馬夢然,花向紅,賀小星,舒穎,龔國棟

(1．武漢大學測繪學院,湖北武漢 430079; 2．江西省數(shù)字國土重點實驗室,江西南昌 330013; 3．地球空間信息技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心,湖北武漢 430079; 4．武漢大學災(zāi)害監(jiān)測和防治研究中心,湖北武漢 430079)

地理國情普查入庫數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查相關(guān)問題研究

馬夢然1,2?,花向紅1,3,4,賀小星1,2,舒穎1,2,龔國棟1,2

(1．武漢大學測繪學院,湖北武漢 430079; 2．江西省數(shù)字國土重點實驗室,江西南昌 330013; 3．地球空間信息技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心,湖北武漢 430079; 4．武漢大學災(zāi)害監(jiān)測和防治研究中心,湖北武漢 430079)

以河北省某縣地理國情普查入庫數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查為例,系統(tǒng)介紹了地理國情普查數(shù)據(jù)入庫質(zhì)量檢查方法及流程,提出了基于5種屬性數(shù)據(jù)的入庫數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查方法,并結(jié)合ArcGIS進行實例進行分析,提出了相應(yīng)的質(zhì)量修正方案。結(jié)果表明:經(jīng)過ArcGIS對5種屬性數(shù)據(jù)進行拓撲分析及修正后,能夠有效提高質(zhì)量檢查的效率和質(zhì)量,確保地理國情普查成果順利進行入庫。

地理國情普查;數(shù)據(jù)入庫;方法與流程;質(zhì)量檢查

1　前 言

為全面掌握我國地理國情現(xiàn)狀,滿足經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的需要,國務(wù)院下發(fā)了《國務(wù)院關(guān)于開展第一次全國地理國情普查的通知》(國發(fā)[2013]9號)決定于2013年～2015年開展第一次全國地理國情普查工作[1]。為順利開展國情普查數(shù)據(jù)地理國情監(jiān)測與統(tǒng)計分析應(yīng)用,確保地理國情普查中各種成果數(shù)據(jù)能夠順利入庫,各類成果數(shù)據(jù)在入庫前均需要按照成果數(shù)據(jù)入庫檢查技術(shù)要求進行入庫檢查。由于檢查成果數(shù)據(jù)中可能存在待入庫數(shù)據(jù)文件與結(jié)構(gòu)一致性、邏輯一致性、拓撲關(guān)系一致性、空間參考正確性及矢量數(shù)據(jù)接邊等影響入庫的數(shù)據(jù)問題,需要利用地理國情普查質(zhì)檢軟件依據(jù)檢查要求對地理國情普查入庫數(shù)據(jù)進行質(zhì)量檢查與質(zhì)量評價[2,3]。對于影響數(shù)據(jù)入庫的問題需要修改后才能進入下一個建庫工序。從第一次全國地理國情普查開始以來,各省測繪地理信息相關(guān)部門都積極行動起來,在全國各個任務(wù)區(qū)開展了大量工作。針對地理國情普查數(shù)據(jù)庫的建設(shè),國家測繪產(chǎn)品質(zhì)量檢查測試中心和四川省測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站共同開發(fā)了地理國情普查質(zhì)檢軟件,實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)檢查的自動化[4,5]。

2　數(shù)據(jù)入庫質(zhì)量檢查方法與流程

2．1地理國情普查入庫數(shù)據(jù)

通過二級檢查驗收后的地理國情普查數(shù)據(jù)主要包括:地表覆蓋數(shù)據(jù)、地形地貌數(shù)據(jù)、地理國情要素數(shù)據(jù)、正射影像數(shù)據(jù)、遙感影像解譯樣本數(shù)據(jù)及相關(guān)元數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)成果。按照地理國情普查數(shù)據(jù)入庫質(zhì)量檢查程序,需要在質(zhì)檢前將成果數(shù)據(jù)統(tǒng)一拷貝到預先分配好的存儲位置和目錄下,并轉(zhuǎn)換成軟件可識別的數(shù)據(jù)組織形式,其數(shù)據(jù)組織形式如圖1所示。

圖1　數(shù)據(jù)組織形式圖

由圖1可以看出地理國情普查入庫原始數(shù)據(jù)格式主要分為地表覆蓋及國情要素和解譯樣本兩大類[6],其中地表覆蓋及國情要素包括地表覆蓋數(shù)據(jù)(DLGO)和元數(shù)據(jù)(Metadata),其數(shù)據(jù)存儲方式按照“一個縣一個gdb存儲”,數(shù)據(jù)命名方式為“縣級代碼+縮寫．gdb”、“M+縣級代碼+縮寫．gdb”;解譯樣本數(shù)據(jù)按照國家生產(chǎn)規(guī)定進行數(shù)據(jù)組織,即SMPDATA,包括數(shù)據(jù)庫文件SMPDATA．mdb、地面照片文件PHOTO、影像實例目錄SMPIMG[5]。

2．2數(shù)據(jù)入庫檢查方法

數(shù)據(jù)入庫質(zhì)量檢查方法以自動檢查為主,利用地理國情普查入庫質(zhì)檢軟件,對生產(chǎn)單位提交的成果數(shù)據(jù)的文件與結(jié)構(gòu)一致性、拓撲關(guān)系一致性、邏輯一致性、空間參考正確性以及矢量數(shù)據(jù)接邊等進行檢查,發(fā)現(xiàn)問題給出錯誤列表,然后進行修改[7,8]。而對無法實現(xiàn)自動檢查的要素內(nèi)容,可采用可視化的半自動人機交互檢查方式發(fā)現(xiàn)問題,檢查人員對問題進行分析后,采取相應(yīng)的技術(shù)措施,主要是利用ArcGIS軟件中的相應(yīng)功能或以人工方式進行文件格式、命名修正等方法進行修改,保證數(shù)據(jù)完整,數(shù)據(jù)格式、結(jié)構(gòu)和內(nèi)容符合數(shù)據(jù)入庫要求。

2．3入庫質(zhì)檢的工作流程

入庫質(zhì)檢的工作流程如圖2所示。首先對入庫前數(shù)據(jù)成果進行匯交目錄的檢查,按照生產(chǎn)規(guī)定、建庫規(guī)定和匯交規(guī)定進行省級匯交目錄和國家級匯交目錄檢查,檢查未通過,按照錯誤信息提示,對照數(shù)據(jù)格式要求由生產(chǎn)單位進行修改。

然后,匯交目錄的檢查合格后,主要進行地理國情普查要素數(shù)據(jù)、地表覆蓋數(shù)據(jù)、普查元數(shù)據(jù)、正射影像數(shù)據(jù)、遙感解譯樣本數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)檢查6類數(shù)據(jù)的檢查工作。對于檢查結(jié)果不合格的數(shù)據(jù),檢查后會自動生成相應(yīng)的錯誤列表文件。生產(chǎn)單位根據(jù)錯誤列表文件信息進行相關(guān)數(shù)據(jù)的修改。

第三,對檢查合格的數(shù)據(jù)進行入庫前數(shù)據(jù)預處理工作。預處理工作主要包括普查要素處理、地形地貌數(shù)據(jù)處理、解譯樣本數(shù)據(jù)處理、地表覆蓋數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理、正射影像數(shù)據(jù)處理,并進行數(shù)據(jù)整合。

最后,經(jīng)過預處理的數(shù)據(jù),仍需進行上述第二步檢查,檢查合格后才能進行地理國情普查數(shù)據(jù)入庫工作[10]。

圖2　入庫質(zhì)檢的工作流程

3　數(shù)據(jù)入庫質(zhì)量檢查實例分析

3．1省級匯交目錄檢查

省級匯交目錄檢查主要對提交的地理國情數(shù)據(jù)資料進行初步檢查,按照規(guī)定的格式進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,并按照一定的組織形式進行存儲,通過與標準目錄信息進行比較分析,來檢查省級匯交目錄的正確性、完整性。圖3給出了河北省某縣地理國情普查入庫數(shù)據(jù)匯交目錄檢查情況。從圖3及檢查結(jié)果表明提交的數(shù)據(jù)存在DEM、DOM、SURVEYDATA、省級擴展普查成果文件缺失等錯誤,其處理辦法是用戶根據(jù)生成的錯誤列表文件進行編輯處理,必要時由生產(chǎn)單位補交缺失的相關(guān)的數(shù)據(jù)資料。

圖3　省級匯交目錄檢查分析結(jié)果

3．2地理國情普查要素數(shù)據(jù)檢查

地理國情普查要素數(shù)據(jù)主要是對不同地理要素數(shù)據(jù)的拓撲關(guān)系進行檢查,即檢查鐵路、城市道路、公路、鄉(xiāng)村道路、水系、構(gòu)筑物等對象是否存在重合、重復、懸掛點、偽節(jié)點、未閉合以及幾何位置接邊是否超限、屬性值錯漏或不接邊、是否存在極小不合理面或極短的不合理線等。圖4給出了要素數(shù)據(jù)檢查過程中發(fā)現(xiàn)不同屬性的要素(要素3、要素6)相交處未斷開的情況,其處理方案是結(jié)合原始數(shù)據(jù)利用ArcGIS軟件的拓撲功能對出現(xiàn)的錯誤的拓撲關(guān)系進行相應(yīng)的修改。

圖4　地理國情普查要素數(shù)據(jù)結(jié)果情況

3．3 地表覆蓋數(shù)據(jù)檢查

地理國情普查要素數(shù)據(jù)地表覆蓋數(shù)據(jù)檢查的對象為矢量、柵格以及網(wǎng)格化的地表覆蓋數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)集屬性項定義是否符合要求、格式及拓撲關(guān)系是否一致、圖斑是否有細縫或重疊、位置相鄰CC碼是否一致等進行檢查。圖5給出了地表覆蓋數(shù)據(jù)檢查中出現(xiàn)的問題,從圖5可以看出層內(nèi)拓撲關(guān)系地表覆蓋面折刺不符合規(guī)范要求,即出現(xiàn)小于規(guī)范限差的打折角(限差為5°),其解決問題方法是采用ArcGIS軟件的拓撲工具(如planarize lines工具)對不符合規(guī)范的打折角度進行拓撲關(guān)系修改。

圖5　地表覆蓋數(shù)據(jù)結(jié)果情況

3．4普查元數(shù)據(jù)檢查

普查元數(shù)據(jù)檢查主要是對高程帶、坡度帶、行政區(qū)劃、水系參考資料及格網(wǎng)單元數(shù)據(jù)進行分析,對文件結(jié)構(gòu)一致性、空間參考正確性、層內(nèi)拓撲關(guān)系、屬性項值域及其數(shù)據(jù)模型等進行檢查分析。圖6給出了普查元數(shù)據(jù)檢查分析結(jié)果情況,由圖6可知檢查出的錯誤為字段refFreshWater的長度為64,根據(jù)《地理國情普查數(shù)據(jù)生產(chǎn)元數(shù)據(jù)規(guī)定》,有關(guān)水系參考資料元數(shù)據(jù)MRDW圖層中,字段refFreshWater的屬性長度為10,與數(shù)據(jù)模型定義的字段不符,通過分析提出的修改方案為將錯誤字段長度修改為規(guī)范要求的字段長度。

圖6　普查元數(shù)據(jù)檢查情況

3．5普查元數(shù)據(jù)檢查

遙感解譯樣本數(shù)據(jù)包括地面照片和遙感影像實例,遙感解譯樣本數(shù)據(jù)檢查主要檢查數(shù)據(jù)完整性(文件缺失及冗余檢查)、屬性正確性等進行檢查。圖7為遙感解譯樣本數(shù)據(jù)檢查情況,從圖7可知解譯樣本數(shù)據(jù)存在遙感影像實例、地面照片格式及命名不正確、遙感影像實例裁切范圍不正確等錯誤。其解決方案是按照生成的錯誤列表相應(yīng)提示進行修改,使其符合相關(guān)規(guī)范的要求。

圖7　遙感解譯樣本數(shù)據(jù)檢查情況

4　結(jié) 語

本文主要以河北省某縣地理國情普查入庫數(shù)據(jù)為例,系統(tǒng)介紹了地理國情普查數(shù)據(jù)入庫質(zhì)量檢查方法及流程,提出了基于“省級匯交目錄數(shù)據(jù)、地理國情普查要素數(shù)據(jù)、地表覆蓋數(shù)據(jù)、普查元數(shù)據(jù)、遙感解譯樣本數(shù)據(jù)”五類屬性數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的入庫數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查方法,并結(jié)合ArcGIS進行實例進行分析,提出了相應(yīng)的質(zhì)量修正方案。實例分析結(jié)果表明,經(jīng)過ArcGIS對5種屬性數(shù)據(jù)進行拓撲分析及質(zhì)檢后,能夠發(fā)現(xiàn)地理國情數(shù)據(jù)中存在的質(zhì)量問題,通過修正后能夠有效提高相關(guān)地理國情數(shù)據(jù)的質(zhì)量,確保地理國情普查成果順利進行入庫。

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Research on Related Problems of Quality Checking During Database Construction in Geographic National Conditions Investigation

Ma Mengran1,2,Hua Xianghong1,3,4,He Xiaoxing1,2,Shu Ying1,2,Gong Guodong1,2
(1．School of Geodesy and Geomatics,Wuhan University,Wuhan 430079,China;
2．Jiangxi Province Key Lab for Digital Land,Nanchang 330013,China; 3．Collaborative Innovation Center for Geospatial Technology,Wuhan 430079,China; 4．Hazard monitoring&prevention Research Center,Wuhan University,Wuhan 430079,China)

This paper took the geographic Census data of a county in Hebei Province for example,mainly discussed the data quality checking methods and technological process of Geographic National Conditions Investigation．Quality inspection method based on five kinds of property data checking were proposed,and examples carried out with ArcGIS,several plans have been proposed according to the particular problem．The results show that the proposed strategy based on five kinds of property data checking with ArcGIS can effectively improve the quality and reliability of Geographic National Conditions investigation,ensuring the smooth progress of data warehousing on Geographic National Conditions investigation．

geography census;data warehousing;methods and processes;quality inspection

1672-8262(2016)01-72-04

P208．1

A

?2015—12—17

馬夢然(1991—),女,碩士研究生,主要研究方向:GNSS數(shù)據(jù)處理及精密工程測量。

國家自然科學基金項目資助(41174010,41374011,41574031);江西省數(shù)字國土重點實驗室開放研究基金資助項目(DLLJ201605)。

1672-8262(2016)01-76-05

P208．2

A