王磊

（廣州市城市規(guī)劃勘測設計研究院，廣東廣州 510060）

面向規(guī)劃的城市空間數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查

王磊

（廣州市城市規(guī)劃勘測設計研究院，廣東廣州 510060）

在空間數(shù)據(jù)質(zhì)量分析的基礎上，介紹了空間數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查系統(tǒng)設計原則，各個質(zhì)量指標內(nèi)容及其評價方法，并對成果輸出內(nèi)容進行介紹。此研究內(nèi)容與方法在廣州空間數(shù)據(jù)檢查系統(tǒng)中成功實現(xiàn)、應用，軟件實際應用結果表明，論述方法正確，檢驗結果可靠。

信息化測繪；空間數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查；數(shù)據(jù)質(zhì)量評估

信息化測繪體系要解決的關鍵問題是服務問題，需要增加地球空間信息的表達形式和服務內(nèi)容，需要我們改變觀念，將按規(guī)范生產(chǎn)改變?yōu)榘葱枭a(chǎn)，需要加強測繪部門與其他學科的集成[1]?？臻g數(shù)據(jù)的組織必須以面向規(guī)劃服務為根本出發(fā)點，面向地理要素特征，進行信息化測繪的信息組織、采集、建庫和應用軟件研發(fā)、定制,將為城市規(guī)劃的編制、審批、管理和驗證提供更有針對性的翔實信息和專業(yè)服務。地圖數(shù)據(jù)作為規(guī)劃信息載體，必須保持地理要素對象自身的完整性與唯一性。因此加強地理要素特征信息檢查已經(jīng)成為數(shù)據(jù)建庫前必須解決的問題。

1 面向規(guī)劃特征數(shù)據(jù)特點

1.1 面向規(guī)劃特征數(shù)據(jù)要求

1.1.1 數(shù)據(jù)標準統(tǒng)一性

數(shù)據(jù)標準是空間數(shù)據(jù)采集基本約束，是避免數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式具有多樣性的一個前提。為了保證數(shù)據(jù)標準統(tǒng)一性，必須在標準可行性與實用性進行改進，滿足數(shù)據(jù)采集與信息建庫雙重需要。為了信息化發(fā)展需要，適應面向城市規(guī)劃的信息化測繪體系框架建設。我們研究本地實際情況，對數(shù)據(jù)標準以下幾個方面進行了改造：1）要在現(xiàn)有規(guī)范所規(guī)定的信息采集的基礎上，增加面向城市規(guī)劃和市場所需的地物和屬性信息，這是前提；2）對現(xiàn)有的編碼體系進行升級和改造，參考國標編碼體系，形成符合規(guī)劃特點六位編碼，這是基礎；3）結合新采集的信息和新的編碼體系，對現(xiàn)有的內(nèi)外業(yè)采集和制圖平臺進行二次開發(fā)，以提高工作效率，將標準在數(shù)據(jù)采集工具上進行封裝，實現(xiàn)標準強制統(tǒng)一，這是保障。

1.1.2 對象完整性

按照面向規(guī)劃服務信息化測繪思路，對于單個地理要素來說，都代表一定地理空間信息和一定的屬性信息，如果將單個要素分離開來，必然形成多個要素，造成信息冗余，有時更會產(chǎn)生信息變異。例如對于房屋而言，我們用面來表示，并且將產(chǎn)權人、門牌號、地址、用地性質(zhì)等放在面上，若將本來應該表示一個面的房屋表示成多個，一是破壞了地理對象完整性，表達信息產(chǎn)生混亂；二是數(shù)據(jù)冗余，給信息提取、利用，產(chǎn)生很大干擾性。

1.1.3 對象唯一性

通過一定技術手段，給每個地理要素加入唯一標識（GUID），進而對每個對象進行產(chǎn)生、修改、消亡歷史過程進行準確描述記錄。為了保存獲取每個對象事件變化，然后反映到數(shù)據(jù)庫中，進而實現(xiàn)動態(tài)變化，必須保證對象唯一性。這樣就可以按照對象思路，快速、準確地獲取空間數(shù)據(jù)要素變化信息，建立動態(tài)更新機制，并及時準確地反映在基本圖庫上。另外對于地物地理空間重疊，通過唯一標識無法區(qū)分，必須進行地理空間比較，進行數(shù)據(jù)修復。對于多余面內(nèi)多余屬性點或者多余注記，可以通過空間關聯(lián)檢查，進行提示，人工半自動修復。

1.1.4 屬性信息規(guī)則性檢查

屬性信息隱蔽在圖面之下，很難發(fā)現(xiàn)。而對于信息測繪來講，大量信息就存放在屬性信息內(nèi)，對將來數(shù)據(jù)分析利用，具備極大價值。屬性信息在填寫時必須遵守一定規(guī)律、規(guī)則，在進行數(shù)據(jù)檢查時，可以定制規(guī)則表進行掃描，進行信息檢查。

1.1.5 邏輯關聯(lián)性

對于地理空間數(shù)據(jù)與屬性信息都存在一定空間域內(nèi)，必然相互存在制約與關聯(lián)關系。通過研究其相互空間關系，可以發(fā)現(xiàn)許多隱蔽性錯誤。如高程點與等高線之間點線矛盾，實際拓撲面積與屬性信息面積不一致等。

2 空間數(shù)據(jù)檢查原則

地理空間數(shù)據(jù)檢查要全面，保證將來一圖多用，提高數(shù)據(jù)的利用價值，同時對屬性信息進行全面檢查，保證地理屬性信息的完備性與可利用性，減少信息冗余，提高信息的利用質(zhì)量?；谶@種思路，我們在對廣州數(shù)據(jù)檢查開發(fā)時，特別強調(diào)以下原則：

1）全面性：按模板設定進行全面掃描處理，確保地形要素標準化檢查，排除非法要素；

2）開放性：檢查規(guī)則模板開放，可擴充，適應數(shù)據(jù)采集發(fā)展的需要。

3）自查性與互查性有效統(tǒng)一：同一對象不同信息內(nèi)容自檢；并建立交叉互查機制，圖形數(shù)據(jù)與屬性信息進行關聯(lián)檢查。

4）偏重敏感性：容易出問題的地方單獨檢查。

5）操作靈活性：屬性矛盾等細節(jié)，可隨時定義檢查項目；查出的系統(tǒng)性問題有辦法修正。

6）數(shù)據(jù)質(zhì)量可比較性：結果可衡量數(shù)據(jù)質(zhì)量，比較測區(qū)間的不同。

3 空間數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查功能設計

3.1 成果資料完整性檢查

提交成果的目錄格式，包括目錄組織、文件的命名、文件的格式、文件數(shù)量檢查等內(nèi)容。

3.2 檢查預處理

數(shù)據(jù)標準化檢查：按照模板定義，對非法層名、不符合系統(tǒng)編碼使用規(guī)定（通過層名、符號線形名、厚度組合唯一性進行確認）進行檢查。

懸掛點依據(jù)精度要求自動處理：主要用來保證在誤差范圍內(nèi)（4CM）的點與點，點與線的自動粘合。

重復項自動修復處理：主要是指數(shù)據(jù)壓蓋、重疊的問題，軟件通過拓撲處理，提供自動消除功能。

拓撲關系自動檢查：檢查面狀地物是否封閉，包括房屋、行政區(qū)劃等。根據(jù)容差 4cm（可自定義）檢查同一層或不同層中線線相交、斷開是否正確。

3.3 空間數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查

3.3.1 空間精度檢查

提供打點精度檢查與量邊精度檢查兩種方式，并提供統(tǒng)計功能。

3.3.2 屬性精度檢查

缺項檢查：主要針對屬性項空缺檢查，如規(guī)劃用地屬性表中，權利人，四至等內(nèi)容是否空缺。

屬性關聯(lián)要素檢查：屬性內(nèi)容與關聯(lián)地物矛盾，如規(guī)劃用地信息填寫與附屬地物是否一致。

3.3.3 空間數(shù)據(jù)邏輯性檢查

空間特征檢查：主要檢查空間要素表達是否準確，例如要求點狀地物1個點，線狀地物2個以上，面狀地物點數(shù) 3個以上且點數(shù)與拓撲面點數(shù)一致，否則檢查列出，報告坐標位置。

對象重復檢查：完全相同對象進行檢查，并提供修復功能；數(shù)量多余重復檢查，例如一個面存在多個屬性點，檢查并給予報告。

地物交叉檢查：主要檢查關鍵地物（如圍墻、房屋）是否相交。

非法高程：高程點與等高線，存在點線矛盾；高程點與其注記矛盾，系統(tǒng)通過注記改高程值或通過高程值改注記。

3.3.4 圖屬關聯(lián)檢查

關聯(lián)性檢查：非法拓撲屬性點，屬性點無面配合；非法拓撲屬性面，面無拓撲屬性點配合。

空間一致性檢查：注記、屬性一致性檢查；注記、邊界一致性檢查；屬性內(nèi)容一致性檢查；包含關系屬性一致性檢查，例如房屋被包含在規(guī)劃用地面中，兩者相關聯(lián)屬性應一致。

4 系統(tǒng)實現(xiàn)

4.1 系統(tǒng)平臺選定

廣州原有MGE數(shù)據(jù)全部向ArcGIS平臺遷移，中間數(shù)據(jù)整理選用 EPS2008。因此選用 EPS2008平臺進行處理，并且結合數(shù)據(jù)整理工作，檢查更徹底。

4.2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理

TXT、DXF為廣州GIS數(shù)據(jù)交換格式，TXT存取空間坐標數(shù)據(jù)與屬性信息，DXF保存注記信息與控制點分數(shù)線。但是DXF在MGE轉(zhuǎn)換時容易丟失，我們采取DGN結合TXT數(shù)據(jù)，保證了數(shù)據(jù)無損失轉(zhuǎn)換。另外數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換涉及到4位編碼向6位新編碼轉(zhuǎn)換，采用清華信息映射技術進行要素級轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)兩套數(shù)據(jù)遷移。

4.3 檢查規(guī)則定制

檢查規(guī)則是依據(jù)生產(chǎn)技術設計書要求而產(chǎn)生，是將原有書面文字要求變換為計算機可識別語言過程。本文采用以下幾中方法進行規(guī)則定制。

1）采用SQL語句進行設置。定制界面見圖1。SQL語句為通用數(shù)據(jù)庫語言，利用它進行檢查定制，具有很大靈活性，系統(tǒng)具有極大擴展性，實現(xiàn)了自定義檢查功能、錯誤修復功能、自動錯誤定位顯示。

圖1 檢查規(guī)則定制界面

下面以“房屋結構類型合法性檢查”為例進行說明。在除了棚房、建筑房屋、破壞房屋等，房屋結構類型必須填寫“A、B、C、D”等，其他填寫內(nèi)容均為非法。SQL語句：

SELECT GeoAreaTB.ID,房屋面屬性表.建筑結構FROM房屋面屬性表INNER JOINGeoAreaTBON房屋面屬性表.ID=GeoAreaTB.IDWHERE((房屋面屬性表.建筑結構)<>“A” And(房屋面屬性表.建筑結構)<>“B”And(房屋面屬性表.建筑結構)<>“C”And(房屋面屬性表.建筑結構)<>“D”And GeoAreaTB. Code<>213050And GeoAreaTB.Code<>215050And GeoAreaTB.Code<>214050And GeoAreaTB.Code<>216050 And GeoAreaTB.Code<>217050);

2）限差設定。利用現(xiàn)有工具進行一些設定，如對數(shù)據(jù)重復性檢查采用如下界面進行設置，定制界面見圖2。

圖2 檢查限差、要求設定

3）檢查腳本使用。通過VBS腳本編程,進行數(shù)據(jù)檢查或數(shù)據(jù)修復。指定腳本程序名稱，以EPS執(zhí)行目錄+腳本程序組成，例如：“..DeskTop廣州規(guī)劃院測量Script廣州數(shù)據(jù)檢查注記與邊界一致性檢查.vbs”。常用腳本函數(shù)：讀取檢查記錄函數(shù) LoadCheckRecord（）；刪除檢查記錄函數(shù)Remove Check Record（）；保存檢查記錄函數(shù) SaveCheckRecord（）；添加檢查記錄函數(shù) AddCheckRecord（）；顯示檢查結果函數(shù) ShowCheckOutput（）。

4.4 建立數(shù)據(jù)質(zhì)量智能評估體系

將能夠定量表示的檢查內(nèi)容定制在數(shù)據(jù)檢查模板中，按照出錯的數(shù)量確定權重，建立質(zhì)量智能評估體系。對不同數(shù)據(jù)的質(zhì)量自動做出質(zhì)量評估，評定質(zhì)量等級，供數(shù)據(jù)質(zhì)量評定時參考。

式中，N為單位產(chǎn)品得分；x為單位產(chǎn)品預置得分，系統(tǒng)預置100分；i為單位產(chǎn)品嚴重缺陷個數(shù)；j為單位產(chǎn)品重缺陷個數(shù)；k為單位產(chǎn)品輕缺陷個數(shù)，T為缺陷值調(diào)整系數(shù)，一般根據(jù)測繪產(chǎn)品復雜程度而定，取值范圍0.8-1.2。

4.5 結果評定與報表輸出

數(shù)據(jù)質(zhì)量各項評估分級標準由系統(tǒng)以二維關系表形式開放給用戶，由用戶預先定制好各項評估分級標準，然后由系統(tǒng)按下面評分值計算公式來對檢查數(shù)據(jù)進行打分輸出。同時系統(tǒng)在質(zhì)量評估輸出中提供用戶填寫數(shù)據(jù)質(zhì)量評估意見功能，由用戶根據(jù)數(shù)據(jù)得分情況來確定檢查數(shù)據(jù)的質(zhì)量。檢查結果數(shù)據(jù)報表的數(shù)據(jù)來源表結構見表3。

表表結構

表表結構

序號 列名 列類型 數(shù)據(jù)長度 說明1 ID 整數(shù) 4 檢查錯誤記錄序號（流水號）2 CHECKGROUP 字符 50 檢查分組名稱3 CHECKNAME 字符 50 檢查項目名稱4 NAME 字符 50 檢查項在功能設計時預定的名稱5 X雙精度 8 檢查錯誤記錄定位的X坐標6 Y雙精度 8 檢查錯誤記錄定位的Y坐標7 Z 雙精度 8 檢查錯誤記錄定位的Z坐標8 OBJTYPE 整數(shù) 4 檢查錯誤記錄的數(shù)據(jù)類型9 GEOIDLIST 字符 250 檢查錯誤記錄相關圖形的ID列表10 NOTEIDLIST 字符 250 檢查錯誤記錄相關注記的ID列表11 DESCRIPTION 字符 250 檢查錯誤記錄的詳細描述

5 結 語

目前，系統(tǒng)已經(jīng)全面用于廣州空間數(shù)據(jù)的檢查與數(shù)據(jù)整理。通過運用該系統(tǒng)對這些成果數(shù)據(jù)進行全面有效的檢查，從根本上改變了空間數(shù)據(jù)的驗收方式，從技術上徹底避免了“人情”數(shù)據(jù)、“垃圾”數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)采集與整理作業(yè)更加規(guī)范。建立過程質(zhì)量檢查機制，有效保證數(shù)據(jù)采集與整理和GIS建庫采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)質(zhì)量標準，從而促進面向規(guī)劃的GIS數(shù)據(jù)生產(chǎn)質(zhì)量控制體系建立。

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Reserch of Spatial Data Quality Check System for Urban Planning

by Wang Lei

On the basis of spatial data analysis,this paper introduced special data quality controland evaluation system design principia.Then the method of data check and evaluating each spatial data quality index was described.The research content and method had succeeded in applying to Guangzhou data check system.The application results of special data quality control and evaluation system indicates that the menthod is right.

in formation mapping,special data,quality testing,data quality evaluation （Page:25）

P208

B

1672-4623(2011)01-0025-03

2010-03-16

王磊，碩士，高級工程師，主要研究數(shù)據(jù)建庫及其GIS應用開發(fā)工作。