查工具、人機(jī)交互檢查工具、作業(yè)信息顯示、數(shù)據(jù)顯示、分類的問題描述及輔助檢查工具等，可針對各種比例尺的DLG、DOM、DEM、DSM等地理信息數(shù)據(jù)及其衍生的專題地理信息數(shù)據(jù)按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行快速質(zhì)量檢查。限于篇幅，其他質(zhì)檢子系統(tǒng)不再一一介紹。

系統(tǒng)在四川省“十二五”地理信息公共平臺項(xiàng)目的13 120幅1∶10 000比例尺DLG、DOM、DEM和四川省第一次全國地理國情普查的48.5萬km2的地表覆蓋分類數(shù)據(jù)、地理國情要素?cái)?shù)據(jù)、遙感影像解譯樣本數(shù)據(jù)、地理國情元數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢查與評價(jià)中得到了應(yīng)用，效果明顯，大幅提高了質(zhì)檢的效率和可靠性，同時(shí)在廣西、天津、北京、福建等十余個(gè)省市的測繪質(zhì)檢機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)單位得到了推廣。

圖5 運(yùn)行管理子系統(tǒng)主界面

[1] 朱欣焰,張建超,李德仁,等.無縫空間數(shù)據(jù)庫的概念、實(shí)現(xiàn)與問題研究[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版),2002(4):382-386

[2] 付建德,富莉,張海印.城市基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)建庫中的質(zhì)量控制研究[J].測繪科學(xué),2005(6): 68-69

[3] 宗剛軍.GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的分析研究[J].西安科技大學(xué)學(xué)報(bào),2009(5):631-636

[4] 沈向前,余洋.復(fù)雜環(huán)境下地理國情普查內(nèi)業(yè)質(zhì)量檢查[J].地理空間信息,2015,13(6):5-7

[5] 唐享,朱勤東.地理國情普查成果驗(yàn)收質(zhì)量檢查與控制[J].地理空間信息,2015,13(6):19-22

[6] 張贏,汪榮峰,廖學(xué)軍.數(shù)字地圖圖幅接邊的虛拼接算法[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì),2010(16):3 640-3 643

[7] 閆會杰,呂志勇,張建平.矢量數(shù)據(jù)入庫后的接邊處理[J].測繪技術(shù)裝備,2011(3):56-57

[8] 王品,宋曉紅,張立朝.地理國情普查中多源異構(gòu)數(shù)據(jù)整合研究[J].測繪通報(bào),2014(9):104-107

[9] 孟德舒.地理國情普查成果的三重保障[J].測繪與空間地理信息,2014(6):182-183

[10] 李楠楠,李永勝,劉濤,等.基于框架語義的地理信息概念分析[J].地理空間信息,2014,12(1):61-64

[11] 劉敏,高天虹,張金剛.地理國情普查成果內(nèi)業(yè)的質(zhì)量控制[J].測繪與空間地理信息, 2014(6):210-212

[12] 賈佳.地理國情普查質(zhì)量監(jiān)督檢查驗(yàn)收方法[J].測繪與空間地理信息,2014(6):220-221

[13] 周麗珠,劉富東,周義軍.基于關(guān)系探測聚類的圖形自動(dòng)接邊算法[J].城市勘測,2011(6):126-129

[14] 趙江洪.地理信息系統(tǒng)中多圖幅接邊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].測繪科學(xué),2004(1):45-61

[15] 周順平,張江東,左澤均.線要素任意范圍接邊算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].測繪科學(xué),2012(5):20-26

P208

B

1672-4623（2017）02-0012-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.02.004

2016-01-08。

項(xiàng)目來源：測繪地理信息公益性科研專項(xiàng)資助項(xiàng)目（201512018）；四川省測繪地理信息局科技支撐項(xiàng)目（J2015ZC06 ）。

李沖，博士，高級工程師，國家測繪地理信息局青年學(xué)術(shù)與技術(shù)帶頭人，主要從事測繪地理信息數(shù)據(jù)質(zhì)檢理論的研究。