排水管网GIS系统数据质量控制研究

[摘要]在提出排水管网GIS系统数据质量评价指标的基础上,探讨数据质量控制的思想。定制数据质量控制方案、错误数据的修复方法,为排水企业的GIS数据质量从“知道现状”过渡到“改变现状”提供参考。

[关键词]排水管网地理信息系统数据质量控制

中图分类号:TP2文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1120044-01

城市排水管网系统作为保障城市正常运行的“生命线工程”之一,是收集、输送城市生活污水、工业废水和降雨的一系列工程设施的总称,包括地下管道、暗渠、明渠、检查井、雨水口、排水口、雨污水泵站和各种监测仪表等要素。城市排水管网系统的作用就是及时可靠地排除城市区域内产生的生活污水、工业废水和降水,使城市免受污水之害和暴雨积水之害,从而给城市创造一个舒适安全的生存和生产环境,使城市生态系统的能量流动和物质循环正常进行,维持生态平衡,保证可持续发展。

一、城市排水管网GIS系统的内容和特点

城市排水管网GIS系统就是将GIS技术与给排水专业知识相结合,能对排水管网信息进行采集、管理、更新、综合分析与处理的应用系统。通过排水管网GIS系统,可以极大地提高管网基础信息的更新、维护效率,加快管理部门对管网事故的反应速度、丰富应对事故的措施。城市排水管网GIS系统的基本功能包括:数据的存储、编辑、导入导出等,还可向排水管网的模拟、调度提供运行所需的基础数据。此外,它的空间分析功能可以满足排水管网管理工作中对数据处理效果和格式的特殊需求。

二、排水管网GIS系统数据质量控制的意义

数据是排水管网GIS系统得以稳定、高效运行的基础,其投资也是GIS建立所需的投资比重中较大的一块。随着排水管网地理信息系统功能的不断完善,对GIS数据的质量提出了更高的要求,但如果单纯地对GIS系统数据质量进行评价,不采取有效的措施对现有数据采取控制、修复手段的话,那就没有使数据质量评价落到实处,从而发挥GIS系统在管网信息化管理中的高效作用。因此,可以对GIS数据质量控制的意义归纳为以下几点:

1.确保GIS数据的质量,保障GIS使用者的投资目的,减少经济损失。2.使得GIS系统数据质量评价结果不流于空洞,真正使其成为指导系统运行管理和决策的依据。3.质量控制是GIS系统生存和发展的保证,能使GIS系统像其它工业产品一样,能通过有效的手段提高其质量,获得用户的信任。4.质量控制有利于GIS系统的数据查询和分析技术的提高,促进GIS系统更好地发展。

总之,排水管网GIS系统数据质量控制体系的建立将有利于提高GIS系统的应用水平,使得数据质量评价的成果在实践中得以发挥价值。

三、数据质量控制方法与指导原则

GIS系统的数据处理过程如图3.1所示,可见GIS系统的数据质量问题贯穿于从数据获取到数据输出的整个过程,每个环节的数据质量问题都会对GIS系统产生影响。因此,要进行数据质量控制,必须从数据质量问题产生的所有过程和环节入手,分别用一定的方法、按照不同的层次,逐渐减少质量问题。也就是说,GIS系统的数据质量控制应当按照数据处理流程,分环节处理不同的数据质量问题。

四、GIS数据质量控制常见方法

由于原始数据的质量会对后续的数据处理流程产生重大的影响,通常将其看作是影响GIS数据质量的最大因素。因此GIS数据在进入系统数据库进行模拟运行之前的入库质量控制十分重要。对原始数据的质量控制思想包括减少误差和消除错误两方面,常见的方法有下列几种:

1.人工检测法。通过传统的人工方式将数字化数据与数据源进行对比。此方法的主要难点在于对图形数据的检测,可细分为目测法和绘图对比法。目测法主要是观察图像是否存在线段自相交、公共边重复等显著的质量问题。绘图检测是通过制图的方式将空间数据表达出来,即使用与原始图形一致的比例、标注将对象空间数据绘制在透明的图纸上,再与原始图叠加比较。

对于少量的数据,人工检测不失为一种方便有效的检测方法,但由于其受人为因素影响较大,对于较大量的数据往往难以胜任。

2.数据生产控制法。名思义,就是在数据生产的环节中,利用数据处理软件自身的查询、统计等功能,对数据进行检测和质量控制。例如,目前AutoCAD在GIS系统中应用十分广泛,因此可以利用AutoCAD强大的二次开发功能,编制基于AutoLisp或ObjectARX的数据质量检测插件。

3.软件检测法。方法与前一种方法不同之处在于,这里是利用专门的数据检查软件,将GIS系统模拟运行中出现的数据按照图形与属性、属性与属性、图形与图形的不同关系编制检测要求,将数据中不符合要求的、逻辑错误的部分自动挑选出来,并且使用人机交互式的过程进行修改。软件检测法受人为主观因素的影响较小,效率很高、定位准确,但是这些数据检测软件往往仅限于一些专业的范围,并不具有通用性,尤其是排水管网GIS领域的数据检测软件更是很少见到。

4.数据抽查法。照一定的比例,对数据进行抽查,评定数据质量,此方法一般用于数据最后结果评定。

五、GIS数据质量控制指导原则

按照数据采集的途径和质量控制的标准,以及行业相关规范,GIS数据质量控制的指导原则应包括以下几方面:

1.共享性。GIS数据要满足国家对数字测绘产品规定的共享性标准,与数据需求方的GIS接口保持数据的畅通无误。

2.开放性。着社会的高速发展,尤其是公共基础设施的更新改造步伐的加快,GIS系统的信息量在逐步增大。为了适应这一变化的趋势,GIS系统的数据结构应当是开放和可扩充的。

3.完整的数据说明。了使以后的数据维护工作提供便利,数据应该易于读取,所以应当具有完整的数据说明。如对于数据源、图表的种类、精度、成图日期等。

4.进行数据对比分析。当对不同数据生产者、不同区域的数据进行对比,促进生产者不断改进生产技术手段,提高数据质量。

5.质量控制贯穿于数据生产始终。于数据生产全过程要实行标准化管理,以国家有关数据质量的标准作为明确的指导规范,贯穿整个数据生产过程。

六、结语

本文从国内排水管网GIS系统数据现状条件出发,在系统分析排水管网GIS系统数据类型、组织结构、常见数据错误形式的基础上,建立适用于目前国内城市排水管网GIS系统的数据质量评价体系,从数据质量控制的角度为排水管网地理信息系统提供技术支持。

参考文献:

[1]马骏、刘兴坡,城市排水GIS数据分析与组织,中国市政工程,2006.

[2]陈为、张金松,城市水系统运营与管理,中国建筑工业出版社,2005.

[3]马勇、彭永臻、尚付刚、高守有,GIS在城市给水排水中的应用,城市环境与城市生态,2006.

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