張榮英

摘 要：該文基于該研究者多年從事測繪產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量檢驗的相關(guān)工作經(jīng)驗，以4D數(shù)字測繪產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量管理為研究對象，研究探討了“4D”產(chǎn)品質(zhì)量控制的必要性，分析了“4D”產(chǎn)品在質(zhì)量管理方面存在的問題和質(zhì)量控制的方法，該文是該研究者在長期工作實踐基礎(chǔ)上的理論升華，相信對從事相關(guān)工作的同行有著重要的參考價值和借鑒意義。

關(guān)鍵詞：“4D”產(chǎn)品 數(shù)據(jù)質(zhì)量 抽樣策略 質(zhì)量管理

中圖分類號：P205 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）05（b）-0242-02

1 必要性研究

隨著傳統(tǒng)的測繪產(chǎn)業(yè)向以“3S” 技術(shù)為代表的高新技術(shù)現(xiàn)代測繪產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)變，以“4D”產(chǎn)品為核心的數(shù)字測繪產(chǎn)品已成為我國基礎(chǔ)地理信息建設(shè)的主流，并在此基礎(chǔ)上生成疊加合成產(chǎn)品，如三維立體地形模型、三維立體透視模型、綜合數(shù)字影像圖等。省級基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫是省級空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，在解決土地及礦產(chǎn)資源、環(huán)境、人口、地質(zhì)災(zāi)害、水土保持、工程設(shè)計等一系列的問題中，描述空間位置的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)起著越來越重要的作用，特別是在為規(guī)劃、設(shè)計、監(jiān)測、管理和決策服務(wù)時，提供了地理空間定位和定性的依據(jù)。

建設(shè)省級基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫絕非易事，首先要求有高質(zhì)量、規(guī)范化、準確、標準統(tǒng)一、完備性、適宜性和現(xiàn)勢性強的地理數(shù)據(jù)，還要求入庫數(shù)據(jù)在數(shù)學(xué)基準、地理屬性、完整性和正確性、邏輯一致性、拓撲關(guān)系等質(zhì)量因素嚴格按照技術(shù)設(shè)計和標準執(zhí)行。在地理信息系統(tǒng)的幾個主要組成部分中，數(shù)據(jù)是一個極為重要的因素，數(shù)據(jù)采集是空間信息系統(tǒng)建設(shè)中最昂貴的部分，數(shù)據(jù)質(zhì)量的優(yōu)劣將決定整個地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的成敗。

2 “4D”生產(chǎn)質(zhì)量管理方面存在的問題

對4D產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗、用戶反饋及實驗結(jié)果表明：4D測繪產(chǎn)品在應(yīng)用過程中存在很多問題，如外業(yè)核心要素調(diào)繪過程中不完善，內(nèi)業(yè)采集過程中存在的編輯不到位，DEM編輯過程中的高程精度問題以及在實際應(yīng)用過程中DEM與DLG的數(shù)據(jù)符合性問題等；除此之外還有生產(chǎn)者、生產(chǎn)管理者、產(chǎn)品檢驗者之間及外業(yè)、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)之間存在的不協(xié)調(diào)問題等。對于產(chǎn)生以上問題的原因，概括起來有以下幾個方面。

2.1 產(chǎn)品生產(chǎn)者在質(zhì)量認識方面存在的問題

以4D數(shù)字測繪產(chǎn)品為核心的新的測繪產(chǎn)品模式在我國推廣，數(shù)字化產(chǎn)品是一種全新的產(chǎn)品，過去生產(chǎn)的產(chǎn)品主要是以紙張為載體，地面上的地物點、線、面等均是獨立存在的，它們之間的關(guān)系需要人為進行判讀，才能把它們之間的相互關(guān)系及地形、地貌有機地結(jié)合在一起，由于采用手工作業(yè)，出現(xiàn)的各類允許的誤差和缺陷，可以采用缺陷分類的方式進行度量。

而數(shù)字產(chǎn)品如DEM，DLG等完全是數(shù)字化的測繪產(chǎn)物；對于DEM而言，TIN或GRID中的每一點，均是有機結(jié)合在一起的，任何一點的差異或任何一點的改變均會牽動或改變周圍點的拓撲關(guān)系和內(nèi)插精度。對于DLG而言，任何構(gòu)成地理空間數(shù)據(jù)的點、線、面實體均是由拓撲空間關(guān)系有機組合在一起的，任何一個實體的錯誤，可能會導(dǎo)致周圍實體間空間關(guān)系的差異。若內(nèi)業(yè)作業(yè)員不能完全領(lǐng)會外業(yè)調(diào)繪片上的要素，可能會造成圖形和實體屬性的不一致性，這種性質(zhì)一般包含在地理信息數(shù)據(jù)空間關(guān)系的不確定度的范圍內(nèi)?？傊痪湓?，數(shù)字測繪產(chǎn)品不僅存在幾何意義上的精度質(zhì)量問題；更重要的還有屬性意義上的正確性與準確度，有時傳統(tǒng)意義上的一個輕缺陷，在數(shù)字化產(chǎn)品中可能會上升為重缺陷。

2.2 空間數(shù)據(jù)與地圖數(shù)據(jù)的差別

基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品生產(chǎn)和管理部門目前在生產(chǎn)4D產(chǎn)品的工藝流程可能不完全統(tǒng)一，實際生產(chǎn)中，有些是在采集制圖數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，來建立空間數(shù)據(jù)庫；有些是先采集基本框架要素，然后再生成符合圖式要求的制圖數(shù)據(jù)。實際工作中，數(shù)字化地形圖的編輯與傳統(tǒng)制圖的概念有了很大的區(qū)別，在DLG編輯時要兼顧制圖數(shù)據(jù)與母線數(shù)據(jù)。面向制圖和面向GIS來建立空間數(shù)據(jù)庫是兩個不同的概念。制圖數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)由于面向的對象不同，雖然對于同一區(qū)域而言，二者所表達的內(nèi)容是完全一致的，只是表現(xiàn)形式不同，實現(xiàn)方法不同，制圖數(shù)據(jù)只是簡單的幾何模擬，著重于外在的表現(xiàn)，而空間數(shù)據(jù)則是更高層次的空間建模，強調(diào)內(nèi)在的聯(lián)系。所以在數(shù)據(jù)采集過程中所進行的一系列質(zhì)量控制非常必要，如數(shù)據(jù)的拓撲一致性，邏輯一致性以及數(shù)據(jù)的可視化及一致性等方面。舉例來說，對于制圖數(shù)據(jù)而言，要求境界與道路、河流等線狀地物進行跳繪，而作為空間數(shù)據(jù)來說，為了保證空間拓撲關(guān)系的一致性，一般是分層拷貝的方法來組織數(shù)據(jù)，這與傳統(tǒng)的制圖存在數(shù)據(jù)組織上的區(qū)別。還有對于制圖數(shù)據(jù)而言，道路與街區(qū)線、圍墻、建筑區(qū)等的關(guān)系是很明顯的，但對于空間數(shù)據(jù)來說，道路一般按其中軸線來采集，并由此來構(gòu)筑路網(wǎng)關(guān)系，而空間核心數(shù)據(jù)在空間數(shù)據(jù)庫中只有圖層或類型的分類，沒有空間關(guān)系的分類（如路與路的空間關(guān)系等）。當把空間數(shù)據(jù)根據(jù)屬性代碼轉(zhuǎn)換為圖形數(shù)據(jù)時，經(jīng)常會產(chǎn)生圖形上的空間關(guān)系錯誤。這些都是從生產(chǎn)的角度要求作業(yè)員充分理解的。

2.3 內(nèi)、外業(yè)數(shù)據(jù)采集時存在的問題

在對數(shù)字測繪產(chǎn)品進行檢驗時經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)一些邏輯上的不合理現(xiàn)象，比如對于水庫和河流層的數(shù)據(jù)采集時經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)水庫與河流之間沒有瀉洪渠或排洪道等水系附屬設(shè)施；水庫上的大壩或河堤外業(yè)所注長度或高程與內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)采集時的不一致；對于道路層來說，兩條立體交叉的道路經(jīng)常會出現(xiàn)結(jié)點等邏輯上錯誤的操作現(xiàn)象；有些河流甚至?xí)霈F(xiàn)水往高處流等不合理表示現(xiàn)象。所有這些都是作業(yè)人員質(zhì)量意識薄弱的具體表現(xiàn)。

3 數(shù)字測繪產(chǎn)品的抽樣檢驗策略

地理要素在空間上是連續(xù)分布的，如一條河流、一條公路、完整的一個林場等，它與工廠中一個單獨的產(chǎn)品不同，對于測繪產(chǎn)品的生產(chǎn)與數(shù)據(jù)組織是以“幅”來進行的，雖然在過程質(zhì)量控制中強調(diào)圖幅間的“幾何”及“邏輯”接邊，但很難保證“批量”產(chǎn)品某一整體實體的數(shù)據(jù)一致性。再者，對于一“批”產(chǎn)品來說，地形類別不同，圖幅中負載的空間地理信息也不盡相同，事實上，有時地物要素負載量相差很大。而單幅產(chǎn)品包涵內(nèi)容和檢驗項目繁多，在這樣的情況下，有必要改變以整幅或整個檢驗項目為單位來抽樣檢驗，而選取部分關(guān)鍵內(nèi)容進行產(chǎn)品質(zhì)量的檢驗。

3.1 “4D”產(chǎn)品生產(chǎn)特點和抽樣檢驗現(xiàn)狀

目前，省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集呈現(xiàn)周期性、分批次、區(qū)域性的生產(chǎn)狀況，而各區(qū)域地理分布各有特點，如邯鄲測區(qū)多文物古跡，承德、張家口測區(qū)多河流、山川等，而保定、唐山測區(qū)經(jīng)濟較發(fā)達，交通要素多等特點。目前檢查驗收實行“二級檢查，一級驗收”制度并且加強產(chǎn)品的過程質(zhì)量監(jiān)督抽查，即由作業(yè)單位的生產(chǎn)部門及專職的質(zhì)量檢驗部門分別負責產(chǎn)品的一級、二級檢查，一級檢查要求對過程產(chǎn)品進行100%的全覆蓋檢查。二級檢查對過程產(chǎn)品按照產(chǎn)品的復(fù)雜程度進行10%至30%的抽樣檢查，生產(chǎn)部門的兩級檢查必須對最終產(chǎn)品進行100%的檢查，并按照數(shù)字測繪產(chǎn)品檢查與驗收規(guī)定進行相應(yīng)的質(zhì)量評分，專門的質(zhì)檢機構(gòu)進行產(chǎn)品的最終驗收，按批量的10%或20%進行驗收，進行質(zhì)量評定，這種驗收方式具體操作實際上是對生產(chǎn)部門專職檢查質(zhì)量評價的客觀性的檢核。

3.2 產(chǎn)品檢驗的質(zhì)量水平

不同的抽樣方案，分別用不同的方式來表示產(chǎn)品的質(zhì)量水平。如挑選型抽樣方案采用極限質(zhì)量或平均不合格品率上限，調(diào)整型采用合格質(zhì)量水平（AQL）等。從產(chǎn)品檢驗的實際工作中，目前測繪生產(chǎn)單位采用所謂的100%的一級或二級檢查，但具體作業(yè)過程中只限制在某些環(huán)節(jié)或產(chǎn)品的某些質(zhì)量特性上，具有不完整和片面性，這種檢驗方法并不能客觀、全面地評價出圖幅的優(yōu)良品級率。針對目前標準型抽樣方案，生產(chǎn)部門專職檢查可采用嚴于質(zhì)量驗收部門的質(zhì)量水平，以保證產(chǎn)品優(yōu)良品級率不低于質(zhì)量檢驗部門的產(chǎn)品質(zhì)量評定結(jié)果。

數(shù)字測繪產(chǎn)品質(zhì)量控制作為一項系統(tǒng)工程來說，可以按單位工程、分部工程、分項工程細分工序，則可明確設(shè)置質(zhì)量控制點，如見證點、停止點按照生產(chǎn)工序?qū)^程產(chǎn)品、質(zhì)量的薄弱環(huán)節(jié)等，實施質(zhì)量控制，投資控制以及進度控制，質(zhì)量管理和檢驗部門還可以進一步通過確定投資控制以及進度控制程度來確定質(zhì)量檢驗過程中的質(zhì)量水平。

3.3 關(guān)于檢測數(shù)據(jù)的處理

生產(chǎn)單位某些局部數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)需要規(guī)范化，在檢測數(shù)據(jù)的處理中，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)個別異常數(shù)據(jù)，對于異常數(shù)據(jù)的處理應(yīng)該取慎重的態(tài)度，從正態(tài)分布的規(guī)律可知，其2倍中誤差的概率小于5%，即20個觀測值中出現(xiàn)一個，有時檢測值的數(shù)量大于20個，所以應(yīng)視為符合正態(tài)分布的精度參與計算；但是3倍中誤差的檢測數(shù)據(jù)雖然仍可視為符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)，但其出現(xiàn)的概率很小，人們有理由懷疑它可能包含了錯誤，大約0.3%的出現(xiàn)概率。在測繪產(chǎn)品質(zhì)量檢驗過程中，對于受檢項目，一般3倍中誤差點數(shù)大于檢測點數(shù)的5%，則視為批不合格，因此對于大于3倍中誤差的數(shù)據(jù)，在作業(yè)過程中必須加以分析，找出原因。以DEM高程檢測點為例，生產(chǎn)單位在以模型內(nèi)業(yè)加密時，這一工序?qū)τ诩用茏鳂I(yè)員來說，并不完全清楚具體的圖幅范圍，加密過程中一般高程檢測點的數(shù)量均多于28個，對于28個檢測點來統(tǒng)計精度往往存在人為的因素，對于存在較大較差的點，往往簡單剔除。DEM的誤差分布并非真正服從正態(tài)分布，只是接近于正態(tài)分布，仍可由均值和方差來衡量DEM高程精度。所以即使中誤差相對較小，對于大于3倍中誤差數(shù)據(jù)也應(yīng)加以分析，找出原因，加以改正。從這一點上說，多設(shè)置高程檢測點對于提高DEM精度很有意義。

4 結(jié)語

目前數(shù)字測繪產(chǎn)品具有這樣的特點：偶然性質(zhì)量問題都是引人注目的，如DLG數(shù)據(jù)，水庫中出現(xiàn)大量的等高線等嚴重缺陷，立即會受到領(lǐng)導(dǎo)的重視。而系統(tǒng)性的問題，如DEM與DLG局部數(shù)據(jù)符合性差；較窄的沖溝、雨裂等地形表示效果不佳；外業(yè)要素表示不完整以及數(shù)字產(chǎn)品存在的屬性及邏輯上的錯誤、不一致性等由于長期存在，成了被認可的“正?！睜顟B(tài)。質(zhì)量改進的實質(zhì)就是要求解決系統(tǒng)性質(zhì)量問題（這當然是從改進工作目標、完善質(zhì)量體系、整體優(yōu)化、全員參加等方面入手）。對于這種情況，我們可以適當?shù)卦O(shè)置質(zhì)量檢驗點，實施測繪產(chǎn)品全程質(zhì)量監(jiān)督與管理的方法，對測繪產(chǎn)品進行全程質(zhì)量控制。

參考文獻

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