4空間數(shù)據(jù)的采集與質量控制解析第一頁，共62頁。第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4-1概述

§4-2空間數(shù)據(jù)的地理參照系和控制基礎

§4-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼

§4-4空間數(shù)據(jù)的采集

§4-5GIS的數(shù)據(jù)質量§4-6空間數(shù)據(jù)標準一、GIS的數(shù)據(jù)源

二、空間數(shù)據(jù)采集的任務三、研究數(shù)據(jù)質量的目的和意義一、地理空間的定義二、地理空間的數(shù)學建構三、地理參照系四、GIS的地理基礎五、地圖投影一、空間數(shù)據(jù)的組織二、地理數(shù)據(jù)的分層三、分類與編碼一、輸入前準備二、幾何數(shù)據(jù)的采集三、屬性數(shù)據(jù)采集四、屬性和幾何數(shù)據(jù)的連接五、空間數(shù)據(jù)的編輯和檢核一、GIS的數(shù)據(jù)質量的內容二、GIS數(shù)據(jù)質量的評價方法三、數(shù)字化誤差評價和質量控制四、數(shù)據(jù)處理中的質量評價第二頁，共62頁?！?-6空間數(shù)據(jù)標準目錄第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4.6空間數(shù)據(jù)標準--數(shù)據(jù)共享

§4-6空間數(shù)據(jù)標準一、概述二、空間數(shù)據(jù)分類標準

三、空間數(shù)據(jù)交換標準

四、我國空間數(shù)據(jù)交換格式五、GIS空間元數(shù)據(jù)六、空間數(shù)據(jù)的互操作七、OpenGIS規(guī)范第三頁，共62頁?！?-1概述第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制現(xiàn)實世界文字報告、遙感圖象等數(shù)字化儀掃描儀解析測圖儀鍵盤等編輯、接邊、分層、圖形與屬性連接、加注記等空間數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)源?如何采集?質量如何?第四頁，共62頁。一、GIS的數(shù)據(jù)源：第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4-1概述

地圖數(shù)據(jù)，遙感數(shù)據(jù)，文本數(shù)據(jù)，統(tǒng)計數(shù)據(jù)實測數(shù)據(jù)，多媒體數(shù)據(jù)，已有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)GIS的數(shù)據(jù)質量是指GIS中空間數(shù)據(jù)(幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù))的可靠性，通常用空間數(shù)據(jù)的誤差來度量。誤差是指數(shù)據(jù)與真值的偏離。研究GIS數(shù)據(jù)質量對于評定GIS的算法、減少GIS設計與開發(fā)的盲目性都具有重要意義。精度越高，代價越大。GIS數(shù)據(jù)質量對保證GIS產(chǎn)品的可靠性有重要意義。

二、空間數(shù)據(jù)采集的任務三、研究GIS數(shù)據(jù)質量的目的和意義

將現(xiàn)有的上述類型數(shù)據(jù)轉換成GIS可以處理與接收的數(shù)字形式，通常要經(jīng)過驗證、修改、編輯等處理。第五頁，共62頁。§4-2空間數(shù)據(jù)的地理參照系和控制基礎一、地理空間（GeographicSpace）的定義第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制

指物質、能量、信息的存在形式在形態(tài)、結構過程、功能關系上的分布方式和格局及其在時間上的延續(xù)，具體包括地球上大氣圈、水圈、生物圈、巖石圈和土壤圈交互作用的區(qū)域。地理空間具體被描述為：1）絕對空間，具有屬性描述的空間位置的集合，一系列坐標值組成。2）相對空間，是具有空間屬性特征的實體的集合，由不同實體之間的空間關系組成。返回第六頁，共62頁。二、地理空間的數(shù)學建構---如何建立地球表面的幾何模型包括海洋底部、高山、高原在內的固體地球表面，起伏不定，難以用一個簡潔的數(shù)學式描述。第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4-2地理參照系和控制基礎1、最自然的面：2、相對抽象的面，即大地水準面

地球表面72%被海水覆蓋，假設一個當海水處于完全靜止的平衡狀態(tài)時從海平面延伸到所有大陸下部，而與地球重力方向處處正交的一個連續(xù)、閉合的水準面?？捎盟疁蕛x完成地球自然表面上任一點的高程測量。但地球的重力方向處處不同，處處與重力方向垂直的大地水準面顯然不可能是一個十分規(guī)則的表面，且不能用簡單的數(shù)學公式來表達，因此，大地水準面不能作為測量成果的計算面。為了測量成果計算的需要，選用一個同大地體相近的、可以用數(shù)學方法來表達的旋轉橢球來代替地球---三軸橢球體。3、橢球體模型abc返回第七頁，共62頁。三、地理參照系1、經(jīng)緯度坐標系（地理坐標）對空間定位有利，但難以進行距離、方向、面積量算。2、笛卡兒平面坐標系

便于量算和進一步的空間數(shù)據(jù)處理和分析。3、高程系統(tǒng)描述空間點在垂直高度上的特性--高程——由高程基準面起算的地面點的高度。地圖投影“1956年黃海高程系”“1985年國家高程基準”第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4-2地理參照系和控制基礎橢球體模型返回第八頁，共62頁。四、GIS的地理基礎--控制基礎各種GIS的數(shù)據(jù)源、服務目的和各自特征可以不同，但均有自身統(tǒng)一的地理基礎。

第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4-2地理參照系和控制基礎3、統(tǒng)一的地圖投影系統(tǒng)的意義：為地理信息系統(tǒng)選擇和設計一種或幾種適用的地圖投影系統(tǒng)和網(wǎng)格坐標系統(tǒng)，為各種地理信息的輸入、輸出及匹配處理提供一個統(tǒng)一的定位框架，使各種來源的地理信息和數(shù)據(jù)能夠具有共同的地理基礎，并在這個基礎上反映出它們的地理位置和地理關系特征。地理基礎是地理信息數(shù)據(jù)表示格式與規(guī)范的重要組成部分統(tǒng)一的地圖投影系統(tǒng)統(tǒng)一的地理格網(wǎng)坐標系統(tǒng)（地理參照系）統(tǒng)一的地理編碼系統(tǒng)2、投影與坐標系：

每一種投影都與一個坐標系統(tǒng)相聯(lián)系。坐標系統(tǒng)是一套說明某一物體地理坐標的參數(shù)，參數(shù)之一為投影。投影關系著如何將圖形物體顯示于平面上，而坐標系統(tǒng)則顯示出地形地物所在的相對位置。1、地理基礎的內容返回第九頁，共62頁。五、地圖投影

1、GIS與地圖投影關系

第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4-2地理參照系和控制基礎

地理基礎(地圖投影)數(shù)據(jù)輸出（具有相應投影的地圖）數(shù)據(jù)獲?。ú煌队暗牡貓D）數(shù)據(jù)標準化預處理（按某一參照系數(shù)字化）數(shù)據(jù)存儲（統(tǒng)一的坐標基礎）數(shù)據(jù)處理（投影轉換）數(shù)據(jù)應用（檢索查詢、覆蓋分析等）第十頁，共62頁。

2、GIS中地圖投影設計與配置的一般原則1）所配置的投影系統(tǒng)應與相應比例尺的國家基本圖（基本比例尺地形圖，基本省區(qū)圖或國家大地圖集）投影系統(tǒng)一致。2）系統(tǒng)一般只考慮至多采用兩種投影系統(tǒng)，一種應用于大比例尺的數(shù)據(jù)處理與輸出、輸入，另一種服務于小比例尺。3）所用投影以等角投影為宜。4）所用投影應能與網(wǎng)格坐標系統(tǒng)相適應，即所采用的網(wǎng)格系統(tǒng)（特別是一級網(wǎng)格）在投影帶中應保持完整。

第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4-2地理參照系和控制基礎第十一頁，共62頁。3、我國GIS常用的地圖投影配置采用與我國基本圖系列一致的地圖投影系統(tǒng)：我國常用的地圖投影的情況為：

1)、我國基本比例尺地形圖(1：100萬、1：50萬、1：25萬、1：10萬、1：5萬、1：2.5、1：1萬、1：5000),除1：100萬外均采用高斯—克呂格投影為地理基礎；2)、我國1：100萬地形圖采用了Lambert投影，其分幅原則與國際地理學會規(guī)定的全球統(tǒng)一使用的國際百萬分之一地圖投影保持一致。3)、我國大部分省區(qū)圖以及大多數(shù)這一比例尺的地圖也多采用Lambert投影和屬于同一投影系統(tǒng)的Albers投影(正軸等面積割圓錐投影)；

4)、Lambert投影中，地球表面上兩點間的最短距離(即大圓航線)表現(xiàn)為近于直線，這有利于地理信息系統(tǒng)中空間分析量度的正確實施。。

第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4-2地理參照系和控制基礎第十二頁，共62頁。§4-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制分層區(qū)域分塊空間數(shù)據(jù)庫GIS應用大范圍地理區(qū)域合理組織面向對象組織矩形分塊經(jīng)緯度分塊一、空間數(shù)據(jù)的組織返回第十三頁，共62頁。二、地理數(shù)據(jù)的分層

空間數(shù)據(jù)可按某種屬性特征形成一個數(shù)據(jù)層，通常稱為圖層（Coverage）。1、空間數(shù)據(jù)分層方法：1）專題分層每個圖層對應一個專題，包含某一種或某一類數(shù)據(jù)。如地貌層、水系層、道路層、居民地層等。2）時間序列分層即把不同時間或不同時期的數(shù)據(jù)作為一個數(shù)據(jù)層。3）地面垂直高度分層把不同時間或不同時期的數(shù)據(jù)作為一個數(shù)據(jù)層。

第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制專題分層時間序列Z§4-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼第十四頁，共62頁。2、空間數(shù)據(jù)分層的目的便于空間數(shù)據(jù)的管理、查詢、顯示、分析等。1）空間數(shù)據(jù)分為若干數(shù)據(jù)層后，對所有空間數(shù)據(jù)的管理就簡化為對各數(shù)據(jù)層的管理，而一個數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)結構往往比較單一，數(shù)據(jù)量也相對較小，管理起來就相對簡單；2）對分層的空間數(shù)據(jù)進行查詢時，不需要對所有空間數(shù)據(jù)進行查詢，只需要對某一層空間數(shù)據(jù)進行查詢即可，因而可加快查詢速度；3）分層后的空間數(shù)據(jù)，由于便于任意選擇需要顯示的圖層，因而增加了圖形顯示的靈活性；4）對不同數(shù)據(jù)層進行疊加，可進行各種目的的空間分析。第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼返回第十五頁，共62頁。三、空間數(shù)據(jù)的分類與編碼第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制分類、編碼點、線、面特征碼、坐標信息世界§4-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼第十六頁，共62頁。1、屬性數(shù)據(jù)編碼第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼

在屬性數(shù)據(jù)中，有一部分是與幾何數(shù)據(jù)的表示密切有關的。例如，道路的等級、類型等，決定著道路符號的形狀、色彩、尺寸等。在GIS中，通常把這部分屬性數(shù)據(jù)用編碼的形式表示，并與幾何數(shù)據(jù)一起管理起來。

編碼：是指確定屬性數(shù)據(jù)的代碼的方法和過程。

代碼：是一個或一組有序的易于被計算機或人識別與處理的符號，是計算機鑒別和查找信息的主要依據(jù)和手段。

編碼的直接產(chǎn)物就是代碼，而分類分級則是編碼的基礎。第十七頁，共62頁。2、分類編碼的原則

分類是將具有共同的屬性或特征的事物或現(xiàn)象歸并在一起，而把不同屬性或特征的事物或現(xiàn)象分開的過程。分類是人類思維所固有的一種活動，是認識事物的一種方法。分類的基本原則是：科學性、系統(tǒng)性、可擴性、實用性、兼容性、穩(wěn)定性、不受比例尺限制、靈活性第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼第十八頁，共62頁。3、分類碼和標識碼第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實習教程》所配光盤第十九頁，共62頁。4、分類碼示例第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實習教程》所配光盤第二十頁，共62頁。5、標識碼示例第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼C1492資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實習教程》所配光盤第二十一頁，共62頁?！?.4空間數(shù)據(jù)的采集1、

資料準備，區(qū)域標定1）基礎原始數(shù)據(jù)的確定2）數(shù)據(jù)分類項目的確定3）數(shù)據(jù)標準的準確性的確定2、進行三個統(tǒng)一：（地理基礎統(tǒng)一，即確定投影、比例尺、分類分級編碼）3、所用軟件的檢查、試用菜單準備及其它輔助工作。4、硬件檢查。5、精度試驗。6、試驗，樣區(qū)、單項試驗。第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制一、輸入前準備返回第二十二頁，共62頁。二、幾何圖形數(shù)據(jù)的采集（三）掃描矢量化§4.4空間數(shù)據(jù)的采集第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制（四）解析測圖法（五）已有數(shù)據(jù)轉入地圖數(shù)字化（一）手工數(shù)字化（二）數(shù)字化儀數(shù)字化三、屬性數(shù)據(jù)采集第二十三頁，共62頁。地圖數(shù)字化§4.4空間數(shù)據(jù)的采集第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制確定數(shù)字化路線地圖預處理返回等資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實習教程》所配光盤第二十四頁，共62頁。1、手工矢量數(shù)字化§4.4空間數(shù)據(jù)的采集第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制2、手工柵格數(shù)字化（一）手工數(shù)字化資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實習教程》所配光盤第二十五頁，共62頁。2、手工柵格數(shù)字化§4.4空間數(shù)據(jù)的采集第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制返回（一）手工數(shù)字化資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實習教程》所配光盤第二十六頁，共62頁。（二）數(shù)字化儀數(shù)字化§4.4空間數(shù)據(jù)的采集第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制用數(shù)字化軟件進行數(shù)字化1、流程：資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實習教程》所配光盤第二十七頁，共62頁。2、用數(shù)字化軟件進行數(shù)字化§4.4空間數(shù)據(jù)的采集第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制返回（二）數(shù)字化儀數(shù)字化資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實習教程》所配光盤第二十八頁，共62頁。（三）掃描矢量化§4.4空間數(shù)據(jù)的采集第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制掃描轉換拼接子圖塊裁剪地圖屏幕跟蹤矢量化矢量圖合成、接邊矢量圖編輯紙質地圖空間數(shù)據(jù)庫1、掃描矢量化處理流程：第二十九頁，共62頁。2、屏幕跟蹤矢量化流程：§4.4空間數(shù)據(jù)的采集第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制準備掃描圖像柵格圖像配準新建數(shù)字化圖層屏幕跟蹤矢量化地圖返回選擇投影和單位輸入控制點編輯控制點演示演示演示（三）掃描矢量化第三十頁，共62頁。三、屬性數(shù)據(jù)采集1、鍵盤，人機對話方式2、程序批量輸入。§4.4空間數(shù)據(jù)的采集第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制a1a2001002001002程序空間數(shù)據(jù)庫四、屬性和幾何數(shù)據(jù)的連接1、可手工輸入2、由系統(tǒng)自動生成(如用順序號代表標識符)標識碼屬性數(shù)據(jù)幾何數(shù)據(jù)返回第三十一頁，共62頁。五、空間數(shù)據(jù)的編輯和檢核1、空間數(shù)據(jù)輸入的誤差1）幾何數(shù)據(jù)的不完整或重復。2）幾何數(shù)據(jù)的位置不正確。3）比例尺不正確。4）變形。5）幾何數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的連接有誤。6）屬性數(shù)據(jù)錯誤、不完整。鍵盤輸入錯誤，漏輸數(shù)據(jù)或屬性錯誤分類、編碼等。

§4.4空間數(shù)據(jù)的采集第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制2、空間數(shù)據(jù)的檢查第三十二頁，共62頁。2、空間數(shù)據(jù)的檢查1）通過圖形實體與其屬性的聯(lián)合顯示，發(fā)現(xiàn)數(shù)字化中的遺漏、重復、不匹配等錯誤；

2）在屏幕上用地圖要素對應的符號顯示數(shù)字化的結果，對照原圖檢查錯誤；3）把數(shù)字化的結果繪圖輸出在透明材料上，然后與原圖疊加以發(fā)現(xiàn)錯漏；4）對等高線，通過確定最低和最高等高線的高程及等高距，編制軟件來檢查高程的賦值是否正確；5）對于面狀要素，可在建立拓撲關系時，根據(jù)多邊形是否閉合來檢查，或根據(jù)多邊形與多邊形內點的匹配來檢查等；6）對于屬性數(shù)據(jù)，通常是在屏幕上逐表、逐行檢查，也可打印出來檢查；7）對于屬性數(shù)據(jù)還可編寫檢核程序，如有無字符代替了數(shù)字，數(shù)字是否超出了范圍，等等；8）對于圖紙變形引起的誤差，應使用幾何糾正來進行處理。§4.4空間數(shù)據(jù)的采集第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制目標檢核

機器檢核圖形疊合比較屬性數(shù)據(jù)檢核各種方法反復進行第三十三頁，共62頁。§4.5GIS的數(shù)據(jù)質量1、GIS數(shù)據(jù)質量的基本內容1）位置（幾何）精度：如數(shù)學基礎、平面精度、高程精度等，用以描述幾何數(shù)據(jù)的誤差。2)屬性精度：如要素分類的正確性、屬性編碼的正確性、注記的正確性等，用以反映屬性數(shù)據(jù)的質量。3)邏輯一致性：如多邊形的閉合精度、結點匹配精度、拓撲關系的正確性等，由幾何或屬性誤差也會引起邏輯誤差。4)完備性：如數(shù)據(jù)分類的完備性、實體類型的完備性、屬性數(shù)據(jù)的完備性、注記的完整性，數(shù)據(jù)層完整性，檢驗完整性等。5)現(xiàn)勢性：如數(shù)據(jù)的采集時間、數(shù)據(jù)的更新時間等。第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制一、GIS的數(shù)據(jù)質量的內容（類型）2、誤差產(chǎn)生的主要原因第三十四頁，共62頁。邏輯誤差§4.5GIS的數(shù)據(jù)質量第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制返回資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實習教程》所配光盤第三十五頁，共62頁。2、誤差產(chǎn)生的主要原因第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4.5GIS的數(shù)據(jù)質量具體分析原因資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實習教程》所配光盤第三十六頁，共62頁。3、誤差的具體來源§4.5GIS的數(shù)據(jù)質量第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制階段誤差來源數(shù)據(jù)采集

實測誤差，地圖制圖誤差（制作地圖的每一過程都有誤差），航測遙感數(shù)據(jù)分析誤差（獲取、判讀、轉換、人工判讀（識別要素）誤差）數(shù)據(jù)輸入

數(shù)字化過程中操作員和設備造成的誤差，某些地理屬性沒有明顯邊界引起的誤差（地類界）

數(shù)據(jù)存貯

數(shù)字存貯有效位不能滿足（由計算機字長引起，單精度、雙精度類型）空間精度不能滿足數(shù)據(jù)操作

類別間的不明確、邊界誤差（不規(guī)則數(shù)據(jù)分類方法引起）多層數(shù)據(jù)疊加誤差多邊形疊加產(chǎn)生的裂縫（無意義多邊形）各種內插引起的誤差

數(shù)據(jù)輸出比例尺誤差、輸出設備誤差、媒質不穩(wěn)定（如圖紙伸縮）成果使用

用戶錯誤理解信息、不正確使用信息第三十七頁，共62頁。4、誤差傳播

誤差傳播可分為三類：1）代數(shù)（算術）關系如差、倍數(shù)、線性關系，有一套成熟的經(jīng)典測量誤差理論處理。2）邏輯關系a、布爾邏輯關系：GIS中存在大量的邏輯運算，如

疊置分析。b、不精確推理關系：如專家系統(tǒng)中的不精確推理。邏輯關系下的誤差傳播正處于研究中，需要借用信息論，模糊數(shù)學、人工智能、專家系統(tǒng)等學科有望解決?！?.5GIS的數(shù)據(jù)質量第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制返回第三十八頁，共62頁。二、GIS數(shù)據(jù)質量的評價方法

1、直接評價法1）用計算機程序自動檢測某些類型的錯誤可以用計算機軟件自動發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)中不符合要求的數(shù)據(jù)項的百分率或平均質量等級也可由計算機軟件算出。此外，還可檢測文件格式是否符合規(guī)范、編碼是否正確、數(shù)據(jù)是否超出范圍等。2）隨機抽樣檢測在確定抽樣方案時，應考慮數(shù)據(jù)的空間相關性。2、間接評價法-----（地理相關法和元數(shù)據(jù)法）指通過外部知識或信息進行推理來確定空間數(shù)據(jù)的質量的方法。用于推理的外部知識或信息如用途、數(shù)據(jù)歷史記錄、數(shù)據(jù)源的質量、數(shù)據(jù)生產(chǎn)的方法、誤差傳遞模型等。3、非定量描述法通過對數(shù)據(jù)質量的各組成部分的評價結果進行的綜合分析來確定數(shù)據(jù)的總體質量的方法?！?.5GIS的數(shù)據(jù)質量第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制返回第三十九頁，共62頁。三、數(shù)字化的誤差評價和質量控制1）自動回歸法由于跟蹤數(shù)字化不僅是一個隨機序列，而且是一個時間序列，因此可用數(shù)理統(tǒng)計中的時間序列分析法來確定數(shù)字化的誤差。2）ε－Band法該方法適用于任何類型的GIS數(shù)據(jù)，關鍵是如何給出合理的ε值?！?.5GIS的數(shù)據(jù)質量第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制1、評價數(shù)字化誤差的方法3）對比法把數(shù)字化后的數(shù)據(jù)，用繪圖機繪出，與原圖疊合，選擇明顯地物點進行量測，以確定誤差。除了幾何精度外，屬性精度、完整性、邏輯一致性等也可用對比法進行對照檢查。ε－Band2、數(shù)字化過程中的質量控制第四十頁，共62頁。2、數(shù)字化過程中的質量控制1）數(shù)字化預處理工作包括對原始地圖、表格等的整理、清繪。2）數(shù)字化設備的選用根據(jù)手扶數(shù)字化儀、掃描儀等設備的分辨率和精度等有關參數(shù)的進行挑選，這些參數(shù)不應低于設計的數(shù)據(jù)精度要求。3）數(shù)字化對點精度（準確性）

數(shù)字化時數(shù)據(jù)采集點與原始點的重合程度，一般要求對點誤差小于0.1mm。4）數(shù)字化限差包括：采點密度（0.2mm）、接邊誤差（0.02mm）、接合距離(0.02mm)、懸掛距離(0.007mm)等。5）數(shù)據(jù)的精度檢查

輸出圖與原始圖之間的點位誤差，一般要求對直線地物和獨立地物，誤差小于0.2mm，對曲線地物和水系，誤差小于0.3mm，對邊界模糊的要素應小于0.5mm?！?.5GIS的數(shù)據(jù)質量第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制返回第四十一頁，共62頁。四、數(shù)據(jù)處理中數(shù)據(jù)質量的評價

主要受原始資料的精度(采樣密度、測量誤差、地形類別、控制點等)和內插的精度(內插方法、地形類型、原始數(shù)據(jù)的密度等)的影響。

DEM的內插精度主要受原始采樣點的采樣密度的影響，與不同的插值方法的關系不很大。但在DEM精度評定的標準方面、地貌逼真度方面、DEM的粗差探測等方面仍沒有得到圓滿的解決。

目前,對DEM精度的評價常采用原始等高線與再生等高線疊合評價的方法。第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制1、數(shù)字高程模型(DEM)的精度原始等高線DEM重新生成等高線原始等高線與重新生成等高線疊加內插自動追蹤§4.5GIS的數(shù)據(jù)質量第四十二頁，共62頁。2、矢量數(shù)據(jù)柵格化的誤差包括屬性誤差和幾何誤差兩種。在矢量數(shù)據(jù)轉換為柵格數(shù)據(jù)后，柵格數(shù)據(jù)中的每個象元只含有一個屬性數(shù)據(jù)值，它是象元內多種屬性的一種概括。象元越大，屬性誤差越大。幾何誤差是指在矢量數(shù)據(jù)轉換成柵格數(shù)據(jù)后所引起的位置的誤差，以及由位置誤差引起的長度、面積、拓撲匹配等的誤差。幾何誤差的大小與象元的大小成正比。其中矢量數(shù)據(jù)表示的多邊形網(wǎng)用象元逼近時會產(chǎn)生較嚴重的拓撲匹配問題。第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制ABC§4.5GIS的數(shù)據(jù)質量行政區(qū)劃BA誤差分析的一種方法：假設存在一幅理想的矢量地圖，圖上不同屬性的制圖單元由很細的線分開；對理想地圖進行觀測采樣得到一幅具有規(guī)則格網(wǎng)的柵格地圖，把這兩幅圖進行疊置比較。第四十三頁，共62頁。3、多邊形疊置產(chǎn)生的誤差

多邊形疊置誤差計算的思路是，先計算單層圖的誤差，再計算疊置圖的誤差。會產(chǎn)生拓撲匹配誤差、幾何誤差和屬性誤差。1）拓撲匹配誤差多邊形疊置往往是不同類型的地圖、不同的圖層，甚至是不同比例尺的地圖進行疊置，因此，同一條邊界線往往是不同的數(shù)據(jù)，這樣在疊置時必然會出現(xiàn)一系列無意義的多邊形。所疊置的多邊形的邊界越精確，越容易產(chǎn)生無意義的多邊形。這就是拓撲匹配誤差。多邊形疊置所形成的多邊形的數(shù)量與原多邊形邊界的復雜程度有關。如果多邊形之間具有統(tǒng)計獨立性時，產(chǎn)生中等數(shù)量的多邊形；如果是高度相關的，則產(chǎn)生大量無意義的多邊形。-----需要合并無意義的多邊形第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4.5GIS的數(shù)據(jù)質量行政區(qū)劃街區(qū)線高度相關：+統(tǒng)計獨立性：土地利用行政區(qū)劃第四十四頁，共62頁。合并無意義的多邊形的方法：A、用人機交互的方法把無意義的多邊形合并到大多邊形中；B、根據(jù)無意義多邊形的臨界值，自動合并到大多邊形中；C、用擬合后的新邊界進行合并。第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4.5GIS的數(shù)據(jù)質量第四十五頁，共62頁。2）幾何誤差：第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4.5GIS的數(shù)據(jù)質量

新邊界可能會偏離已制圖的邊界位置（或真實位置）。為了保證人們習慣上認為重要的邊界線的精度，如境界、河流、主要道路等，處理時應對這些邊界上的點加權使他們能盡可能地不被移動。3）屬性誤差：

實際上每個進行疊置的多邊形本身的屬性就是有誤差的，因為屬性值是分類的結果(如把植被分為不同的類別)，而分類就會產(chǎn)生誤差。多幅圖的疊置會使誤差急劇增加，以至使疊置出的結果不可信。第四十六頁，共62頁?！?.6空間數(shù)據(jù)標準--數(shù)據(jù)共享

一、概述1、目前影響數(shù)據(jù)共享的因素體制上：行業(yè)數(shù)據(jù)保密政策。技術上：不同系統(tǒng)對空間數(shù)據(jù)采用的數(shù)據(jù)結構和數(shù)據(jù)格式不同。網(wǎng)絡化程度：資源共享是網(wǎng)絡主要功能之一，用戶可共享網(wǎng)絡分散在不同地點的各種軟硬件。第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制3、空間數(shù)據(jù)標準的狀況：如果只針對某一地理信息系統(tǒng)設計空間數(shù)據(jù)標準，并不困難；如果所建立的空間數(shù)據(jù)標準能為大家所承認，為大多數(shù)系統(tǒng)所接受和使用，就比較復雜和困難。

目前，我國已有一些與GIS有關的國家標準，內容涉及數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)格式、地理格網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集技術規(guī)范、數(shù)據(jù)記錄格式等。2、空間數(shù)據(jù)標準：是指空間數(shù)據(jù)的名稱、代碼、分類編碼、數(shù)據(jù)類型、精度、單位、格式等的標準形式。每個地理信息系統(tǒng)都必須具有相應的空間數(shù)據(jù)標準。返回第四十七頁，共62頁。二、空間數(shù)據(jù)分類標準

1、原則：1）遵循已有的國家標準，以利于全國范圍內的數(shù)據(jù)共享。2）遵循國務院有關部委以及軍隊正在使用的數(shù)據(jù)標準。3）遵循各領域中普遍使用和認同的數(shù)據(jù)標準。4）當各種數(shù)據(jù)標準相互矛盾時，應遵循由上而下的原則進行處理。5）制定新的數(shù)據(jù)標準時，應盡可能參考同類標準。

第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4.6空間數(shù)據(jù)標準--數(shù)據(jù)共享

2、目前我國已有的與GIS有關的關于空間數(shù)據(jù)分類的國家標準：GB2260-95《中華人民共和國行政區(qū)劃代碼》GB13923-92《國土基礎信息數(shù)據(jù)分類與代碼》GB11708-89《公路橋梁命名和編碼規(guī)則》GB14804-93《1：500、1：1000、1：2000地形要素分類與代碼》等等。返回第四十八頁，共62頁。三、空間數(shù)據(jù)交換標準

1、外部數(shù)據(jù)交換標準第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4.6空間數(shù)據(jù)標準--數(shù)據(jù)共享

特點：自動化程度不高，速度較慢等，但它可解決不同GIS之間的數(shù)據(jù)轉換問題。它仍然是實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的主流方式。GIS1數(shù)據(jù)格式外部數(shù)據(jù)交換格式標準數(shù)據(jù)轉換數(shù)據(jù)轉換GIS2數(shù)據(jù)格式第四十九頁，共62頁。2、空間數(shù)據(jù)互操作協(xié)議特點：比外部數(shù)據(jù)交換標準方便，但由于各種軟件存儲和處理空間數(shù)據(jù)的方式不同，空間數(shù)據(jù)的互操作函數(shù)又不可能很龐大，因此往往不能解決所有問題。第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4.6空間數(shù)據(jù)標準--數(shù)據(jù)共享

GIS1操縱空間數(shù)據(jù)的API直接調用直接調用GIS23、空間數(shù)據(jù)共享平臺

服務器存放空間數(shù)據(jù)采用客戶機/服務器體系結構，各種GIS通過一個公共的平臺在服務器存取所有數(shù)據(jù)，以避免數(shù)據(jù)的不一致性。特點：思路較好，但現(xiàn)有的GIS軟件各有自己的底層，要統(tǒng)一平臺目前難以實現(xiàn)。GIS1服務器存放空間數(shù)據(jù)

C/S平臺C/S平臺GIS2操縱操縱第五十頁，共62頁。4、統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫接口特點：這種方式的前提，首先要求對現(xiàn)實世界進行統(tǒng)一的面向對象的數(shù)據(jù)理解，這不易實現(xiàn)的。目前：外部數(shù)據(jù)交換標準仍是實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的主流方式。第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4.6空間數(shù)據(jù)標準--數(shù)據(jù)共享

GIS1空間數(shù)據(jù)庫接口轉換程序轉換程序GIS2

在對空間數(shù)據(jù)模型有共同理解的基礎上，各系統(tǒng)開發(fā)專門的雙向轉換程序，將本系統(tǒng)的內部數(shù)據(jù)結構轉換成統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫的接口。

我國已發(fā)布了GIS的外部數(shù)據(jù)交換格式，包括矢量數(shù)據(jù)交換格式、柵格數(shù)據(jù)交換格式和數(shù)字高程模型交換格式標準。四、我國空間數(shù)據(jù)交換格式返回第五十一頁，共62頁。五、GIS空間元數(shù)據(jù)（

GeospatialMetadata）1、空間元數(shù)據(jù)的定義和作用1）定義：

地理的數(shù)據(jù)和信息資源的描述性信息。它通過對地理空間數(shù)據(jù)的內容、質量、條件和其他特征進行描述與說明，以便人們有效地定位、評價、比較、獲取和使用與地理相關的數(shù)據(jù)。

2）作用：

（a）用來組織和管理空間信息，并挖掘空間信息資源。（b）幫助數(shù)據(jù)使用者查詢所需空間信息。（c）組織和維護一個機構對數(shù)據(jù)的投資。（d）用來建立空間信息的數(shù)據(jù)目錄和數(shù)據(jù)交換中心。（e）提供數(shù)據(jù)轉換方面的信息。第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4.6空間數(shù)據(jù)標準--數(shù)據(jù)共享

第五十二頁，共62頁。2、空間元數(shù)據(jù)的分類1）高層元數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)集系列Metadata），描述整個數(shù)據(jù)集的元數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)集區(qū)域采樣原則，數(shù)據(jù)庫的有效期，數(shù)據(jù)的時間跨度、分辨率以及方法等。是用戶用于概括性查詢數(shù)據(jù)集的主要內容。2）中層元數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)集Metadata），既可以作為數(shù)據(jù)集系列Metadata的組成部分，也可以作為后面數(shù)據(jù)集屬性以及要素等內容的父Metadata數(shù)據(jù)集系列。全面反映數(shù)據(jù)集的內容。3）底層元數(shù)據(jù)（要素、屬性的類型和實例Metadata），包括最近更新日期，位置綱量，存在問題標識（如數(shù)據(jù)的丟失原因），數(shù)據(jù)處理過程等。是元數(shù)據(jù)體系中詳細描述現(xiàn)實世界的重要部分。第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4.6空間數(shù)據(jù)標準--數(shù)據(jù)共享

第五十三頁，共62頁。3、空間元數(shù)據(jù)的內容

對空間元數(shù)據(jù)所要描述的一般內容進行層次化和范式化，指定出可供參考與遵循的空間元數(shù)據(jù)標準的內容框架。第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4.6空間數(shù)據(jù)標準--數(shù)據(jù)共享

第一層是目錄層，主要用于對數(shù)據(jù)集信息進行宏觀描述，適合在數(shù)字地球的國家級空間信息交換中心或區(qū)域以及全球范圍內管理和查詢空間信息時使用。第二層是空間元數(shù)據(jù)標準的主體，由八個基本內容部分和四個引用部分組成。

第五十四頁，共62頁。4、元數(shù)據(jù)的獲取

數(shù)據(jù)收集后，根據(jù)需要產(chǎn)生的，包括數(shù)據(jù)處理過程描述、數(shù)據(jù)的利用情況、數(shù)據(jù)質量評估、數(shù)據(jù)集大小、數(shù)據(jù)存放路徑等。第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4.6空間數(shù)據(jù)標準--數(shù)據(jù)共享

數(shù)據(jù)收集前，得到的是根據(jù)要建設的數(shù)據(jù)庫的內容而設計的元數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)覆蓋范圍、使用儀器說明、數(shù)據(jù)變量表示、數(shù)據(jù)收集方法、數(shù)據(jù)時間、數(shù)據(jù)潛在利用等。1）三階段：數(shù)據(jù)收集中，隨數(shù)據(jù)的形成同步產(chǎn)生的元數(shù)據(jù)，例如在測量海洋要素數(shù)據(jù)時，測點的水平和垂直位置、深度、溫度等是同時得到的。2）獲取方法：鍵盤輸入關聯(lián)法測量法計算法推理法返回第五十五頁，共62頁。六、空間數(shù)據(jù)的互操作第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4.6空間數(shù)據(jù)標準--數(shù)據(jù)共享

互操作地理信息處理，是指數(shù)字系統(tǒng)的這些能力：1）自由地交換所有關于地球的信息，即所有關于地表上的、空中的、地球表面以下的對象的信息。2）通過網(wǎng)絡協(xié)作運行能夠操作這些信息的軟件。概括為自由交換地理空間信息及協(xié)作運行空間信息處理的軟件?；ハ嗤ㄐ呕ハ鄥f(xié)作實體1數(shù)據(jù)功能實體2數(shù)據(jù)功能互操作1、互操作含義指異構環(huán)境下兩個或兩個以上的實體，盡管它們實現(xiàn)的語言、執(zhí)行的環(huán)境和基于的模型不同，但它們可以互相通信和協(xié)作，以完成某一特定任務，這些實體包括程序、對象、系統(tǒng)運行環(huán)境等。2、GIS互操作類型1）軟件的互操作，強調軟件功能塊間的相互調用；2）數(shù)據(jù)的互操作，強調數(shù)據(jù)集之間相互透明的訪問；3）語義互操作，強調信息的共享，在一定語義約束下（對地理現(xiàn)象共同的理解下）的互操作。

第五十六頁，共62頁。3、GIS互操作問題第四章空間數(shù)據(jù)的采集和質量控制§4.6空間數(shù)據(jù)標準--數(shù)據(jù)共享

目前，所建立的GIS均被認為是信息孤島，不同系統(tǒng)之間存在互操作問題，因為：1）沒有統(tǒng)一的標準，各自采用不同的數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)處理方法；2）系統(tǒng)的開發(fā)均建立在具體、相互獨立和封閉的平臺，且不同應用部門對地理現(xiàn)象有不同的理解，導致對地理信息有不同的定義，使得不同應用系統(tǒng)之間在共同協(xié)作時無法進行信息交流和數(shù)據(jù)共享。互相通信互相協(xié)作GIS1數(shù)據(jù)功能GIS2數(shù)據(jù)功能互操作