第六講空間數(shù)據(jù)質(zhì)量與元數(shù)據(jù)

第六講空間數(shù)據(jù)質(zhì)量與元數(shù)據(jù)第一頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一學(xué)習(xí)目標(biāo)·理解空間數(shù)據(jù)質(zhì)量及其相關(guān)概念·了解空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評價的標(biāo)準(zhǔn)，并分析造成數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的來源·說明控制空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的措施·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·了解空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的分類和標(biāo)準(zhǔn)·了解空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的獲取方法·弄清為什么在地理信息系統(tǒng)中使用元數(shù)據(jù)·說明空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的應(yīng)用

重點：空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的概念，數(shù)據(jù)質(zhì)量評價，元數(shù)據(jù)的概念。難點：元數(shù)據(jù)的分類與標(biāo)準(zhǔn)。第五章空間數(shù)據(jù)質(zhì)量與元數(shù)據(jù)第二頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一第一節(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)量控制第三頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一一、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、專題特征及時間信息的符號紀(jì)錄，是對現(xiàn)實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)實體空間位置、特征和實踐所能達(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。第四頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一二、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評價數(shù)據(jù)質(zhì)量特征（1）誤差（2）準(zhǔn)確度（3）精度（4）不確定性空間數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（1）數(shù)據(jù)說明（2）位置精度（3）屬性精度（4）時間精度（5）邏輯一致性（6）完整性（7）表達(dá)形式的合理性第五頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一1）數(shù)據(jù)質(zhì)量的基本特征準(zhǔn)確度：測量值與其實際真值的接近程度精度：對象表達(dá)的詳細(xì)程度，包括定位精度、屬性精度、空間分辨力AB(1)AB(2)BA(3)A的準(zhǔn)確度低于B，但A的精度高于B(1)、(2)中A、B準(zhǔn)確度一致，但A的精度高于B第六頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一2）數(shù)據(jù)質(zhì)量的基本特征（續(xù)）不確定性：當(dāng)某種現(xiàn)象不能精確測定時，其值無法知道，其誤差也就無法確定，這時就用不確定性代替誤差，一般采取對同一現(xiàn)象進(jìn)行多次觀測并求標(biāo)準(zhǔn)差來表示相容性：兩個來源數(shù)據(jù)在同一應(yīng)用中的難易程度土地利用圖拼接時，邊緣處地物類型和幾何位置應(yīng)該相容不同比例尺可造成數(shù)據(jù)的不相容，如一種圖上有，而另一種圖上被忽略一致性：同一現(xiàn)象或同類現(xiàn)象表達(dá)的一致程度，包括位置不一致：河流,行政邊界在不同的圖上形狀不同邏輯不一致：道路不能穿越房子、等高線不能交叉第七頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一2）數(shù)據(jù)質(zhì)量的基本特征（續(xù)）完整性：指數(shù)據(jù)的完整性，包括分層的完整性、分類的完整性、內(nèi)容完整性（不缺少數(shù)據(jù)）可得性：獲得或使用數(shù)據(jù)的容易程度現(xiàn)勢性：數(shù)據(jù)反映客觀現(xiàn)象目前狀況的程度，對許多類型的地理信息來說，時間是一個嚴(yán)格的因素，如人口統(tǒng)計信息、土地利用類型信息適用性：數(shù)據(jù)質(zhì)量的適用性主要取決于所使用數(shù)據(jù)的內(nèi)容與質(zhì)量、用戶的財力、獲得數(shù)據(jù)的易容程序等上述這些數(shù)據(jù)質(zhì)量的基本特征決定了數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞。第八頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一2、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：指空間實體的坐標(biāo)數(shù)據(jù)與實體真實位置的接近程度，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)。時間精度：指時間的現(xiàn)勢性?？梢酝ㄟ^數(shù)據(jù)更新的時間和頻度來體現(xiàn)。第九頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一2、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)與實體的吻合性，包括空間特征、專題特征和時間特征表達(dá)的合理性等。第十頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一三、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)使用中的誤差第十一頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一第十二頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一1、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)的誤差第十三頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一（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用等因素的影響。碎部點誤差除繼承了控制點的誤差外，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)誤差可采用實驗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。第十四頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一（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)字化誤差第十五頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一①制圖誤差控制點展繪誤差：展繪控制點是成圖的第一步。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，故該項誤差極難量化。第十六頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一①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的主比例尺，在將地圖數(shù)字化或從地圖量距時，必須利用適當(dāng)?shù)谋壤咭蜃舆M(jìn)行修正。第十七頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一①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：為了增強地圖的易讀性，有時需要夸大某些特征，因為它們在圖上難以按其真實情況表示。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)確地評價原圖固有誤差。第十八頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一②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，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。第十九頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一②數(shù)字化誤差作業(yè)員：作業(yè)員的經(jīng)驗與技能主要表現(xiàn)在選擇最佳點位、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)字化儀時采用經(jīng)濟(jì)實用的原則。第二十頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一（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、圖像增強和分類等。這些預(yù)處理會引入各種各樣的誤差。第二十一頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一（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，人工判讀會影響隨后的地圖分析結(jié)果。第二十二頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一2、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。由計算機(jī)字長引起的誤差

空間數(shù)據(jù)處理中的誤差在計算機(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)存儲精度也與計算機(jī)字長有關(guān)。第二十三頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一（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，對數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類、歸并、合并等操作時產(chǎn)生的誤差。建立拓?fù)潢P(guān)系：建立拓?fù)溥^程中，伴隨有數(shù)據(jù)所表達(dá)的空間特征的位置坐標(biāo)的變化。第二十四頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一（1）空間數(shù)據(jù)處理中的誤差與主控數(shù)據(jù)層的匹配：為保證各數(shù)據(jù)層之間空間位置的協(xié)調(diào)性，在同一地區(qū)的多層數(shù)據(jù)面中，一般建立一個主控數(shù)據(jù)層，以控制其他數(shù)據(jù)層的邊界和控制點。在與主控數(shù)據(jù)層匹配的過程中也會存在空間位移，從而導(dǎo)致誤差。數(shù)據(jù)疊加操作和更新：數(shù)據(jù)在疊加運算以及數(shù)據(jù)更新時，會產(chǎn)生空間位置和屬性值的差異。數(shù)據(jù)集成處理：在來源不同、類型不同的各種數(shù)據(jù)集的相互操作過程中錯產(chǎn)生的誤差。第二十五頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一（1）空間數(shù)據(jù)處理中的誤差數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)：數(shù)據(jù)在可視化表達(dá)過程中，為適應(yīng)視覺效果序?qū)?shù)據(jù)的空間特征位置、注記等進(jìn)行調(diào)整，由此產(chǎn)生數(shù)據(jù)表達(dá)上的誤差。數(shù)據(jù)處理過程中誤差的傳遞和擴(kuò)散：在數(shù)據(jù)處理的各個環(huán)節(jié)和過程中，誤差是累積和擴(kuò)散的，前一過程的誤差可能成為下一階段的誤差起源，從而導(dǎo)致新的誤差的產(chǎn)生。第二十六頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一3、空間數(shù)據(jù)使用中的誤差

在空間數(shù)據(jù)使用過程中也會導(dǎo)致誤差的出現(xiàn)，主要表現(xiàn)在兩方面：一是用戶錯誤理解信息造成的誤差；二是缺少文檔說明，從而導(dǎo)致用戶不正確地使用信息，造成數(shù)據(jù)的隨意性使用而使誤差擴(kuò)散。一般來說，源誤差遠(yuǎn)大于操作誤差，因此，要想控制GIS產(chǎn)品的質(zhì)量，良好的原始錄用數(shù)據(jù)是首要的。第二十七頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一數(shù)據(jù)采集野外測量誤差：儀器誤差、地圖數(shù)據(jù)誤差：原始數(shù)據(jù)誤差、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換誤差遙感數(shù)據(jù)誤差：信息提取誤差數(shù)據(jù)輸入數(shù)字化誤差：儀器誤差、操作誤差不同系統(tǒng)格式轉(zhuǎn)換誤差:柵格-矢量互換、三角網(wǎng)-等值線互換數(shù)據(jù)存儲數(shù)值精度不夠空間精度不夠：格網(wǎng)或圖像太大、地圖最小制圖單元太大數(shù)據(jù)操作分類間隔不合理多層數(shù)據(jù)疊加引起的誤差傳播：插值誤差比例尺太小引起的誤差數(shù)據(jù)輸出輸出設(shè)備不精確引起的誤差輸出的媒介不穩(wěn)定造成的誤差數(shù)據(jù)使用對數(shù)據(jù)所包含的信息的誤解對數(shù)據(jù)信息使用不當(dāng)使用GIS過程中的誤差來源（陳俊、宮鵬，1998）返回第二十八頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一3）數(shù)據(jù)的誤差類型誤差類型的分類有不同的方法GIS數(shù)據(jù)處理過程分類（史文中，1994）按誤差性質(zhì)來分類幾何誤差、屬性誤差、時間誤差、邏輯誤差地形圖誤差地形圖的位置誤差、屬性誤差、時間誤差、邏輯不一致性誤差、不完整性誤差數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和處理誤差數(shù)字化誤差（儀器誤差、操作誤差）、不同格式轉(zhuǎn)換誤差、不同GIS系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換誤差應(yīng)用分析誤差數(shù)據(jù)層疊置時冗余多邊形數(shù)據(jù)應(yīng)用時，應(yīng)用模型引起的誤差第二十九頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一明顯誤差數(shù)據(jù)年代久遠(yuǎn)、地圖比例尺、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)的可接近性、數(shù)據(jù)代價原始測量誤差位置誤差、屬性誤差、數(shù)據(jù)輸入輸出誤差、觀測者偏差、獲取數(shù)據(jù)時不同環(huán)境所引起的誤差數(shù)據(jù)處理誤差計算機(jī)字長引起的誤差、處理模型引起的誤差、邏輯誤差、地圖疊置誤差、拓?fù)潢P(guān)系所造成的誤差、分類及處理方法引起的誤差按誤差來源分類返回第三十頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一四、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

數(shù)據(jù)質(zhì)量控制是指為達(dá)到規(guī)范或規(guī)定對數(shù)據(jù)質(zhì)量要求而采取的作業(yè)技術(shù)和措施?？臻g數(shù)據(jù)質(zhì)量控制常見的方法有：傳統(tǒng)的手工方法：主要是將數(shù)字化數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)源進(jìn)行圖形部分和屬性部分的比較檢查。元數(shù)據(jù)方法：通過元數(shù)據(jù)可以檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量，通過跟蹤元數(shù)據(jù)可以了解數(shù)據(jù)質(zhì)量的狀況和變化。地理相關(guān)法：指的是用空間數(shù)據(jù)的地理特征要素自身的相關(guān)性來分析數(shù)據(jù)的質(zhì)量。第三十一頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一對數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制或質(zhì)量評價一般從數(shù)據(jù)的邏輯性檢查入手，例如停車場與橋梁與公路應(yīng)該有接口相鄰地物的邊界不能有交叉和裂縫不同弧段依附于同一結(jié)點時，坐標(biāo)應(yīng)該一致第三十二頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一屬性相鄰的地塊應(yīng)該合并地類標(biāo)注應(yīng)該符合植物的演變規(guī)律第三十三頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一5）數(shù)據(jù)幾何誤差檢測和表達(dá)點誤差：某點的測量值與其真實位置之間的差異，一般采取點位誤差分布橢圓表示線誤差：線誤差的分布可以采取“骨頭型”和“車鏈型”分布帶表示，也可以采用-帶表示點誤差分布模型線誤差分布模型真實位置測量位置第三十四頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一6）屬性誤差不確定性屬性數(shù)據(jù)是指對于某一GIS中點、線、面或遙感數(shù)據(jù)的屬性值或?qū)傩灶悇e的描述屬性數(shù)據(jù)可以具有（離散）類別值或連續(xù)值，也可以區(qū)分為定性或定量屬性值類別變量是一個有限集合內(nèi)的有限個元素，如土地覆蓋分類系統(tǒng)中的土地類別是有限的，這時類別值沒有先后、大小的涵義連續(xù)變量是某一區(qū)間內(nèi)的任意值，如環(huán)境指標(biāo)從1到4依次表示最好到最差，這時類別值有先后次序的涵義屬性數(shù)據(jù)誤差由屬性的取值與其真值的相差程度決定連續(xù)屬性數(shù)據(jù)誤差可以用量測誤差來確定，這時可以采用與位置誤差相同的方法來確定，如誤差傳播定律類別屬性數(shù)據(jù)誤差確定是一個復(fù)雜的過程，受多種因素的影響：類別、區(qū)域形狀與大小、試驗點的取樣方法以及相互混合類別情況等第三十五頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一舉例：土地利用分類中，一個地塊實際的裸地占30%、水面占10%、植物覆蓋占60%，如果該地塊記錄為植被類型，則有40%的不確定性如果用航片解譯方法得到該地塊中裸地占28%、水面占15%、植物覆蓋占55%、城鎮(zhèn)占2%，則裸地低估2%、水面高估5%、植物低估5%、城鎮(zhèn)高估2%，這時總的不確定性為四類土地類型估計誤差的絕對值之和：2+5+5+2=14。第三十六頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一第二節(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)用第三十七頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一一、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)）第三十八頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一隨著計算機(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。元數(shù)據(jù)產(chǎn)生背景一、元數(shù)據(jù)概念與分類第三十九頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一1、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，并為計算機(jī)輔助軟件工程服務(wù)。第四十頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一2、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，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。第四十一頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一3、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)。第四十二頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一4、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。第四十三頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一5、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

第四十四頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一（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。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。第四十五頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一（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)。實體元數(shù)據(jù)：是描述整個數(shù)據(jù)集的元數(shù)據(jù)。第四十六頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一（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。第四十七頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一（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)重數(shù)據(jù)庫的說明?？刂圃獢?shù)據(jù)：是用于計算機(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現(xiàn)。第四十八頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一二、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:

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

用于位置確定的零維地理對象；結(jié)點:

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

顯示地圖或圖表時，用于特征標(biāo)識的參考點；第四十九頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一線:

一維對象的一般術(shù)語；線段:

兩個點之間的直線段；弧:

由數(shù)學(xué)表達(dá)式確定的點集組成的弧狀曲線；鏈:

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

非相切線段或由結(jié)點區(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)所涉及的概念第五十頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一外多邊形:

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)所涉及的概念第五十一頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一像元:

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)所涉及的概念第五十二頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一層:

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)所涉及的概念第五十三頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一投影參數(shù):

對數(shù)據(jù)集進(jìn)行投影操作時用于控制投影誤差、變形實際分布的參考特征；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、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)分開的兩個獨立測量或計算的值的最小差值；質(zhì)量:

數(shù)據(jù)符合一定使用要求的基本或獨特的性質(zhì)；二、空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)所涉及的概念第五十四頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一詳述:

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)所涉及的概念第五十五頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一三、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)。第五十六頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一三、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/TC211第五十七頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一

58三、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、地理實體及屬