第五講 元數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)質(zhì)量

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1第5講元數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)質(zhì)量Page

2元數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)質(zhì)量

學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、理解元數(shù)據(jù)的概念，了解空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)所用到的概念;2、了解空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的分類和標(biāo)準(zhǔn)；3、了解空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的獲取方法；4、弄清為什么在地理信息系統(tǒng)中使用元數(shù)據(jù)5、說明空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的應(yīng)用6、理解空間數(shù)據(jù)質(zhì)量及其相關(guān)概念7、了解空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，并分析造成數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的來源8、說明控制空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的措施Page

3第一節(jié)空間數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)一、元數(shù)據(jù)概念與分類二、空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)所涉及的概念三、空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)四、空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的獲取與管理五、空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的應(yīng)用Page

4一、元數(shù)據(jù)概念與分類元數(shù)據(jù)（Metadata）“meta”是一希臘語詞根，意思是“改變”，“Metadata”一詞的原意是關(guān)于數(shù)據(jù)變化的描述。一般都認(rèn)為元數(shù)據(jù)就是“關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)”，即關(guān)于數(shù)據(jù)的描述性數(shù)據(jù)信息。在地理空間數(shù)據(jù)中，元數(shù)據(jù)說明數(shù)據(jù)內(nèi)容、質(zhì)量、狀況和其他有關(guān)特征的背景信息。

（聯(lián)想：紙質(zhì)地圖的元數(shù)據(jù)）隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和GIS技術(shù)發(fā)展，特別是網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，空間數(shù)據(jù)共享日益普遍。管理和訪問大型數(shù)據(jù)集的復(fù)雜性正成為數(shù)據(jù)生產(chǎn)者和用戶面臨的突出問題。在這種情況下，空間數(shù)據(jù)的內(nèi)容、質(zhì)量、狀況等元數(shù)據(jù)信息變得更加重要。地理信息元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和操作工具已經(jīng)成為空間空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的一個重要組成部分。Page

5元數(shù)據(jù)產(chǎn)生背景一、元數(shù)據(jù)概念與分類1、元數(shù)據(jù)概念元數(shù)據(jù)：是關(guān)于數(shù)據(jù)變化的描述，是描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，它應(yīng)盡可能多地反映數(shù)據(jù)集自身的特征規(guī)律，以便于用戶對數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、高效與充分的開發(fā)與利用。關(guān)于元數(shù)據(jù)認(rèn)識的共同點(diǎn)是：元數(shù)據(jù)的目的是促進(jìn)數(shù)據(jù)集的高效利用，并為計(jì)算機(jī)輔助軟件工程服務(wù)。Page

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72、元數(shù)據(jù)的內(nèi)容元數(shù)據(jù)的內(nèi)容包括：

（1）對數(shù)據(jù)的描述，對數(shù)據(jù)集中各數(shù)據(jù)項(xiàng)，數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)所有者、數(shù)據(jù)序代（數(shù)據(jù)生產(chǎn)歷史）等的說明；

（2）對數(shù)據(jù)質(zhì)量的描述，如數(shù)據(jù)精度、數(shù)據(jù)的邏輯一致性、數(shù)據(jù)完整性、分辨率、源數(shù)據(jù)的比例尺等；（3）對數(shù)據(jù)處理的說明，如量綱的轉(zhuǎn)換等；

（4）對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法的描述；

（5）對數(shù)據(jù)庫的更新、集成方法等的說明。Page

83、元數(shù)據(jù)的主要作用（1）幫助數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位有效地管理和維護(hù)空間數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)文檔；（2）提供有關(guān)數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)內(nèi)容、數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)銷售等方面的信息，便于用戶查詢檢索地理空間數(shù)據(jù)；（3）提供通過網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢檢索的方法或途徑，以及與數(shù)據(jù)交換和傳輸有關(guān)的輔助信息；（4）幫助用戶了解數(shù)據(jù)，以便就數(shù)據(jù)是否能滿足其需求作出正確的判斷；（5）提供有關(guān)信息，以便用戶處理和轉(zhuǎn)換有用的數(shù)據(jù)。Page

94、元數(shù)據(jù)的表達(dá)形式

元數(shù)據(jù)的表達(dá)形式：元數(shù)據(jù)也是一種數(shù)據(jù)，在形式上與其他數(shù)據(jù)沒有區(qū)別，它可以以數(shù)據(jù)存在的任何一種形式存在。主要的形式是與元數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)相一致的數(shù)字形式，數(shù)字形式的元數(shù)據(jù)可以用多種方法建立、存儲和使用。（1）最基本的方法是文本文件。（2）元數(shù)據(jù)的另一種形式是用超文本鏈接標(biāo)示語言（HTML）編寫的超文本文件，用戶可用瀏覽器查閱元數(shù)據(jù)。（3）用通用標(biāo)示語言（SGML）建立元數(shù)據(jù)。SGML提供一種有效的方法連接元數(shù)據(jù)便于在空間數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)上查詢。Page

105、元數(shù)據(jù)的分類

分類原則不同，元數(shù)據(jù)的分類體系和內(nèi)容將會有很大的差異，主要分類方法有：根據(jù)元數(shù)據(jù)的內(nèi)容分類根據(jù)元數(shù)據(jù)描述對象分類根據(jù)數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中的作用分類根據(jù)元數(shù)據(jù)的作用分類

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11（1）根據(jù)元數(shù)據(jù)的內(nèi)容分類科研型元數(shù)據(jù)：主要目標(biāo)是幫助用戶獲取各種來源的數(shù)據(jù)及其相關(guān)信息，主要任務(wù)是幫助科研工作者高效獲取所需數(shù)據(jù)。評估型元數(shù)據(jù)：主要服務(wù)于數(shù)據(jù)利用的評價(jià)。模型元數(shù)據(jù)：用于描述數(shù)據(jù)模型的元數(shù)據(jù)，與描述數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)在結(jié)構(gòu)上大致相同。Page

12（2）根據(jù)元數(shù)據(jù)描述對象分類數(shù)據(jù)層元數(shù)據(jù)：指描述數(shù)據(jù)集中每個數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)。屬性元數(shù)據(jù)：關(guān)于屬性數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)。實(shí)體元數(shù)據(jù)：是描述整個數(shù)據(jù)集的元數(shù)據(jù)。Page

13（3）根據(jù)數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中的作用分類系統(tǒng)級別元數(shù)據(jù)：指用于實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)特征或管理文件系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的信息。應(yīng)用層元數(shù)據(jù)：指有助于用戶查找、評估、訪問和管理數(shù)據(jù)等與數(shù)據(jù)用戶有關(guān)的信息。Page

14（4）根據(jù)元數(shù)據(jù)的作用分類說明元數(shù)據(jù)：是為用戶使用數(shù)據(jù)服務(wù)的元數(shù)據(jù)。多為描述性信息，側(cè)重?cái)?shù)據(jù)庫的說明?？刂圃獢?shù)據(jù)：是用于計(jì)算機(jī)操作流程控制的元數(shù)據(jù)，這類元數(shù)據(jù)有一定的關(guān)鍵詞和特定的句法來實(shí)現(xiàn)。Page

15二、空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)所涉及的概念空間數(shù)據(jù)：用于確定具有自然特征或者人工建筑特征的地理實(shí)體的地理位置、屬性及其便捷的信息；類型：在元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中，數(shù)據(jù)類型指該數(shù)據(jù)能接收的值的類型；對象:

對地理實(shí)體的部分或整體的數(shù)字表達(dá)；實(shí)體類型：對于具有相似地理特征的地理實(shí)體集合的定義和描述；點(diǎn):

用于位置確定的零維地理對象；結(jié)點(diǎn):

拓?fù)溥B接兩個或多個鏈或環(huán)的一維對象；標(biāo)識點(diǎn):

顯示地圖或圖表時(shí)，用于特征標(biāo)識的參考點(diǎn)；Page

16線:

一維對象的一般術(shù)語；線段:

兩個點(diǎn)之間的直線段；弧:

由數(shù)學(xué)表達(dá)式確定的點(diǎn)集組成的弧狀曲線；鏈:

兩個結(jié)點(diǎn)之間的拓?fù)潢P(guān)聯(lián)；鏈環(huán):

非相切線段或由結(jié)點(diǎn)區(qū)分的弧段構(gòu)成的有方向無分支序列；環(huán):

封閉狀不相切鏈環(huán)或弧段序列；多邊形:

在二維平面中由封閉弧段包圍的區(qū)域；二、空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)所涉及的概念Page

17外多邊形:

數(shù)據(jù)覆蓋區(qū)域內(nèi)最外側(cè)的多邊形，其面積是其他所有多邊形的面積之和；內(nèi)部區(qū)域:

不包括其邊界的區(qū)域；格網(wǎng):

組成一規(guī)則或近似規(guī)則的棋盤狀鑲嵌表面的格網(wǎng)集合，或者組成一規(guī)則或近似規(guī)則的棋盤狀鑲嵌表面的點(diǎn)集合；格網(wǎng)單元:

表示格網(wǎng)最小可分要素的二維對象；矢量:

有方向線的組合；柵格:

同一格網(wǎng)或數(shù)字影像的一個或多個疊加層；二、空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)所涉及的概念Page

18像元:

二維圖形要素，它是數(shù)字影像最小要素；柵格對象:

一個或多個影像或格網(wǎng)，每一個影像或格網(wǎng)表示一個數(shù)據(jù)層，各層之間相應(yīng)的格網(wǎng)單元或像元一致且相互套準(zhǔn)；圖形:

與預(yù)定義的限制規(guī)則一致的零維、一維和二維有拓?fù)湎嚓P(guān)的對象集；數(shù)據(jù)層:

集成到一起的面域分布空間數(shù)據(jù)集，它用于表示一個主體中的實(shí)體，或者有一公共屬性或?qū)傩灾档目臻g對象的聯(lián)合；二、空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)所涉及的概念Page

19層:

在有序系統(tǒng)中數(shù)據(jù)層、級別或梯度序列；緯度:

在中央經(jīng)線上度量，以角度單位度量離開赤道的距離；經(jīng)度:

經(jīng)線面到格林威治中央經(jīng)線面的角度距離；經(jīng)圈:

穿過地球兩極的地球的大圓圈；坐標(biāo):

在笛卡爾坐標(biāo)系中沿平行X軸和Y軸測量的坐標(biāo)值；投影:

將地球球面坐標(biāo)中的空間特征（集）轉(zhuǎn)化到平面坐標(biāo)體系時(shí)使用的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換方法；二、空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)所涉及的概念Page

20投影參數(shù):

對數(shù)據(jù)集進(jìn)行投影操作時(shí)用于控制投影誤差、變形實(shí)際分布的參考特征；地圖:空間現(xiàn)象的空間表征，通常以平面圖形表示；現(xiàn)象:

事實(shí)、發(fā)生的事件、狀態(tài)等；分辨率:由涉及到或使用的測量工具或分析方法能區(qū)分開的兩個獨(dú)立測量或計(jì)算的值的最小差值；質(zhì)量:

數(shù)據(jù)符合一定使用要求的基本或獨(dú)特的性質(zhì)；二、空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)所涉及的概念Page

21詳述:

用一對數(shù)或三個數(shù)分別直接描述水平位置和三維位置的方法；介質(zhì):

用于記錄、存儲或傳遞數(shù)據(jù)的物理設(shè)備。二、空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)所涉及的概念Page

22三、空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)

空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的建立是空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的前提和保證，只有建立起規(guī)范的空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)才能有效利用空間數(shù)據(jù)。目前，空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)已形成了一些區(qū)域性或部門性的標(biāo)準(zhǔn)。下表為有關(guān)空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的幾個現(xiàn)有主要標(biāo)準(zhǔn)。Page

23三、空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)名稱建立標(biāo)準(zhǔn)的組織CSDGM地球空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)FGDC，美國聯(lián)邦空間數(shù)據(jù)委員會GDDD數(shù)據(jù)集描述方法MEGRIN，歐洲地圖事務(wù)組織CGSB空間數(shù)據(jù)集描述CSC，加拿大標(biāo)準(zhǔn)委員會CEN地學(xué)信息—數(shù)據(jù)描述—元數(shù)據(jù)CEN/TC287DIF目錄交換格式NASAISO地理信息ISO/TC211Page

24三、空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)

美國聯(lián)邦空間數(shù)據(jù)委員會（FGDC）的空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)的影響較大，該標(biāo)準(zhǔn)用于確定地學(xué)空間數(shù)據(jù)庫的元數(shù)據(jù)內(nèi)容。該標(biāo)準(zhǔn)于1992年7月開始起草，1994年7月8日，F(xiàn)GDC正式確認(rèn)該標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)將地學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用的空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)分為7個部分，它們是：數(shù)據(jù)標(biāo)識信息、數(shù)據(jù)質(zhì)量信息、空間數(shù)據(jù)組織信息、空間參照系統(tǒng)信息、地理實(shí)體及屬性信息、數(shù)據(jù)傳播及共享信息和元數(shù)據(jù)參考信息。元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化這一問題逐漸成為共享地學(xué)信息的熱點(diǎn)。元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)依賴于信息共享標(biāo)準(zhǔn)的理論。Page

25三、空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)Page

26四、空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的獲取與管理

空間數(shù)據(jù)的地理特征要求對數(shù)據(jù)的各種操作，從數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)更新等方面應(yīng)有一套面向地理對象的方法，相應(yīng)的空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的內(nèi)容和相關(guān)的操作也就具有了不同于其它類數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的特點(diǎn)?？臻g數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的獲取空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的管理Page

271、空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的獲取

獲取分為三個階段：數(shù)據(jù)收集前、數(shù)據(jù)收集中和數(shù)據(jù)收集后。對于模型元數(shù)據(jù)，這三個階段分別是模型形成前、模型形成中和模型形成后。第一階段的元數(shù)據(jù)是根據(jù)要建設(shè)的數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容而設(shè)計(jì)的元數(shù)據(jù)，內(nèi)容包括：（1）普通元數(shù)據(jù)；（2）專指性元數(shù)據(jù)；

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281、空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的獲取第二階段的元數(shù)據(jù)隨數(shù)據(jù)的形式同步產(chǎn)生。第三階段的元數(shù)據(jù)是在上述數(shù)據(jù)收集到以后，根據(jù)需要產(chǎn)生的。獲取方法：（1）鍵盤輸入法：一般工作量大且易出錯，如有可能應(yīng)盡量避免。（2）關(guān)聯(lián)表法：是通過公共項(xiàng)（字段）從已存在的元數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)中獲取有關(guān)的元數(shù)據(jù)。（3）測量法：易使用且出錯少。（4）計(jì)算法：由其他元數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)計(jì)算得到的元數(shù)據(jù)。（5）推理法：根據(jù)數(shù)據(jù)的特征獲取元數(shù)據(jù)。在元數(shù)據(jù)獲取的不同階段，使用的方法也有差異。在第一階段主要是鍵盤輸入法和關(guān)聯(lián)表法；第二階段主要是采樣測量法；第三階段主要是計(jì)算法和推理法。Page

292、空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的管理

空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的理論和方法涉及到數(shù)據(jù)庫和元數(shù)據(jù)兩方面。由于元數(shù)據(jù)的內(nèi)容、形式的差異，元數(shù)據(jù)的管理與數(shù)據(jù)涉及的領(lǐng)域有關(guān)，它通過建立不同數(shù)據(jù)領(lǐng)域基礎(chǔ)上的元數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。在元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中，物理層存放數(shù)據(jù)與元數(shù)據(jù)，該層由一些軟件通過一定的邏輯關(guān)系與邏輯層關(guān)聯(lián)起來。在概念層中用描述語言及模型定義了許多概念，如實(shí)體名稱、允許屬性值的類型、缺省值、允許輸入與輸出的內(nèi)容、元數(shù)據(jù)的變化、操作模型等。通過這些概念及其限制特征，經(jīng)過與邏輯層關(guān)聯(lián)可獲取、更新物理層的元數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)。Page

30五、空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的應(yīng)用使用元數(shù)據(jù)的原因空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的應(yīng)用Page

311、使用元數(shù)據(jù)的原因完整性：元數(shù)據(jù)可以幫助實(shí)現(xiàn)類與類之間的相互印證?？蓴U(kuò)展性：動態(tài)變化元數(shù)據(jù)信息可以有意地延伸一種計(jì)算機(jī)語言或者數(shù)據(jù)庫特征的語義。特殊化：元數(shù)據(jù)可以表達(dá)繼承機(jī)制的信息。安全性：類的信息表示為元數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，可以被類檢測者訪問。查錯功能：在查錯時(shí)使用元數(shù)據(jù)信息，有助于檢測可運(yùn)行應(yīng)用系統(tǒng)的解釋和修改狀態(tài)。瀏覽功能：為數(shù)據(jù)的控制開發(fā)瀏覽器時(shí)，為顯示數(shù)據(jù)，要求能解譯數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，而這些信息是以元數(shù)據(jù)來表達(dá)的。程序生成：如果允許訪問元數(shù)據(jù)，則可以利用關(guān)于結(jié)構(gòu)的信息自動生成程序。Page

322、空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的應(yīng)用幫助用戶獲取數(shù)據(jù)：通過元數(shù)據(jù)，用戶可以對空間數(shù)據(jù)庫進(jìn)行瀏覽、檢索和研究等?？臻g數(shù)據(jù)質(zhì)量控制：無論是統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)還是空間數(shù)據(jù)都存在數(shù)據(jù)精度問題。影響空間數(shù)據(jù)精度的原因主要有兩個方面：一是源數(shù)據(jù)精度；二是數(shù)據(jù)加工處理過程中精度質(zhì)量的控制情況?？臻g數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的主要內(nèi)容有：（1）由準(zhǔn)確定義的數(shù)據(jù)字典，說明數(shù)據(jù)的組成、各部分的名稱和表征的內(nèi)容等。（2）保證數(shù)據(jù)邏輯科學(xué)地集成，要求數(shù)據(jù)按一定邏輯關(guān)系有效地組合。（3）有足夠的說明數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)的加工處理過程、數(shù)據(jù)解譯的信息。Page

332、空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的應(yīng)用在數(shù)據(jù)集成中的應(yīng)用：數(shù)據(jù)集層次的元數(shù)據(jù)記錄了數(shù)據(jù)格式、空間坐標(biāo)體系、數(shù)據(jù)的表達(dá)形式、數(shù)據(jù)類型等信息；系統(tǒng)層次和應(yīng)用層次的元數(shù)據(jù)則記錄了數(shù)據(jù)使用軟硬件環(huán)境、數(shù)據(jù)使用規(guī)范、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等信息。這些信息在數(shù)據(jù)集成的一系列處理中，如數(shù)據(jù)空間匹配、屬性一致化處理、數(shù)據(jù)在各平臺之間的轉(zhuǎn)換使用等是必需的。這些信息能夠使系統(tǒng)有效地控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)存儲和功能實(shí)現(xiàn)：元數(shù)據(jù)系統(tǒng)用于數(shù)據(jù)庫的管理，可以避免數(shù)據(jù)的重復(fù)存儲，通過元數(shù)據(jù)建立的邏輯數(shù)據(jù)索引可以高效查詢檢索分布式數(shù)據(jù)庫中任何物理存儲的數(shù)據(jù)，減少用戶查詢數(shù)據(jù)庫及獲取數(shù)據(jù)的時(shí)間，從而降低數(shù)據(jù)庫的費(fèi)用。Page

34第二節(jié)空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的概念空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的來源與分析數(shù)據(jù)質(zhì)量控制Page

35一、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的概念空間數(shù)據(jù)：是對有關(guān)空間位置、專題特征及時(shí)間信息的符號紀(jì)錄，是對現(xiàn)實(shí)世界中空間特征和過程的抽象表達(dá)?？臻g數(shù)據(jù)質(zhì)量：空間數(shù)據(jù)在表達(dá)實(shí)體空間位置、特征和實(shí)踐所能達(dá)到的準(zhǔn)確性、一致性、完整性和三者統(tǒng)一性的程度，以及數(shù)據(jù)適應(yīng)于不同應(yīng)用的能力。Page

36二、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)與數(shù)據(jù)質(zhì)量相關(guān)的幾個概念空間數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Page

371、相關(guān)概念誤差：

數(shù)據(jù)與真值之間的差異準(zhǔn)確度：測量值與真值之間的接近程度精度：

對現(xiàn)象描述的詳細(xì)程度不確定性：關(guān)于空間過程和特征不能準(zhǔn)確確定的程度，在真值不可測或無法知道時(shí)，取代誤差?？臻g分辨率：兩個可測量數(shù)值之間最小的可辨識的差異。比例尺：地圖上一個記錄的距離和它所表現(xiàn)的“真實(shí)世界的”距離之間的一個比例。Page

382、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

空間數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是生產(chǎn)、使用和評價(jià)空間數(shù)據(jù)的依據(jù)。數(shù)據(jù)質(zhì)量是數(shù)據(jù)整體性能的綜合體現(xiàn)。其主要內(nèi)容如下：數(shù)據(jù)說明：要求對空間數(shù)據(jù)的來源、數(shù)據(jù)內(nèi)容及其處理過程等作出準(zhǔn)確、全面和詳盡的說明。位置精度：指空間實(shí)體的坐標(biāo)數(shù)據(jù)與實(shí)體真實(shí)位置的接近程度，常表現(xiàn)為空間三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)的精度。屬性精度：指空間實(shí)體的屬性值與其真值相符的程度。它取決于地理數(shù)據(jù)的類型，常常與位置精度有關(guān)。時(shí)間精度：指時(shí)間的現(xiàn)勢性?？梢酝ㄟ^數(shù)據(jù)更新的時(shí)間和頻度來體現(xiàn)。Page

392、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)邏輯一致性：指地理數(shù)據(jù)關(guān)系上的可靠性，包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)內(nèi)容，以及拓?fù)湫再|(zhì)上的內(nèi)在一致性。完整性：指地理數(shù)據(jù)在范圍、內(nèi)容及結(jié)構(gòu)等方面滿足所有要求的完整程度，包括數(shù)據(jù)范圍、空間實(shí)體類型、空間關(guān)系分類、屬性特征分類等方面的完整性。表達(dá)形式的合理性：指數(shù)據(jù)抽象、數(shù)據(jù)表達(dá)與實(shí)體的吻合性，包括空間特征、專題特征和時(shí)間特征表達(dá)的合理性等。：Page

40三、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的來源與分析源誤差

空間現(xiàn)象自身存在的不穩(wěn)定性

空間現(xiàn)象的表達(dá)操作誤差空間數(shù)據(jù)使用中的誤差Page

41Page

421、源誤差地面測量數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的誤差地圖數(shù)字化數(shù)據(jù)的誤差遙感數(shù)據(jù)的誤差Page

43（1）地面測量數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的誤差

來源于地面測量的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中含有控制測量和碎部測量誤差。其中控制點(diǎn)誤差又受控制網(wǎng)的參考基準(zhǔn)、網(wǎng)形和觀測精度以及觀測費(fèi)用等因素的影響。碎部點(diǎn)誤差除繼承了控制點(diǎn)的誤差外，還受自身的觀測方法、觀測精度和地界的人為判斷，以及地物地貌的取舍等因素的影響。當(dāng)然，原始觀測誤差受觀測儀器、觀測者和外界環(huán)境三種因素影響。地面測量數(shù)據(jù)中的誤差可以表現(xiàn)為隨機(jī)誤差、系統(tǒng)誤差或粗差。一般而言，粗差可采用可靠性理論探測剔除，系統(tǒng)誤差可采用實(shí)驗(yàn)方法校正或建立系統(tǒng)誤差模型處理，隨機(jī)誤差可采用隨機(jī)模型，如最小二乘法平差處理。利用誤差傳播規(guī)律可求得點(diǎn)坐標(biāo)的方差—協(xié)方差矩陣或誤差橢圓（球）元素來表達(dá)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的精度。

測量方面的誤差通常考慮的是：系統(tǒng)誤差、操作誤差和偶然誤差。Page

44（2）地圖數(shù)字化數(shù)據(jù)的誤差

地圖數(shù)字化是GIS數(shù)據(jù)來源之一，原圖固有誤差和數(shù)字化過程誤差是地圖數(shù)字化數(shù)據(jù)誤差的主要來源。原圖固有誤差除含有上述地面控制測量和碎部測量的全部誤差外，還含有制圖誤差。制圖誤差數(shù)字化誤差Page

45①制圖誤差控制點(diǎn)展繪誤差：展繪控制點(diǎn)是成圖的第一步。編繪誤差：地形圖的編繪一般用攝影測量手段把各種原始資料化為同一比例尺的過程，其中所引入的誤差大約在0.30～0.33毫米之間。繪圖誤差：這項(xiàng)誤差是在繪圖過程中產(chǎn)生的。綜合誤差：地圖綜合誤差的大小取決于特征的類型與復(fù)雜程度，故該項(xiàng)誤差極難量化。Page

46①制圖誤差地圖復(fù)制誤差：地圖復(fù)制誤差的均方差為0.1～0.2毫米。分色版套合誤差：該項(xiàng)誤差的均方差為0.17～0.30毫米。繪圖材料的變形誤差：地圖一般印刷于紙質(zhì)載體上，隨著溫度和濕度的變化，紙的尺寸也會改變。歸化到同一比例尺所引起的誤差：地圖的比例尺是指真實(shí)的主比例尺，在將地圖數(shù)字化或從地圖量距時(shí)，必須利用適當(dāng)?shù)谋壤咭蜃舆M(jìn)行修正。Page

47①制圖誤差特征的定義：自然界的許多特征并無明確的界限。特征定義會引起特征位置的某些不確定性，但并非所有的特征都有此誤差。特征夸大誤差：為了增強(qiáng)地圖的易讀性，有時(shí)需要夸大某些特征，因?yàn)樗鼈冊趫D上難以按其真實(shí)情況表示。由于很難知道制圖過程中各種誤差間的關(guān)系以及圖紙尺寸的不穩(wěn)定性，因此，很難準(zhǔn)確地評價(jià)原圖固有誤差。Page

48②數(shù)字化誤差

數(shù)字化方式主要有手扶跟蹤數(shù)字化和掃描數(shù)字化。在生產(chǎn)實(shí)踐中，采用掃描數(shù)字化，然后屏幕半自動化跟蹤。線劃跟蹤與掃描數(shù)字化所引起的平面誤差較小，只是在掃描時(shí)，要素結(jié)合處出現(xiàn)的誤差較大。手扶跟蹤數(shù)字化引起的誤差主要與被數(shù)字化的要素對象、作業(yè)員和數(shù)字化儀有關(guān)。要素對象：要素本身的寬度、密度和復(fù)雜程度對數(shù)字化誤差有顯著影響。Page

49②數(shù)字化誤差作業(yè)員：作業(yè)員的經(jīng)驗(yàn)與技能主要表現(xiàn)在選擇最佳點(diǎn)位、跟蹤曲線和判斷十字絲與目標(biāo)重合程度的能力等方面。數(shù)字化儀：數(shù)字化儀的分辨率對數(shù)字化誤差有決定性影響。一般在選擇數(shù)字化儀時(shí)采用經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原則。Page

50（3）遙感數(shù)據(jù)誤差

遙感數(shù)據(jù)的誤差積累過程可以分為：數(shù)據(jù)獲取誤差、數(shù)據(jù)預(yù)處理誤差和人工判讀誤差等。數(shù)據(jù)獲取誤差：遙感資料獲取時(shí)存在著多種誤差。其中有些誤差源是可控的，有些則是不可控的，可控的數(shù)據(jù)獲取誤差又包括幾何誤差和遙感平臺誤差。數(shù)據(jù)預(yù)處理誤差：數(shù)據(jù)預(yù)處理包括利用地面控制對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行的幾何校正、圖像增強(qiáng)和分類等。這些預(yù)處理會引入各種各樣的誤差。Page

51（3）遙感數(shù)據(jù)誤差人工判讀誤差：在數(shù)據(jù)分析和判讀階段會引入人工判讀誤差。在GIS中使用遙感數(shù)據(jù)時(shí)，人工判讀會影響隨后的地圖分析結(jié)果。Page

522、操作誤差

除了地圖原始錄入數(shù)據(jù)本身帶有的源誤差外，空間數(shù)據(jù)處理操作中還會引入新誤差。由計(jì)算機(jī)字長引起的誤差

空間數(shù)據(jù)處理中的誤差在計(jì)算機(jī)中，數(shù)據(jù)是由一定字長的編碼表示的。舍入誤差是由計(jì)算機(jī)字長引起的一種誤差。除了數(shù)據(jù)處理精度外，數(shù)據(jù)存儲精度也與計(jì)算機(jī)字長有關(guān)。Page

53（1）空間數(shù)據(jù)處理中的誤差投影變換：地圖投影是三維地球橢球面到二維平面的拓?fù)渥儞Q。在不同投影形式下，地理特征的位置、面積和方向的表現(xiàn)會有誤差。數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換：在矢量格式和柵格格式之間的轉(zhuǎn)換中，數(shù)據(jù)所表達(dá)的空間特征的位置具有差異性。數(shù)據(jù)抽象：在數(shù)據(jù)發(fā)生比例尺變換時(shí)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類、歸并、合并等操作時(shí)產(chǎn)生的誤差。建立