[科普中国]-属性精度

简介

矢量地图数据主要包括空间位置数据和属性数据两种类型。属性数据的不确定性主要来自于数据源的不确定性、数据建模的不确定性和分析过程中引入的不确定性等。其中数据源的不确定性来源于数据采集过程中的测量、人为判断和假设。数据建模的不确定性主要与属性编码的合理性、完整性、包含性有关。

属性精度检查与控制是矢量地图数据质量控制中最主要、最复杂、又是最困难的工作，原因是难以得到属性的真值(即参考数据)以及属性的组合模型相当复杂;自动判断其正确性涉及图形模式识别等复杂技术，而属性组合的灵活性及属性值输入的复杂性使得数字化作业人员容易出错。

一幅地图分20多个数据层，每个数据层分点、线、面3类目标，各数据层的属性数据结构又不相同，因此属性精度检查和控制方法的确定就显得尤为重要。在1 ：5万基础地理数据库中，属性项包括编号、编码、名称、图形特征代码、注记编号、拓扑关系等基本信息，以及每个要素层所特有的信息。

如陆地交通层还包括类型、公路编号、公路等级、宽度、铺面宽、桥长、净空高、载重吨数、里程、高程、比高、通行月份、水深、河底性质、最小曲率半径、最大纵坡等，面对如此复杂的情况，文中从生产实际出发，依据各种标准规范，用扫描数字化地图底图作为判断属性正确性的基准，用软件实现对属性精度的检查与控制1。

属性数据的质量特征数字制图数据中5种数据质量指标为:历程、位置精度、属性精度、逻辑一致性以及完整性。对于矢量地图数据而言，位置和属性误差是两类最基本的误差。属性数据包括要素的质量特征、数量特征和其它附属信息;要素的一些空间分布特征和空间相互关系也在属性数据项中描述。因此属性数据的质量特征包括:

1)描述空间数据的属性项定义(包括名称、类型、长度等)必须正确，属性表中各数据项的属性取值及其单位不得有异常;

2)目标编号是区分和标识空间数据的编码或代码，必须唯一有效、不重复;

3)空间数据与描述它的属性数据之间一一对应的挂接关系须正确，空间数据和属性数据必须具有正确的相关性;

4)描述图形特征的代码必须正确，主要用于区分该目标是实体点、拓扑节点、有向点、曲线、折线、特殊面还是一般面等;

5)要素分层、分类、分级是否符合规定，目标划分是否正确;

6)描述每个地理实体特征的属性编码是否正确;

7)属性项是否完整、正确，属性变换点是否合理;

8)河流、道路属性项是否按规定更新;

9)属性扩充码应用是否符合规定。

属性数据正确性检查的依据有关规范和标准是属性数据检查的依据，主要有:测绘任务书、合同书;生产中应遵循的己颁布的有关技术标准和法规;技术设计书和各级业务部门针对生产制定的细化的具体要求、技术规定和技术文件;1：5万矢量数字地图产品检查验收与质量评定规定。属性数据的检查与评价与所用的属性编码关系密切，其编码原则和方法是检查属性数据正确性的主要依据。

属性数据组织属性数据项描述要素的质量特征、数量特征和其它附属信息。基础地理信息数据依据要素编码的分类进行分层组织数据;各层属性数据结构不同，但每层数据具有固定的结构。属性数据文件由点记录、线记录、面记录3部分组成。点、线、面记录各部分都有一个类首记录和若干中间记录。它们的类首记录格式是一致的。

在进行系统内部属性数据结构设计时，每一层要素有相同的结构，点、线、面文件单独进行存储2。

属性数据正确性的检查方法完全自动检查属性数据的正确性目前还是一个难题，比如原图是一条铁路，数字化时赋的属性是公路，要自动检查它的错误，涉及人工智能技术、模式识别技术、神经元网络技术等等，而这些技术真正用于生产实际的还不多。我们采用的方法是:能自动检查的尽可能自动检查，如属性编码值域的自动检查、属性组合正确性的自动检查、要素间拓扑关系正确性的自动检查等。对于软件不能自动检查的部分，把属性数据可视化，对照底图，用软件提供的查询、编辑等工具，以人机交互的方法检查它的正确性，在错误处以不同的符号作分类标记，便于下一步的编辑修改及错误统计。具体解决步骤如下:

1)对属性精度进行评价，首先要得到属性的真值(即参考数据)，我们用扫描数字化地图底图作为判断属性正确性的标准，把矢量地图数据用符号化的形式叠加到扫描底图上，用图形符号、汉字、数字及色彩等配合坐标数据进行可视化表示，依据标准和规范对属性的值域、逻辑一致性进行自动检查;

2)用自动检查和人机交互相结合的方法统计其出错率;

3)根据错误种类、严重程度，利用属性的模糊综合评价模型评价其质量等级;

4)在检查的基础上，对属性错误进行编辑修改，从而提高属性精度。

总结属性精度的检查与控制是地图数据质量控制的重点和难点。文中分析了属性数据的质量特征，介绍了矢量地图数据所用的属性编码、属性数据内部结构;根据数字地图的特点，提出了属性精度的评价模型和检查方法;在不能完全自动检查属性数据正确性的状况下，设计的以地图符号库为基础，结合属性符号搭配表、属性检查模板以及可视化技术实现的属性精度检查与控制方法，能被作业员接受，是被实践证明了的行之有效的方法。设计实现的原型系统“地图数据质量检查与控制软件”。Mapcheck正在为数字地图生产服务。但是地图数据质量控制所涉及的理论和实际方面的内容非常广泛，属性数据的质量控制有待于进一步深入探讨和研究。随着研究的深入，空间数据精度分析和质量控制的理论将越来越完善，数据质量检查和控制软件将更加自动化、实用化，矢量地图数据的精度将越来越高，从而满足各方面用户的要求3。