GIS03第三章空間數(shù)據(jù)采集和質(zhì)量

§3-1概述第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制現(xiàn)實(shí)世界文字報(bào)告、遙感圖象等數(shù)字化儀掃描儀解析測(cè)圖儀鍵盤(pán)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(kù)數(shù)據(jù)源?如何采集?質(zhì)量如何?返回一、GIS的數(shù)據(jù)源：第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-1概述1.地圖資料普通地圖—空間信息專題地圖—專題（屬性）信息2.遙感(RS)資料數(shù)據(jù)圖片3.實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)資料空間數(shù)據(jù)：數(shù)字測(cè)圖儀、GPS接受儀屬性數(shù)據(jù)：氣象氣候數(shù)據(jù)等4.統(tǒng)計(jì)資料數(shù)字：人口、產(chǎn)值、收入、消費(fèi)……文字：土地類型、勞動(dòng)力狀況、受教育程度、污染情況……5.對(duì)媒體資料和已有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)返回第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-1概述二、空間數(shù)據(jù)采集的任務(wù)

將現(xiàn)有的上述類型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成GIS可以處理與接收的數(shù)字形式，通常要經(jīng)過(guò)驗(yàn)證、修改、編輯等處理。GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)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(lái)度量。誤差是指數(shù)據(jù)與真值的偏離。研究GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量對(duì)于評(píng)定GIS的算法、減少GIS設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的盲目性都具有重要意義。精度越高，代價(jià)越大。GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量對(duì)保證GIS產(chǎn)品的可靠性有重要意義。

三、研究GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的目的和意義返回§3-2空間數(shù)據(jù)的地理參照系和控制基礎(chǔ)一、地理空間（GeographicSpace）的定義第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制

指物質(zhì)、能量、信息的存在形式在形態(tài)、結(jié)構(gòu)過(guò)程、功能關(guān)系上的分布方式和格局及其在時(shí)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(duì)空間，具有屬性描述的空間位置的集合，一系列坐標(biāo)值組成。2）相對(duì)空間，是具有空間屬性特征的實(shí)體的集合，由不同實(shí)體之間的空間關(guān)系組成。返回二、地理空間的數(shù)學(xué)建構(gòu)---如何建立地球表面的幾何模型第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)

地圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，是指使地圖上各種地理要素與相應(yīng)的地面景物之間保持一定對(duì)應(yīng)關(guān)系的經(jīng)緯網(wǎng)、坐標(biāo)網(wǎng)、大地控制點(diǎn)、比例尺等數(shù)學(xué)要素。

兩個(gè)矛盾：

一個(gè)是球面與平面之間的矛盾?！?jīng)緯網(wǎng)、坐標(biāo)網(wǎng)、大地控制點(diǎn)——地圖投影

一個(gè)是大與小的矛盾。——比例尺

二、地理空間的數(shù)學(xué)建構(gòu)---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(nèi)的固體地球表面，起伏不定，難以用一個(gè)簡(jiǎn)潔的數(shù)學(xué)式描述。第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)1、最自然的面：

地球的自然表面并非光滑，珠穆朗瑪與馬里亞納海溝之間的高差達(dá)近20km。通過(guò)天文大地測(cè)量、地球重力測(cè)量、衛(wèi)星大地測(cè)量等精密測(cè)量，發(fā)現(xiàn)：

地球并不是一個(gè)正球體，而是一個(gè)極半徑略短、赤道半徑略長(zhǎng)，北極略突出、南極略扁平，近于梨形的橢球體。陜北黃土高原二、地理空間的數(shù)學(xué)建構(gòu)---如何建立地球表面的幾何模型第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)2、相對(duì)抽象的面，即大地水準(zhǔn)面

地球表面72%被海水覆蓋，假設(shè)一個(gè)當(dāng)海水處于完全靜止的平衡狀態(tài)時(shí)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(gè)連續(xù)、閉合的水準(zhǔn)面?？捎盟疁?zhǔn)儀完成地球自然表面上任一點(diǎn)的高程測(cè)量。但地球的重力方向存在局部變異，處處與重力方向垂直的大地水準(zhǔn)面顯然不可能是一個(gè)十分規(guī)則的表面，且不能用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)公式來(lái)表達(dá)，因此，大地水準(zhǔn)面不能作為測(cè)量成果的計(jì)算面。為了測(cè)量成果計(jì)算的需要，選用一個(gè)同大地體相近的、可以用數(shù)學(xué)方法來(lái)表達(dá)的旋轉(zhuǎn)橢球來(lái)代替地球，且這個(gè)旋轉(zhuǎn)橢球是由一個(gè)橢圓繞其短軸旋轉(zhuǎn)而成的。凡是與局部地區(qū)(一個(gè)或幾個(gè)國(guó)家)的大地水準(zhǔn)面符合得最好的旋轉(zhuǎn)橢球，稱為參考橢球。二、地理空間的數(shù)學(xué)建構(gòu)---如何建立地球表面的幾何模型第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)2、相對(duì)抽象的面，即大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面重力等位面地球物理表面大地體對(duì)地球形體的一級(jí)逼近

二、地理空間的數(shù)學(xué)建構(gòu)---如何建立地球表面的幾何模型第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)2、相對(duì)抽象的面，即大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面的意義：

1.由略微不規(guī)則的大地水準(zhǔn)面包圍的大地體，是地球形狀的很好近似。它不僅表達(dá)了大部分自然表面的形狀，而且大地水準(zhǔn)面以上多出的質(zhì)量幾乎就是陸地下缺少的質(zhì)量。

2.大地水準(zhǔn)面包圍的大地體表面存在一定的起伏波動(dòng)，這對(duì)大地測(cè)量或地球物理學(xué)均具有研究?jī)r(jià)值，可應(yīng)用重力場(chǎng)理論來(lái)進(jìn)行研究。制圖學(xué)中則可忽略不計(jì)，因?yàn)閷?duì)所有制圖業(yè)務(wù)，均可把地球當(dāng)作正球體看待。

3.于大地水準(zhǔn)面是實(shí)際重力等位面，因此人們才可能通過(guò)測(cè)量?jī)x器，獲得相對(duì)于大地水準(zhǔn)面的海拔高度。二、地理空間的數(shù)學(xué)建構(gòu)---如何建立地球表面的幾何模型第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)為了測(cè)量成果計(jì)算的需要，選用一個(gè)同大地體相近的、可以用數(shù)學(xué)方法來(lái)表達(dá)的旋轉(zhuǎn)橢球來(lái)代替地球---三軸橢球體。3、橢球體模型aＯ

ｂ長(zhǎng)半徑a（赤道半徑）短半徑b（極半徑）扁率

=(a-b)/a第一偏心率e2=(a2-b2)/a2第二偏心率e`2=(a2-b2)/b2二、地理空間的數(shù)學(xué)建構(gòu)---如何建立地球表面的幾何模型第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)3、橢球體模型1952年，海福特橢球體1953年，克拉索夫斯基橢球體，1954北京大地坐標(biāo)系；1978年，1975國(guó)際橢球體，1980西安國(guó)家大地坐標(biāo)系；我國(guó)的橢球體模型：二、地理空間的數(shù)學(xué)建構(gòu)---如何建立地球表面的幾何模型第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)返回

旋轉(zhuǎn)橢球體（地球橢球體）——地球的數(shù)學(xué)表面——對(duì)地球形體的二級(jí)逼近。將地球橢球體擺到與大地水準(zhǔn)面最貼近的位置上——地球橢球體定位——對(duì)地球形體的三級(jí)逼近。

三、地理參照系1、經(jīng)緯度坐標(biāo)系（地理坐標(biāo)）對(duì)空間定位有利，但難以進(jìn)行距離、方向、面積量算。第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)三、地理參照系2、笛卡兒平面坐標(biāo)系

便于量算和進(jìn)一步的空間數(shù)據(jù)處理和分析。平面坐標(biāo)系分為平面極坐標(biāo)系和平面直角坐標(biāo)系。平面極坐標(biāo)系采用極坐標(biāo)法，即用某點(diǎn)至極點(diǎn)的距離和方向來(lái)表示該點(diǎn)的位置的方法，來(lái)表示地面點(diǎn)的坐標(biāo)。主要用于地圖投影理論的研究。平面直角坐標(biāo)采用直角坐標(biāo)(笛卡爾坐標(biāo))來(lái)確定地面點(diǎn)的平面位置。可以通過(guò)投影將地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成平面坐標(biāo)。第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)地圖投影橢球體模型三、地理參照系3、高程系統(tǒng)描述空間點(diǎn)在垂直高度上的特性--高程——由高程基準(zhǔn)面起算的地面點(diǎn)的高度?！?956年黃海高程系”“1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)”第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)返回四、GIS的地理基礎(chǔ)--控制基礎(chǔ)各種GIS的數(shù)據(jù)源、服務(wù)目的和各自特征可以不同，但均有自身統(tǒng)一的地理基礎(chǔ)。

第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)地理基礎(chǔ)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(biāo)系統(tǒng)（地理參照系）統(tǒng)一的地理編碼系統(tǒng)1、地理基礎(chǔ)的內(nèi)容四、GIS的地理基礎(chǔ)--控制基礎(chǔ)各種GIS的數(shù)據(jù)源、服務(wù)目的和各自特征可以不同，但均有自身統(tǒng)一的地理基礎(chǔ)。

第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)每一種投影都與一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)相聯(lián)系。坐標(biāo)系統(tǒng)是一套說(shuō)明某一物體地理坐標(biāo)的參數(shù)，參數(shù)之一為投影。投影關(guān)系著如何將圖形物體顯示于平面上，而坐標(biāo)系統(tǒng)則顯示出地形地物所在的相對(duì)位置。2、投影與坐標(biāo)系四、GIS的地理基礎(chǔ)--控制基礎(chǔ)各種GIS的數(shù)據(jù)源、服務(wù)目的和各自特征可以不同，但均有自身統(tǒng)一的地理基礎(chǔ)。

第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)為地理信息系統(tǒng)選擇和設(shè)計(jì)一種或幾種適用的地圖投影系統(tǒng)和網(wǎng)格坐標(biāo)系統(tǒng)，為各種地理信息的輸入、輸出及匹配處理提供一個(gè)統(tǒng)一的定位框架，使各種來(lái)源的地理信息和數(shù)據(jù)能夠具有共同的地理基礎(chǔ)，并在這個(gè)基礎(chǔ)上反映出它們的地理位置和地理關(guān)系特征。３、統(tǒng)一的地圖投影系統(tǒng)的意義返回五、地圖投影

第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)

地圖投影，就是按照一定數(shù)學(xué)法則，將地球橢球面上的經(jīng)緯網(wǎng)轉(zhuǎn)換到平面上，使地面點(diǎn)位的地理坐標(biāo)(,)與地圖上相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位的平面直角坐標(biāo)（x,y)或平面極坐標(biāo)間，建立起一一對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系。五、地圖投影

第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)五、地圖投影

第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)五、地圖投影

第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)五、地圖投影

第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)長(zhǎng)度變形面積變形角度變形地圖投影中不可避免地存在著變形，在建立一個(gè)投影時(shí)不僅要建立（x,y)與(,)之間的關(guān)系，而且要研究投影變形的分布與大小。地圖投影的變形主要體現(xiàn)在：五、地圖投影

1、GIS與地圖投影關(guān)系

第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)

地理基礎(chǔ)(地圖投影)數(shù)據(jù)輸出（具有相應(yīng)投影的地圖）數(shù)據(jù)獲?。ú煌队暗牡貓D）數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理（按某一參照系數(shù)字化）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（統(tǒng)一的坐標(biāo)基礎(chǔ)）數(shù)據(jù)處理（投影轉(zhuǎn)換）數(shù)據(jù)應(yīng)用（檢索查詢、覆蓋分析等）

2、GIS中地圖投影設(shè)計(jì)與配置的一般原則

1）所配置的投影系統(tǒng)應(yīng)與相應(yīng)比例尺的國(guó)家基本圖（基本比例尺地形圖，基本省區(qū)圖或國(guó)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(yīng)用于大比例尺的數(shù)據(jù)處理與輸出、輸入，另一種服務(wù)于小比例尺。

3）所用投影以等角投影為宜。

4）所用投影應(yīng)能與網(wǎng)格坐標(biāo)系統(tǒng)相適應(yīng)，即所采用的網(wǎng)格系統(tǒng)（特別是一級(jí)網(wǎng)格）在投影帶中應(yīng)保持完整。

第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)3、我國(guó)GIS常用的地圖投影配置采用與我國(guó)基本圖系列一致的地圖投影系統(tǒng)：我國(guó)常用的地圖投影的情況為：

1)、我國(guó)基本比例尺地形圖(1：100萬(wàn)、1：50萬(wàn)、1：25萬(wàn)、1：10萬(wàn)、1：5萬(wàn)、1：2.5、1：1萬(wàn)、1：5000),除1：100萬(wàn)外均采用高斯—克呂格投影為地理基礎(chǔ)；

2)、我國(guó)1：100萬(wàn)地形圖采用了Lambert投影，其分幅原則與國(guó)際地理學(xué)會(huì)規(guī)定的全球統(tǒng)一使用的國(guó)際百萬(wàn)分之一地圖投影保持一致。

3)、我國(guó)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(diǎn)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(shí)施。。

第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)3、我國(guó)GIS常用的地圖投影配置第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)高斯—克呂格投影高斯投影是一種橫軸等角切橢圓柱投影，其條件為：1）中央經(jīng)線和地球赤道投影成為直線且為投影的對(duì)稱軸；2）等角投影；3）中央經(jīng)線上沒(méi)有長(zhǎng)度變形。由公式可分析出高斯投影變形具有以下特點(diǎn)：1）中央經(jīng)線上無(wú)變形2）同一條緯線上，離中央經(jīng)線越遠(yuǎn)，變形越大；3）同一條經(jīng)線上，緯度越低，變形越大；4）等變形線為平行于中央經(jīng)線的直線。3、我國(guó)GIS常用的地圖投影配置第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)高斯—克呂格投影由此可見(jiàn)，高斯投影的最大變形處為各投影帶在赤道邊緣處，為了控制變形，我國(guó)地形圖采用分帶方法，即將地球按一定間隔的經(jīng)差(6°或3°)劃分為若干相互不重疊的投影帶，各帶分別投影。1：2.5萬(wàn)至1：50萬(wàn)的地形圖均采用6°分帶方案，即從格林尼治零度經(jīng)線起算，每6°為一個(gè)投影帶，全球共分為60個(gè)投影帶。我國(guó)領(lǐng)土位于東經(jīng)72°到136°之間，共包括11個(gè)投影帶(13帶～22帶)。1：1萬(wàn)及更大比例尺地形圖采用3°分帶方案，全球共分為120個(gè)投影帶。3、我國(guó)GIS常用的地圖投影配置第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)3、我國(guó)GIS常用的地圖投影配置第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)我國(guó)規(guī)定1：1萬(wàn)－1：50萬(wàn)比例尺地形圖均采用高斯－克呂格投影。1：1萬(wàn)采用30分帶，1：2.5萬(wàn)采用經(jīng)差60分帶。

1：25萬(wàn)、1：50萬(wàn)、1：100萬(wàn)地形圖上繪經(jīng)緯線網(wǎng)；1：1萬(wàn)、1：25萬(wàn)、1：5萬(wàn)和1：1萬(wàn)圖上不繪經(jīng)緯網(wǎng)，繪方里網(wǎng)子午線收斂角。

經(jīng)緯線網(wǎng)——即指由經(jīng)線和緯線所構(gòu)成的坐標(biāo)網(wǎng)，又稱地理坐標(biāo)網(wǎng)。在1：1萬(wàn)——1：20萬(wàn)比例尺的地形圖上，經(jīng)緯線只以圖廓線的形式直接表現(xiàn)出來(lái)，并在圖角處注出相應(yīng)度數(shù)。為了在用圖時(shí)加密成網(wǎng)，在內(nèi)外圖廓間還繪有加密經(jīng)緯網(wǎng)的加密分劃短線(圖式中稱“分度帶”)，必要時(shí)對(duì)應(yīng)短線相連就可以構(gòu)成加密的經(jīng)緯線網(wǎng)。1：25萬(wàn)地形圖上，除內(nèi)圖廓上繪有經(jīng)緯網(wǎng)的加密分劃外，圖內(nèi)還有加密用的十字線。我國(guó)的1：50萬(wàn)——1：100萬(wàn)地形圖，在圖面上直接繪出經(jīng)緯線網(wǎng)，內(nèi)圖廓上也有供加密經(jīng)緯線網(wǎng)的加密分劃短線。3、我國(guó)GIS常用的地圖投影配置第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)方里網(wǎng)——是由平行于投影坐標(biāo)軸的兩組平行線所構(gòu)成的方格網(wǎng)。因?yàn)槭敲扛粽锢L出坐標(biāo)縱線和坐標(biāo)橫線，所以稱之為方里網(wǎng)，由于方里線同時(shí)又是平行于直角坐標(biāo)軸的坐標(biāo)網(wǎng)線，故又稱直角坐標(biāo)網(wǎng)。

直角坐標(biāo)網(wǎng)的坐標(biāo)系以中央經(jīng)線投影后的直線為X軸，以赤道投影后的直線為Y軸，它們的交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。這樣，坐標(biāo)系中就出現(xiàn)了四個(gè)象限?？v坐標(biāo)從赤道算起向北為正、向南為負(fù)；橫坐標(biāo)從中央經(jīng)線算起，向東為正、向西為負(fù)。我國(guó)位于北半球，全部X值都是正值。在每個(gè)投影帶中則有一半的Y坐標(biāo)值為負(fù)。為了避免Y坐標(biāo)出現(xiàn)負(fù)值，規(guī)定縱坐標(biāo)軸向西平移500km(半個(gè)投影帶的最大寬度不超過(guò)500km)。這樣，全部坐標(biāo)值都表現(xiàn)為正值了。3、我國(guó)GIS常用的地圖投影配置第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)3、我國(guó)GIS常用的地圖投影配置第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)正軸等角圓錐投影3、我國(guó)GIS常用的地圖投影配置第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)(1)角度沒(méi)有變形，即投影前后對(duì)應(yīng)的微分面保持圖形相似，故亦可稱為正形投影；(2)等變形線和緯線一致，同一條緯線上的變形處處相等；(3)兩條標(biāo)準(zhǔn)緯線上沒(méi)有任何變形；(4)在同一經(jīng)線上，兩標(biāo)準(zhǔn)緯線外側(cè)為正變形(長(zhǎng)度比大于1)，而兩標(biāo)準(zhǔn)緯線之間為負(fù)變形(長(zhǎng)度比小于1)，因此，變形比較均勻，絕對(duì)值也較??；(5)同一緯線上等經(jīng)差的線段長(zhǎng)度相等，兩條緯線間的經(jīng)線線段長(zhǎng)度處處相等。返回正軸等角圓錐投影§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制分層區(qū)域分塊空間數(shù)據(jù)庫(kù)GIS應(yīng)用大范圍地理區(qū)域合理組織面向?qū)ο蠼M織矩形分塊經(jīng)緯度分塊一、空間數(shù)據(jù)的組織返回二、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(gè)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(gè)圖層對(duì)應(yīng)一個(gè)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(shí)間序列分層即把不同時(shí)間或不同時(shí)期的數(shù)據(jù)作為一個(gè)數(shù)據(jù)層。3）地面垂直高度分層

第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制專題分層時(shí)間序列Z§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼二、地理數(shù)據(jù)的分層第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼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(duì)所有空間數(shù)據(jù)的管理就簡(jiǎn)化為對(duì)各數(shù)據(jù)層的管理，而一個(gè)數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)往往比較單一，數(shù)據(jù)量也相對(duì)較小，管理起來(lái)就相對(duì)簡(jiǎn)單；2）對(duì)分層的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢時(shí)，不需要對(duì)所有空間數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，只需要對(duì)某一層空間數(shù)據(jù)進(jìn)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(duì)不同數(shù)據(jù)層進(jìn)行疊加，可進(jìn)行各種目的的空間分析。第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼返回三、空間數(shù)據(jù)的分類與編碼第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼定量信息可以被計(jì)算機(jī)直接識(shí)別，而定性信息必須首先“數(shù)字化”才能被計(jì)算機(jī)接受，它是通過(guò)采用一種編碼方法將定性信息用“屬性特征碼”（簡(jiǎn)稱特征碼）表示，這樣就可以將定性屬性信息輸入計(jì)算機(jī)中。地理信息編碼就是用數(shù)字或字符標(biāo)記空間對(duì)象的屬性。它既是標(biāo)識(shí)空間對(duì)象的標(biāo)志，組織和編排地理數(shù)據(jù)的媒介，又是存儲(chǔ)和檢索的標(biāo)志，是不可缺少的空間數(shù)據(jù)的一個(gè)組成部分。三、空間數(shù)據(jù)的分類與編碼第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制分類、編碼點(diǎn)、線、面特征碼、坐標(biāo)信息世界§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼將真實(shí)世界地理事物和現(xiàn)象的定性與定量信息結(jié)合起來(lái)，直接進(jìn)行分類和分等定級(jí)，根據(jù)類別和等級(jí)賦予一定代碼的方法稱為地理屬性編碼。1、屬性數(shù)據(jù)編碼第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-3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(guān)的。例如，道路的等級(jí)、類型等，決定著道路符號(hào)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(lái)。

編碼：是指確定屬性數(shù)據(jù)的代碼的方法和過(guò)程。

代碼：是一個(gè)或一組有序的易于被計(jì)算機(jī)或人識(shí)別與處理的符號(hào)，是計(jì)算機(jī)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(jí)則是編碼的基礎(chǔ)。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(kāi)的過(guò)程。分類是人類思維所固有的一種活動(dòng)，是認(rèn)識(shí)事物的一種方法。分類的基本原則是：第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼一致性系統(tǒng)性通用性和標(biāo)準(zhǔn)化可擴(kuò)展性2、分類編碼的原則第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼編碼的一致性一致性指對(duì)象的專業(yè)名詞、術(shù)語(yǔ)的定義必須嚴(yán)格保證概念的一致，對(duì)代碼所定義的同一專業(yè)名詞、術(shù)語(yǔ)必須是唯一的。編碼的系統(tǒng)性各種地理現(xiàn)象是地理系統(tǒng)的組成部分，彼此之間相互聯(lián)系、相互影響。編碼的系統(tǒng)性就是指在設(shè)置代碼時(shí)要明確地反映出現(xiàn)象之間的固有關(guān)系，具有嚴(yán)密的邏輯性、層次性和關(guān)聯(lián)性。2、分類編碼的原則第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼編碼的通用性和標(biāo)準(zhǔn)化即要與國(guó)家已頒布的有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)一致，直接引用或參照標(biāo)準(zhǔn)。這樣便于數(shù)據(jù)共享和交換，為數(shù)據(jù)的通用性創(chuàng)造條件。編碼的可擴(kuò)展性代碼的碼位設(shè)置一般要求緊湊經(jīng)濟(jì)，減少冗余代碼，但必須留有擴(kuò)展的余地，避免因新對(duì)象的出現(xiàn)而使原有編碼系統(tǒng)失敗。3、分類碼和標(biāo)識(shí)碼第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼4、分類碼示例第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼5、標(biāo)識(shí)碼示例第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼C14926、編碼設(shè)置的一般方法第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼返回(1)列出全部制圖對(duì)象（地理/圖形屬性)清單；(2)對(duì)制圖對(duì)象進(jìn)行分類分級(jí)；(3)擬定代碼(地理代碼/圖形參數(shù))系統(tǒng)；(4)按確定的代碼和代碼格式，建立代碼和編碼對(duì)象對(duì)照表?！?.4空間數(shù)據(jù)的采集1、

資料準(zhǔn)備，區(qū)域標(biāo)定1）基礎(chǔ)原始數(shù)據(jù)的確定2）數(shù)據(jù)分類項(xiàng)目的確定3）數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確性的確定2、進(jìn)行三個(gè)統(tǒng)一：（地理基礎(chǔ)統(tǒng)一，即確定投影、比例尺、分類分級(jí)編碼）3、所用軟件的檢查、試用菜單準(zhǔn)備及其它輔助工作。4、硬件檢查。5、精度試驗(yàn)。6、試驗(yàn)，樣區(qū)、單項(xiàng)試驗(yàn)。第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制一、輸入前準(zhǔn)備返回二、幾何圖形數(shù)據(jù)的采集（三）掃描矢量化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制（四）解析測(cè)圖法（五）已有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入地圖數(shù)字化（一）手工數(shù)字化

（二）數(shù)字化儀數(shù)字化地圖數(shù)字化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制確定數(shù)字化路線地圖預(yù)處理等§3.4空間數(shù)據(jù)的采集第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制（一）手工數(shù)字化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制（一）手工數(shù)字化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制（一）手工數(shù)字化（二）數(shù)字化儀數(shù)字化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制用數(shù)字化軟件進(jìn)行數(shù)字化1、流程：2、用數(shù)字化軟件進(jìn)行數(shù)字化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制（二）數(shù)字化儀數(shù)字化（三）掃描矢量化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制掃描轉(zhuǎn)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(zhì)地圖空間數(shù)據(jù)庫(kù)1、掃描矢量化處理流程：2、屏幕跟蹤矢量化流程：§3.4空間數(shù)據(jù)的采集第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制準(zhǔn)備掃描圖像柵格圖像配準(zhǔn)新建數(shù)字化圖層屏幕跟蹤矢量化地圖選擇投影和單位輸入控制點(diǎn)編輯控制點(diǎn)（三）掃描矢量化返回三、屬性數(shù)據(jù)采集1、鍵盤(pán)，人機(jī)對(duì)話方式2、程序批量輸入?！?.4空間數(shù)據(jù)的采集第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制a1a2001002001002程序空間數(shù)據(jù)庫(kù)返回§3.4空間數(shù)據(jù)的采集第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制四、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(dòng)生成(如用順序號(hào)代表標(biāo)識(shí)符)標(biāo)識(shí)碼屬性數(shù)據(jù)幾何數(shù)據(jù)返回五、空間數(shù)據(jù)的編輯和檢核1）幾何數(shù)據(jù)的不完整或重復(fù)。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(cuò)誤、不完整。§3.4空間數(shù)據(jù)的采集第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制1、空間數(shù)據(jù)輸入的誤差2、空間數(shù)據(jù)的檢查

1）通過(guò)圖形實(shí)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(fù)、不匹配等錯(cuò)誤；

2）在屏幕上用地圖要素對(duì)應(yīng)的符號(hào)顯示數(shù)字化的結(jié)果，對(duì)照原圖檢查錯(cuò)誤；

3）把數(shù)字化的結(jié)果繪圖輸出在透明材料上，然后與原圖疊加以發(fā)現(xiàn)錯(cuò)漏；

4）對(duì)等高線，通過(guò)確定最低和最高等高線的高程及等高距，編制軟件來(lái)檢查高程的賦值是否正確；

5）對(duì)于面狀要素，可在建立拓?fù)潢P(guān)系時(shí)，根據(jù)多邊形是否閉合來(lái)檢查，或根據(jù)多邊形與多邊形內(nèi)點(diǎn)的匹配來(lái)檢查等；

6）對(duì)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(lái)檢查；

7）對(duì)于屬性數(shù)據(jù)還可編寫(xiě)檢核程序，如有無(wú)字符代替了數(shù)字，數(shù)字是否超出了范圍，等等；

8）對(duì)于圖紙變形引起的誤差，應(yīng)使用幾何糾正來(lái)進(jìn)行處理?！?.4空間數(shù)據(jù)的采集第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制３、為支持?jǐn)?shù)據(jù)檢查而GIS應(yīng)具備的基本功能

1）建立符號(hào)庫(kù)：符號(hào)設(shè)計(jì)和符號(hào)設(shè)置

2）注記配置

3）基本圖形操作

4）信息查詢

5）繪圖輸出

6）幾何糾正和投影變換

7）圖形接邊和圖形編輯

8）自動(dòng)拓?fù)洹?.4空間數(shù)據(jù)的采集第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制返回§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量1、GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的基本內(nèi)容1）位置（幾何）精度：如數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、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(zhì)量。3)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)系的正確性等，由幾何或?qū)傩哉`差也會(huì)引起邏輯誤差。4)完備性：如數(shù)據(jù)分類的完備性、實(shí)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(yàn)完整性等。5)現(xiàn)勢(shì)性：如數(shù)據(jù)的采集時(shí)間、數(shù)據(jù)的更新時(shí)間等。第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制一、GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量的內(nèi)容（類型）§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制2、源誤差第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量具體分析原因3、處理誤差§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制階段誤差來(lái)源數(shù)據(jù)采集

實(shí)測(cè)誤差，地圖制圖誤差（制作地圖的每一過(guò)程都有誤差），航測(cè)遙感數(shù)據(jù)分析誤差（獲取、判讀、轉(zhuǎn)換、人工判讀（識(shí)別要素）誤差）數(shù)據(jù)輸入

數(shù)字化過(guò)程中操作員和設(shè)備造成的誤差，某些地理屬性沒(méi)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(jì)算機(jī)字長(zhǎng)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(wú)意義多邊形）各種內(nèi)插引起的誤差

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

用戶錯(cuò)誤理解信息、不正確使用信息4、誤差傳播

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

疊置分析。b、不精確推理關(guān)系：如專家系統(tǒng)中的不精確推理。邏輯關(guān)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(xué)、人工智能、專家系統(tǒng)等學(xué)科有望解決?！?.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制返回二、GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法

GIS中數(shù)據(jù)采集的方法通常可分為直接方法和間接方法兩種。直接方法是指直接從野外采集，以獲取觀測(cè)數(shù)據(jù)、圖像等，間接方法是指從已有的圖件上進(jìn)行采集。直接方法獲取的數(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。間接方法獲取的數(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、編繪的誤差、制圖綜合的誤差，數(shù)字化的誤差等。§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制二、GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法

1、直接評(píng)價(jià)法1）用計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)檢測(cè)某些類型的錯(cuò)誤可以用計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)發(fā)現(xiàn)，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)也可由計(jì)算機(jī)軟件算出。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。2）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。2、間接評(píng)價(jià)法-----（地理相關(guān)法和元數(shù)據(jù)法）指通過(guò)外部知識(shí)或信息進(jìn)行推理來(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)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。3、非定量描述法通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量的各組成部分的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行的綜合分析來(lái)確定數(shù)據(jù)的總體質(zhì)量的方法?！?.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制返回三、數(shù)字化的誤差評(píng)價(jià)和質(zhì)量控制1）自動(dòng)回歸法在對(duì)線劃進(jìn)行跟蹤數(shù)字化的過(guò)程中，每隔一定時(shí)間和距離就記錄一次坐標(biāo)值，因此可以認(rèn)為這些數(shù)據(jù)是序列相關(guān)的。即某一點(diǎn)誤差的大小，除受該點(diǎn)本身的影響外，還受前一點(diǎn)誤差的影響。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)中的時(shí)間序列分析法來(lái)確定數(shù)字化的誤差。§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制1、評(píng)價(jià)數(shù)字化誤差的方法目前的地圖數(shù)字化方式主要有跟蹤數(shù)字化和掃描數(shù)字化兩種。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，常采用下列方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。三、數(shù)字化的誤差評(píng)價(jià)和質(zhì)量控制2）ε－Band法

ε－Band法又稱誤差帶方法，即在一條數(shù)字化線的兩側(cè)，各定義寬為ε的范圍，作為該數(shù)字化線的誤差帶，也就是用ε的值來(lái)說(shuō)明誤差的范圍，以及處理多邊形疊置等的誤差。該方法適用于任何類型的GIS數(shù)據(jù)，關(guān)鍵是如何給出合理的ε值?！?.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制1、評(píng)價(jià)數(shù)字化誤差的方法ε－Band三、數(shù)字化的誤差評(píng)價(jià)和質(zhì)量控制§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制3）對(duì)比法把數(shù)字化后的數(shù)據(jù)，用繪圖機(jī)繪出，與原圖疊合，選擇明顯地物點(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、邏輯一致性等也可用對(duì)比法進(jìn)行對(duì)照檢查。2、數(shù)字化過(guò)程中的質(zhì)量控制1）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。2）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)備的分辨率和精度等有關(guān)參數(shù)的進(jìn)行挑選，這些參數(shù)不應(yīng)低于設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)精度要求。3）數(shù)字化對(duì)點(diǎn)精度（準(zhǔn)確性）

數(shù)字化時(shí)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)與原始點(diǎn)的重合程度，一般要求對(duì)點(diǎn)誤差小于0.1mm。4）數(shù)字化限差包括：采點(diǎn)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(diǎn)位誤差，一般要求對(duì)直線地物和獨(dú)立地物，誤差小于0.2mm，對(duì)曲線地物和水系，誤差小于0.3mm，對(duì)邊界模糊的要素應(yīng)小于0.5mm?！?.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制返回四、數(shù)據(jù)處理中數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)

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

DEM的內(nèi)插精度主要受原始采樣點(diǎn)的采樣密度的影響，與不同的插值方法的關(guān)系不很大。但在DEM精度評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)方面、地貌逼真度方面、DEM的粗差探測(cè)等方面仍沒(méi)有得到圓滿的解決。

目前,對(duì)DEM精度的評(píng)價(jià)常采用原始等高線與再生等高線疊合評(píng)價(jià)的方法。第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)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(nèi)插自動(dòng)追蹤§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量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(zhuǎn)換為柵格數(shù)據(jù)后，柵格數(shù)據(jù)中的每個(gè)象元只含有一個(gè)屬性數(shù)據(jù)值，它是象元內(nèi)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(zhuǎn)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(zhǎng)度、面積、拓?fù)淦ヅ涞鹊恼`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(shí)會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的拓?fù)淦ヅ鋯?wèn)題。第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制ABC§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量行政區(qū)劃BA誤差分析的一種方法：假設(shè)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(xì)的線分開(kāi)；對(duì)理想地圖進(jìn)行觀測(cè)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(jìn)行疊置比較。3、多邊形疊置產(chǎn)生的誤差

多邊形疊置誤差計(jì)算的思路是，先計(jì)算單層圖的誤差，再計(jì)算疊置圖的誤差。會(huì)產(chǎn)生拓?fù)淦ヅ湔`差、幾何誤差和屬性誤差。1）拓?fù)淦ヅ湔`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(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)一系列無(wú)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(wú)意義的多邊形。這就是拓?fù)淦ヅ湔`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(fù)雜程度有關(guān)。如果多邊形之間具有統(tǒng)計(jì)獨(dú)立性時(shí)，產(chǎn)生中等數(shù)量的多邊形；如果是高度相關(guān)的，則產(chǎn)生大量無(wú)意義的多邊形。-----需要合并無(wú)意義的多邊形第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量行政區(qū)劃街區(qū)線高度相關(guān)：+統(tǒng)計(jì)獨(dú)立性：土地利用行政區(qū)劃合并無(wú)意義的多邊形的方法：A、用人機(jī)交互的方法把無(wú)意義的多邊形合并到大多邊形中；B、根據(jù)無(wú)意義多邊形的臨界值，自動(dòng)合并到大多邊形中；C、用擬合后的新邊界進(jìn)行合并。

第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量2）幾何誤差：第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量

新邊界可能會(huì)偏離已制圖的邊界位置（或真實(shí)位置）。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)這些邊界上的點(diǎn)加權(quán)使他們能盡可能地不被移動(dòng)。3）屬性誤差：

實(shí)際上每個(gè)進(jìn)行疊置的多邊形本身的屬性就是有誤差的，因?yàn)閷傩灾凳欠诸惖慕Y(jié)果(如把植被分為不同的類別)，而分類就會(huì)產(chǎn)生誤差。多幅圖的疊置會(huì)使誤差急劇增加，以至使疊置出的結(jié)果不可信。返回§3-6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)目錄第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3.6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)--數(shù)據(jù)共享

§3-6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)一、概述二、空間數(shù)據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)

三、空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)

四、我國(guó)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)范返回§3.6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)--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(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。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)分散在不同地點(diǎn)的各種軟硬件。第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制3、空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的狀況：如果只針對(duì)某一地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，并不困難；如果所建立的空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)能為大家所承認(rèn)，為大多數(shù)系統(tǒng)所接受和使用，就比較復(fù)雜和困難。

目前，我國(guó)已有一些與GIS有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)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、數(shù)據(jù)記錄格式等。2、空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：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(biāo)準(zhǔn)形式。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)。返回二、空間數(shù)據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)

1、原則：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。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)。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)。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進(jìn)行處理。5）制定新的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡可能參考同類標(biāo)準(zhǔn)。

第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3.6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)--數(shù)據(jù)共享

2、目前我國(guó)已有的與GIS有關(guān)的關(guān)于空間數(shù)據(jù)分類的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB2260-95《中華人民共和國(guó)行政區(qū)劃代碼》GB13923-92《國(guó)土基礎(chǔ)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。返回三、空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)

1、外部數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3.6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)--數(shù)據(jù)共享

特點(diǎn)：自動(dòng)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(zhuǎn)換問(wèn)題。它仍然是實(shí)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(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換GIS2數(shù)據(jù)格式2、空間數(shù)據(jù)互操作協(xié)議特點(diǎn)：比外部數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)方便，但由于各種軟件存儲(chǔ)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(wèn)題。第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3.6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)--數(shù)據(jù)共享

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

服務(wù)器存放空間數(shù)據(jù)采用客戶機(jī)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，各種GIS通過(guò)一個(gè)公共的平臺(tái)在服務(wù)器存取所有數(shù)據(jù)，以避免數(shù)據(jù)的不一致性。特點(diǎn)：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(tái)目前難以實(shí)現(xiàn)。GIS1服務(wù)器存放空間數(shù)據(jù)

C/S平臺(tái)C/S平臺(tái)GIS2操縱操縱4、統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)接口特點(diǎn)：這種方式的前提，首先要求對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行統(tǒng)一的面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)理解，這不易實(shí)現(xiàn)的。目前：外部數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)仍是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的主流方式。第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3.6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)--數(shù)據(jù)共享

GIS1空間數(shù)據(jù)庫(kù)接口轉(zhuǎn)換程序轉(zhuǎn)換程序GIS2

在對(duì)空間數(shù)據(jù)模型有共同理解的基礎(chǔ)上，各系統(tǒng)開(kāi)發(fā)專門(mén)的雙向轉(zhuǎn)換程序，將本系統(tǒng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)的接口。

我國(guó)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(biāo)準(zhǔn)。四、我國(guó)空間數(shù)據(jù)交換格式返回五、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(guò)對(duì)地理空間數(shù)據(jù)的內(nèi)容、質(zhì)量、條件和其他特征進(jìn)行描述與說(shuō)明，以便人們有效地定位、評(píng)價(jià)、比較、獲取和使用與地理相關(guān)的數(shù)據(jù)。

2）作用：

（a）用來(lái)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(hù)一個(gè)機(jī)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)的投資。（d）用來(lái)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(zhuǎn)換方面的信息。第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3.6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)--數(shù)據(jù)共享

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(gè)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(kù)的有效期，數(shù)據(jù)的時(shí)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(nèi)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(nèi)容的父Metadata數(shù)據(jù)集系列。全面反映數(shù)據(jù)集的內(nèi)容。

3）底層元數(shù)據(jù)（要素、屬性的類型和實(shí)例Metadata），包括最近更新日期，位置綱量，存在問(wèn)題標(biāo)識(shí)（如數(shù)據(jù)的丟失原因），數(shù)據(jù)處理過(guò)程等。是元數(shù)據(jù)體系中詳細(xì)描述現(xiàn)實(shí)世界的重要部分。第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3.6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)--數(shù)據(jù)共享

3、空間元數(shù)據(jù)的內(nèi)容

對(duì)空間元數(shù)據(jù)所要描述的一般內(nèi)容進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容框架。第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3.6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)--數(shù)據(jù)共享

第一層是目錄層，主要用于對(duì)數(shù)據(jù)集信息進(jìn)行宏觀描述，適合在數(shù)字地球的國(guó)家級(jí)空間信息交換中心或區(qū)域以及全球范圍內(nèi)管理和查詢空間信息時(shí)使用。第二層是空間元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的主體，由八個(gè)基本內(nèi)容部分和四個(gè)引用部分組成。

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(guò)程描述、數(shù)據(jù)的利用情況、數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估、數(shù)據(jù)集大小、數(shù)據(jù)存放路徑等。第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3.6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)--數(shù)據(jù)共享

數(shù)據(jù)收集前，得到的是根據(jù)要建設(shè)的數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容而設(shè)計(jì)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(shuō)明、數(shù)據(jù)變量表示、數(shù)據(jù)收集方法、數(shù)據(jù)時(shí)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(cè)量海洋要素?cái)?shù)據(jù)時(shí)，測(cè)點(diǎn)的水平和垂直位置、深度、溫度等是同時(shí)得到的。2）獲取方法：鍵盤(pán)輸入關(guān)聯(lián)法測(cè)量法計(jì)算法推理法返回六、空間數(shù)據(jù)的互操作第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3.6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)--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(guān)于地球的信息，即所有關(guān)于地表上的、空中的、地球表面以下的對(duì)象的信息。2）通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)作運(yùn)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(yùn)行空間信息處理的軟件?；ハ嗤ㄐ呕ハ鄥f(xié)作實(shí)體1數(shù)據(jù)功能實(shí)體2數(shù)據(jù)功能互操作1、互操作含義指異構(gòu)環(huán)境下兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)體，盡管它們實(shí)現(xiàn)的語(yǔ)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(wù)，這些實(shí)體包括程序、對(duì)象、系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境等。2、GIS互操作類型1）軟件的互操作，強(qiáng)調(diào)軟件功能塊間的相互調(diào)用；2）數(shù)據(jù)的互操作，強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)集之間相互透明的訪問(wèn)；3）語(yǔ)義互操作，強(qiáng)調(diào)信息的共享，在一定語(yǔ)義約束下（對(duì)地理現(xiàn)象共同的理解下）的互操作。

3、GIS互操作問(wèn)題第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3.6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)--數(shù)據(jù)共享

目前，所建立的GIS均被認(rèn)為是信息孤島，不同系統(tǒng)之間存在互操作問(wèn)題，因?yàn)椋?）沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，各自采用不同的數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理方法；2）系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)均建立在具體、相互獨(dú)立和封閉的平臺(tái)，且不同應(yīng)用部門(mén)對(duì)地理現(xiàn)象有不同的理解，導(dǎo)致對(duì)地理信息有不同的定義，使得不同應(yīng)用系統(tǒng)之間在共同協(xié)作時(shí)無(wú)法進(jìn)行信息交流和數(shù)據(jù)共享?；ハ嗤ㄐ呕ハ鄥f(xié)作GIS1數(shù)據(jù)功能GIS2數(shù)據(jù)功能互操作？5、GIS互操作現(xiàn)狀目前，主要有兩種方法初步實(shí)現(xiàn)互操作：1）