大比例尺DLG数据质量检查方法初探

尚媛

摘要：数字线划图（DLG）数字产品作为最基础的、最重要的信息载体，近年来其生产规模、应用领域在急剧扩大。作为支撑地理信息系统的主要数据，特别是在当前大力推进数字城市、智慧城市建设时，其数据质量好坏直接关系到信息系统运营和地图显示效果。以大比例尺DLG数据为例，在分析空间数据质量规范、细则和标准的基础上，全面研究和探讨了数据质量检查方法，从而提高检查效率和质量。

关键词：大比例尺DLG；数据质量；质量检查；拓扑规则；属性结构

ResearchoncheckingofLargeScaleDLGDataQuality

SHANGyuan

（ShandongProvincialInstituteofLandSurveyingandMapping，Jinan，Shandong250102，China）

Abstract：Inrecentyear，DigitalLineGraPhic（DLG）whichisthemostfundamentalandimportantinformationcarrier，enlargeditsproduetionscalerappedly.AsthemaindataresourceofGIS，thequalityofthedatathataffectstheresultoftheoperationbyGIS.Basedontheanalysisofspatialdataqualitystandards，rules，andthecharacteristiesofthedatamodel，basedontheoryandpractice，comprehensiveandsystematicdiscussthedataqualitycheckmethod.

Keywords：Dataquality；Qualityinspection；Tpoplogicrules；Attributestructure

1概述

近些年来，随着我国城市数字化工程的不断实施及推进步伐的逐渐加快，地理信息系统（GIS）应用范围已涉及到与国家经济建设有关的各个领域，它对社会经济活动的各种规划和管理决策支持作用日益增强。空间数据是GIS的血液，其数据库建设日渐庞大，数据质量问题愈来愈受到人们的关注。在20世纪60年代中期，国外就开始关注空间数据的质量问题。80年代美国测绘界开展了一系列对大比例尺矢量图空间数据精度标准的实验研究，并随之制订了大比例尺线划图的精度标准。美国标准与规范委员会、美国俄亥俄州立大学制图中心、美国地质勘探局（USGS）、韩国釜山国立大学都曾组织研究相关数据质量标准。由于国外的数据质量标准及规范与国内的数据质量标准存在差异，这些质检过程中用到的一些检查方法和一些检查内容存在差异和限制。我国从20世纪80年代就开始了空间数据质量控制理论和标准化的研究工作，但大量的研究则是在90年代中后期。我国国内一些数据质量检查产品，在对图形的几何现象、拓扑构建结果以及各种矛盾数据进行批量检测检查方面作了积极的探索，取得了一定的成果。但对不同规范下的数据进行检查时，特别是对特殊的拓扑规则、代码合理性等检查功能单一，不能满足用户自定义的检查要求。

数字线划图（DigitaLineGraPhic，DLG）是现有地形图要素的矢量数据集，保存各要素间的空间关系和相关的属性信息，全面地描述表达目标。DLG数据中要素不可避免的存在或多或少属性和拓扑关系方面的错误，高效、严格的数据检查显的非常重要。通过数据分级检查、编辑、误差处理等操作在一定程度上可以有助于提高DLG数据质量。高质量的数据是GIS生存和发展的保障，因此DLG数据质量检查方法的研究，对评价DLG产品质量，改善空间数据质量，减少GIS系统设计与开发的盲目性以及促进城市数字化进程等方面有着深远的影响。

2DLG数据质量概况

2.1数据质量基本特征

数据质量具有以下几个方面的基本特征：

（1）准确度

测量值与真值之间的接近程度，一般用误差来衡量测量值的准确度。

（2）精度

精度是对地物现象的描述程度，亦即数据表示的有效数。

（3）不确定性

指某一现象不能精确测得，当真值不可测或无法知道时，就无法确定误差，因而用不确定性取代误差。

（4）相容性

指两个来源的数据在同一个应用中使用的难易程度。如两个相邻地区的数字线划图，当拼接到一起时，两图边缘处不仅边界线可良好地衔接，而且类型也一致，则称为相容；反之，则称为不相容。

（5）完整性

指具有同一准确度和精度的数据在类型上和特定空间范围内是否完整的程度。各类信息是否遗漏或重复、分类是否重复或缺项等。一般说，空间范围越大，数据的完整性可能越差。

（6）现势性

指数据反映客观现象目前状况的程度。数据收集是一个过程，而外部世界是无时无刻的不在变化，某些地点的数据是某一历史时期，而另一地点的是另一历史时期的。另外，不同现象的变化程度是不同的。应注意记录采集时间。

2.1数据质量要求

表1DLG数据质量检查内容列表

数据的质量与前述种种特征有关，这些特征代表着数据的不同方面，它们之间也存在一定的联系，如数据现势性差，那么用于反映现在的客观现象就可能不准确，可得性差，就可能影响数据的完整性，数据精度差，则数据的不确定性就差。进行数据质量检查应从数据质量的基本特征以及GIS对数据的质量要求出发，数据质量要求与检查内容主要包括空间基准、属性精度、数据一致性、图面完整性、拓扑关系等。

3检查内容

对大比例尺DLG数据进行检查，首先要仔细分析待查DLG数据的现状，根据DLG数据要素代码表和数字字典，分析发现各种问题。对需要进行检查的内容进行归纳和提取，并根据实际情况制定切实有效的检查方法，同时由于人工处理工作量很大，处理需要时间很长，这也就要求结合一些实用、灵活的检查工具和检查软件，提高检查的效率。

3.1属性检查

利用ArcGIS，根据设计书制作属性对照表，对大比例尺DLG数据进行检查：

（1）属性字段的检查：检查是否有缺少的字段、字段名称是否有误（包括字段名称的前后及字与字中间是否有空格）、字段长度是否有误。

（2）数据类型的检查：是否符合设计书要求，例：是浮点型还是字符型？

（3）属性表内容完整性检查：设计书上要求的必填项必须全部填满。特别是国标代码，要和设计书一一对应。

（4）属性表内容准确性检查：属性字段的各分类必须概念清晰，统一分类中不能包含多个定义。例：在道路层中，同一属性项中不能既有“青年路”，又有“次干道”。

3.2数据内容检查

以大比例尺DLG数据检查为例，针对各要素图层检查各自的内容。

（1）注记层：保证注记的完整性，如注记层中名称必须完整填写，“青年路”，不能出现“青”“年”“路”。

（2）定位基础：控制点和控制点注记个数保持一致，属性中“ELEV”中数值应该符合实际，如平原地区若出现过大或过小的数值可能就不符合当地实际。

（3）水系及其附属设施层：检查水系名称的一致性和正确性，同一条河流不应出现两种以上的名称；数据库中有水系边线的河流、渠、池塘、水库、湖泊等要素都是以面的形式表现的；水系线中水系中心线应是贯通的，形成水系网；水系面中河流、水库、湖泊等应是贯穿流通的，面应保持完整性；属性对应一致的河流水涯线等水系线应与和对应的水系面的边线、水系附属设施线和水系附属设施面的边线应完全重叠。

（4）居民地及其附属设施层：检查居民地中地名、单位名是否丢漏；房屋形状应规则完整；相邻房屋之间应完全重合相接，不应有缝隙，特别注意阳台、檐廊等之间应完全重合相接；房屋与其附属设施空间关系是否准确，如围墙、栅栏、篱笆等不能与房屋面相交。

（5）交通层：检查道路线中道路中心线应贯通成网，平面相交处有节点，不是平面相交的应无节点，且道路中心线中道路名称应尽量填全。道路边线在道路交汇处应该贯通，不能封闭；除小路、乡村路等单线表示的路和部分内部道路外，双线道路全部以面表示，且公园、学校、广场、大型厂矿机关单位、住宅小区等地方的内部道路以面表示；道路面以道路边线获取，故道路边线与道路面完全重合，且道路面、道路边线、道路中心线的属性应一一对应配套；道路附属设施也应线面属性对应表示，图形完全重叠配套，如桥边线和桥面。

（6）管线层：保证管线贯通、方向正确。

（7）境界层：检查行政界线和政区的图形及属性完整性和一致性。

（8）地貌层：检查高程点和高程注记个数、位置是否对应一致；等高线的高程值应填全，赋值大小符合当地实际情况；检查等高线与高程点是否有点线矛盾。

（9）植被与土质：根据地类界、房屋道路等的边界将植被封面，且封面后的填充符号可以删除；植被与道路、房屋相邻时，两种地类之间符合逻辑关系，不能有缝隙，应为完全重合接边。

3.3拓扑关系检查

基于ArcGIS，对大比例尺DLG数据进行拓扑关系检查。

（1）检查自相交错误（checkGeometry），要先检查再修复（repairGeometry），因为自动修复容易改变图形形状。

（2）检查各点线面的拓扑关系，包括重叠、重复、悬挂点、伪节点等。

检查重复点：利用工具intersect。

检查重复面：使用规则mustnotoverlay和mustnotoverlaywith。

检查线：使用规则mustnotoverlay（单线重复）、mustnotintersect（不同要素间线相交）mustnotself-intersect（线自相交）、mustnotcoveredwith（线＋线重叠）mustnotself-overlay（一个线不能自覆盖）

线检查：使用规则mustnothavedangles（悬挂点）、mustnothavepseudos（伪节点）

3.4特别注意

在大比例尺DLG数据中，有些特殊地物要重点检查其完整性和空间关系的正确性。

（1）桥：检查桥边线和桥面是否完整，是否套合。

（2）涵洞：检查涵洞实线、涵洞虚线、涵洞面是否完整，是否套合。

（3）棚房：检查棚房实线、棚房虚线、棚房辅助线、棚房面是否完整。是否套合。

（4）拦水坝、滚水坝：检查是否构面，构面是否正确。

（5）小碎面和小短线检查，面的面积和线的长度过大和过小，不符合实际情况应注意排查。

4结论

本文在论述DLG数据质量基本特性的基础上，针对数据的属性、图形、拓扑关系等内容，根据数据特点将自定义拓扑规则、自查图面和数据质量检查软件有机地结合，研究DLG数据检查的主要内容及方法。对矢量数据质量检查方法的研究有了一定的成果，并结合实例对数据质量检查的整个过程及方法进行了表述，总体上检查的结果也较为理想。但由于时间、个人能力等原因，DLG数据检查的研究仍存在一定的不足，主要有以下几个方面问题：没有完成多源数据叠加检查，入库后的GIS数据检查包括检查数据是否和原始数据一致、数据冗余检查、数据遗漏检查等，这些方面主要还是通过检查人员把GIS数据和原始数据叠加进行人工对比，这个方面还需要进一步的研究；在对地物比较复杂的繁华地段进行拓扑检查的时候，由于特殊地物的逻辑关系的要求，拓扑结果需进一步核实，检查效率有待近一步的提高。

总之，DLG数据检查是一个不断完善的过程，需要理论上的不断学习和实践中的不断探索，在今后的学习和工作中应该不断完善DLG数据检查技术与方法方面研究。

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