1∶500基礎地理信息數據庫檢查及處理分析

陸超君

(嘉興市規劃設計研究院有限公司，浙江 嘉興 314050)

0 引 言

嘉興作為中國共產黨的誕生地，在迎接建黨百年之際，城市建設飛速發展：基礎設施不斷完善、路網四通八達。隨著“老舊小區改造”“海綿城市建設”等項目的推進與開展，基礎地形測繪任務加劇，地物要素類別增多，地形復雜化。因此對1∶500基礎地形數據的質量要求不斷提高。

1∶500基礎地理信息數據庫屬大比例尺基礎地理信息數據，為城市開發建設與規劃管理提供依據，在城市發展中起著至關重要的作用。因此，提高1∶500基礎地理信息數據庫質量意義重大。翟雪寧于2016年在《基于基礎地理空間數據庫數據質檢子系統的數據檢查方案研究》一文中，探究了通過將各種地理空間數據庫的質檢規則配置模塊，形成檢查項固化方案的技術手段，得出了可實現數據庫批量成果檢查的結論[4]。為本文研究數據庫自動化處理提供了可行性支撐。

現階段基礎地理信息數據庫數據質量檢查依據主要為《測繪成果質量檢查與驗收》(GB/T 24356-2009)以及《數字測繪成果質量檢查與驗收》(GB/T 18316-2008)。這兩個文獻比較全面的歸納了數據庫的檢查項。前者規定了測繪成果的檢查驗收制度：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[1]。實際操作中，需結合當地地形與需求，補充地方規定，細化檢查內容，完善處理方案，提高軟件自動化處理能力。

1 檢查流程

項目組成員首先應對已完成的數據進行自查與修改，在完成修改工作后，將數據提交項目組長進行一查(即過程檢查)。項目組長應對單位成果的質量要求的全部檢查項進行檢查。項目組成員就組長一查提出的問題與錯漏逐一修改，并詳細記錄修改人員、修改時間、修改內容等。

對于檢查出的錯誤修改后應提交一查人員復查，直至項目組長檢查無誤并在質量檢查記錄表上簽字確認后，方可提交二查(即最終檢查)。提交最終檢查時，應將數據與一查相關檢查記錄表一同上交。具體數據庫質量檢查流程如圖1所示。

圖1 數據庫質量檢查流程圖

2 檢查內容

DLG(Digital Line Graphic，數字線劃圖)的質量元素包括空間參考系、位置精度、完整性、邏輯一致性、屬性精度、時間精度、表征質量、附件質量[2]等。在對項目進行檢查前，應先確認附件質量，檢查提交的數據是否正確、完整。包括文本資料是否齊全，是否有甲方簽字蓋章等，數據組織格式、文件命名、數據范圍面積、數據版本套數等是否與設計書要求一致，設計書是否按項目合同編寫等，確認無誤后，方可對數據開展檢查工作。首先根據項目設計書要求，確認數據庫的空間參考系使用是否正確。然后將數據庫數據與原始地形數據(dwg格式)進行套合比對，檢驗兩套數據坐標值的位置精度。其次就是數據庫的屬性精度、完整性、邏輯一致性、元數據質量、表征質量的檢查，下文就上述檢查項內容與可能遇到的問題做詳細介紹。

2.1 屬性正確性

根據制定的入庫數據標準，通過模塊中設定的編碼表、注記分類表、分層表、屬性結構表等規則，來檢查對象的編碼、分層、屬性項數據、字段大小、字段內容等的合法性[3]。

2.1.1 數據分層的正確性

根據設計書要求，逐層核實數據分層的正確性，數據圖層的名稱與別名是否規范等。

2.1.2 要素分類與代碼的正確性

根據設計書要求，檢查是否有非法代碼；代碼圖層是否正確；點、線、面代碼對應相應的圖層是否正確。(需特別注意，設計書中有無新增代碼等特殊情況)

2.1.3 要素屬性值的正確性

根據設計書要求，一一核實各要素的屬性填寫是否有錯漏，可將屬性標注后與注記進行比對檢查。注意設計書中明確指出的要素屬性填寫方案。如：

(1)屬性表中，X、Y坐標填寫時，注意X、Y坐標數值的正確性，且小數位數應取三位。(注：通過數據庫轉坐標，生產不同坐標系數據時，X、Y值需重新計算填寫)。

(2)房屋面(抽水機房、變電房、建筑中房屋面、棚房、簡房等)的層數、結構填寫。

(3)道路路頭的采集標準與屬性填寫。

(4)道路、河流結構線采集標準及屬性填寫，特別是不同等級道路共線情況的屬性填寫。

(5)池塘中有水生作物的情況，如何構面。

(6)植被面中植物類型屬性填寫是否有遺漏。

(7)有向點角度值填寫是否正確，根據設計要求確定填寫標準。

(8)屬性表中的空值：“空”“ ”“NULL”，不能混淆，應統一。

(9)結構線代碼與面代碼、邊線代碼是否對應。

(10)輸電線電桿與陸地通信線—架線桿代碼混淆情況排查。

(11)溝渠流向與河流流向代碼混淆情況排查。

(12)橋梁面高程代碼應選用非地形高程代碼。

(13)抽水站與揚水站代碼混淆情況排查。

(14)名稱對象線與名稱對象點按設計書要求生產。

(15)高程點高程屬性與高程注記內容一致性檢查。

(16)線面一致性檢查，如次干道邊線對應次干道面，主干道邊線對應主干道面等。

(17)等高線檢查:根據等高距，檢查首曲線、計曲線賦值的正確性;檢查高程是否在正確的等高線范圍內[4]。

2.1.4 屬性項類型的正確性

(1)根據設計書要求，逐層逐個屬性字段進行核實，檢查屬性表結構的完整性、字段類型長度等的正確性。

(2)按設計要求檢查必填值是否填寫正確。

(3)通過對屬性內容排序與遍歷檢查，查看屬性值是否存在異常值等情況。

2.1.5 注記的正確性

(1)注記內容統一性檢查

文字注記應統一。同一要素應用一種文字表示，如蘆葦地，統一用“蘆葦”表示，庫體中不應同時出現“蘆”“蘆葦”等。類似文字情況還有：“施工地”“施工”“施工工地”；“葡”“葡萄”；“桂”“桂花”；“灰”“石灰”；“水”“水池”等。文字簡注參考《國家基本比例尺地圖圖式第1部分1∶500 1∶1 000 1∶2 000地形圖圖式》(GB/T 20257.1—2017)。

(2)注記輸入統一性檢查

注記輸入法應統一(在“全角”狀態下輸入)，如括號、數字大小寫、引號等。

(3)注記空格檢查

注記中不能出現空格，包括第一個字前面的空格和最后一個字后面的空格。

(4)注記樣式大小檢查

注記樣式與文字高度按設計執行，且同一類型注記應統一。

2.2 完整性

2.2.1 數據層完整性

(1)根據設計書要求，檢查數據庫分層是否正確，有無遺漏及非法圖層等情況。

(2)逐層排查數據圖層，通過比對地形數據或查看屬性表數據量，確定有無數據缺失。

2.2.2 數據層內部屬性結構完整性

根據設計書要求，檢查數據庫各層數據的屬性結構字段設置是否正確，有無遺漏。

2.2.3 要素完整性

(1)根據比對數據庫及地形數據，檢查數據入庫處理時，有無數據缺失或者遺漏對象化處理的要素。

(2)檢查是否存在遺漏構面的要素，具體按設計書要求執行，確定要素采集方式為面、范圍線或輪廓線等。如鄉村路、機耕路、陽臺、噴水池、亭、廊房、架空房等。

(3)檢查河流、道路等結構線的生產有無遺漏。

(4)檢查名稱對象線、名稱對象點的生產有無遺漏。

2.3 邏輯一致性

2.3.1 拓撲一致性

在ArcGIS中，拓撲是在同一個要素集下的要素類之間的拓撲關系的集合[5]。空間要素主要由點要素、線要素、面要素組成，要素的拓撲關系又可以分為要素內的拓撲關系和要素間的拓撲關系[6]。拓撲關系主要包括：重疊、相交、自相交、懸掛、偽節點等(圖2)。

圖2 點重疊、線相交、懸掛等拓撲關系

圖2中，紅色區域為拓撲問題區域：(a)圖中兩紅色點狀地物不合理重疊；(b)圖中紅色點線位置為線段相交錯誤位置；(c)圖紅色位置顯示了線段自相交錯誤位置；(d)圖紅色點表示線段懸掛處位置。其余圖中未標記紅色的點線，表示該處拓撲位置表達正確的情況。

2.3.2 線狀要素的連續性

檢查連續的線狀要素是否被斷開。如柵欄、坎子、圍墻等線狀地物，是否存在未對象化的情況。

2.4 元數據質量

(1)元數據完整性

根據設計書要求，檢查元數據是否完整。包括元數據圖層、屬性字段等。

(2)元數據準確性

根據設計書要求，檢查元數據版本格式、屬性結構、字段定義、內容填寫等是否正確。

2.5 表征質量

表征質量包括幾何表達1個二級質量元素，檢查項為幾何異常，主要檢查要素幾何圖形異常錯誤，如小的不合理面、面邊界不合理的硬折角等[7]。

2.5.1 幾何表達正確性

(1)植被面構面檢查，該鏤空的植被面，是否鏤空。如圖3所示，植被面中有露天設備、地下建筑物通風口等其他地物時，應如圖3(b)表示，將植被面按其他地物范圍線鏤空。

圖3 植被面鏤空采集示意圖

(2)房屋面構面檢查，應按房屋不同層數或結構區分構面，注意構面時與陽臺的處理關系。如圖4所示，一層房屋與五層房屋相連，五層房屋左側有陽臺。根據生活實際判斷，陽臺應在一層上方位置，故一層房屋構面時應保持房屋完整性，與陽臺范圍線疊置表示，如圖4(b)所示采集房屋面。

圖4 房屋面采集示意圖

(3)水系面構面檢查，重點查看湖心島等情況處理是否正確。河流面中有湖心島等地物，河流面應鏤空處理，如圖5(b)所示。

圖5 河流面采集示意圖

(4)道路面構面檢查，注意區分兩條道路連通與上下重疊的位置處理區分(圖6)。

圖6 道路相交情況分析圖

(5)結構線生產是否準確，注意不要偏離中心位置太大。

2.5.2 要素覆蓋檢查

(1)文字注記壓蓋檢查。

(2)點線面要素壓蓋檢查。

(3)同類要素壓蓋與不同類要素間的壓蓋檢查。

2.5.3 其他檢查

(1)極短線檢查，按圖層屬性排序定位極短線位置。

(2)極小面檢查，按圖層屬性排序定位極小面位置。

(3)不合理點、注記檢查。

(4)不合理面檢查，如寬度極小、狹長的不合理面排查等。

3 數據庫修改處理

根據DLG 數據的特點，DLG 質量檢查有自動化檢查、人機交互式檢查及人工檢查3種方式[8-9]。

對應3種檢查方式，本文提出了問題修改處理時的3種處理方法：自動化處理、人機交互式處理及人工處理。

3.1 自動化處理

自動化處理是指利用軟件本身的自帶工具或二次開發后的處理工具對數據庫實現自動化處理與批量處理。嘉興市基礎地理信息數據庫檢查主要基于南方數碼的iData數據工廠實現。在iData中，可利用“規則編輯器”通過拖拉的方式任意安置數據庫檢查所需的元規則，鼠標拖曳連接組成完整的自定義數據庫檢查處理方案。規則編輯如圖7所示。

圖7 重疊線、面刪除規則編輯圖

目前通過規則編輯實現自動化處理的步驟有：

(1)刪除代碼屬性完全一致的重疊點、線、面、注記。

(2)刪除內容為空的文字注記。

(3)刪除線上冗余節點。

(4)房屋面根據文字注記自動賦層數與結構屬性。

(5)將花圃花壇內的成林及苗圃符號轉為零星樹木。

(6)根據高程注記給高程點賦高程值。

(7)根據代碼自動賦框架標識、一致性標識。

(8)根據池塘屬性注記自動賦池塘屬性。

(9)根據植被屬性注記自動賦植被面屬性。

(10)無向點旋轉角度賦空值或。

(11)水系線、地貌線高程賦空值或。

3.2 人機交互處理

人機交互處理主要是指暫時無法實現計算機自動處理的問題，由計算機與人工互相交替處理，達到解決問題的目的。

3.2.1 高程點與高程值是否匹配

利用ArcMap中的Buffer工具，建立與高程點距離一米的緩沖區，然后再利用Spatial Join將此緩沖區與高程注記關聯。在關聯層的屬性字段中，通過計算文字TextString與ELEVATION的差值，即可找出高程點屬性與高程注記不匹配的問題(圖8)。

圖8 高程點與注記匹配檢查流程圖

3.2.2 線自相交檢查修改

通過iData 中的規則編輯器實現自相交線的檢查，修改處理時，需要人工定位后實際判定并做出相應處理，如刪除多余點、重生產多段線等。

3.2.3 面疊蓋、縫隙檢查修改

面疊蓋有合理的情況，如道路面與道路花壇面，陽臺面與房屋面等，此類面疊蓋為合理情況，故面疊蓋只能通過計算機檢查出疊蓋位置，需人工判斷疊蓋是否合理或者疊蓋區域的歸屬問題。縫隙檢查需設置縫隙閾值，判斷縫隙合理性并做出相應處理。

3.2.4 入地口代碼混淆檢查修改

通過判斷高壓輸電線配置點與高壓輸電線入地口、配電線配置點與配電線入地口的匹配性，檢測出入地口誤用位置，人工進行修改。

3.2.5 線穿越檢查修改

通過判定面域上是否存在多段線，檢查出線穿越位置。人工判定線穿越的合理性，若不合理，將面域內線截斷并刪除。

3.3 人工處理

在數據庫處理與檢查時，有些問題需要人工處理，計算機無法實現自動查找與修改的功能。

(1)地形數據(dwg)與數據庫(gdb)坐標是否完全一致，是否存在位移等情況。

(2)數據入庫時，有無數據丟失，個別丟失只能通過人工發現并修改。

(3)要素代碼屬性值判斷，如人行橋與車行橋代碼混淆、陽臺與廊房等要素代碼混淆，此類要素只能通過人工判別并修改代碼屬性。

(4)植被構面是否合理，通過人工判定植被面在遇到其他地物要素時，是否需要鏤空。

(5)道路面構面是否規范，人工判別面線是否完全吻合等情況。

(6)將數據庫地物要素符號化顯示，全庫人工修改線型反向，構面不合理，中心線偏離概略位置、名稱對象點、線遺漏等問題。

當然，任何的自動化與非自動化處理都不是絕對的，隨著技術的研發與進步，絕大部分的人工都將向著自動化轉變，由此才能提高工作效率，避免人為錯誤。

4 結 語

在整個檢查和修改過程中，程序檢查要反復多次地進行，避免修改數據過程中的誤操作，保證最終輸入到數據庫中數據的正確性[3]。

做好數據庫檢查與修改工作，是提高項目質量的關鍵。影響數據庫質量的主要原因有數據源采集質量、數據加工處理環節等。在實際檢查過程中，除了對一些常見的問題進行檢查，還要對由于人為操作的主觀性帶來的一些比較隱蔽的新問題的檢查，這些問題往往需要花費更多的時間與精力。提高數據質量，是一個精益求精的過程，需要不斷探索、不斷總結，才能更好的為社會建設需求提供數據保障。