测绘地理信息   2020, Vol. 45 Issue (2): 75-78
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不动产统一登记基础数据质检辅助软件设计实现[PDF全文]
周烽松1, 董明旭1, 楚彬1, 刘紫平1    
1. 湖南省测绘科技研究所,湖南 长沙, 410007
摘要: 为了快速高效完成不动产统一登记基础数据的质检工作,结合不动产基础数据质检的相关国家规范,归纳现有数学模型和以往项目工作经验,详细描述了质检软件的功能架构与组织构成。软件整体实现了推扫式飞行数据、框幅式飞行数据、正射影像数据、数字线划图(digital line graphic, DLG)入库数据、DLG分幅和检测点的快速质检工作;并能对错误数据进行标注与分类。实验表明,该系统提高了质检工作效率,保证了质检结果的质量统一,实现了基于地理数据的拓扑分析,并建立了质检规则库及智能化质检评价。
关键词: 不动产数据    智能质检    辅助软件    拓扑分析    
Design and Implementation of Quality Assurance Software for Fundamental Data Registration of Real Estate
ZHOU Fengsong1, DONG Mingxu1, CHU Bin1, LIU Ziping1    
1. Hunan Province Mapping and Science and Technology Investigation Institute, Changsha 410007, China
Abstract: In order to quickly and efficiently complete the quality inspection of unified registration of real estate. In this paper, the existing mathematical model and previous project experience are summed up in accordance with the re-levant national norms of the quality inspection of the real estate basic data. It has solved the quality inspection of the push-broom flight data, frame-format flight data, the Orthophoto Image, the DLG (digital line graphic) database, the DLG division and the detection point, and the error data can be marked and classified. The experiment shows that the method and system of this paper can improve the efficiency of quality inspection, and ensure the quality unification of the result of quality inspection. It is also realize the topological analysis based on geographic data, and set up a quality control rule base and intelligent quality evaluation.
Key words: real estate data    intelligent quality inspection    assistive software    topology analysis    

不动产登记基础数据库建设是不动产权籍调查、数据整合中必须使用的重要基础数据,是登记信息数据库建设的基本数据来源,在整个不动产登记工作中具有根基和推动作用。因此,依据统一的规范和标准,在正式开展对不动产登记信息数据库检查验收之前,要对不动产统一登记基础数据的质量元素与质量特征进行系统分析,确定检查内容的正确。

然而,检查内容具有种类繁多、覆盖面大、数据体量大的特点,且质量检查标准高,质检环节与技术方法繁复多样。在不动产数据生产、存储、检验等步骤中,若依旧使用传统人工检查模式和方法,会造成质检错误多、质检效率低和结果不可靠等问题,并浪费人力物力和增加时间成本,同时现有的大部分质检程序只对部分数据进行半自动化处理,工作效率提升的不明显。因此,研究检查效率高、自动化程度高的质检方案,并开发功能齐全、易于操作、定制化程度高的质量检查软件,是非常必要的[1-7]

针对以上背景,本文结合不动产质检的相关规范,设计开发了基于Windows的不动产统一登记基础数据的质检系统。此系统严格依据《数字测绘成果质量检查与验收》、《测绘成果质量检查与验收》与《不动产统一登记基础数据建设质量控制体系的构建与评价》等相关规定[8-12],实现了多种数据的智能质检。系统有效提高质检效率,解放人力,节约成本,确保高质量不动产基础数据成果为广大的用户服务。

1 系统功能设计

本系统在归纳现有成果和数学模型,总结以往项目经验的基础上,以智能化质量检查方法作为理论依据,结合ArcGIS Engine和.Net平台,考虑大部分PC性能,开发了质检辅助软件,实现飞行质量元素、正射影像数据(digital orthophoto map,DOM)、数字线划图(digital line graphic,DLG)、检查点等不动产基础数据的智能检查、拓扑分析与错误划分等功能。系统整体组织结构图如图 1所示。

图 1 整体组织结构图 Fig.1 Organizational Structure Diagram

2 质检元素

基于对不动产登记基础数据的研究,系统对推扫式飞行数据、框幅式飞行数据、正射影像数据、数字线划图数据进行质量检测,分为飞行数据质检与影像数据质检。

2.1 飞行数据质检

推扫式飞行数据需要检验相片重叠度、航线弯曲度、航高检查和飞行地速检查。其中旁向重叠度在制作正射影像时要求不小于60%,计算公式为:

$ q_{y}=q_{y}^{\prime}+\left(1-q_{y}^{\prime}\right) \frac{\Delta h}{H} $ (1)

式中,qy为实际旁向重叠度;q′y为设计旁向重叠度;Δh为相对于摄影基准面的高差,单位为m;H为摄影行高,单位为m。

航线弯曲度一般小于1%,当航线长度小于5 km时,不应超过3%,计算公式为:

$ E=\frac{\Delta l}{L} \times 100 \% $ (2)

式中,E为航线弯曲度;Δl为扫描线中心点偏离航线首末扫描线中心点连线的最大距离,单位为m;L为航线首末扫面线中心点连线的长度,单位为m。

航高要求在同一条航线上,最大最小航高差不大于50 m;当相对航高在1 000 m内,航摄分区内实际航高与设计航高在50 m内,若大于1 000 m,则差值不大于设计航高的5%。计算公式为:

$ H=\frac{f \times G_{\mathrm{GSD}}}{a} $ (3)

式中,H为摄影航高,单位为m;f为镜头焦距,单位为mm;a为像元尺寸,单位为mm;GGSD为地面分辨率,单位为m。

飞行地速检查要求实际飞行地速与设计飞行地速之差不大于设计值的20%,计算方法为:

$ G_{\mathrm{GS}} \leqslant 3.6 \times \frac{G_{\mathrm{GSD}}}{C_{\mathrm{CT}}} $ (4)

式中,GGS为飞行地速,单位为km/h;GGSD为地面分辨率,单位为m;CCT为传感器扫描周期,单位为(″)。

框幅式飞行数据需要对像片重叠度、航线弯曲、航高检查、像片倾斜角、像片旋偏角进行质检。其中,像片重叠度、航线弯曲、航高的检查的计算方法与推扫式的相同,不同之处在于框幅式进行航高检查时要求同一航线相邻像片的航高差不大于30 m;进行重叠度检查需要进行旁向与航向两个方向的检查,制作正射影像时要求航向重叠80%、旁向60%。

像片倾斜角和像片旋偏角的质检应当满足表 1中各项质检要求。

表 1 像片倾斜/旋偏角质检 Tab.1 Image Tilt / Rotation Angle Quality Inspection

2.2 影像与线划图质检

DOM与DLG具有覆盖范围广、数据体量大、地形条件复杂等特点,在质量检查验收环节需要检查不动产基础数据成果各项数据指标,综合判断被检数据质量,其检查内容与精度要求与表 2所示。

表 2 DOM与DLG质检表 Tab.2 Ortho Photo and Digital Line Drawing Quality Inspection

属性精度包括分类代码值检查和属性接边判断。完整性是分析居民地及设施、水系、交通等要素是否有遗漏、多余或错层。进行逻辑一致性分析时,系统会自动检查项目的概念一致性、格式一致性和拓扑一致性,保证项目的属性、数据组织和数据核查分析线要素节点匹配的正确,并判定悬挂点、面重叠、面裂隙等拓扑信息。表征分析主要检查点线面要素的几何表达的正确性,对不合理的数据进行标识、统计、分类。

3 系统内容

系统以2 G内存的Windows操作系统为硬件基础,ArcGIS Enigne为软件开发包,使用能C#.Net进行开发。基于对不动产统一登记基础数据和智能化质检方法研究将整个质检辅助软件分为6部分,如图 2所示。其中,桌面辅助软件包括推扫式元素、框幅式元素、DOM检查、DLG入库和DLG分幅符号,而检测点整理模块是以插件的形式集成在ArcGIS中。该系统在功能上能够满足多种质检数据和大体量质检数据实现自动化批处理的工作需要,并大幅提高了检查标准。

图 2 软件总体功能图 Fig.2 Function of Software Image

1) 推扫式计算。本系统可自动对推扫式数字航空摄影成果的飞行质量进行评价,可以对航带、行高、设计地速、焦距、像元等参数进行设置,通过导入高精度位置与姿态测量系统数据和实际速度,获得最大弯曲度、俯仰角、旋偏角、侧滚角、低速差、航高差等质检参数。

2) 框幅式计算。该模块主要对框幅式数字航空摄影成果的飞行质量元素进行计算与评价。设置航带数量、航高、焦距等参数,输入飞行元素数据、重叠度统计数据,获得航向重叠度、旁向重叠度、最大旋偏角、倾斜角、弯曲度、航高和航高差等质检参数。

3) DOM检查。该模块主要包括空间参考检查、逻辑一致性检查、影像质量元素检查、元数据检查等功能。实现了对文件组织、影像分辨率、影像格网参数、影像色彩模式和元数据等各项格式的内容正确性检查。

4) DLG入库数据检查。该模块主要对数据进行数据结构检查、拓扑检查、分类正确性检查、几何表达检查和多图层空间分析,是数据质检中重要的一环。数据结构检查包括图名命名、图层完整性检查和属性项定义检查,总体检查数据集结构是否正常。拓扑检查要求检查要素重合错误、重复错误、未相接错误、不连续错误、未打断错误和闭合错误,确保图形拓扑关系的正确。分类正确性要求检查CODE码,确保地物要素分类正确,核查要素多余错误,确保要素位置正确。几何表达要求检查要素几何类型点、线、面的表达错误,核查要素几何类型的异常错误。在此基础上,对多图层空间进行拓扑分析,保证多个图层的相对位置正确,并对上述各项错误要素和异常要素进行统计、分类和标识。

5) DLG分幅符号化。该模块用于进行DLG分幅图面时辅助人机交互详查,可以根据抽样图幅结合表对入库数据进行分幅裁切,并以样本符号库为参考进行分幅符号化,并对检查结果进行记录和导出等功能。

6) 位置精度检测整理。该模块主要用于DOM和DLG的检测点文件生成、高程精度检测生成、平面精度检测生成以及检测点的点之记生成等功能,在质检过程中,可以快速截图点位文件和信息。

7) 质检效率对比。使用质检软件的自动化质检与传统人工质检的耗时如表 3所示,从表 3可以看出,在处理相同数据量时,质检软件大幅提高了质检效率,显著降低了劳动强度。

表 3 质检效率对比 Tab.3 Comparison of Quality Inspection

4 结束语

本系统依据相关规范文件,对框幅式飞行数据、推扫式飞行数据、DOM、DLG入库数据、DLG分幅数据和点位检查等不动产质检数据实现了批量化、高效化、标准化、一体化的质量检查与拓扑分析,在实际生产工作中有效地提高了不动产质检的效率、降低了生产成本和劳动强度,整体提高信息获取的质量,是一个功能完整、性能稳定、易用可靠的数据质检系统。

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