导航电子地图数据质量检测与评价方法研究

导航电子地图数据质量检测与评价方法研究

张驰

天津市测绘院天津300381

摘要：通过分析导航电子地图的特点及质量影响因素，对导航电子地图数据质量的检测与评价方法进行研究，结合实践经验，提出了有效的质量检测方法。同时在现有质量评价内容的基础上，引入了符号精度评价因子，完善了导航电子地图数据质量的评价体系。

关键词：导航电子地图；数据质量；评测

1、引言

导航电子地图在车载导航、PND（便携式自动导航系统）等移动导航中具有举足轻重的地位和极其重要的作用，并且它也是导航服务与位置服务产品的核心部分。这使得我们必须确保导航电子地图的数据质量与技术水平。对导航电子地图产品进行有效的评测，保证导航电子地图产品质量的正常审核，有利于提升数据质量，提高导航系统商家的竞争力，为社会提供高质量的地理信息产品服务。

2、导航电子地图数据质量检测的方法

检测主要是针对地图的地理位置信息、属性信息、逻辑合理性和完备性进行检测，我们常用的检验方法也集中在传统手工方法、逻辑校验法等。

1）传统的人工方法

传统人工方法包括传统的手工方法、整体冒烟方法以及黑盒测试方法三种，其中传统的手工方法主要是将原始的数据源与进行数字化后的数据进行比较，图形部分的检查采用目视方法，将更新后的版本与原图版本或者前一版本进行叠加比较；属性部分的检查一般采用与原属性对比逐个排查的方法，这就要求测试人员具有较高水平的专业素质和一定的耐心。例如，在检测地图质量过程中，不可避免地会出现道路中断、地名缺失等问题。针对这类问题，目前还是采用传统手工方法的较多。整体冒烟方法则主要针对改良后的数据进行再次检测，其数据是经过多次检测后的数据，利用整体的观察进行单一要素的检测，其检测效率很高。而黑盒测试方法则主要是针对地图整体功能上的测试，无论是对用户界面、显示的速度、地图要素、检查索引等内容上进行全面的检测。其检测内容多、涉及面广，所以要求测试人员的能力也很高。

2）逻辑校验法

主要通过数据之间应当具有的各种关系（拓扑关系、几何关系、相联关系等）来限制数据可能出现的质量问题。例如，当道路要素与POI要素两个图层叠加过程中，通过地理信息软件（如ARCGIS）计算图形间的重叠关系，当道路与叠加后的POI同时出现时，则说明两种数据中必有一种数据质量有问题。通过这种手段，我们可对路网的闭合性、道路的连通性、道路限速性等存在逻辑问题进行检测。目前逻辑校验发已普遍使用于导航电子地图生产过程数据质量控制和成果检验中，其检验效率较高，但检验结果还需人工分析确认，评估和修正效率受到一定影响。

3）元数据法

元数据是从源头追寻数据，也就是数据的数据，它包括数据信息、数据质量、数据格式等等。通过元数据法我们可以快速有效的检验数据的完备性，除此之外也可以有效控制数据中的版本信息以及数据流信息，追溯到问题的源头。当然利用元数据发要有一定的条件，那就是要建立较为完善的元数据记录，其在检验数据完备性上效率较高。

三种方法相对比而言，前两种的方法目前比较常用，因为考虑到可操作性、简便性等原因传统的手工方法得到大多数公司的青睐，而我在实习中采用的方法大部分也是传统的手工方法来执行的。但从检验的效率来看，人工的方法就远逊色于其他两种方法了。毕竟在人工目视的过程难免会出现偏差，造成误判或者漏判等现象的出现，但元数据方法根据数据流信息、版本信息可以直接查到源头问题，只在检测数据完备性上优势突出，并不能检测全部。而我所应用的方法为第一种传统的手工方法，通过目视检测来发现数据的问题，这就要求我们平时多积累问题，检测时认真仔细以增加工作效率。

3、应用分析

我们将中国台湾地区、印度、马来西亚三个国家及地区的导航电子地图作为一个整体的检测对象。同时，数据检测的目主要是数据的纠正与完善，因此检测数据具有版本不同的特点。本文主要针对原始版数据与发行版数据这两种数据进行检测，用于比对检测的数据为公司提供的标准版数据。采用传统的手工方法和整体冒烟方法进行全数检测。在检测过程中发现了如下几类问题。

1)注记错误

如图（1），所测地区为中国台湾，数据类型为第二种多次检测后的数据，采用的方法为整体冒烟方法，左侧围被检测数据，右侧为标准数据。这张明显的错误在于城市名称的错误，属于注记数据中属性精度的严重错误。

图2背景数据缺失

3)道路数据错误

如图（3），此图地区在马来西亚，数据类型为第一种原始数据，采用传统手工方法，左侧围被检测数据，右侧为标准数据。这张明显的错误在于道路的多余，并且是将道路增加到海上，属于道路数据中完整性的严重错误。其质量元素的权值为0.3。

图3道路数据错误

其他的地图内容上的问题还包括：城市的信息重复（城市名出现两次）、河流/湖泊的名字显示在陆地上、道路等级标准缺失（即在地图上表示为盾牌形状的标示）、航线缺失或者中断等。而在地图符号方面主要有:道路等级与对应符号不符，兴趣点符号化后的符号有错误等。

4、结语

统计各主体要素质量元素的错误个数，对原始版导航电子数据与发行版导航电子数据进行打分，其得分分别为80.6与95.2。可见发行版数据在经过多次质检返修后，比原始版数据质量有明显的提高。证明了导航电子地图的评测机制的引入，有助于提高企业生产数据的质量和技术水平。

参考文献：

[1]李丽丽,基于拓扑关系的导航电子地图增量更新关键技术研究[D],吉林大学,交通信息工程及控制,2009.

[2]王佳林,导航电子地图的生产模式研究[D],上海交通大学,项目管理,2012.

[3]黄瑞阳,地图符号共享关键技术研究[D],解放军信息工程大学,地图制图学与地理信息工程,2013.

[4]李瑞月,导航电子地图生产过程中的质量控制方法[J],地理信息世界,2011,10,No.5.

[5]帅倩,电子地图的质量因素及评价研究[J],测绘与空间地理信息,第36卷,第6期.

[6]导航电子地图检测规范—中华人民共和国测绘行业标准,CH/T1019-2010,北京：国家测绘局,2010.

[7]国家基本比例尺地形图图式第3部分,GB_T_202571-200,北京：国家测绘地理信息局测绘标准化研究所,2007.