測(cè)繪成果質(zhì)檢軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

蘭明 趙紹兵 李宏建

【摘 要】文章從測(cè)繪成果質(zhì)檢現(xiàn)狀入手，介紹了測(cè)繪成果質(zhì)檢軟件研發(fā)的必要性、軟件總體架構(gòu)、構(gòu)建模式、系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，最后總結(jié)了測(cè)繪成果質(zhì)檢軟件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程中的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)及處理方法。

【關(guān)鍵詞】測(cè)繪成果;質(zhì)檢;插件式

【中圖分類號(hào)】P208 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2021）01-0049-03

0 引言

測(cè)繪成果主要包括數(shù)字正射影像（DOM）、數(shù)字正射影像（DEM）、數(shù)字表面模型（DSM）、矢量要素?cái)?shù)據(jù)（DLG）等柵格和矢量數(shù)據(jù)產(chǎn)品，經(jīng)過多年的生產(chǎn)實(shí)踐，形成比較完善的技術(shù)指標(biāo)、技術(shù)路線和生產(chǎn)工藝流程。但是從數(shù)據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況來看，大批量的數(shù)據(jù)成果（包括DOM、DEM、DSM、DLG數(shù)據(jù)成果）都是在生產(chǎn)任務(wù)結(jié)束期，集中提交進(jìn)入二查階段，數(shù)據(jù)檢查任務(wù)可以說是任務(wù)重、時(shí)間短、難度大。如何在有限的時(shí)間內(nèi)快速且高質(zhì)量地完成數(shù)據(jù)檢查任務(wù)，已經(jīng)是數(shù)據(jù)成果質(zhì)量管部門面臨的巨大挑戰(zhàn)。此外，在成果質(zhì)量檢查工作方面，雖然有一些專業(yè)質(zhì)檢軟件，但是測(cè)繪成果的專業(yè)性強(qiáng)，專業(yè)質(zhì)檢軟件無法完全覆蓋，存在一些BUG，維護(hù)升級(jí)過程煩瑣，無法及時(shí)滿足工作需要。

為了解決上述問題，本文從總結(jié)分析各類數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢驗(yàn)需求入手，結(jié)合各類數(shù)據(jù)人工檢查中遇到的問題和經(jīng)驗(yàn)，制訂數(shù)據(jù)成果檢驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)與研發(fā)一套適合實(shí)際工作需要的測(cè)繪數(shù)據(jù)成果質(zhì)檢軟件，通過軟件程序進(jìn)行數(shù)據(jù)成果質(zhì)量檢查，提高質(zhì)檢效率和精度，解決測(cè)繪數(shù)據(jù)成果生產(chǎn)過程中的檢查瓶頸問題。

1 系統(tǒng)介紹

1.1 體系架構(gòu)

針對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)成果質(zhì)量檢查軟件系統(tǒng)的主要用戶為質(zhì)檢人員，檢查的數(shù)據(jù)量大、種類多等因素，軟件系統(tǒng)為桌面單機(jī)應(yīng)用，因此整個(gè)軟件架構(gòu)采用多層體系架構(gòu)模式，分為4個(gè)層次：基礎(chǔ)層、數(shù)據(jù)層、數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層[1]（如圖1所示）。

基礎(chǔ)層是質(zhì)檢軟件系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，包括軟硬件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、安全系統(tǒng)等。數(shù)據(jù)層主要完成各種數(shù)據(jù)的讀、寫功能，例如DOM數(shù)據(jù)讀取、運(yùn)算、保存等功能。服務(wù)層是為質(zhì)檢軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)檢查模塊提供數(shù)據(jù)服務(wù)支持，通過ArcGis Engine訪問DOM、DEM、DSM、DLG數(shù)據(jù)成果。應(yīng)用層負(fù)責(zé)處理柵格數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)的加載、瀏覽、查詢、檢查，例如軟件菜單、工具欄、交互窗口、地圖顯示等功能。

1.2 構(gòu)建模式

測(cè)繪數(shù)據(jù)成果種類多、數(shù)據(jù)量大、技術(shù)規(guī)程更新快等特點(diǎn)，質(zhì)量檢查軟件系統(tǒng)將整個(gè)系統(tǒng)分為主體框架和專題插件，將其中技術(shù)要求更新頻繁的部分檢查功能采用插件式模式構(gòu)建，插件的本質(zhì)在于不修改程序主體框架的情況下對(duì)軟件功能進(jìn)行維護(hù)和更新，從而使整個(gè)軟件系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性。插件的實(shí)現(xiàn)一般有3種方式：基于動(dòng)態(tài)鏈接庫DLL的插件、基于組件模型COM的插件、基于.Net反射技術(shù)的插件，本質(zhì)檢軟件系統(tǒng)采用基于動(dòng)態(tài)鏈接庫DLL的插件技術(shù)[2]。插件模型圖如圖2所示。

1.3 系統(tǒng)功能

測(cè)繪成果質(zhì)檢軟件系統(tǒng)主要功能模塊包括文件、視圖、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)查詢、全球測(cè)圖、工具集和系統(tǒng)設(shè)置（如圖3所示）[3]。

（1）文件管理：實(shí)現(xiàn)對(duì)地圖工程文件的新建、打開、保存和另存;SHP格式的矢量數(shù)據(jù)及DOM、DEM、DSM數(shù)據(jù)加載;文件數(shù)據(jù)庫的加載。

（2）視圖管理：實(shí)現(xiàn)對(duì)地圖的基本瀏覽操作，包括地圖放大、縮小、漫游、全圖、設(shè)置當(dāng)前活動(dòng)圖層、圖形選擇、屬性選擇、地圖背景切換、界面窗口控制等功能。

（3）數(shù)據(jù)編輯：實(shí)現(xiàn)對(duì)矢量地圖數(shù)據(jù)的簡單編輯，功能點(diǎn)包括開始編輯、停止編輯、保存編輯、設(shè)置捕捉、撤銷、恢復(fù)、拷貝、粘貼、刪除、選擇要素、添加要素、續(xù)畫要素、添加節(jié)點(diǎn)、刪除節(jié)點(diǎn)、打斷線、合并線、分割面、合并面、更新屬性字段、編輯要素屬性、批量屬性賦值。

（4）數(shù)據(jù)查詢：實(shí)現(xiàn)對(duì)矢量數(shù)據(jù)的空間、屬性選擇和圖屬互查操作，包括點(diǎn)擊數(shù)據(jù)查詢、矩形選擇查詢、任意多邊形查詢、SQL模糊查詢、屬性統(tǒng)計(jì)分析和圖表顯示、清除選擇。

（5）數(shù)據(jù)檢查：實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)成果的檢查，包括DOM、DEM、DSM和DLG的檢查。其中，DLG數(shù)據(jù)屬性檢查內(nèi)容包括字段名稱、空值、屬性唯一性、枚舉、與OGM數(shù)據(jù)對(duì)比、水系線面屬性的一致性、SRCCODE與SRCID是否矛盾、頂層線與道路鐵路的一致性等。DLG數(shù)據(jù)圖形檢查內(nèi)容包括點(diǎn)自重疊，線自重疊、打折、自相交、線重合、微短線、線尖角、懸掛點(diǎn)、假節(jié)點(diǎn)，面重疊、面尖角、面裂縫、微小面，復(fù)合要素。DOM數(shù)據(jù)檢查內(nèi)容包括坐標(biāo)投影、空間參考信息、文件命名、文件格式、文件數(shù)量、數(shù)據(jù)分辨率、圖幅范圍、色彩模式、色彩異常黑洞。DSM&DEM數(shù)據(jù)檢查內(nèi)容包括坐標(biāo)投影、空間參考信息、文件命名、文件格式、文件數(shù)量、數(shù)據(jù)分辨率、圖幅范圍、色彩模式、色彩異常黑洞、高程誤差和DSM與DEM的對(duì)比。

（6）工具集：實(shí)現(xiàn)個(gè)人文件空間數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建、維護(hù)和數(shù)據(jù)導(dǎo)入操作;實(shí)現(xiàn)矢量數(shù)據(jù)拓?fù)錂z查，包括創(chuàng)建拓?fù)洹⒍x檢查規(guī)則和數(shù)據(jù)拓?fù)錂z查;矢量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)投影定義和轉(zhuǎn)換，其中坐標(biāo)轉(zhuǎn)換重點(diǎn)提供了國家大地2000坐標(biāo)、西安1980坐標(biāo)和北京1954坐標(biāo)的定義和轉(zhuǎn)換。

（7）系統(tǒng)管理：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行必備參數(shù)、環(huán)境變量等基本信息設(shè)置和管理，功能點(diǎn)包括系統(tǒng)初始化、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫維護(hù)、系統(tǒng)環(huán)境變量設(shè)置、插件管理、系統(tǒng)界面換膚、操作指南和關(guān)于系統(tǒng)。

2 關(guān)鍵技術(shù)及處理

2.1 插件式系統(tǒng)架構(gòu)及處理

由于測(cè)繪數(shù)據(jù)成果種類多、技術(shù)規(guī)程更新快、客戶需求特殊化等特點(diǎn)，因此質(zhì)檢軟件系統(tǒng)要求采用開放的、高擴(kuò)展和定制化的插件式架構(gòu)體系構(gòu)建。將技術(shù)指標(biāo)經(jīng)常變化的DOM數(shù)據(jù)檢查、DEM&DSM數(shù)據(jù)檢查、元數(shù)據(jù)檢查構(gòu)建成動(dòng)態(tài)庫DLL插件：CheckDEM_DSM.dll、CheckDOM.dll、Check Meta.dll供主框架程序加載調(diào)用，并且主框架程序預(yù)留插件接口，便于更新和后期專題功能擴(kuò)展。

2.2 DevExpress控件構(gòu)建和布局系統(tǒng)界面

DevExpress開發(fā)控件具有功能豐富、應(yīng)用簡便、設(shè)計(jì)布局的界面華麗、定制方便等特點(diǎn)。因此，質(zhì)檢軟件系統(tǒng)主界面采用DevExpress控件設(shè)計(jì)布局，其默認(rèn)風(fēng)格為OFFICE 2010樣式，符合質(zhì)檢人員日常操作習(xí)慣。

2.3 檢查內(nèi)容項(xiàng)定制化

由于測(cè)繪數(shù)據(jù)成果檢查項(xiàng)繁雜，所以將檢查項(xiàng)定制為檢查方案，以XML文件形式保存在系統(tǒng)目錄中，用戶可以根據(jù)自己需要修改和檢查方案。同時(shí)，對(duì)于矢量數(shù)據(jù)的枚舉類型、唯一性，采用系統(tǒng)數(shù)據(jù)表形式保存，通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)維護(hù)功能可以隨時(shí)修改和更新。進(jìn)行唯一性檢查時(shí)，提供兩種方式：一是只是檢查出字段唯一性存在的問題，并不提供詳細(xì)的位置信息。二是提供詳細(xì)的位置信息，這種方式速度慢、效率低[4]。

2.4 柵格數(shù)據(jù)檢查及處理

柵格數(shù)據(jù)包括DEM、DOM和DSM，當(dāng)檢查發(fā)現(xiàn)這些柵格數(shù)據(jù)的色彩異常時(shí)，逐行逐列循環(huán)讀取柵格數(shù)據(jù)，整個(gè)檢查功能效率非常低，尤其是整景DOM數(shù)據(jù)成果檢查速度特別慢。因此，質(zhì)檢軟件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程中首先將柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為ASCII文本文件，然后讀取和處理文本文件，檢查速度可以提高數(shù)十倍，從而提高整個(gè)檢查過程的效率[5]。

3 結(jié)語

測(cè)繪成果質(zhì)檢軟件系統(tǒng)采用插件式架構(gòu)體系構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)了DEM、DOM、DSM和DLG等測(cè)繪成果數(shù)據(jù)相關(guān)項(xiàng)的質(zhì)量檢查，緩解了數(shù)據(jù)成果生產(chǎn)過程中檢查環(huán)節(jié)的瓶頸問題，提高了質(zhì)檢效率和檢查精度。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]黃化強(qiáng)，占玲.淺談測(cè)繪成果資料的信息化管理[J].江西測(cè)繪，2017（4）：37-38，41.

[2]馮海波，房龍，于慶國.測(cè)繪成果檢查驗(yàn)收管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].測(cè)繪與空間地理信息，2016（12）：78-79，82.

[3]葉愛東.測(cè)繪成果質(zhì)檢樣本數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].江西測(cè)繪，2017（1）：4-5，14.

[4]張?jiān)?基于矢量的測(cè)繪成果檢查記錄自動(dòng)提取程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].測(cè)繪技術(shù)裝備，2020（2）：57-61.

[5]張帆.淺談數(shù)字表面模型（DSM）數(shù)據(jù)質(zhì)量的檢查[J].經(jīng)天緯地，2019（4）：82-83.