第七章地理空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量

1、地理信息系統(tǒng)原理 GIS 第七章第七章 地理地理空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量 7-7-1 GIS1 GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的概念數(shù)據(jù)質(zhì)量的概念 7-7-2 GIS2 GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的研究方法數(shù)據(jù)質(zhì)量的研究方法 7-7-3 3 空間數(shù)據(jù)的不確定性空間數(shù)據(jù)的不確定性 7-7-4 4 空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)共享 地理信息系統(tǒng)原理 GIS GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量是指數(shù)據(jù)質(zhì)量是指GIS中的空間數(shù)據(jù)在中的空間數(shù)據(jù)在 表達(dá)空間位置、屬性和時(shí)間特征時(shí)所表達(dá)空間位置、屬性和時(shí)間特征時(shí)所 能達(dá)到的能達(dá)到的準(zhǔn)確性、一致性、完整性準(zhǔn)確性、一致性、完整性及及 三者的統(tǒng)一。三者的統(tǒng)一。 一、一、GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的定義數(shù)據(jù)質(zhì)量

2、的定義 7-7-1 GIS1 GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的概念數(shù)據(jù)質(zhì)量的概念 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 幾個(gè)相關(guān)的概念幾個(gè)相關(guān)的概念 誤差：誤差： 數(shù)據(jù)與真值的差異，衡量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的指標(biāo)。數(shù)據(jù)與真值的差異，衡量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的指標(biāo)。 準(zhǔn)確度：準(zhǔn)確度： 數(shù)據(jù)與真值的接近程度的指標(biāo)數(shù)據(jù)與真值的接近程度的指標(biāo) 精度：精度： 數(shù)據(jù)的精密程度數(shù)據(jù)的精密程度 不確定性：不確定性： 空間過(guò)程和特征不能被準(zhǔn)確確定的程度。內(nèi)容空間過(guò)程和特征不能被準(zhǔn)確確定的程度。內(nèi)容 上是一個(gè)以真值為中心的范圍，范圍越大，數(shù)上是一個(gè)以真值為中心的范圍，范圍越大，數(shù) 據(jù)的不確定性越大。據(jù)的不確定性越大。 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 關(guān)注關(guān)注GIS數(shù)

3、據(jù)質(zhì)量的原因：數(shù)據(jù)質(zhì)量的原因： 私營(yíng)部門(mén)生產(chǎn)數(shù)據(jù)增多、可以選擇數(shù)據(jù)增私營(yíng)部門(mén)生產(chǎn)數(shù)據(jù)增多、可以選擇數(shù)據(jù)增 多、對(duì)二次數(shù)據(jù)源的依賴(lài)增加、數(shù)據(jù)的質(zhì)多、對(duì)二次數(shù)據(jù)源的依賴(lài)增加、數(shù)據(jù)的質(zhì) 量決定了分析和決策的質(zhì)量量決定了分析和決策的質(zhì)量 目的：目的： 建立一套數(shù)據(jù)分析和處理的體系，包括源建立一套數(shù)據(jù)分析和處理的體系，包括源 誤差、誤差的鑒別和度量、誤差傳播模型、誤差、誤差的鑒別和度量、誤差傳播模型、 控制和削弱誤差的方法。使未來(lái)元數(shù)據(jù)中控制和削弱誤差的方法。使未來(lái)元數(shù)據(jù)中 含質(zhì)量指標(biāo)含質(zhì)量指標(biāo) 二、二、GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量研究的目的數(shù)據(jù)質(zhì)量研究的目的 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 三、研究三、研究GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量

4、的意義數(shù)據(jù)質(zhì)量的意義 1 1、正確評(píng)定、正確評(píng)定GISGIS的算法和分析結(jié)果的算法和分析結(jié)果 2 2、減少開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)的盲目性、減少開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)的盲目性 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 1 1、GISGIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的基本內(nèi)容數(shù)據(jù)質(zhì)量的基本內(nèi)容 1 1）位置（幾何）精度位置（幾何）精度：如數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、平面精度、高程精度等，用：如數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、平面精度、高程精度等，用 以描述以描述幾何數(shù)據(jù)的誤差幾何數(shù)據(jù)的誤差。 2) 2) 屬性精度屬性精度：如要素分類(lèi)的正確性、屬性編碼的正確性、注記的：如要素分類(lèi)的正確性、屬性編碼的正確性、注記的 正確性等，用以反映正確性等，用以反映屬性數(shù)據(jù)的質(zhì)量屬性數(shù)據(jù)的質(zhì)量。 3) 3) 邏

5、輯一致性邏輯一致性：如多邊形的閉合精度、結(jié)點(diǎn)匹配精度、拓?fù)潢P(guān)系：如多邊形的閉合精度、結(jié)點(diǎn)匹配精度、拓?fù)潢P(guān)系 的正確性等，由幾何或?qū)傩哉`差也會(huì)的正確性等，由幾何或?qū)傩哉`差也會(huì)引起引起邏輯誤差邏輯誤差。 4) 4) 完備性完備性：如數(shù)據(jù)分類(lèi)的完備性、實(shí)體類(lèi)型的完備性、屬性數(shù)據(jù)：如數(shù)據(jù)分類(lèi)的完備性、實(shí)體類(lèi)型的完備性、屬性數(shù)據(jù) 的完備性、注記的完整性，的完備性、注記的完整性，數(shù)據(jù)層完整性，數(shù)據(jù)層完整性，檢驗(yàn)完整性檢驗(yàn)完整性等。等。 5) 5) 現(xiàn)勢(shì)性現(xiàn)勢(shì)性：如數(shù)據(jù)的：如數(shù)據(jù)的采集時(shí)間采集時(shí)間、數(shù)據(jù)的、數(shù)據(jù)的更新時(shí)間更新時(shí)間等。等。 四、四、GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量的內(nèi)容（類(lèi)型）的數(shù)據(jù)質(zhì)量的內(nèi)容（類(lèi)型） 地理信

6、息系統(tǒng)原理 GIS 邏輯誤差邏輯誤差 返回返回 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 2、空間數(shù)據(jù)的誤差類(lèi)型、空間數(shù)據(jù)的誤差類(lèi)型 GISGIS空間數(shù)據(jù)的誤差可分為源誤差和處理誤差?？臻g數(shù)據(jù)的誤差可分為源誤差和處理誤差。 (1)(1)源誤差源誤差 源誤差是指數(shù)據(jù)采集和錄入中產(chǎn)生的誤差，包括：儀器、紙張、源誤差是指數(shù)據(jù)采集和錄入中產(chǎn)生的誤差，包括：儀器、紙張、 原圖數(shù)據(jù)、屬性資料原圖數(shù)據(jù)、屬性資料 (2)(2)處理誤差處理誤差 處理誤差是指處理誤差是指GISGIS對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)產(chǎn)生的誤差，包括：對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)產(chǎn)生的誤差，包括： 幾何糾正、坐標(biāo)幾何糾正、坐標(biāo)/ /格式格式/ /類(lèi)型變換、編輯、化簡(jiǎn)、

7、轉(zhuǎn)換、數(shù)字截類(lèi)型變換、編輯、化簡(jiǎn)、轉(zhuǎn)換、數(shù)字截 斷；空間內(nèi)插；斷；空間內(nèi)插； (3) GIS(3) GIS中的誤差傳播中的誤差傳播 誤差傳播是指對(duì)有誤差的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)處理生成的誤差傳播是指對(duì)有誤差的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)處理生成的GISGIS產(chǎn)品也存產(chǎn)品也存 在著誤差。誤差傳播在在著誤差。誤差傳播在GISGIS中可歸結(jié)為代數(shù)關(guān)系下的誤差傳播、中可歸結(jié)為代數(shù)關(guān)系下的誤差傳播、 邏輯關(guān)系下的誤差傳播和推理關(guān)系下的誤差傳播三種方式。邏輯關(guān)系下的誤差傳播和推理關(guān)系下的誤差傳播三種方式。 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 3 3、誤差產(chǎn)生的主要原因、誤差產(chǎn)生的主要原因 具體分析具體分析 原因原因 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 4

8、 4、誤差的具體來(lái)源、誤差的具體來(lái)源 階段階段誤差來(lái)源誤差來(lái)源 數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集 實(shí)測(cè)實(shí)測(cè)誤差，誤差，地圖制圖地圖制圖誤差（制作地圖的每一過(guò)程都有誤誤差（制作地圖的每一過(guò)程都有誤 差），航測(cè)差），航測(cè)遙感數(shù)據(jù)遙感數(shù)據(jù)分析誤差（獲取、判讀、轉(zhuǎn)換、人工分析誤差（獲取、判讀、轉(zhuǎn)換、人工 判讀（識(shí)別要素）誤差）判讀（識(shí)別要素）誤差） 數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入 數(shù)字化過(guò)程數(shù)字化過(guò)程中操作員和設(shè)備造成的誤差，某些地理屬性中操作員和設(shè)備造成的誤差，某些地理屬性沒(méi)沒(méi) 有明顯邊界有明顯邊界引起的誤差（地類(lèi)界）引起的誤差（地類(lèi)界） 數(shù)據(jù)存貯數(shù)據(jù)存貯 數(shù)字存貯數(shù)字存貯有效位有效位不能滿足（由計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)引起，單精度、不能滿足

9、（由計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)引起，單精度、 雙精度類(lèi)型）雙精度類(lèi)型） 空間精度不能滿足空間精度不能滿足 數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作 類(lèi)別間類(lèi)別間的不明確、邊界誤差（不規(guī)則數(shù)據(jù)分類(lèi)方法引起）的不明確、邊界誤差（不規(guī)則數(shù)據(jù)分類(lèi)方法引起） 多層數(shù)據(jù)多層數(shù)據(jù)疊加疊加誤差誤差 多邊形疊加產(chǎn)生的多邊形疊加產(chǎn)生的裂縫裂縫（無(wú)意義多邊形）（無(wú)意義多邊形） 各種各種內(nèi)插內(nèi)插引起的誤差引起的誤差 數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出比例尺比例尺誤差、誤差、輸出設(shè)備輸出設(shè)備誤差、誤差、媒質(zhì)媒質(zhì)不穩(wěn)定（如圖紙伸縮）不穩(wěn)定（如圖紙伸縮） 成果使用成果使用 用戶用戶錯(cuò)誤理解錯(cuò)誤理解信息、信息、不正確不正確使用信息使用信息 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 5 5、誤差傳播

10、、誤差傳播 誤差傳播可分為三類(lèi)：誤差傳播可分為三類(lèi)： 1 1）代數(shù)（算術(shù)）關(guān)系）代數(shù)（算術(shù)）關(guān)系 如差、倍數(shù)、線性關(guān)系，有一套成熟的如差、倍數(shù)、線性關(guān)系，有一套成熟的經(jīng)典測(cè)量誤差經(jīng)典測(cè)量誤差理論處理。理論處理。 2 2）邏輯關(guān)系）邏輯關(guān)系 a、布爾邏輯關(guān)系、布爾邏輯關(guān)系：GISGIS中存在大量的邏輯運(yùn)算，如中存在大量的邏輯運(yùn)算，如 疊置分析。疊置分析。 b b、不精確、不精確推理關(guān)系推理關(guān)系： 如專(zhuān)家系統(tǒng)中的不精確推理。如專(zhuān)家系統(tǒng)中的不精確推理。 邏輯關(guān)系下的誤差傳播邏輯關(guān)系下的誤差傳播正處于研究正處于研究中，需要借用信息論，模糊數(shù)學(xué)、人工智能、中，需要借用信息論，模糊數(shù)學(xué)、人工智能、 專(zhuān)家系

11、統(tǒng)等學(xué)科專(zhuān)家系統(tǒng)等學(xué)科有望解決有望解決。 返回返回 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 對(duì)對(duì)GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的研究，傳統(tǒng)的概率數(shù)據(jù)質(zhì)量的研究，傳統(tǒng)的概率 論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)是其最基本的理論基礎(chǔ)論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)是其最基本的理論基礎(chǔ) 同時(shí)還需要信息論、模糊邏輯、人工同時(shí)還需要信息論、模糊邏輯、人工 智能、數(shù)學(xué)規(guī)劃、隨機(jī)過(guò)程、分形幾智能、數(shù)學(xué)規(guī)劃、隨機(jī)過(guò)程、分形幾 何等理論與方法的支持。何等理論與方法的支持。 7-2 GIS7-2 GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的研究方法數(shù)據(jù)質(zhì)量的研究方法 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 一、一、 GISGIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法 1 1、直接評(píng)價(jià)法、直接評(píng)價(jià)法 1 1）用計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)檢測(cè)用

12、計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)檢測(cè) 某些類(lèi)型的錯(cuò)誤可以用計(jì)算機(jī)軟件某些類(lèi)型的錯(cuò)誤可以用計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)發(fā)現(xiàn)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù) 中不符合要求的數(shù)據(jù)項(xiàng)的百分率或平均質(zhì)量等級(jí)也可由中不符合要求的數(shù)據(jù)項(xiàng)的百分率或平均質(zhì)量等級(jí)也可由 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)軟件算出軟件算出。此外，還可檢測(cè)文件格式是否符合規(guī)。此外，還可檢測(cè)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。范、編碼是否正確、數(shù)據(jù)是否超出范圍等。 2 2）隨機(jī)抽樣檢測(cè)）隨機(jī)抽樣檢測(cè) 在確定抽樣方案時(shí)，應(yīng)考慮數(shù)據(jù)的空間相關(guān)性。在確定抽樣方案時(shí)，應(yīng)考慮數(shù)據(jù)的空間相關(guān)性。 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 2 2、間接評(píng)價(jià)法、間接評(píng)價(jià)法-（地理相關(guān)法和元數(shù)據(jù)法）（地理相關(guān)法

13、和元數(shù)據(jù)法） 指通過(guò)外部知識(shí)或信息指通過(guò)外部知識(shí)或信息進(jìn)行推理進(jìn)行推理來(lái)確定空間數(shù)據(jù)的來(lái)確定空間數(shù)據(jù)的 質(zhì)量的方法。用于推理的外部知識(shí)或信息如用途、數(shù)據(jù)質(zhì)量的方法。用于推理的外部知識(shí)或信息如用途、數(shù)據(jù) 歷史記錄、數(shù)據(jù)源的質(zhì)量、數(shù)據(jù)生產(chǎn)的方法、誤差傳遞歷史記錄、數(shù)據(jù)源的質(zhì)量、數(shù)據(jù)生產(chǎn)的方法、誤差傳遞 模型等。模型等。 3 3、非定量描述法、非定量描述法 通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量的通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量的各組成部分各組成部分的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行的的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行的綜綜 合分析合分析來(lái)確定數(shù)據(jù)的來(lái)確定數(shù)據(jù)的總體質(zhì)量總體質(zhì)量的方法。的方法。 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 二、研究二、研究GISGIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的常用方法數(shù)據(jù)質(zhì)量的常用

14、方法 （1）敏感度分析法）敏感度分析法 分析由輸入數(shù)據(jù)的誤差所引起的輸出數(shù)據(jù)的分析由輸入數(shù)據(jù)的誤差所引起的輸出數(shù)據(jù)的 變化。變化。 一般有以下幾種：地理敏感度、屬性敏感度、一般有以下幾種：地理敏感度、屬性敏感度、 面積敏感度、多邊形敏感度、增刪圖層敏感度面積敏感度、多邊形敏感度、增刪圖層敏感度 等。等。 （2）尺度不變空間分析法）尺度不變空間分析法 地理數(shù)據(jù)的分析結(jié)果應(yīng)與所采用的空間坐標(biāo)地理數(shù)據(jù)的分析結(jié)果應(yīng)與所采用的空間坐標(biāo) 系統(tǒng)無(wú)關(guān)，即為尺度不變空間分析，包括比例系統(tǒng)無(wú)關(guān)，即為尺度不變空間分析，包括比例 不變和平移不變。不變和平移不變。 地理信息系統(tǒng)原理 GIS （3）Monte Carlo

15、實(shí)驗(yàn)仿真實(shí)驗(yàn)仿真 Monte Carlo實(shí)驗(yàn)仿真利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)仿真利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬 試驗(yàn)，找出與實(shí)際結(jié)果最接近的模型。試驗(yàn)，找出與實(shí)際結(jié)果最接近的模型。 （4）空間濾波）空間濾波 空間濾波可分為高通濾波和低通濾波。高通濾空間濾波可分為高通濾波和低通濾波。高通濾 波是從含有噪聲的數(shù)據(jù)中分離出噪聲信息；低波是從含有噪聲的數(shù)據(jù)中分離出噪聲信息；低 通濾波是從含有噪聲的數(shù)據(jù)中提取信號(hào)。通濾波是從含有噪聲的數(shù)據(jù)中提取信號(hào)。 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 三、數(shù)據(jù)采集中數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)內(nèi)容三、數(shù)據(jù)采集中數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)內(nèi)容 GIS中數(shù)據(jù)采集的方法通?？煞譃橹敝袛?shù)據(jù)采集的方法通?？煞譃橹?接方法和間接方法

16、兩種。接方法和間接方法兩種。 直接方法直接方法獲取的數(shù)據(jù)受人差、儀差、環(huán)境獲取的數(shù)據(jù)受人差、儀差、環(huán)境 等的影響，但已有傳統(tǒng)的方法可以解決。等的影響，但已有傳統(tǒng)的方法可以解決。 間接方法間接方法獲取的數(shù)據(jù)中，除了含有直接方獲取的數(shù)據(jù)中，除了含有直接方 法中的誤差外，還有展繪控制點(diǎn)的誤差、法中的誤差外，還有展繪控制點(diǎn)的誤差、 編繪的誤差、制圖綜合的誤差，數(shù)字化的編繪的誤差、制圖綜合的誤差，數(shù)字化的 誤差等。誤差等。 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 1 1、地圖固有誤差的來(lái)源和類(lèi)型、地圖固有誤差的來(lái)源和類(lèi)型 在地圖的固有誤差中，除了含有控制點(diǎn)和碎在地圖的固有誤差中，除了含有控制點(diǎn)和碎 部點(diǎn)引入的誤差外，

17、至少存在下列誤差：部點(diǎn)引入的誤差外，至少存在下列誤差： （1）控制點(diǎn)展繪誤差）控制點(diǎn)展繪誤差 （2）編繪誤差）編繪誤差 （3）繪圖誤差）繪圖誤差 （4）綜合誤差）綜合誤差 （5）地圖復(fù)制誤差和分版套合誤差）地圖復(fù)制誤差和分版套合誤差 （6）繪圖材料的變形誤差）繪圖材料的變形誤差 （7）特征的定義的不確定性）特征的定義的不確定性 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 2 2、數(shù)字化的誤差、數(shù)字化的誤差 數(shù)字化的精度主要受數(shù)字化儀的精度、數(shù)字化數(shù)字化的精度主要受數(shù)字化儀的精度、數(shù)字化 方式、操作員的水平、數(shù)字化軟件的算法等的影響，方式、操作員的水平、數(shù)字化軟件的算法等的影響， 常采用下列方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。常采用下

18、列方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。 1）自動(dòng)回歸法）自動(dòng)回歸法 由于跟蹤數(shù)字化不僅是一個(gè)隨機(jī)序列，而且是由于跟蹤數(shù)字化不僅是一個(gè)隨機(jī)序列，而且是 一個(gè)時(shí)間序列，因此可用數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的一個(gè)時(shí)間序列，因此可用數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的時(shí)間序列分時(shí)間序列分 析法析法來(lái)確定數(shù)字化的誤差。來(lái)確定數(shù)字化的誤差。 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 2 2）BandBand法法 該方法適用于任何類(lèi)型的該方法適用于任何類(lèi)型的GISGIS數(shù)數(shù) 據(jù)，關(guān)鍵是據(jù)，關(guān)鍵是如何如何給出合理的給出合理的值。值。 3 3）對(duì)比法）對(duì)比法 把數(shù)字化后的數(shù)據(jù)，用繪圖機(jī)把數(shù)字化后的數(shù)據(jù)，用繪圖機(jī) 繪出，繪出，與原圖疊合與原圖疊合，選擇明顯地物，選擇明顯地物 點(diǎn)進(jìn)行量測(cè)，以確

19、定誤差。除了幾點(diǎn)進(jìn)行量測(cè)，以確定誤差。除了幾 何精度外，屬性精度、完整性、邏何精度外，屬性精度、完整性、邏 輯一致性等也可用對(duì)比法進(jìn)行對(duì)照輯一致性等也可用對(duì)比法進(jìn)行對(duì)照 檢查。檢查。 BandBand 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 3 3、數(shù)字化過(guò)程中的質(zhì)量控制、數(shù)字化過(guò)程中的質(zhì)量控制 1 1）數(shù)字化預(yù)處理工作）數(shù)字化預(yù)處理工作 包括對(duì)原始地圖、表格等的整理、清繪。包括對(duì)原始地圖、表格等的整理、清繪。 2 2）數(shù)字化設(shè)備的選用）數(shù)字化設(shè)備的選用 根據(jù)手扶數(shù)字化儀、掃描儀等設(shè)備的根據(jù)手扶數(shù)字化儀、掃描儀等設(shè)備的分辨率分辨率和和精度精度等等 有關(guān)參數(shù)的進(jìn)行挑選，這些參數(shù)有關(guān)參數(shù)的進(jìn)行挑選，這些參數(shù)不應(yīng)

20、低于不應(yīng)低于設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)精度設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)精度 要求。要求。 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 3 3）數(shù)字化對(duì)點(diǎn)精度）數(shù)字化對(duì)點(diǎn)精度（準(zhǔn)確性）（準(zhǔn)確性） 數(shù)字化時(shí)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)與原始點(diǎn)的數(shù)字化時(shí)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)與原始點(diǎn)的重合重合程度，一般要求程度，一般要求 對(duì)點(diǎn)誤差小于對(duì)點(diǎn)誤差小于0.1mm0.1mm。 4 4）數(shù)字化限差）數(shù)字化限差 包括：采點(diǎn)密度（包括：采點(diǎn)密度（0.2mm0.2mm）、接邊誤差（）、接邊誤差（0.02mm0.02mm）、接）、接 合距離合距離(0.02mm)(0.02mm)、懸掛距離、懸掛距離(0.007mm)(0.007mm)等。等。 5 5）數(shù)據(jù)的精度檢查）數(shù)據(jù)的精度檢查 輸出圖與原始圖之

21、間的輸出圖與原始圖之間的點(diǎn)位誤差點(diǎn)位誤差，一般要求對(duì)，一般要求對(duì)直線地直線地 物和獨(dú)立地物物和獨(dú)立地物，誤差小于，誤差小于0.2mm0.2mm，對(duì)，對(duì)曲線地物和水系曲線地物和水系，誤，誤 差小于差小于0.3mm0.3mm，對(duì)，對(duì)邊界模糊邊界模糊的要素應(yīng)小于的要素應(yīng)小于0.5mm0.5mm。 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 四、數(shù)據(jù)處理中數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)內(nèi)容四、數(shù)據(jù)處理中數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)內(nèi)容 主要受主要受原始資料的精度原始資料的精度( (采樣密采樣密 度、測(cè)量誤差、地形類(lèi)別、控制點(diǎn)度、測(cè)量誤差、地形類(lèi)別、控制點(diǎn) 等等) )和和內(nèi)插的精度內(nèi)插的精度( (內(nèi)插方法、地形內(nèi)插方法、地形 類(lèi)型、原始數(shù)據(jù)的密度等類(lèi)

22、型、原始數(shù)據(jù)的密度等) )的影響。的影響。 1 1、數(shù)字高程模型、數(shù)字高程模型(DEM)(DEM)的精度的精度 地理信息系統(tǒng)原理 GIS DEM DEM的內(nèi)插精度主要受原始采樣點(diǎn)的內(nèi)插精度主要受原始采樣點(diǎn) 的的采樣密度采樣密度的影響，與的影響，與不同的插值方不同的插值方 法法的的關(guān)系不很大關(guān)系不很大。但在。但在DEMDEM精度評(píng)定的精度評(píng)定的 標(biāo)準(zhǔn)方面、地貌逼真度方面、標(biāo)準(zhǔn)方面、地貌逼真度方面、DEMDEM的粗的粗 差探測(cè)等方面差探測(cè)等方面仍沒(méi)有仍沒(méi)有得到圓滿的解決。得到圓滿的解決。 目前目前, ,對(duì)對(duì)DEMDEM精度的評(píng)價(jià)常采用精度的評(píng)價(jià)常采用原始原始 等高線等高線與與再生等高線疊合再生等高

23、線疊合評(píng)價(jià)的方法。評(píng)價(jià)的方法。 原始等高線原始等高線 DEMDEM 重新生成等高線重新生成等高線 原始等高線與原始等高線與 重新生成等高線重新生成等高線疊加疊加 內(nèi)插內(nèi)插 自動(dòng)追蹤自動(dòng)追蹤 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 2 2、矢量數(shù)據(jù)柵格化的誤差矢量數(shù)據(jù)柵格化的誤差 包括包括屬性誤差屬性誤差和和幾何誤差幾何誤差兩種。兩種。 在矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為柵格數(shù)據(jù)后，柵格數(shù)據(jù)中的在矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為柵格數(shù)據(jù)后，柵格數(shù)據(jù)中的 每個(gè)象元每個(gè)象元只含有一個(gè)只含有一個(gè)屬性數(shù)據(jù)值，它是象元內(nèi)屬性數(shù)據(jù)值，它是象元內(nèi)多種多種 屬性屬性的一種的一種概括概括。象元越大，屬性誤差越大。象元越大，屬性誤差越大。 幾何誤差是指在矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)

24、換成柵格數(shù)據(jù)后所幾何誤差是指在矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成柵格數(shù)據(jù)后所 引起的引起的位置的誤差位置的誤差，以及由位置誤差引起的，以及由位置誤差引起的長(zhǎng)度、長(zhǎng)度、 面積、拓?fù)淦ヅ涿娣e、拓?fù)淦ヅ涞鹊恼`差。幾何誤差的大小與象元等的誤差。幾何誤差的大小與象元 的大小的大小成正比。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(shí)會(huì)其中矢量數(shù)據(jù)表示的多邊形網(wǎng)用象元逼近時(shí)會(huì) 產(chǎn)生產(chǎn)生較嚴(yán)重較嚴(yán)重的的拓?fù)淦ヅ渫負(fù)淦ヅ鋯?wèn)題。問(wèn)題。 A B C 行政區(qū)劃行政區(qū)劃 B B A A 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 誤差分析的一種方法誤差分析的一種方法：假設(shè)存在一幅：假設(shè)存在一幅理理 想的矢量地圖想的矢量地圖，圖上不同屬性的制圖單，圖上不

25、同屬性的制圖單 元由元由很細(xì)的線分開(kāi)很細(xì)的線分開(kāi)；對(duì)理想地圖進(jìn)行觀；對(duì)理想地圖進(jìn)行觀 測(cè)測(cè)采樣采樣得到一幅具有規(guī)則格網(wǎng)的得到一幅具有規(guī)則格網(wǎng)的柵格地柵格地 圖圖，把這兩幅圖進(jìn)行，把這兩幅圖進(jìn)行疊置比較疊置比較。 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 3 3、多邊形疊置產(chǎn)生的誤差、多邊形疊置產(chǎn)生的誤差 多邊形疊置誤差計(jì)算的多邊形疊置誤差計(jì)算的思路思路是，先計(jì)算是，先計(jì)算單層圖單層圖的誤差，再計(jì)算的誤差，再計(jì)算疊疊 置圖置圖的誤差。會(huì)產(chǎn)生的誤差。會(huì)產(chǎn)生拓?fù)淦ヅ湔`差拓?fù)淦ヅ湔`差、幾何誤差幾何誤差和和屬性誤差屬性誤差。 1 1）拓?fù)淦ヅ湔`差拓?fù)淦ヅ湔`差 多邊形疊置往往是不同類(lèi)型的地圖、不同的圖層，甚至是不同多邊形

26、疊置往往是不同類(lèi)型的地圖、不同的圖層，甚至是不同 比例尺的地圖進(jìn)行疊置，因此，同一條邊界線往往是不同的數(shù)據(jù)，比例尺的地圖進(jìn)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(shí)必然會(huì)出現(xiàn)一系列這樣在疊置時(shí)必然會(huì)出現(xiàn)一系列無(wú)意義的多邊形無(wú)意義的多邊形。所疊置的多邊形。所疊置的多邊形 的的邊界越精確邊界越精確，越容易越容易產(chǎn)生無(wú)意義的多邊形。這就是產(chǎn)生無(wú)意義的多邊形。這就是拓?fù)淦ヅ湔`差拓?fù)淦ヅ湔`差。 多邊形疊置所形成的多邊形疊置所形成的多邊形的數(shù)量多邊形的數(shù)量與原多邊形邊界的與原多邊形邊界的復(fù)雜程度復(fù)雜程度 有關(guān)。有關(guān)。如果多邊形之間具有如果多邊形之間具有統(tǒng)計(jì)獨(dú)立性統(tǒng)計(jì)獨(dú)立性時(shí)，產(chǎn)生時(shí)，產(chǎn)生中

27、等數(shù)量中等數(shù)量的多邊形；的多邊形； 如果是如果是高度相關(guān)高度相關(guān)的，則產(chǎn)生的，則產(chǎn)生大量無(wú)意義大量無(wú)意義的多邊形。的多邊形。-需要合并需要合并無(wú)意無(wú)意 義義的多邊形的多邊形 行政區(qū)劃行政區(qū)劃 街區(qū)線街區(qū)線 高度相關(guān)：高度相關(guān)： + 統(tǒng)計(jì)獨(dú)立性：統(tǒng)計(jì)獨(dú)立性： 土地利用土地利用 行政區(qū)劃行政區(qū)劃 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 合并無(wú)意義的多邊形的方法：合并無(wú)意義的多邊形的方法： A、用人機(jī)交互、用人機(jī)交互的方法把無(wú)意義的多邊形的方法把無(wú)意義的多邊形合并合并到大多邊形中；到大多邊形中； B、根據(jù)根據(jù)無(wú)意義多邊形的無(wú)意義多邊形的臨界值臨界值，自動(dòng)合并自動(dòng)合并到大多邊形中；到大多邊形中； C、用、用擬合后的

28、新邊界擬合后的新邊界進(jìn)行合并。進(jìn)行合并。 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 2）幾何誤差：）幾何誤差： 新邊界新邊界可能會(huì)可能會(huì)偏離偏離已制圖的邊界位置（或已制圖的邊界位置（或真實(shí)位真實(shí)位 置置）。為了保證人們習(xí)慣上認(rèn)為重要的邊界線的精度，）。為了保證人們習(xí)慣上認(rèn)為重要的邊界線的精度， 如境界、河流、主要道路等，處理時(shí)應(yīng)對(duì)這些邊界上如境界、河流、主要道路等，處理時(shí)應(yīng)對(duì)這些邊界上 的點(diǎn)的點(diǎn)加權(quán)加權(quán)使他們能使他們能盡可能地不被移動(dòng)盡可能地不被移動(dòng)。 3 3）屬性誤差：）屬性誤差： 實(shí)際上每個(gè)進(jìn)行疊置的多邊形實(shí)際上每個(gè)進(jìn)行疊置的多邊形本身本身的屬性就是的屬性就是有誤有誤 差差的，因?yàn)閷傩灾凳欠诸?lèi)的結(jié)果的，因

29、為屬性值是分類(lèi)的結(jié)果( (如把植被分為不同如把植被分為不同 的類(lèi)別的類(lèi)別) )，而分類(lèi)就會(huì)產(chǎn)生誤差。多幅圖的疊置會(huì)，而分類(lèi)就會(huì)產(chǎn)生誤差。多幅圖的疊置會(huì)使使 誤差急劇增加誤差急劇增加，以至使疊置出的結(jié)果，以至使疊置出的結(jié)果不可信不可信。 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 空間位置的不確定空間位置的不確定性指性指GIS中某一被描述物體與其中某一被描述物體與其 地面上真實(shí)物體位置上的差別；地面上真實(shí)物體位置上的差別； 屬性不確定性屬性不確定性是指某一物體在是指某一物體在GIS中被描述的屬性中被描述的屬性 與其真實(shí)的屬性之差別；與其真實(shí)的屬性之差別； 時(shí)域不確定性時(shí)域不確定性是指在描述地理現(xiàn)象時(shí)，時(shí)間描述上是

30、指在描述地理現(xiàn)象時(shí)，時(shí)間描述上 的差錯(cuò)；的差錯(cuò)； 邏輯上的不一致性邏輯上的不一致性指數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的不一致性，尤指數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的不一致性，尤 其是指拓?fù)溥壿嬌系牟灰恢滦?；其是指拓?fù)溥壿嬌系牟灰恢滦裕?數(shù)據(jù)的不完整性數(shù)據(jù)的不完整性指對(duì)于給定的目標(biāo)，指對(duì)于給定的目標(biāo)，GIS沒(méi)有盡可沒(méi)有盡可 能完全地表達(dá)該物體。能完全地表達(dá)該物體。 7-3 7-3 空間數(shù)據(jù)的不確定性空間數(shù)據(jù)的不確定性 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 不確定性舉例不確定性舉例 幾何：幾何： 海岸線、植被類(lèi)型的界線海岸線、植被類(lèi)型的界線 屬性：屬性： 植被面的類(lèi)別、林中的樹(shù)種植被面的類(lèi)別、林中的樹(shù)種 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 一、概述一、概述

31、 1、目前影響數(shù)據(jù)共享的因素、目前影響數(shù)據(jù)共享的因素 體制上體制上：行業(yè)數(shù)據(jù)保密政策。：行業(yè)數(shù)據(jù)保密政策。 技術(shù)上技術(shù)上：不同系統(tǒng)對(duì)空間數(shù)據(jù)采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)格式不同。：不同系統(tǒng)對(duì)空間數(shù)據(jù)采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)格式不同。 網(wǎng)絡(luò)化程度網(wǎng)絡(luò)化程度：資源共享是網(wǎng)絡(luò)主要功能之一，用戶可共享網(wǎng)絡(luò)分散：資源共享是網(wǎng)絡(luò)主要功能之一，用戶可共享網(wǎng)絡(luò)分散 在不同地點(diǎn)的各種軟硬件。在不同地點(diǎn)的各種軟硬件。 2 2、空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：、空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)： 是指空間數(shù)據(jù)的名稱(chēng)、代碼、分類(lèi)編碼、數(shù)據(jù)類(lèi)型、精度、單是指空間數(shù)據(jù)的名稱(chēng)、代碼、分類(lèi)編碼、數(shù)據(jù)類(lèi)型、精度、單 位、格式等的位、格式等的標(biāo)準(zhǔn)形式標(biāo)準(zhǔn)形式。每個(gè)地理信息系統(tǒng)都

32、必須具有相應(yīng)的空間。每個(gè)地理信息系統(tǒng)都必須具有相應(yīng)的空間 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。 返回返回 7-4 7-4 空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)-數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)共享 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 3 3、空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的狀況：、空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的狀況： 如果只針對(duì)如果只針對(duì)某一某一地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，并并 不困難不困難；如果所建立的空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)；如果所建立的空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)能為大家所承認(rèn)能為大家所承認(rèn)，為，為 大多數(shù)系統(tǒng)所接受和使用，就大多數(shù)系統(tǒng)所接受和使用，就比較復(fù)雜和困難比較復(fù)雜和困難。 目前，我國(guó)目前，我國(guó)已有一些與已有一些與GISGIS有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)容涉，內(nèi)

33、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(shù)規(guī)范、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(shù)規(guī)范、 數(shù)據(jù)記錄格式等。數(shù)據(jù)記錄格式等。 返回返回 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 二、空間數(shù)據(jù)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)二、空間數(shù)據(jù)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn) 1 1、原則：、原則： 1 1）遵循已有的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，以利于全國(guó)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)共享。）遵循已有的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，以利于全國(guó)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)共享。 2 2）遵循國(guó)務(wù)院有關(guān)部委以及軍隊(duì)正在使用的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。）遵循國(guó)務(wù)院有關(guān)部委以及軍隊(duì)正在使用的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。 3 3）遵循各領(lǐng)域中普遍使用和認(rèn)同的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。）遵循各領(lǐng)域中普遍使用和認(rèn)同的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。 4 4）當(dāng)各種數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)相互矛盾時(shí)，應(yīng)遵循由上而下的原則）

34、當(dāng)各種數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)相互矛盾時(shí)，應(yīng)遵循由上而下的原則 進(jìn)行處理。進(jìn)行處理。 5 5）制定新的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡可能參考同類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。）制定新的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡可能參考同類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。 返回返回 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 2 2、目前我國(guó)已有的與目前我國(guó)已有的與GISGIS有關(guān)的關(guān)于空間數(shù)據(jù)分類(lèi)的有關(guān)的關(guān)于空間數(shù)據(jù)分類(lèi)的 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)： GB2260-95 GB2260-95 中華人民共和國(guó)行政區(qū)劃代碼中華人民共和國(guó)行政區(qū)劃代碼 GB13923-92 GB13923-92 國(guó)土基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)分類(lèi)與代碼國(guó)土基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)分類(lèi)與代碼 GB11708-89 GB11708-89 公路橋梁命名和編碼規(guī)則公路橋梁命名和編碼

35、規(guī)則 GB14804-93 GB14804-93 1 1：500500、1 1：10001000、1 1：20002000地形要素地形要素 分類(lèi)與代碼分類(lèi)與代碼 等等。等等。 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 三、空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)三、空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn) 1 1、外部數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)、外部數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn) 特點(diǎn)特點(diǎn)：自動(dòng)化程度不高自動(dòng)化程度不高，速度較慢速度較慢等，但它等，但它可解決可解決不不 同同GISGIS之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換問(wèn)題。它仍然是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換問(wèn)題。它仍然是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享 的的主流方式主流方式。 GIS 1GIS 1 數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)格式 外部數(shù)據(jù)交換外部數(shù)據(jù)交換 格式標(biāo)準(zhǔn)格式標(biāo)準(zhǔn) 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 GIS 2GIS 2 數(shù)據(jù)格