第三章GIS數據采集和質量控制第一節(jié)緒論一、GIS數據源1.

地圖數據2.

遙感數據3.

文本資料4.

統(tǒng)計資料（電子和非電子數據）5.

地表實測數據6.

GPS數據7.

多媒體數據8.

已有系統(tǒng)的數據二、空間數據采集的任務將上述類型數據轉換成GIS可以處理與接收的數字形式，通常要經過驗證、修改、編輯等處理。三、研究GIS數據質量的目的和意義1.數據質量GIS的數據質量是指GIS中空間數據(幾何數據和屬性數據)的可靠性，通常用空間數據的誤差來度量。2.GIS數據質量研究的目的建立一套空間數據的分析和處理的體系，包括誤差源的確定、誤差的鑒別和度量方法、誤差傳播的模型、控制和消弱誤差的方法等（注：誤差是指數據與真值的偏離），使未來的GIS在提供產品的同時，提供產品的質量指標，即建立GIS產品的合格制度。3.研究GIS數據質量的意義研究GIS數據質量對于評定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數據質量對保證GIS產品的可靠性有重要意義。第二節(jié)GIS地理基礎

一、空間數據的地理參照系和控制基礎1.

地球的形狀描述①球體②橢球體③不規(guī)則橢球體④大地水準面2.

坐標系介紹為地表位置的確定，坐標系引入（球面坐標和平面坐標）二、地圖投影及投影變換1.

地圖投影2.

投影變形3.

投影類型第三節(jié)地理實體分類與數據編碼一、

地理實體分類1.

點、線、面、體實體類型和空間維（0、1、2、3維）和時間維2.

地理目標數據分層（圖層）①按專題分②按時間序列分二、

地理實體屬性數據編碼1.

屬性數據分類、分級基本原則2.

屬性數據分類、分級基本方法3.

代碼的功能（鑒別、分類和排序）4.

代碼類型①數字型②字母型③混合型5.

舉例第四節(jié)空間數據采集一、輸入前準備資料準備，區(qū)域標定1、基礎原始數據的確定2、數據分類項目的確定3、數據標準的準確性的確定進行三個統(tǒng)一地理基礎統(tǒng)一，即確定投影、比例尺、分類分級編碼）。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。二、幾何圖形數據的采集（一）步驟1.地圖數字化前需要對數字化底圖進行適當處理，主要包括：①減少圖紙變形的影響②線劃要素的分段③選取控制點2.地圖數字化:是指把傳統(tǒng)的紙質地圖或其它材料上的地圖（模擬信號）轉換為計算機可識別的圖形數據（數字信號）的過程，以便進一步在計算機中進行存儲、分析和輸出。3.確定數字化路線：在數字化之前一定要設計好數字化所采用的技術路線，這關系到地圖數字化的效率。確定數字化路線包括：①

選擇底圖，底圖的選取主要考慮底圖的精度和要素的繁簡。②

地圖分層與分幅，即對哪些要素數字化，對要數字化的要素進行分層并確定圖名；對圖幅大的還要涉及對數字化地圖的分幅與拼接。（二）地圖數字化1.手工數字化：是指不借用任何數字化設備對地圖進行數字化，即手工讀取并錄入地圖的地理坐標數據。手工數字化按照空間數據的存儲格式的不同分為：①手工矢量數字化：是指直接讀取地理實體坐標數據并按一定格式記錄下來，具體步驟：

對地理實體編碼；

量取地理實體的坐標；錄入坐標數據。②手工柵格數字化：是指將圖面劃分成柵格單元矩陣，按地理實體的類別對柵格單元進行編碼，然后依次讀取每個柵格單元代碼值的數字化方法。一般步驟：

確定柵格單元大??；

準備柵格網；

對柵格單元進行編碼；

讀取柵格單元值；數據錄入。2.數字化儀數字化①流程：

設置好數字化儀；

確定投影方式和坐標系。②考慮因素地圖投影方式和坐標系選擇得是否恰當，直接影響地圖得精度和使用價值。選擇時，主要考慮以下因素：

制圖區(qū)域的范圍、形狀和地理位置；

地圖的用途、出版方式及其它特殊要求等；

其中制圖區(qū)域范圍、形狀和地理位置是主要因素。③用數字化軟件進行數字化3.掃描矢量化①掃描矢量化處理流程：紙質地圖，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，空間數據庫。②屏幕跟蹤矢量化流程：準備掃描圖像，選擇要數字化的地圖，識別該圖的投影和坐標系統(tǒng)，在圖上選取至少4個控制點并獲取控制點的實際地理坐標，然后將地圖掃描成GIS軟件可識別的柵格圖像格式保存。如果沒有現成的坐標系統(tǒng)，也可以在圖上建立自己的坐標系統(tǒng)并讀取相應的控制點的坐標。③實踐

柵格圖像配準：選擇投影和單位，輸入控制點，編輯控制點。

新建數字化圖層

屏幕跟蹤數字化地圖4.解析測圖法5.已有數據轉入三、屬性數據采集1、鍵盤，人機對話方式2、程序批量輸入。四、屬性和幾何數據的連接1、

可手工輸入（用標識符）；2、

由系統(tǒng)自動生成（如用順序號代表標識符）五、空間數據的編輯和檢查1、空間數據輸入的誤差①幾何數據的不完整或重復。②幾何數據的位置不正確。③比例尺不正確。④變形。⑤幾何數據與屬性數據的連接有誤。⑥屬性數據錯誤、不完整。⑦鍵盤輸入錯誤，漏輸數據或屬性錯誤分類、編碼等。2．空間數據的檢查①通過圖形實體與其屬性的聯合顯示，發(fā)現數字化中的遺漏、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字化的結果，對照原圖檢查錯誤；③把數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，根據多邊形是否閉合來檢查，或根據多邊形與多邊形內點的匹配來檢查等；⑥對于屬性數據，通常是在屏幕上逐表、逐行檢查，也可打印出來檢查；⑦對于屬性數據還可編寫檢核程序，如有無字符代替了數字，數字是否超出了范圍，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。（目標檢核，機器檢核，圖形疊合比較，屬性數據檢核）

第五節(jié)空間數據質量一、

GIS數據質量內容和類型1.

數據質量的基本內容①位置精度②屬性精度③邏輯一致性④完備性⑤現勢型2.

空間數據的誤差類型①源誤差②處理誤差3.

GIS中誤差傳播①代數關系下的誤差傳播②邏輯關系下的誤差傳播③推理關系下的誤差傳播二、

研究數據質量的方法1.

GIS數據質量的評價方法①直接評價方法（計算機自動檢測和隨機抽樣檢測）②間接評價方法（通過外部知識或信息進行推理）③非定量描述法2.

研究GIS數據質量的常用方法①敏感度分析法②尺度不變空間分析法③MonteCarlo實驗仿真④空間濾波⑤其它三、

數據采集中數據質量的評價1.

地圖固有誤差的來源和類型2.

數字化誤差四、

數據處理中數據質量的評價1.

DEM的精度2.

矢量數據柵格化的誤差3.

多邊形疊加產生的誤差第六節(jié)空間數據標準一、

空間數據分類標準1.

分類原則①遵循已有的國家標準，以利于全國范圍內的數據共享②遵循國務院有關部委以及軍隊正在使用的數據標準③遵循各領域中普遍使用和認同的數據標準④當各種數據互相矛盾時，應遵循由上而下的原則進行處理⑤制定新的數據標準時，應盡量可能參考同類標準2.

國家標準如：①GB2260-95《中華人民共和國行政區(qū)劃代碼》②GB13923-92《國土基礎信息數據分類與代碼》③GB11708-89《公路橋梁命名和編碼規(guī)則》④GB14804-93《1:500、1:1000、1:2000地形要素分類與代碼》二、

空間數據交換標準1.

外部數據交換標準2.

空間數據