浅谈150000数字地形图缩编的质量控制概要

詹寄萍

（浙江省测绘产品质量监督检验站 杭州 310012）

摘要： 本文围绕1：50000数字地形图缩编的生产检查和质量控制，从地形图数据源、地图

综合取舍及地图综合精度等方面分析1：50000数字地形图缩编的质量元素，对编绘最终数据进行质量控制，提高1：50000数字地形图的缩编质量。

关键词：数字地形图缩编 缩编的质量因素 质量控制

1 概述

为了适应国民经济建设快速发展及国防建设、资源开发、国土整治、环境保护、水利建设、农业发展、防灾抗灾、文化教育等方面的需要，为各级政府宏观决策提供的数字平台。浙江省测绘局提出采用计算机制图的方法，利用原有的1：10000数字地形图以及相关资料，快速编制、更新1：50000数字地形图。笔者参与了浙江省快速更新1：50000数字地形图缩编的技术质量控制等工作，从生产和质量的角度，围绕缩编的数据源、地图综合及地图综合对精度的影响等方面分析影响1：50000数字地形图缩编的质量元素和质量控制点，以提高1：50000数字地形图的数据缩编质量。 2 数据源的质量控制

数据源是1：50000数字地形图缩编的基础，地图综合的起点。一般包含用于地形图缩编的基础资料、补充资料和参考资料。数据源质量的优劣，直接影响到缩编地形图的质量、工作周期和生产成本。结构混乱、分类不明、信息缺失的数据源会给地图综合工作带来不可预见的困难，并且直接影响到数字地形图缩编的质量和地理信息系统应用分析结果的真实性和可靠性。 2.1数据源分析

数据分析是地图综合的基础工作，地图综合的第一步工作是全面的检查和分析数据源，充分了解数据源的现势质量、图形质量和数据质量。保证缩编基础现势性、适用性、完备性和可靠性。

数据源分析的主要内容：按成图的需要分析缩编资料的图种、比例尺、成图方法、成图手段、成图时间等要素，通过对数据源的分析、整理和分类，找出数据源的共性及特性，根据1：50000数字地形图的要求，提出各种基本资料、补充资料和参考资料的使用范围和程度，保证缩编基础的现势、适用、完备、可靠，达到事半功倍的目的。 2.2数据源的应用

通过对数据的分析选择那些现势最新、内容完备、数据精确、使用方便的数据

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作为缩编的基本资料。当基础资料的现势性不能满足用图的需要时，需收集、筛选和整理有关部门最新的其他资料（如界线、交通、水利、地名等信息），对新增信息进行必要的更新和补充。当有些要素的属性和等级不是很清楚时可以充分参考其他专项调查资料或文字资料。

根据数据源的情况，确定1：50000数字地形图缩编数据选取和数据综合的技术方案、工艺流程和成图方法。 3 地图综合的质量控制

数字地形图综合是地理信息系统领域中人工干预较强的工作，我们不但要面对GIS中大量的时空数据，更重要是将地理空间要素进行合理的表达。很好的利用地图综合的知识和经验，正确的掌握地图综合的方法，是1：50000数字地形图缩编的关键。

由于缩编地形图比例尺的缩小，原有地形图上的要素不可能全部在1：50000数字地形图上得到体现，需要根据地形图的比例尺、用途等方面的特点，采用数据选取和图形概括的方法，通过舍弃次要的地物目标，简化地物细节层次，进行地理目标空间关系（主要是指拓扑关系）的压缩，减少地图的信息量，从而获得更加抽象和概括的地图数据，达到需要表示的要素主次分明，要素之间关系正确的目的。

数字地形图综合主要分为数据综合和图形综合两部分。数据综合即按缩编要求对数据库数据的提取，图形综合即对提取后的数据进行表达。 3.1 数据综合

数据综合是对数据属性的分析后，通过选取、删除、类型合并和等级合并等的处理来实现的。首先根据制图要求直接确定整层全选的要素，不能整层选取的要素，则按要素的空间分布状况，依制图要求适当选取。选取时应执行从整体到局部，从主要到次要，从高等级到低等级，从大到小的原则。这样才能保证地图上要素内容丰富、主次关系明确、图面载负量恰当、清晰易读。 3.1.1从整体到局部

要素选取时要从全局着眼，从局部下手，然后又从局部回到整体，使物体的整体和局部得到正确的表示。例如：表示河流时首先要分析该河系的结构和类型，是树枝状的还是格网状的，确定该水系的主流和选取内容，然后再从单条的河流开始编绘，这样才能使选取的河流主流明确、支流数量适当，河系的类型又得到正确的反映。道路网的取舍也必须按照从整体到局部的顺序进行作业，先选取整体连通的较长的道路，再选取那些较短的枝杈道路，既使道路的通行情况一目了然，又能保证道路格网的密度。

计算机制图受开窗屏幕的限制只能显示一个局部，看不到整体的要素，许多较长的水系和道路比较难以判断。编绘时要先缩小屏幕比例尺，来回的拉动窗口显示的要素，等判断清楚以后再开始作业。 3.1.2从主要到次要

为了正确的处理地图要素的主次关系和各要素之间的关系，要素取舍应遵循从主要到次要的顺序。例如：居民地中街道的编绘应该按主要街道，次要街道、街区的顺序来选取。

3.1.3从高等级到低等级，从大到小

遵循从高等级到低等级，从大到小的顺序进行作业可以保证图上要素主次分明，例如：乡镇以上居民地要全取，乡镇以下的居民地优先选取形体大的、等级高

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的居民地，然后选取形体小的、等级低的居民地（居民地注记的选取方法同）；道路应该先选双线道路后选单线道路，按铁路、高速公路、国道、省道、县道、乡道、大车路、乡村路、小路的顺序来选取；河流选取的顺序为：双线河、单线主流，单线支流。

一般情况下，等级高的要素就是重要的要素。但是不同的要素只有主次区分，无等级高低和大小之分。而同类要素若不区分形体大小和等级高低，就难以区分主次了。因此选取时应同时考虑主次、等级和大小的问题。例如：两个大小相似而等级不一的居民地不能逐个表示时，按等级高低进行选取；两个挨的很近的自然村不能逐个表示时，按形体大小进行选取。 3.1.4要素选取质量控制点

要素选取一般按一定的质量指标和数量指标作为选取的指标。质量指标为：控制点、居民地、道路、境界的等级等。数量指标为：河流的长度、湖泊的面积、高程点的数量和等高线的高差等。但是实际作业中光靠质量指标和数量指标不能全面的衡量出要素的重要程度，所以在要素选取时要特别注意正确理解质量指标和数量指标的关系。

在居民地密集程度较高地区，等级较低的且形体较小的居民地可以作为次要地物可以舍去不表示；而同样等级和大小的居民地在人烟稀少的高山区却应该作为重要地物强调表示。

为了显示尖山头顶部的等高线比较密集，小于直径指标的山头等高线应该表示，在平山头的情况下，小于直径指标的山头等高线就可以不表示。山头等高线选取时应该考虑相邻山头的相对高度，避免选取后高山头变成低山头，低山头变成高山头。

同一地区的基础底图由于表示方法不一致（框架要素表示法和全要素表示法），采用同样的质量指标和数量指标进行选取则会改变该地区的实际地形景观。应该采用指标的活动范围来调整不同环境中物体重要性的区别，同时针对不同的区域及底图资料制定不同的选取指标。

要素选取时还应兼顾要素之间的联系，例如：当居民地不表示时，连结它的枝杈道路也应该不表示，道路不表示时连接的桥梁也不应表示等等。 3.2图形综合

现有的制图软件对空间数据按属性选取已经不是问题，对于图形要素按空间位置与关系可以利用专业的GIS软件进行选取，但是计算机制图软件对空间要素的图形综合还不能达到自动综合的要求，特别是图面要素的密度控制、整体协调，还需要制图人员凭经验配合软件的基本图形处理功能来完成。

图形综合是通过对要素概括和要素的表示手段来实现。 3.2.1 要素的概括

要素的概括是对要素形状、数量和质量特征等方面的化简，主要指要素形状概括、要素之间关系和密度的调节等。通过删除或合并轮廓形状的碎部代之以总的形体特征，突出的反映要素的基本特征。如去掉或合并居民地外围轮廓的细小转折；去掉河流、道路、等高线或其他要素图形上的小弯曲；强调表示地形特征。缩减合并要素的分类和分级的数量，减少要素间的差别。要素之间的关系和密度的调整要靠制图人员的经验来控制。 3.2.2要素概括质量控制点

图形概括时不只是简单的对要素进行删除，有时为了强调表示某些要素的特

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征，对一些小于概括指标的碎部进行夸大表示。例如：一条有许多细小弯曲的河流，如果机械的按概括指标可以删除全部的小弯曲，但是弯曲河流就变成了平直的河流。为了强调河流原来的弯曲的特征就必须适当的夸大其中的一些小弯曲。

经概括后要素的对比度需保持与原来要素的对比度一致。例如：居民地在删除和合并轮廓形状的碎部时应注意不要改变居民地中房屋建筑面积和空地面积的比例，即删除和合并的房子比例应基本一致。

同时还应该注意要素概括后不能改变其原来的类型特征。例如过多的将居民地内部的空地概括为房屋，就容易将散列式居民地概括为集团式居民地，反之房屋删除的过多就容易将集团式居民地概括成散列式居民地。这样不但改变了居民地原来的类型特征，同时不能反映该地区居民地的分布特征。 4 地图精度的质量控制 4.1 误差来源

1：50000数字地形图缩编的误差来源主要有：数据源本身的误差、数据源的扫描及定向误差和地图综合误差。 4.2 数据源误差

数据源本身在测制过程中规范允许存在的平面误差有测量误差和图纸误差，测量误差有控制点误差、加密点误差、展点误差、测图误差和编绘误差等。 4.2.1测量误差

规范对测量误差有严格的规定，根据误差传播定律可计算出地物点平面位置的误差为：mm控m加m展m测m编。同时规范（按1：10000航内规范为例）对此也有规定，一般要求地物点对附近野外控制点的平面位置的中误差：

平地、丘陵地为： m平、丘0.5mm 山地、高山地为：

22222m山、高0.75mm

1∶10000地形图数据测量误差反映在1∶50000缩编数字地形图上约0.1mm—0.15 mm。 4.2.2图纸误差

图纸受温度和湿度变化的影响产生伸缩而产生的误差，通常湿度影响的产生误差要大于温度影响的误差。同时图纸在印刷和打印的过程中也会产生误差，拉伸方向的误差要大于平行方向的误差。以上误差为不均匀的伸缩，而且该误差在扫描过程和扫描数据的定向过程中不能完全的消除。而基于聚脂薄膜原图的伸缩误差则大大的低于图纸的伸缩误差，规范要求薄膜的伸缩误差在图幅范围内一般不得大于0.1mm,因此作业中最好采用聚脂薄膜原图作为扫描底图，以控制伸缩误差。 4.3扫描及定向误差

根据图幅比例尺和用途需要选择适当的扫描分辨率，既能保证扫描精度也能满足作业要求。扫描变形误差一般控制在0.1mm。

数字地形图缩编扫描数据定向误差一般控制在0.1mm，采取多幅图定向时，定向中既要将原图中的伸缩误差配赋合理，同时还要求将扫描数据的拼接误差配赋合

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理。

4.4 地图综合误差

综合误差有平面误差和高程误差。平面误差主要指编绘误差、移位误差和概括误差。

4.4.1 编绘误差

编绘误差是指在要素采集过程中的点和线偏离原图上的点和线而引起的跑线误差，主要分为点的误差和线的误差，点的误差是由点状符号的定位判断不正确产生的，线的误差是符号跑线引起，一般把点的跑线误差控制在0.1mm,线的跑线误差控制在±0.2mm以内。 4.4.2 移位误差

让位移位误差：由于地图比例尺的缩小，符号之间发生争位矛盾时而引起的让位所产生的移位误差。

强调表示移位误差：为了强调某种特征，有时有意识地进行移位而产生的误差。 符号让位时应遵循次要地物让位于主要地物，同等重要的地物相互移位的原则。这样才能保证主要和重要地物基本不移位或者少移位。一般应把移位误差控制在±0.2mm以内。 4.4.3 概括误差

图形在概括的过程中，经过删除、夸大、合并等手段，使复杂的图形变成了简单的图形，由于图形不一致的而存在着误差。为了缩小这种误差，在概括中尽量做到概括到位，即要沿要素的边线进行概括，不能取一半删一半，作业中不能采用光滑系数的方法对所采集的线条进行光滑。例如弯曲河流不能在小弯曲的中间概括。由于删除后的地物在图上已经不存在，所以虽然概括误差对地形图的精度产生影响，但统计精度时可以不于考虑。 4.5 编绘平面精度

将以上对缩编地形图影响的平面误差用误差传播定律可计算出地物点平面位

置的误差：mm测m图m扫m定m编m移

1：50000编绘规范要求图上地物点对附近野外控制点的平面位置中误差

一般为：m0.5mm 最大为：m0.75mm

1：50000数字地形图的缩编只要对各项误差来源按要求进行控制，就能满足编绘规范的精度要求。 4.6 高程误差

地形图缩编是建立在原始资料的高程精度的基础之上，高程点位置和高程注记都是继承原始资料的综合表示，只要原始资料高程精度符合规范要求，编绘方法正确，对高程精度的影响是不大的，因此编绘规范对高程误差没有作具体的规定。通常作业中对山头等高线选取和等高线概括时将其选取和移位控制在1个等高距以内，就能保证地形图编绘的高程精度。 5 最终数据的质量控制

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空间数据质量元素是描述空间数据质量的信息项，编绘空间数据的质量元素主要有数学精度、属性精度、逻辑一致性、数据的完备性和现势性以及整饰质量等。

编绘最终数据质量控制分为几何数据质量控制、拓扑数据质量控制、属性数据质量控制和整饰质量控制。通过回放图检查、屏幕目视检查和软件检查等方法来控制几何数据、拓扑数据和属性数据的质量。 5.1 回放图检查

由于计算机屏幕的局限性，缩编要素不能完整清晰的显示在计算机屏幕上，这样对检查整体要素之间的主次关系以及要素的密度受到影响，而在回放图上则很容易判别出要素的主次和密度。因此采用回放图并对照原始数据拉检查要素的主次关系是否正确，要素的密度是否符合设计要求。

在回放图上按图式及设计要求对图外及图廓间整饰进行检查，同时检查图内的居民地注记、山名注记、水系注记和道路注记。 5.2 屏幕目视检查

屏幕目视检查主要检查几何数据质量，即检查编绘的数据选取和图形概括质量。在计算机上将原始资料的扫描数据参考到编绘的最终数据中，按要素分层检查所选取的要素图形表示的正确性、数据空间点位的丢失情况及数据线段的长短，要素关系的正确，并检查概括后的图形数据是否忠实于数据源，是否与实际的地理景观相符。 5.3 软件检查

空间数据庞大的信息量光靠人工在计算机的屏幕上进行检查是难以实现对数据的属性检查和拓扑检查的。数据的属性检查和拓扑检查需要编制有针对性的检查软件，同时数据检查软件将大量繁重的人工检查演变为简单的计算机操作，大大的解放了劳动生产力，提高了工作效率。

数据检查软件主要根据地形高程点和等高线赋值的匹配情况来检查地形高程点和等高线相符的情况；

根据要素之间的相邻关系、相交关系、连接关系和覆盖关系所组成的数据模式来检查数据之间的拓扑关系，检查数据在数据结构、数据格式和属性编码上的正确性，检查要素相邻、相交、相连、公共边、要素覆盖和线面重合的关系，检查数据有无缝隙、有无重复、有向线段绘制的方向是否符合要求，以检验数据逻辑的一致性；

根据数据库中的编码检查各对应要素代码的正确性，有无错漏和多余代码； 根据相邻图幅接边要素的属性、代码、坐标、高程需一致来检查相邻图幅是否接边完整。 6 结束语

计算机技术的迅猛发展带动了数字制图技术的发展，数字制图技术以模拟制图无法比拟的精度和效率得到人们的广泛应用，它大大的提高了地形图的精度和制图的工作效率，缩短了地形图制作的周期，提高了地形图的线划和符号质量。由于计算机制图对地图的综合取舍目前还无法实行真正的智能化作业，大量的工作还需依靠人机交互的方式来完成。因此做好数据源的分析和应用、地图综合取舍的方法和理解以及地图精度控制是1：50000数字地形图缩编质量控制的关键问题。

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[1]魏立力，等.地理信息系统环境下的机助制图关键技术.北京.测绘通报，2003，（6）

[2]祝国瑞，等.普通地图编制.北京.测绘出版社.1985，8

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