数字城市综合管理基础数据普查质量评估报告0708.docx
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数字城市综合管理基础数据普查质量评估报告0708
夏津县数字城市综合管理基础数据普查质量评估报告
山东正中计算机网络技术咨询有限公司
二○一六年六月
一、夏津县数字城市综合管理基础数据普查概况
夏津县数字城市综合管理基础数据普查由山东省地质测绘院负责实施，本次普查范围为夏津县建成区约15平方公里。
范围具体分布情况如图1，图中红色面状区域以及绿色道路线网区域为本次部件普查范围：
图1夏津县数字城市综合管理基础数据普查范围
普查内容为城市管理部件以及地理编码的普查，包括部件点的定位、属性调查以及入库数据的整理等工作。
部件点的分类依据国家标准，并结合夏津县城市管理的实际情况，在住建部《城市市政综合监管信息系统管理部件和事件分类、编码及数据要求》（CJ/T214-2007）的基础上，部件分类确定为5大类122小类。
本次普查工作主要涉及4个街道，12个社区，共划分单元网格985个。
完成了5大类122小类部件的采集工作，共计48877个部件（含地理编码），分布在普查区域内的道路、广场、绿地内。
普查成果分布情况见表1-1，表1-2。
表1-1夏津县数字城市综合管理基础数据普查街道和社区统计表
单位：
个
街道
社区
银城街道
8
北城街道
2
南城镇
1
宋楼镇
1
汇总
12
表1-2夏津县数字城市综合管理基础数据普查部件和地理编码分区统计表
单位：
个
类别
银城街道
北城街道
南城镇
合计
部件总数
29172
16769
404
46345
地理编码总数
2279
203
50
2532
总计
31451
16972
454
48877
二、夏津县数字城市综合管理基础数据普查监理方案
本次普查从全县随机选取5个区域共4190个部件进行复查抽测，将复查结果与原普查结果进行数据比对，给出对部件普查数据质量的监理评估报告。
本次复查选用全站仪进行外业部件坐标的量测。
Ø检查点的选取。
本次抽测在整个普查范围内随机抽取5块区域，共计3293个部件点。
区域的选择应有代表性，包含不同用地类型（广场、绿地、主干道、次干道等）而且应包含尽可能多的部件类型（如路灯、垃圾箱、站牌、井盖等），另外选择的抽测区域应覆盖整个普查区域，不能集中在某个局部区域。
根据以上原则，选取结果如图2所示，图中蓝色线圈定区域为本次抽测区域（共5块）。
图2宁津县数字城市综合管理基础数据普查抽查范围示意图
区号
区名
1
会盟公园
2
中山路
3
河津街
4
朝阳路
5
南城街
Ø属性数据检查。
为方便外业判读，选取区域部件分布图叠加地形图，并对部件分布图上所有部件进行统一编号，将该区域内所有部件属性数据按部件分布图排列制表。
对照部件分布图和属性数据表实地进行属性数据检查。
Ø坐标数据测量。
利用全站仪在选取区域内进行部件点测量，测量数据全部保存在全站仪内。
Ø数据分析。
将全站仪与终端测绘PC连接，读取测量数据，经坐标变换后与原部件测量坐标进行叠加，叠加显示后采集两次测量数据，确定容许误差、剔除粗差、计算中误差。
Ø结果统计。
根据外业调查和数据分析，进行最终核算统计并输出。
三、测量设备仪器介绍
本次数据质量检查主要采用莱卡全站仪器进行测量。
1、全站型电子速测仪
全站型电子速测仪简称全站仪，它是一种可以同时进行角度（水平角、竖直角）测量、距离（斜距、平距、高差）测量和数据处理，由机械、光学、电子元件组合而成的测量仪器。
由于只需一次安置，仪器便可以完成测站上所有的测量工作，故被称为“全站仪”。
全站仪上半部分包含有测量的四大光电系统，即水平角测量系统、竖直角测量系统、水平补偿系统和测距系统。
通过键盘可以输入操作指令、数据和设置参数。
以上各系统通过I/O接口接入总线与微处理机联系起来。
2、全站仪坐标测量功能
全站仪在坐标测量中，操作方法如下：
Ø设定测站点的三维坐标；
Ø设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。
当设定后视点的坐标时，全站仪会自动计算后视方向的方位角，并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角；
Ø设置棱镜常数；
Ø设置大气改正值或气温、气压值；
Ø测量仪器高、棱镜高并输入全站仪；
Ø照准目标棱镜，按坐标测量键，全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标。
四、外业现场实施情况
1、属性数据检查
属性数据的检查主要包括检查有无漏掉的部件点和检查已测部件点的属性正确性。
具体检查过程如下：
1）检查实地的部件点在部件分布图上是否存在，若不存在则为测量过程中漏掉的部件点。
2）检查部件分布图上的点在实地是否存在，若不存在则表明该点为错误点。
3）若部件分布图上的点在实地存在且位置正确，则对照属性表检查其属性是否正确。
属性信息包括：
该部件的名称（如消防设施、上水井盖、通讯井盖等），部件的主管部门（如：
宁津县公安局、宁津县住建局、宁津县电信公司等），部件的状态（完好、丢失、破损、占用等），部件的附加属性：
包括部件的材质（铸铁、混凝土等），部件代码，部件的空间类型（如点、线、面等），部件图示符号，符号配置点（详细内容参见附录一）。
2、坐标数据检查
（1）在现场选择通视条件较好的区域，架设全站仪，将全站仪对中、整平、调整好仪器各参数，开始准备测量。
（2）将棱镜摆放在待测部件点的位置，将部件点代码报知观测员，进行该部件点的量测。
观测员测量完毕后，进行下一部件点测量。
在实际测控过程中应遵循以下原则：
✓棱镜位置摆放准确，不应因通视需要，人为将棱镜偏离部件点；
✓对于形状面积较大的部件，棱镜应摆放在部件的中心点，如部分电力设施由2-9块混凝土板构成，则在测量过程中应选取中间板块的位置摆放棱镜；对于圆形的井盖，棱镜要摆放在井盖中心位置；
✓由于在所抽测的范围内包含的部件点比较多，在具体的测量实施过程中应选取重要的有代表性的部件点来进行测量，如选择各种类型的井盖、消防设施、电力设施，而对于比较规律的行道树可以选取有代表性的几棵进行测量；
✓对于容易移动的部件不再进行测量。
如某些容易移动或不固定的垃圾箱、广告牌等，在部件测量和质量检查这段时间内空间位置很可能已经变化，若对其测量后，会给精度评定带来人为的误差，故本次检查不列为抽测对象；
✓对于部件分布图和实地相差较大的区域进行进一步调查，若该区域是在原部件测量后进行的更新，则本次普查不对其进行测量，否则将该地区部件点列入粗差。
五、抽测部件数据处理分析
1、测量精度评定理论
测量工作中，尽管观测者按照规定的操作要求认真进行观测，但在同一量的各观测值之间，或在各观测值与其理论值之间仍存在差异。
观测误差产生的原因主要有以下三个方面:
✓观测者
由于观测者感觉器官鉴别能力有一定的局限性，在仪器安置、照准、读数等方面都产生误差。
同时观测者的技术水平、工作态度及状态都对测量成果的质量有直接影响；
✓测量仪器
每种仪器有一定限度的精密程度，因而观测值的精确度也必然受到一定的限制。
同时仪器本身在设计、制造、安装、校正等方面也存在一定的误差，如钢尺的刻划误差、度盘的偏心等，这也会对测量结果产生影响；
✓外界条件
观测时所处的外界条件，如温度、湿度、大气折光等因素都会对观测结果产生一定的影响。
外界条件发生变化，观测成果将随之变化。
上述三方面的因素是引起观测误差的主要来源，把这三方面因素综合起来称为观测条件。
观测条件的好坏与观测成果的质量有着密切的联系。
总的来说观测误差按其对观测成果的影响性质，可分为系统误差和偶然误差两种。
在相同观测条件下，对某量进行一系列观测，如误差出现符号和大小均不一定，这种误差称为偶然误差。
偶然误差具有一定的统计规律：
✓具有一定的范围；
✓绝对值小的误差出现概率大；
✓绝对值相等的正、负误差出现的概率相同，数学期望等于零。
由偶然误差的特性可知，在一定的观测条件下，偶然误差的绝对值不会超过一定的限值，这个限值就是容许误差，超过该限值就将该测量结果记为粗差。
在测量中，通常取2倍或3倍中误差作为偶然误差的容许误差。
在测量中，反映测量精度的指标为中误差，即高斯分布密度函数中的参数σ ，在几何上是曲线拐点的横坐标 ，概率论中称为随机变量的标准差（方差的平方根）。
当观测条件一定时，误差分布状态唯一被确定，误差分布曲线的两个拐点也唯一被确定。
用σ作为精度指标，可以定量地衡量观测质量。
σ的平方称为方差σ2，在概率论中有严格的定义：
方差σ2是随机变量x与其数学期望E（x）之差的平方的数学期望。
中误差σ可定义为：
在一定观测条件下，当观测次数n无限增加时，观测量的真误差△的平方和的平均数的平方根的极限，由下式表示：
式中为真误差的平方和，等价于，。
通常，观测次数n总是有限的，只能求得标准差的“估值”，记作m，称为“中误差”。
其值可用下式计算：
由中误差的定义可知，中误差m不等于每个测量值的真误差，它只是反映这组真误差群体分布的离散程度大小的数字指标
2、抽测坐标精度评定
在外业测量后，将全站仪与终端测绘PC连接，数据传输至处理软件，将内部保存的极坐标转换为直角坐标。
此时直角坐标系为宁津县独立坐标系。
把得到的坐标数据，叠加在原有的部件分布图上，并将此次测量数据图层颜色和原部件分布图层颜色区分开来。
此时在图上同一部件会出现两个坐标即：
原部件测量坐标和本次外业检查的坐标。
两个坐标的差值为坐标精度评估的依据。
按照顺序将本次外业质量检查测量坐标和原测量坐标一一对应采集，采集过程为：
首先采集本次质量检查坐标，然后选取距离最近且属性相同的部件作为原测量部件坐标采集。
若该点附近无原部件点或与原部件属性不一致则根据外业属性普查情况确定是否为漏测的点或属性错误的点。
采集坐标后，按格式保存在文件中，开始进行坐标精度评定。
根据《城市市政综合监管信息系统管理部件和事件分类、编码及数据要求》（CJ/T214-2007）部件定位精度要求（表2），确定容许误差。
表2部件定位精度要求
序号
精度级别
中误差（m）
说明
1
A
空间位置或边界明确的部件，如井盖、灯等
2
B
空间位置或边界较明确的部件，如垃圾箱、绿地、广告牌等
3
C
空间位置概略表达的部件，如桥梁、停车场、工地等
本次计算原则如下：
首先对于所有部件不分类进行统一的误差计算，若中误差小于0.5m（A类部件点精度），即可保证所有部件点符合精度要求，若计算得到的中误差大于0.5m则通过中误差计算软件可计算出中误差的个数，并进行记录。
3、属性数据评定
属性数据的错误可分为以下几种：
Ø部件漏测；
Ø错测（主要由操作错误引起）和部件属性错误；
Ø对同一部件重复测量。
根据外业属性调查的结果，分布对以上三种错误进行统计。
六、总结报告
根据外业调查和数据分析，分别对属性数据和坐标数据进行了统计。
1、属性数据统计
在属性数据统计中，部件的错测、属性错误和重复测量均记为属性错误点。
属性数据统计情况如表3：
表3各区抽测属性数据统计
区名
检测点数
漏测点数
错误点数
漏测率
错误率
会盟公园
1020
5
0
0.5%
0
中山路
980
7
2
0.7%
0.2%
南城街
751
6
3
0.8%
0.4%
朝阳路
856
10
5
1.16%
0.58%
河津街
583
3
0
0.5%
0
合计
4190
31
10
0.074%
0.024%
2、坐标数据统计
各区坐标抽测具体情况及各部件点位中误差质量检查统计如下：
A类部件点点位中误差统计表
图上坐标
检查坐标
坐标
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