城市地下管线数据的质量控制

　　城市地下管线数据的质量控制
　　王学海
　　（中国有色金属工业长沙勘察设计研究院长沙市410011）
　　提要该文以深圳市地下管线探测工程为背景，论述了GIS数据质量控制的内容、要求和方法等。
　　关键词地下管线GIS质量控制方法检验
　　　1前言
　　城市地下管线是城市的重要基础设施，是现代化城市高质量、高效率运转的基本保证。地下管线敷设现状的基础资料是城市规划、设计、施工、建设和管理的重要依据。为此，深圳市每年都在进行地下管线的动态修测，适时更新地下管线信息系统，实现城市地下管线信息的科学化和现代化管理。
　　数据是GIS最基本和最重要的组成部分，数据质量的好坏，直接影响着系统应用分析结果的可靠程度和系统应用目标的真正实现，地下管线数据的质量控制就显得尤为重要。数据质量控制主要指在系统建设和应用过程中对可能引入误差的步骤和过程加以控制，对这些步骤和过程的一些指标和参数予以规定，对检查出的误差和错误进行修正，以达到提高系统数据质量和应用水平的目的。
　　2数据质量控制
　　2.1数据质量的内容
　　数据质量由数据元素来描述。数据质量元素分为两类：数据质量的定量元素和数据质量的非定量元素。数据质量定量元素，包括数据质量定量元素子元素，共同描述数据集满足预先设定的质量标准要求及指标的程度，并提供定量的质量信息，数据质量非定量元素提供综述性的、非定量的质量信息。
　　GIS的数据质量主要包括以下六个方面的内容：
　　1）位置精度。指实体的坐标数据与实体真实位置间的接近程度，常以空间三维坐标数据精度来表示。
　　2）属性精度。指实体的属性值与其真值相符的程度，属性精度通常取决于数据的类型，日常常与位置精度有关，包括要素分类与代码的正确性、要素属性的正确性及名称的正确性等几个方面。
　　3）时间精度。主要指数据的现势性。可以通过数据采集时间和数据更新的时间和频度来表现。
　　4）逻辑一致性。指数据关系上的可靠性，包括数据结构、数据内容、空间属性和专题属性，尤其是拓扑性质上的内在一致性，如多边形的闭合精度、结点匹配精度、拓扑关系的正确性等。
　　5）数据完整性。指地理数据在范围、内容及结构等方面覆盖所有要求的方面的完整程度，包括数据范围、数据分层、实体类型、属性数据和和名称等方面的完整性。
　　6）合理性。主要指数据抽象、数据表达与真实地理世界的吻合性，包括空间特征、专题特征和时间特征表达的合理性等。
　　因为地理要素是定义在空间（几何位置）、专题（属性）和时间三个维度之上的，所以用以表达地理要素的地理数据，其质量的各方面内容也必然与这三个维度相对应。
　　2.2数据质量控制的要求
　　1）设计方案要合理。在系统编码之前，需要设计一套比较完善的质量控制方案，指导编码工作等。合理的切合实际的技术程度是获得高质量数据产品的前提和保证，优化的技术程序和生产流程是生产出高质量测绘产品的先决条件]。只有在合理的设计方案和设计思路的指导下，才能避免作业过程的重复修改，提高生产效率和产品质量。
　　2）规范化、标准化作业。为确保质量，应以ISO9000质量管理体系标准为基础，根据地下管线探测的特点，结合测绘产品检查检收规定的要求，进行规范化作业，统一产品的规格，提高产品的质量。
　　3）程序化作业。计算机自动化作业，可以减少人为错误。开发生产作业程序和检查程序，也可以提高工作效率。
　　2.3数据质量控制方法
　　GIS的数据质量伴随着数据的采集、处理与应用过程而产生，因此，可以把GIS的数据质量划分为三个阶段：第一阶段是GIS数据的采集和保存，第二个阶段是GIS数据库的建立，第三个阶段则是GIS中数据的操作、分析和处理。每一个生产或应用过程，都通过影响数据质量六个方面的全部或一部分而影响到数据质量的好坏。要控制数据质量，应从数据质量产生和扩散的所有过程和环节入手，分别用一定的方法减少误差。常用的质量控制方法有：
　　1）有效值法。通常用于属性数据的有效值检查，主要用来检查离散型数据。
　　2）频率法。主要用于主关键项、外部关键项的检查。如果一个表中某一项的值要求是唯一的情况时，频率法是最有效的检查方法。
　　3）包含法。用来检查数据项的值是否在一定的范围内。它通常用来检查连续性的数据。
　　4）匹配法。将标准的数据表定义与实际的数据表定义写成同一种数据格式，然后使用程序，例如UNIX的shell来进行比较，该方法是数据库结构检查的常用方法。
　　5）程序法。是一种很灵活的质量检测方法，它可以或多或少地被应用于任何一类质量检查。
　　3数据质量检验
　　数据质量检验的主要内容包括：定位精度的检验、属性精度的检验、逻辑一致性与完整性的检验等。
　　1）定位精度的检验。主要通过对管线探测成果采用抽样方法进行重复探测，确定地下管线的平面位置、埋深以及测量坐标的偏差。其精度要求应符合《规范》、《规程》的规定。
　　2）属性精度的检验。主要检验以下几项内容：检查属性文件是否已建立，属性项是否齐全；检查属性项定义是否正确；逐行检查属性表中各数据项的属性值及其单位是否正确，按照坐标值及属性值等各类型数据自身的允许值域，剔除异常值；将单要素图与预处理图对照比较，检查代码是否正确、完整、有效等。
　　3）逻辑一致性与完整性的检验。包括数据的一般性检查和特定的拓扑关系检查。对数据完整性的一般性检查包括：数据文件是否完整；接边是否准确；数据分级分层是否正确，是否符合规定要求等。拓扑关系检查包括：拓扑关系是否存在；多边型是否闭合；多边形内部是否有和仅有一个标识点等。
　　4结束语
　　随着城市的飞速发展，人们对地下管线的依赖性也越来越强，对城市地下管线信息系统进行科学管理，具有明显的社会经济效益和经济效益，数据是GIS的核心，没有高质量数据的支持，GIS不可能发挥其应有的作用。本文论述了数据质量的内容，数据质量控制的要求，数据质量控制的方法和数据质量检验的主要内容等，掌握了这些方法，有助于提高地下管线信息现代化管理水平，也可为数字城市建设做出一份贡献。
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