CN101477548A - 一种基于规则的通用空间数据质量检查的技术方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于规则的通用空间数据质量检查方法和使用该方法的系统，其中该通用空间数据用于构成空间数据库。所述方法包括：接收包括空间信息和属性信息的输入的将要构成空间数据库的数据；通过对空间数据库中的数据的要求设计基本检查算子；根据空间数据库的逻辑结构模型的多个结构层次，通过使用基本检查算子并结合参数的设置来制定相应的数据检查规则；根据对数据的要求，以所述制定的数据检查规则制定数据检查方案；以所述检查方案对输入的数据进行检查，并输出包含各个错误项的错误信息。通过本发明，检查人员可以根据输入数据和数据入库的要求方便地制定数据检查方案，并获得相应的错误列表，从而显著提高了数据质量检查的便利性。

Description

一种基于规则的通用空间数据质量检查的技术方法

技术领域

本发明涉及一种基于规则的通用空间数据质量检查方法及其使用该方法的空间数据库数据质量检查系统。具体地说，本发明涉及使用针对数据检查的要求而以检查规则制定的检查方案对空间数据进行质量检查的空间数据库数据质量检查方法和系统。

背景技术

在地理信息系统中，作为根本而存在于数据规范中的数据的完整性和准确性是可靠应用GIS的前提，是实现GIS高级功能的基础。GIS数据质量的好坏直接影响到建设的空间数据库所带来的经济效益和社会效益，影响到所有基于该空间数据库的应用，分析及决策的正确性和可靠性。

在现今的数据生产过程中，由于参与单元较多，技术水平和工艺流程存在差别，作业过程中的作业习惯，理解方式等不同的一些原因，容易造成成果数据的参差不齐，甚至是质量问题。虽然成果数据在上交前已通过各参与单位质量检查部分的检查，但这些检查所采取的是抽样方式，不能保证所有成果数据的质量。同时在对数据进行数字化的过程中由于人为的或者非人为的原因可能使得生产的数据与源数据产生偏差，并且在数据加工的过程中由于数据传递会导致误差进一步地扩大。因此进行数据质量检查就显得尤为重要。

目前，质量检查规则方案，空间数据库质量检查以及错误分析等空间数据库质量检查的关键技术领域方面还存在着一些不足，主要表现在：

在空间数据库质量检查技术方面，质量检查方案作为质检工作的基础，它的确定是质检工作的核心。现有的一些针对空间数据库质量检查的软件只是针对某一领域的作业规范而制定一个专门的质量检查方案应用到质检过程中，但不能对其他领域的空间数据进行通用的检查。

这样，质检人员在对空间数据进行质检时，不得不对于每次检查的数据制定数据质量检查方案，编写专门的系统来实现空间数据检查从而大大增加了工作量。

在错误分析技术方面，现有的一些质检错误分析方法仅仅是列出了错误的一些基本信息，并没有对错误进行详细分析建模的过程，因此难以进行错误的定位和确认。并且在质检过程中也可能会存在一定程度的误判，所以并不能盲目的进行自动错误修正的操作。

发明内容

本发明的目的意在解决上述现有技术中的问题和缺点。

本发明的目的在于提供一种通用空间数据质量检查方法及其使用该方法的空间数据库数据质量检查系统，其可以由质检人员根据输入数据和数据入库的要求方便地制定检查方案，并通过以制定的检查方案对数据进行检查获得清楚地表示错误信息的错误报告。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于规则的通用空间数据质量检查方法，该通用空间数据用于构成空间数据库，且该方法对将要构成空间数据库的数据进行质量检查，所述方法包括步骤：接收包括空间信息和属性信息的输入的将要构成空间数据库的数据；通过对空间数据库中的数据的要求，设计基于空间分析和空间计算的基本检查算子；根据空间数据库的逻辑结构模型的多个结构层次，通过使用基本检查算子并结合参数的设置来制定相对应的数据检查规则；基于对空间数据库中的数据的要求，以所述制定的数据检查规则制定数据检查方案；以所述检查方案对输入的数据进行检查，并根据是否符合检查规则而输出包含各个错误项的错误信息。

根据本发明，该基于规则的通用空间数据质量检查方法进一步包括：将所述错误信息形成为错误记录；以所述错误记录建立错误模型；根据所述错误模型对错误信息进行确认；在确认之后生成相对应的错误截图；以可视化的方式生成包括错误空间信息、错误描述信息、错误统计信息和错误截图的错误报告。

优选地，所述空间数据库的逻辑结构模型包括数据库、产品集、数据层和空间实体要素的四个层次，从而根据所述四个层次制定相应的对于各个层次所应用的数据检查规则，即面向数据库的数据检查规则、面向产品集的数据检查规则、面向数据层的数据检查规则和面向空间实体要素的数据检查规则。

优选地，所述检查输入数据的步骤包括自动检查和人工检查。

优选地，所述人工检查包括以下八种人工检查辅助模式：等高线接边样式设置模式、高程点线值样式设置模式、公路水系关系样式设置模式、公路与铁路关系样式设置模式、公路与居民地关系样式设置模式、水系与等高线关系样式设置模式、显示有向点方向模式以及显示有向线方向模式。

优选地，根据所述错误模型将错误检查结果分为个体的特殊结果类和整体的共性结果类。关于个体的特殊结果类采用图形联动和着重显示进行错误修改提示，同时通过知识库给出规范性错误解决方案，而关于整体的共性结果类通过结果分析给出错误解决方案。并且，将错误解决方案与所述错误报告相结合形成最终的成果质量检查报告文档。

根据本发明的另一方面，提供了一种基于规则的通用空间数据质量检查系统，该通用空间数据用于构成空间数据库，且对将要构成的空间数据库的数据进行质量检查，包括：检查方案制定部分，其根据系统对空间数据库中的数据的要求，制定对将要构成空间数据库的数据进行质量检查的数据检查方案；数据输入部分，接收输入的将要构成空间数据库的数据，该数据包括空间信息和属性信息；质量检查部分，以所述数据检查方案对输入的数据进行检查，并根据是否符合检查规则而输出包含各个错误项的错误信息。

优选地，该检查方案制定部分包括：检查算子设计单元，其通过对空间数据库中的数据的要求，设计基于空间分析和空间计算的基本检查算子；数据检查规则制定单元，其根据空间数据库的逻辑结构模型的多个结构层次，通过使用基本检查算子并结合参数的设置来制定相对应的数据检查规则；数据检查方案制定单元，其基于对空间数据库中的数据的要求，以所述制定的数据检查规则制定数据检查方案。

根据本发明的另一方面，该通用空间数据质量检查系统进一步包括错误归档部分，用于通过对错误信息进行分析和计算从而形成错误报告。

优选地，所述错误归档部分包括：错误记录形成单元，其将所述从质量检查部分接收的错误信息形成为错误记录；错误分析单元；以所述错误记录建立错误模型，并根据所述错误模型对错误信息进行确认；错误图片生成单元，其在接收错误分析单元的确认的情况下生成相对应的错误截图；和错误报告生成单元，其以可视化的方式生成包括错误空间信息、错误描述信息、错误统计信息和错误截图的错误报告。

优选地，所述质量检查部分的步骤根据用户的选择执行自动检查或人工检查。

根据本发明，所述错误归档部分基于所述错误模型将错误检查结果分为个体的特殊结果类和整体的共性结果类；关于个体的特殊结果类采用图形联动和着重显示进行错误修改提示，同时通过知识库给出规范性错误解决方案，而关于整体的共性结果类通过结果分析给出错误解决方案；并将错误解决方案与所述错误报告相结合形成最终的成果质量检查报告文档。

通过本发明，质检人员可以通过以上述基于规则的通用空间数据质量检查方法和系统方便地制定检查方案以对数据进行质量检查，并获得清楚地表示数据错误信息及其解决方案的成果质量检查报告文档，从而显著提高了用户使用的便利性。

附图说明

下面结合附图详细说明本发明的特征和优点，在附图中：

图1图示了根据本发明的优选实施方式的通用空间数据质量检查系统的结构框图；

图2图示了根据本发明的优选实施例的通用空间数据质量检查系统的检查方案制定部分的结构框图；

图3图示了根据本发明的优选实施例的通用空间数据质量检查系统的质量检查部分中的自动检查模块的结构框图；

图4图示了根据本发明的优选实施例的通用空间数据质量检查系统的错误归档部分的结构框图；

图5图示了根据本发明的通用空间数据质量检查方法的流程；

图6是详细描述了图5所示的方案制定处理的操作流程的流程图；

图7是详细描述了图5所示的自动检查处理的操作流程的流程图；

图8是详细描述了图5所示的错误归档处理的操作流程的流程图；

图9是图解本发明的通用空间数据质量检查系统的软件实现的用户界面的视图；

图10是图解本发明的通用空间数据质量检查系统的软件实现的检查方案制定界面的视图；

图11示出根据本发明的通用空间数据质量检查系统的软件实现的检查方案中的检查项列表的示意图；

图12示出根据本发明的通用空间数据质量检查系统中的软件实现的人工检查辅助模式设置示意图；

图13示出根据本发明的通用空间数据质量检查系统的软件实现的错误检查功能示意图；

图14示出根据本发明的通用空间数据质量检查系统的软件实现的错误报告生成界面图；

图15示出根据本发明的通用空间数据质量检查系统的软件实现的要素显示符号浏览示意图；

图16示出根据本发明的通用空间数据质量检查系统的软件实现的要素显示符号设置示意图。

具体实施方式

现在根据附图的图示来描述本发明的通用空间数据质量检查系统。根据本发明的优选实施例，本发明提供对将要进入空间数据库，即，构成空间数据库的空间数据进行质量检查的数据质量检查方法和系统。图1图示了根据本发明的优选实施例的空间数据数据质量检查系统的结构示意图。根据图1的图示，该通用空间数据质量检查系统包括检查方案制定部分10、数据输入部分20、质量检查部分30和错误归档部分40。

该通用空间数据质量检查系统的检查方案制定部分10用于制定对于将要进入空间数据库的数据的检查方案，以使得由数据输入部分20输入的数据中符合空间数据库中的数据要求的数据进入数据库。该检查方案制定部分10制定的检查方案是由质量检查部分30进行质量检查的依据。

在本发明中，该通用空间数据质量检查系统的数据输入部分20输入关于地理实体的包括其空间属性信息在内的信息数据，

具体地说，通过野外调绘、航空摄影测量、遥感影像等采集方法得到包括地理实体的空间信息等在内的地理信息数据，通过将采集到的地理信息数据进行数字化生成数据文件。本发明支持的GIS数据格式包括ArcInfo e00交换格式、ArcView Shapefile格式、ArcInfo Coverage二进制格式、ArcGISPersonal Geodatabase格式、国家地球空间数据交换标准VCT格式、CAD数据格式(DWG和DXF)、MapGIS(WT、WL和WP)和MapInfo(MIF和TAB)，本发明的通用空间数据质量检查系统的数据输入部分20将包含地理实体的属性信息以及空间信息的多种空间数据格式文件输入。

再参考图1，由数据输入部分20输入空间数据后，由质量检查部分30基于检查方案制定部分10制定的方案对空间数据进行检查。该质量检查部分30可以包括自动检查模块301和人工检查模块302。其中，自动检查模块301执行由计算机通过从检查方案制定部分10接收的空间数据检查方案对空间数据进行的质量检查。针对不同层次的检查对象，使用对应的检查规则进行质量检查，利用算子所定义的算法与规则中所设置的参数来计算分析某个对象是否符合规则。最后将分析的结果形成包括各个错误相的质量检查错误信息输出到下个部分。

而人工检查模块302提供了对空间数据进行人工质检的功能。系统提供了几种辅助人工质量检查的模式，用于数字线划图(DLG)数据中常见的空间关系。通过模式的切换使得空间数据拓扑关系更直观地表现出来，可以很好地辅助人工质量检查工作的进行。而在最后通过建立错误项来将表示质检结果的错误信息输出到下一部分。

根据本发明的优选实施方式，该系统定义了八种人工检查辅助模式如下：

1.等高线接边样式设置模式：检查等高线接边情况；

2.高程点线值样式设置模式：检查高程点的点线矛盾情况；

3.公路水系关系样式设置模式：检查公路与水系的空间关系合理性；

4.公路与铁路关系样式设置模式：检查公路与铁路的空间关系合理性；

5.公路与居民地关系样式设置模式：检查公路与居民地的空间关系合理性；

6.水系与等高线关系样式设置模式：检查水系与等高线的空间关系合理性；

7.显示有向点方向模式：检查各有向点的方向属性的正确性；

8.显示有向线方向模式：检查各有向线的方向属性正确性。

通过模式的设置，可以在视图中直观的表现出所需检查对象之间的空间关系。本领域技术人员可以知道，根据具体的需要，还可以定义其它的人工质量检查模式，并且本发明意在包括上述其它人工质量检查模式。

该系统的错误归档部分40将质量检查的结果进行错误信息的确认与归档。质量检查结果总体而言分两大类，即个体的特殊结果类和整体的共性结果类。就个体的特殊结果类采用图形联动和着重显示进行错误修改提示，同时，通过知识库给出规范性修改示例帮助作业员进行错误修改；对整体的共性结果类通过结果分析，给出问题解决方案。最终形成完整规范的成果质量检查报告文档。

图2示出了根据本发明的优选实施示例的空间数据数据质量检查系统的检查方案制定部分10的具体结构框图。如图2所示，该检查方案制定部分10可以包括基本检查算子设计单元101，数据检查规则制定单元102，和数据检查方案制定单元103。其中，该基本检查算子设计单元101通过对数据入库质量要求的分析和归纳，设计基于空间分析与空间计算的用于数据入库的基本检查算子，比如几何精度检查算子和属性检查算子，并将设计的基本检查算子输出到数据检查规则制定单元102。该数据检查规则制定单元102针对不同的空间数据库结构层次的对象，选择不同的基本检查算子再配合参数的设置而制定相对应的数据检查规则，并将制定的数据检查规则输出到数据检查方案制定单元103。之后，由于基本检查算子和由其组成的数据检查规则均表现出的数据无关性，通过根据对于将要入库的数据的质量要求来定义组合操作，该数据检查方案制定单元103可以将从数据检查规则制定单元接收的制定的空间数据的数据检查规则进行分类和归纳，进而组合上述制定数据检查规则而制定空间数据的数据检查方案。之后，使用形成的数据检查方案对输入的将要构成空间数据库的数据进行质量检查。

下面，将对本发明的系统和方法中使用的基本检查算子、数据检查规则和数据检查方案进行具体的描述。

基本检查算子是根据数字线划图(DLG)数据的入库质量检查标准，通过对DLG数据的检查内容主的分析和归纳而设计的，其用于入库的数据的质量检查。在下面的表1中，示出了在本发明中设计的一些基本检查算子的实例。在表1中，示出了相应算子的算子名称、检查内容、算法说明、支持的几何类型或参数以及返回值。

表1：基本检查算子设计

本领域技术人员可以知道，上述表1示出的基本检查算子仅是本发明中使用的基本检查算子的实例。根据不同的对入库的数据的要求，本领域技术人员可以设计其它的基本检查算子，且这些基本检查算子意在被包括在本发明的范围内。

在本发明中，所述数据检查规则是通过选择不同的基本检查算子再配合参数的设置而制定的，例如，该硬折角/毛刺规则用于判断缩所绘的数字线中是否存在硬折角或毛刺，该规则使用角度判断算子和距离判断算子，并且将角度判断算子的阈值参数设置为30度到80度，并在角度小于30度并大于80度的情况下，判断由距离判断算子所判断距离是否小于阈值，如果小于阈值，则判断存在硬折角或毛刺。

在本发明中，将所述通用空间数据库分为数据库、产品集、数据层、空间实体要素四个层次。这样，根据该数据库的结构层次所制定的数据检查规则也被分为四个相应的层次，即面向数据库的检查规则、面向产品集的检查规则、面向数据层的检查规则、和面向空间实体要素的检查规则。

例如，面向数据库的检查规则可包括数据组织检查；面向产品集的检查规则可包括数据层完整性检查，空间参考检查，数据范围检查，接边检查和元数据检查；面向数据层的检查规则可包括数据层结构检查，数据层要素完整性检查，重复数据化检查，悬挂点检查，伪节点检查，自相交检查等；面向空间实体要素的检查规则可包括要素分类码及属性表定义检查，要素枚举值正确性检查，专题编码正确性检查，河流结构线属性检查，空间包含关系检查，空间相交关系检查，公路与居民地关系一致性检查等。在表2中示出了本发明中应用于所述四个检查层次的数据检查规则项的实例，其所属的检查类和规则的具体描述。但是，本领域技术人员可以知道本发明中对于四个检查层次所定义的数据检查规则并不限于表2所示的，而是可以由质检人员根据对于入库数据的要求进行选择和扩充。

表2：相应层次的数据检查规则

另一方面，根据本领域中对于数字线划图(DLG)数据质量检查的要求，数据检查规则背划分为六个主要类型：空间参考检查、几何精度检查、属性精度检查、逻辑一致性检查、数据完整性检查、元数据检查。该六个类型的数据检查规则及其所包含的子规则的具体描述如下：

1.空间参考检查：主要包括空间参考检查、图廓及公里网坐标检查两方面的检查。

空间参考检查：检查内图廓线四个角点坐标与四个角点的理论坐标值的偏差是否超出所设容差；检查图幅总面积的偏差是否超出所设容差。

图廓及公里网坐标检查两方面的检查：检查理论图廓点及公里网与实际图廓点及公里网的偏差是否超出所设容差，以及检查公里网是否缺失。

2.几何精度检查：主要包括层几何有效性检查、要素有效性检查、数据范围检查、接边检查、悬挂点、伪节点、自相交、硬折角/毛刺、线几何噪声、面几何噪声、面重叠、面裂隙、线状网络检查、两线相交、重复数字化等。

层几何有效性检查：检查数据层的几何类型是否与数据规定中的一致。

要素有效性检查：检查要素是否是简单的点、线、面，是否存在多点、多线、多面以及不封闭的多边形。

数据范围检查：根据理论图廓的范围，检查成果DLG中有无超出图幅范围的对象。说明：对于那些在图廓外附近或者压盖图廓的要素，在此项检查中默认其为接边要素，故不报错。但是在生产中，那些由于疏忽而在图廓以外较远处误采集的零碎点、线要素，此时需要通过该检查项查出。

接边检查：(1)图幅内接边检查：检查矢量数据与图廓线的接边情况，距离图廓线15米内的线段节点必须与图廓接边，且接边误差最大不能超出5米。(2)图幅间接边检查：在图廓接边完好的基础上，检查本图与周围四个图幅的线段节点是否互相接边，符合图廓接边条件的，距离图廓线5米内的线段节点必须与邻图接边，且接边误差最大不能超出1米。

悬挂点：批处理检查线层编辑不彻底形成的悬挂点，软件显示各层的悬挂点，缺省的为HYDL、LRRL、LRDL三个层。取出所有线的端点，检查端点是否在其它线上，如不在则为悬挂点。

伪节点：批处理显示各层的伪节点错误，缺省的为TERL层。

自相交：检查线层数据的自相交情况。原则上所有线层均不允许自相交。

硬折角/毛刺：主要是线状要素在数字化时造成的错误，当线上的角度小于30度或者大于80度时，判断其角点到角底节点的距离是否小于0.5米，如小于则为错误。

线几何噪声：数字化时一些零碎线，当长度小于阀值时报错，默认的线最小长度是5米。

面几何噪声：数字化时一些零碎多边形，当面积小于阀值时报错，默认的面最小面积是4平方米。

面重叠：检查在同一面层的相邻面之间有重叠的现象。

面裂隙：同一面层中相邻面没有完成一致，产生空白间隙区，一般在境界层判断。

线状网络检查：原则上公路铁路和水系层必须是端点相交，形成一个网络

两线相交：原则上同层内两线不能相交，如HFCL、RESL、RFCL、LRDL、LFCL、VEGL，但是方里网和管线层除外。两线相交需要两两判断。

重复数字化：检查数据中各层是否有重复数字化的要素。

3.属性精度检查：主要包括数据层结构检查、要素分类码及属性表定义正确性、要素枚举值正确性、专题编码正确性检查、数据分层命名检查。

数据层结构检查：针对已有图层，检查字段顺序、字段个数(是否有多余字段或缺少字段)；针对字段，检查字段长度、字段类型、字段可否为空等设置是否正确。

要素分类码及属性表定义正确性：检查要素分类码是否正确，检查要素属性定义是否正确，主要检查对应的层字段项是否允许为空。

要素枚举值正确性：检查要素枚举项的属性值是否在数据规定中的枚举表中。

专题编码正确性检查：检查水系、铁路、公路、行政区划、地名点的编码名称字段是否与编码库中的一致。

数据分层命名检查：检查层的名称是否与数据规定中的一致。

4.逻辑一致性检查：主要包括不合理面分割、等高线高程与编码一致性、空间包含关系、空间相交关系、空间重叠关系、空间连接关系、河流结构线属性检查、水系流向正确性检查、地名与拼音一致性、连通性检查、地名存在性检查。

不合理面分割：原则上两个相邻面属性一样，不应该分割开来。

等高线高程与编码一致性：检查所有等高线(首曲线、计曲线、间曲线、助曲线等)的编码是否与类型一致。

等高线层两线相交：检查等高线层的两线相交情况。

空间包含关系：检查空间包含关系，支持层与层，要素与层、要素与要素等之间的检查。

空间相交关系：检查空间相交关系，支持层与层，要素与层、要素与要素等之间的检查。

空间重叠关系：检查空间重叠关系，支持层与层，要素与层、要素与要素等之间的检查。

空间连接关系：检查空间连接关系，支持层与层，要素与层、要素与要素等之间的检查。

河流结构线属性检查：在两个不同水系层间，线性河流遇到面状河流会断开，然后在线图层会被结构线代替，在这里检查河流结构线在面状要素内的几何关系、属性。河流结构线在河流线层中必须有与它相连的河流；河流结构线的河流编码必须和与它相连的河流代码一致。

水系流向正确性检查：水系流向只能是由高到低。说明：如果一条单线河不穿越任何等高线(如在图幅边上或在谷地里)，可能会出现误报情况。

地名与拼音一致性：检查地名的名称字段拼音是否与地名的拼音字段一致。

连通性检查：主要针对于公路和水系。原则是在同一线层中，属性相同的线要保持连接。

地名存在性检查：检查数据中各层中NAME项地名是否是AANP、AGNP中存在。

5.完整性检查：主要包括数据文件存储组织、数据文件遗漏、数据格式正确性、数据层完整性检查、数据层要素完整性等。

数据文件存储组织：检查数据文件存储组织是否符合要求。

数据文件遗漏：检查数据文件是否存在缺失。

数据格式正确性：检查数据格式是否符合要求。

数据层完整性检查：检查数据层是否完整，有无缺层现象。

数据层要素完整性：检查各层中包含要素的完备性，有无要素放错层。

6.元数据检查：元数据检查主要包括结构检查和重点项检查。

结构检查：检查元数据项的个数、顺序是否正确。如检查结果有错误，提示错误出现的行号或项数。

重点项检查：检查元数据的关键项内容是否正确，主要包括数据名称、图号、所有权单位名称、数据建库管理单位名称、平面坐标系、高程基准、数据格式、地图投影名称、坐标单位、图廓角点经度范围、图廓角点纬度范围、图廓角点大地坐标、椭球长半径、椭球扁率、中央子午线、分带方式、高斯-克吕格投影带号、高程系统名、高程基准等。

这样，通过基于对于入库数据的要求，根据上述的四个层次的检查对象选择六个类型的检查规则中的各个具体的检查规则，本发明可以按照质检人员的需要来制定数据检查方案，例如，某一数据检查方案可包括对应于数据库层的数据组织检查规则，对应于产品集层次的数据层完整性检查规则和接边检查规则，对应于数据层层次重复数据化检查规则和不合理面分割检查规则，以及对应于空间实体要素层次的空间包含关系规则和公路与水系关系一致性检查规则。当然，本领域技术人员可以知道，本发明中制定的数据检查方案可以由检查人员根据具体情况而修改，其不一定必须具有全部四个层次的检查规则，例如，其可以只具有面向数据层的检查规则、面向空间实体要素的检查规则等。这样，通过如上所述由检查人员根据对于入库数据的质量检查的需要来制定数据检查方案，可以形成可定义的数据检查模型。对于不同情况下(例如，不同生产单位的不同生产工艺流程)，检查人员可以根据输入的数据在共同数据的基础上建立适当的检查模型，并根据数据的不同进行检查模型的调整，从而更有针对性地对存在的质量问题进行分析并得出合理解决方案，大大便利了检查人员的工作。该检查方案的制定和编辑工作，即，检查模型的建模工作的具体软件实现的实施例将在下文中参考图9和图10进行详细描述。

这样，在本发明中提供了一种可维护的数据质量检查方案的模型，通过对模型进行维护可以更好地完善质检方案。

图3图示了根据本发明的优选实施例的通用空间数据质量检查系统的质量检查部分中的自动检查模块的结构框图。如图3所示，该自动检查模块310包括：检查对象确定单元311，用于确定自动检查的对象；检查层次确定单元312，用于根据本发明的通用空间数据库的逻辑结构确定所检查的对象所在的层次，即，数据库层次，产品集层次，数据层层次或空间要素实体层次；检查规则确定单元313，用于基于所检查的对象和所在的数据库逻辑层次确定具体应用的检查规则；检查算子确定单元314，用于通过确定的具体数据检查规则选择基本检查算子并设置算子参数；分析计算单元315，通过使用从检查算子确定单元314接收的基本检查算子和所设置的算子参数来判断检查对象是否符合该检查规则，并将判断结果输出；错误信息生成单元316，且接收从分析计算单元315输出的判断结果，从而生成错误信息并输出。

图4图示了根据本发明的优选实施例的通用空间数据质量检查系统的错误归档部分的结构框图。如图4所示，该错误归档部分40包括错误记录形成单元401，用于根据从自动检查模块310的错误信息生成单元316或人工检查模块320输入的错误信息形成为错误记录；错误分析单元402，其用于通过预先建立的错误模型，对从错误记录形成单元401输入的错误记录的错误描述和空间信息进行分析，从而确定是否是错误；错误图片生成单元403，其根据错误分析单元402对于错误的确认形成表示错误情况的错误图片，并判断是否需要对错误图片进行维护，以在判断结果为是的情况下对于错误图片进行维护；以及错误报告生成单元404，其建立包括错误空间信息、错误描述信息、错误统计信息和错误截图的错误报告，并且以可视化的形式将其呈现给系统用户，根据优选实施例，该错误报告生成单元404生成的错误报告还可以进一步包括通过错误模型给出的对于错误信息的解决方案，从而成为最终的成果质量检查报告文档。

通过本发明的系统，质检人员可以基于空间数据库的逻辑层次和规则的功能分类来方便地制定检查方案以对数据进行质量检查，并获得清楚地表示数据错误信息及其解决方案的成果质量检查报告文档，从而显著提高了用户使用的便利性。

以下结合图5来介绍根据本发明的空间数据质量检查方法操作流程。图5图示了根据本发明的空间数据质量检查方法的流程。参考图5，在步骤S101由通用空间数据质量检查系统的数据输入部分20输入数据，该数据是包括空间信息以及属性信息在内的DLG数据。

接下来，在步骤S102中判断是否要对质量检查方案进行制定。如果需要对空间数据质量检查方案进行制定则将处理前进到步骤S103，在其中由检查方案制定部分10针对所输入的DLG数据的检查方案进行制定，并在制定完成后将处理前进到步骤S104。如果不需要对空间数据质量检查方案进行制定则将处理直接转移到步骤S104。

接下来，在步骤S104确定是否自动检查，如果确定为自动检查则将处理前进到步骤S105，在步骤S105中由自动检查模块301对空间数据进行自动检查。如果确定为人工检查则将处理前进到步骤S106，在步骤S106中由人工检查模块302对空间数据进行人工检查，对于人工检查，在本发明的实施例中定义了如上所述的八种人工检查辅助模式。在步骤S105与步骤S106中得到质量检查结果后，执行生成错误信息的步骤S107。

接下来，在步骤S108对质量检查错误信息进行错误归档，根据错误的描述信息对错误进行确认并在之后生成相对应的错误截图，再经过错误统计后在步骤S109生成错误报告。本发明最后得到包含错误空间信息，错误描述信息、错误统计信息以及错误截图等信息错误报告。

现在结合图6来介绍方案制定处理的操作流程。图6是详细描述了图1所示的方案制定部分10的操作流程的流程图。根据图6，首先由基本检查算子设计单元101通过对数据入库质量要求的分析和归纳，设计基于空间分析与空间计算的用于数据入库的基本检查算子(步骤S201)，比如几何精度检查算子和属性检查算子，并将设计的基本检查算子输出(步骤S202)。随后，由数据检查规则制定单元102针对不同的空间数据库结构层次的对象，选择不同的基本检查算子再配合参数的设置而制定相对应的数据检查规则(步骤S203)，并将制定的数据检查规则输出(步骤S204)。之后，通过根据对于将要入库的数据的质量要求来定义组合操作，由数据检查方案制定单元103将从数据检查规则制定单元接收的制定的空间数据的数据检查规则进行分类和归纳，进而组合上述制定数据检查规则而制定空间数据的数据检查方案(步骤S205)。

现在结合图7来介绍自动检查处理的操作流程，图7是详细描述了图1所示的自动检查模块301的操作流程的流程图。首先根据空间数据模型将数据分为数据库、产品集、数据层、空间实体要素四个层次。并且将质量检查方案分为面向数据库的检查方案、面向产品集的检查方案、面向数据层的检查方案、面向空间实体要素的检查方案四个层次。

在步骤S301中首先由对象确定单元311确定检查的对象可以是数据库、产品集、数据层或者是具体的空间实体要素。接下来在步骤S302中由检查层次确定单元312根据检查对象的层次确定检查的层次，进而确定方案所定义的该对象的检查类型。接下来在步骤S303中由检查规则确定单元313确定检查方案中各检查类型下所定义的针对该对象的检查规则。接下来在步骤S304中由检查算子确定单元314确定各检查规则所包含的检查算子以及参数的设置情况。这样具体到每个对象的每条检查规则都有了具体的检查方法。然后在步骤S305中由分析计算单元315使用已确定的检查规则中的算子结合所设置的参数进行分析计算。

接下来在步骤S306中判断检查对象是否符合该检查规则，如果不符合则将处理转移到步骤S307，由错误信息生成单元316生成错误纪录，错误记录中包含错误的描述信息以及错误的空间信息。在步骤S307中生成错误纪录之后将处理转移到步骤S308。如果符合规则则将处理直接转移到步骤S308。

接下来在步骤308中判断质量检查是否完成，如果判断为未完成则将处理转移到步骤301重新确定检查对象再次进行检查流程，如果判断为完成则结束自动检查过程。

现在结合图8来介绍错误归档处理的操作流程，图8是详细描述了图1所示的错误归档部分40的操作流程的流程图。参考图4所示，在步骤S401，由错误纪录形成单元401形成由自动检查以及人工检查后所形成的错误纪录，包含错误的空间信息以及错误的一些描述性信息。

接下来在步骤S402中根据错误的描述以及错误的空间信息在视图中的显示来由错误分析单元402进行错误分析。然后在步骤S403中在错误分析后判断是否是出错，如果判断为是则将处理转移到S404进行错误确认，确认之后再将步骤转移到S405。如果判断为否则将步骤转移到S405.

在步骤S405中，由错误图片生成单元403对每条错误记录自动生成对应的错误截图。在步骤S405中生成截图后接下来在步骤S406中根据所生成的错误截图是否能够很好地表达出错误的位置与错误情况来判断是否需要对所生成的错误截图进行维护。如果判断为是则将处理前进到步骤S407进行错误图片维护，并在维护后将处理前进到步骤S408。如果判断为否则直接将步骤前进到S408，由错误报告生成单元408生成错误报告。

在步骤S408中将经过分析及统计所得的错误空间信息，错误描述信息、错误统计信息以及错误截图等信息生成错误报告。在步骤S408中可以对已确认的错误记录或者全部错误记录进行输出。

在本发明中，会对检查过程中常见的错误进行错误建模，该错误模型可包括序号、规则编号、检查规则、错误编号、错误描述、错误记录、错误值、容差、错误确认等项。这样，通过建立上述错误模型，可以对于通用空间质量检查结果中的错误项进行容易的理解和确认，从而应用于之后的错误检查当中。

这样，通过以可视化的方式输出包括错误空间信息，错误描述信息、错误统计信息以及错误截图等信息的错误报告，可以使得检查人员清楚地看到数据中存在的错误。并且，通过上述错误建模过程，可以将上述错误报告中记录的错误分为个体的特殊结果类和整体的共性结果类，从而给出相应的解决方案。在检查的错误中常见错误的解决方案是本领域技术人员公知的，因此在这里将不再赘述。

另外，根据本发明的优选实施例，定义了一种辅助人工检查的分块面查功能。该功能将检查图幅划分为几个区域，并将每个块区的视图放大到全窗口显示。方便用户对每个块区的数据进行细致检查。用户可以利用功能键对块区进行切换来完成对整个图幅的人工检查。

图9是图解本发明的通用空间数据质量检查系统的软件实现的用户界面的视图；图10是图解本发明的通用空间数据质量检查系统的软件实现的检查方案制定界面的视图；图11示出根据本发明的通用空间数据质量检查系统的软件实现的检查方案中的检查项列表示意图；图12示出根据本发明的通用空间数据质量检查系统的软件实现中的人工检查辅助模式设置示意图；图13示出根据本发明的通用空间数据质量检查系统的软件实现的错误检查功能示意图；图14示出根据本发明的通用空间数据质量检查系统的软件实现的错误报告生成界面图。参考图9至图14来描述输入数据进行质量检查的过程。为了对输入的数据进行质量检查，其过程如下：

1)首先，通过该界面上901区域的“新建工程”功能按键来新建一个工程，并将空间数据加载到通用空间数据质量检查系统中。已加载的图幅列表会显示在图9所示界面的903区域分区任务图幅列表中。

2)然后通过界面上的901区域的“制定方案”功能键打开检查方案制定界面进行检查方案的制定以及编辑。

如果用户要对某个对象制定检查规则，在图10所示界面左侧的1002区域选择对象，然后在右侧的1003和1004区域会显示针对所选择数据库层次的对象的算子列表。如图中的1002所示并如上所述，在本发明中将检查的对象分为四个层次，且在该实施例中，DLG产品为数据库层次，定位基础C_DATASET、水系H_DATASET等为产品集层次，水系(面)HYDA、水系(线)HYDL等数据层层次，且地面河流、地下河段、消失河段等为空间实体要素层次。在右侧的1004区域会显示针对该对象的已制定的检查规则列表。在1003区域列表中选择所需的算子并在1005区域查看算子所对应规则的内容信息。接下来点击图10界面上“添加”功能键会弹出参数设置对话框1006。在参数设置对话框1006中设置算子参数后点击“确定”后即完成制定规则的步骤。在1004区域的检查规则列表中会新增一条检查规则，并且在1003区域的算子列表中会对应的删去该规则所对应的算子。

如果用户要删除某个已制定的规则，在图10所示的界面右侧的1004区域选择要删除的规则，点击界面上“删除”功能键来删除该检查规则。在1004区域的检查规则列表中会减少一条检查规则，并且在1003区域的算子列表中会对应的增加该规则所对应的算子。

如果用户要对某个已制定的规则进行修改，在图10所示的界面右侧的1004区域选择需要修改的检查规则，点击界面上的“设置”功能键。会弹出参数设置的对话框1006，在其中修改检查规则参数即可。

在结束了对该检查方案的制定或编辑之后，检查人员将该检查方案进行保存，以用于将来的使用。

3)接下来在图9所示界面的903区域的分区任务图幅列表中选择需要检查的图幅。然后在902区域的检查方案列表中选择需要检查的规则类型或者检查规则项。

4)点击图9所示界面中901区域中的“检查列表”功能键可以打开图11所示规则列表查看界面。列表中显示了检查方案所包含的所有检查项并包含对检查项的简要统计信息。

5)接下来点击图9所示界面中901区域中的“开始检查”功能键。系统将会对所输入的空间数据按照所制定的检查方案进行自动检查。通过“开始”与“停止”按键可以对自动检查流程进行控制。在检查过程中图9所示的界面中的902区域数据检查方案列表中会实时显示质量检查的完成状态。随着自动检查的进行已检查完成的规则项前面的图标会变为橙黄色。随着自动检查的进行在质检过程中所出现的错误记录信息会显示在图9所示界面的906区域的错误记录信息列表中。

6)如果用户选择人工检查，可以配合本发明所提供的八种辅助模式来简化人工检查工作。在图12所示的界面中“辅助“菜单下可以选择八种辅助模式来进行人工检查。也可以结合分块面查功能来对图幅进行分块区的检查。点击图9所示界面中的901区域中的“分块面查”功能键启动该功能，通过“下一块区”、“上一块区”两个功能按键来切换块区。

7)接下来在对错误记录进行分析，点击图9所示界面的906区域错误记录信息列表中的错误记录来高亮显示错误的区域，双击错误记录可以放大到错误出现的图层观看错误记录的详细显示。根据错误记录列表中显示的错误描述信息以及视图中的错误区域显示来判断是否是错误。如果确定了错误则在错误记录信息最后的“错误确认”一栏进行错误确认。

8)接下来点击图13所示界面的“生成错误图片”1304功能按键来进行错误截图自动生成。

9)接下来点击图13所示界面的“维护错误图片”1305功能按键来打开错误截图显示窗口1306。点击1307的错误记录信息列表中的错误信息进行截图切换，如果用户觉得某个错误记录的截图不足以表达描述错误信息，则可在对视图进行操作之后再次点击“维护图片”1305功能按键进入编辑模式，用鼠标框取截图区域进行截图操作，之后截图显示窗口1306中的错误截图会自动更新。

用户可以配合图9所示界面901区域的视图操作功能按键可以对视图进行操作。快捷按键包括：选择、放大、缩小、漫游、普通查询、全局放大、全局缩小、前一视图、后一视图、快速查询、显示节点、量测距离、量测面积、测算高程。

10)接下来点击图13所示界面的“错误保存”1302功能按键将错误保存到文件中。

11)接下来点击图13所示界面的“生成错误报告”1303功能按键弹出图14所示的错误报告生成界面。在1401区域设置错误保存的文件，在1402区域选择错误输出的文件格式，在1403区域选择输出的错误记录内容，在1404区域选择需要输出的错误记录范围。最后点击“确定”按键生成报告。

根据本发明的一种优选实施方式，在本发明的通用空间数据质量检查系统中提供了一种要素符号显示设置的功能。图15示出根据本发明的通用空间数据质量检查系统的软件实现的要素显示符号浏览示意图；图16示出根据本发明的通用空间数据质量检查系统的软件实现的要素显示符号设置示意图。下面参考图15到图16来介绍本发明的通用空间数据质量检查系统的要素符号设置功能。

点击图9所示界面的901区域的“简单符号”、“标准符号”功能按键可以实现要素显示形式的切换。

如果用户需要查看要素显示符号，可以点击图9中901区域中的“符号设置”功能按键打开图15所示的要素符号设置界面，然后在左侧的1501区域选择需要修改显示符号的要素，在右侧1502区域查看该要素的信息以及符号。

如果需要编辑符号，可以点击“设置符号”1503功能按键打开图16所示符号设置界面。在左侧的1601区域上部的下拉菜单中选择符号类型，然后在下部的符号列表中选择符号样式。在右侧1602区域可以对所选的符号样式进行视野、颜色等属性的设置。

在上面的说明中，根据本发明的优选实施方式描述了本发明的基于规则的通用空间数据质量检查方法和系统。本领域技术人员将理解，该方法和系统都可以实现为记录在计算机可读记录介质上的计算机可读代码。该计算机可读记录介质可以是存储可由计算机系统读取的数据的任何数据存储设备。计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光数据存储装置和载波(诸如通过因特网的数据发送)。计算机可读记录介质还可以分布在联网的计算机系统中，以便以分布的方式存储并执行计算机可读代码。

尽管上述是参照示例性实施方式来描述本发明，但本领域技术人员将理解，在不背离由所附权利要求书限定的本发明宗旨和范围的前提下，可以对本发明进行各种形式和细节上的修改。优选实施方式应该仅认为是说明性的，而不是限制性的。因此，本发明的详细描述不限定本发明的范围，本发明的范围应该由所附权利要求限定，并且本发明的范围内的所有区别技术特征应理解为包含在本发明中。

Claims (16)

1.一种基于规则的通用空间数据质量检查方法，其中该通用空间数据用于构成空间数据库，且该方法对将要构成空间数据库的数据进行质量检查，该方法包括步骤：

接收输入的将要构成空间数据库的数据，该数据包括空间信息和属性信息；

通过对空间数据库中的数据的要求，设计基于空间分析和空间计算的基本检查算子；

根据空间数据库的逻辑结构模型的多个结构层次，通过使用基本检查算子并结合参数的设置来制定相对应的数据检查规则；

基于对空间数据库中的数据的要求，以所述制定的数据检查规则制定数据检查方案；

以所述检查方案对输入的数据进行检查，并根据是否符合检查规则而输出包含各个错误项的错误信息。

2.根据权利要求1所述的检查方法，进一步包括步骤：

将所述错误信息形成为错误记录；

根据预先建立的错误模型对错误信息进行确认；

在确认之后生成相对应的错误截图；

以可视化的方式生成包括错误空间信息、错误描述信息、错误统计信息和错误截图的错误报告。

3.根据权利要求1所述的检查方法，其中所述空间数据库的逻辑结构模型包括数据库、产品集、数据层和空间实体要素的四个层次，从而根据所述四个层次制定相应的对于各个层次所应用的数据检查规则，即面向数据库的数据检查规则、面向产品集的数据检查规则、面向数据层的数据检查规则和面向空间实体要素的数据检查规则。

4.根据权利要求1所述的检查方法，其中所述检查输入数据的步骤包括自动检查和人工检查。

5.根据权利要求4所述的检查方法，其中所述人工检查包括以下八种人工检查辅助模式：等高线接边样式设置模式、高程点线值样式设置模式、公路水系关系样式设置模式、公路与铁路关系样式设置模式、公路与居民地关系样式设置模式、水系与等高线关系样式设置模式、显示有向点方向模式以及显示有向线方向模式。

6.根据权利要求2所述的检查方法，其中，根据所述错误模型将错误检查结果分为个体的特殊结果类和整体的共性结果类。

7.根据权利要求6所述的检查方法，其中，关于个体的特殊结果类采用图形联动和着重显示进行错误修改提示，同时通过知识库给出规范性错误解决方案，而关于整体的共性结果类通过结果分析给出错误解决方案。

8.根据权利要求7所述的检查方法，其中，将错误解决方案与所述错误报告相结合形成最终的成果质量检查报告文档。

9.一种基于规则的通用空间数据质量检查系统，其中该通用空间数据用于构成空间数据库，且该系统对将要构成空间数据库的数据进行质量检查，包括：

检查方案制定部分，其根据系统对空间数据库中的数据的要求，制定对将要构成空间数据库的数据进行质量检查的数据检查方案；

数据输入部分，接收输入的将要构成空间数据库的数据，该数据包括空间信息和属性信息；

质量检查部分，以所述数据检查方案对输入的数据进行检查，并根据是否符合检查规则而输出包含各个错误项的错误信息。

10.根据权利要求9的检查系统，其中，该检查方案制定部分包括：

检查算子设计单元，其通过对空间数据库中的数据的要求，设计基于空间分析和空间计算的基本检查算子；

数据检查规则制定单元，其根据空间数据库的逻辑结构模型的多个结构层次，通过使用基本检查算子并结合参数的设置来制定相对应的数据检查规则；

数据检查方案制定单元，其基于对空间数据库中的数据的要求，以所述制定的数据检查规则制定数据检查方案。

11.根据权利要求9的检查系统，其进一步包括错误归档部分，用于通过对错误信息进行分析和计算从而形成错误报告。

12.根据权利要求11的检查系统，其中，所述错误归档部分包括：

错误记录形成单元，其将所述从质量检查部分接收的错误信息形成为错误记录；

错误分析单元；以所述错误记录建立错误模型，并根据所述错误模型对错误信息进行确认；

错误图片生成单元，其在接收错误分析单元的确认的情况下生成相对应的错误截图；和

错误报告生成单元，其以可视化的方式生成包括错误空间信息、错误描述信息、错误统计信息和错误截图的错误报告。

13.根据权利要求9所述的检查系统，其中所述空间数据库的逻辑结构模型包括数据库、产品集、数据层和空间实体要素的四个层次，从而根据所述四个层次制定相应的对于各个层次所应用的数据检查规则，即面向数据库的数据检查规则、面向产品集的数据检查规则、面向数据层的数据检查规则和面向空间实体要素的数据检查规则。

14.根据权利要求9所述的检查系统，其中所述质量检查部分的步骤根据用户的选择执行自动检查或人工检查。

15.根据权利要求14所述的检查系统，其中所述人工检查包括以下八种人工检查辅助模式：等高线接边样式设置模式、高程点线值样式设置模式、公路水系关系样式设置模式、公路与铁路关系样式设置模式、公路与居民地关系样式设置模式、水系与等高线关系样式设置模式、显示有向点方向模式以及显示有向线方向模式。

16.根据权利要求12所述的检查系统，其中，所述错误归档部分基于所述错误模型将错误检查结果分为个体的特殊结果类和整体的共性结果类；关于个体的特殊结果类采用图形联动和着重显示进行错误修改提示，同时通过知识库给出规范性错误解决方案，而关于整体的共性结果类通过结果分析给出错误解决方案；并将错误解决方案与所述错误报告相结合形成最终的成果质量检查报告文档。

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