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、屬性和時間特征時所表達(dá)空間位置、屬性和時間特征時所 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 幾個相關(guān)的概念幾個相關(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： 空間過程和特征不能被準(zhǔn)確確定的程度。內(nèi)容空間過程和特征不能被準(zhǔn)確確定的程度。內(nèi)容 上是一個以真值為中心的范圍，范圍越大，數(shù)上是一個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： 私營部門生產(chǎn)數(shù)據(jù)增多、可以選擇數(shù)據(jù)增私營部門生產(chǎn)數(shù)據(jù)增多、可以選擇數(shù)據(jù)增 多、對二次數(shù)據(jù)源的依賴增加、數(shù)據(jù)的質(zhì)多、對二次數(shù)據(jù)源的依賴增加、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。使未來元數(shù)據(jù)中控制和削弱誤差的方法。使未來元數(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、正確評定、正確評定GISGIS的算法和分析結(jié)果的算法和分析結(jié)果 2 2、減少開發(fā)和設(shè)計的盲目性、減少開發(fā)和設(shè)計的盲目性 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：如要素分類的正確性、屬性編碼的正確性、注記的：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)點匹配精度、拓?fù)潢P(guān)系：如多邊形的閉合精度、結(jié)點匹配精度、拓?fù)潢P(guān)系 的正確性等，由幾何或?qū)傩哉`差也會的正確性等，由幾何或?qū)傩哉`差也會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)分類的完備性、實體類型的完備性、屬性數(shù)據(jù)：如數(shù)據(jù)分類的完備性、實體類型的完備性、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，檢驗完整性檢驗完整性等。等。 5) 5) 現(xiàn)勢性現(xiàn)勢性：如數(shù)據(jù)的：如數(shù)據(jù)的采集時間采集時間、數(shù)據(jù)的、數(shù)據(jù)的更新時間更新時間等。等。 四、四、GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量的內(nèi)容（類型）的數(shù)據(jù)質(zhì)量的內(nèi)容（類型） 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)的誤差類型、空間數(shù)據(jù)的誤差類型 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對空間數(shù)據(jù)進行處理時產(chǎn)生的誤差，包括：對空間數(shù)據(jù)進行處理時產(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/ /類型變換、編輯、化簡、

7、轉(zhuǎn)換、數(shù)字截類型變換、編輯、化簡、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 誤差傳播是指對有誤差的數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理生成的誤差傳播是指對有誤差的數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理生成的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、誤差的具體來源、誤差的具體來源 階段階段誤差來源誤差來源 數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集 實測實測誤差，誤差，地圖制圖地圖制圖誤差（制作地圖的每一過程都有誤誤差（制作地圖的每一過程都有誤 差），航測差），航測遙感數(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（識別要素）誤差）判讀（識別要素）誤差） 數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入 數(shù)字化過程數(shù)字化過程中操作員和設(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，某些地理屬性沒沒 有明顯邊界有明顯邊界引起的誤差（地類界）引起的誤差（地類界） 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（由計算機字長引起，單精度、不能滿足

9、（由計算機字長引起，單精度、 雙精度類型）雙精度類型） 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 類別間類別間的不明確、邊界誤差（不規(guī)則數(shù)據(jù)分類方法引起）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)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（無意義多邊形）（無意義多邊形） 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 用戶用戶錯誤理解錯誤理解信息、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：誤差傳播可分為三類： 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)典測量誤差經(jīng)典測量誤差理論處理。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算，如中存在大量的邏輯運算，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： 如專家系統(tǒng)中的不精確推理。如專家系統(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、 專家系

11、統(tǒng)等學(xué)科專家系統(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 對對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)計是其最基本的理論基礎(chǔ)論和數(shù)理統(tǒng)計是其最基本的理論基礎(chǔ) 同時還需要信息論、模糊邏輯、人工同時還需要信息論、模糊邏輯、人工 智能、數(shù)學(xué)規(guī)劃、隨機過程、分形幾智能、數(shù)學(xué)規(guī)劃、隨機過程、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)量的評價方法數(shù)據(jù)質(zhì)量的評價方法 1 1、直接評價法、直接評價法 1 1）用計算機程序自動檢測用

12、計算機程序自動檢測 某些類型的錯誤可以用計算機軟件某些類型的錯誤可以用計算機軟件自動發(fā)現(xiàn)自動發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù) 中不符合要求的數(shù)據(jù)項的百分率或平均質(zhì)量等級也可由中不符合要求的數(shù)據(jù)項的百分率或平均質(zhì)量等級也可由 計算機計算機軟件算出軟件算出。此外，還可檢測文件格式是否符合規(guī)。此外，還可檢測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）隨機抽樣檢測）隨機抽樣檢測 在確定抽樣方案時，應(yīng)考慮數(shù)據(jù)的空間相關(guān)性。在確定抽樣方案時，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、間接評價法、間接評價法-（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） 指通過外部知識或信息指通過外部知識或信息進行推理進行推理來確定空間數(shù)據(jù)的來確定空間數(shù)據(jù)的 質(zhì)量的方法。用于推理的外部知識或信息如用途、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 通過對數(shù)據(jù)質(zhì)量的通過對數(shù)據(jù)質(zhì)量的各組成部分各組成部分的評價結(jié)果進行的的評價結(jié)果進行的綜綜 合分析合分析來確定數(shù)據(jù)的來確定數(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)無關(guān)，即為尺度不變空間分析，包括比例系統(tǒng)無關(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、實驗仿真實驗仿真 Monte Carlo實驗仿真利用計算機進行模擬實驗仿真利用計算機進行模擬 試驗，找出與實際結(jié)果最接近的模型。試驗，找出與實際結(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。通濾波是從含有噪聲的數(shù)據(jù)中提取信號。 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 三、數(shù)據(jù)采集中數(shù)據(jù)質(zhì)量的評價內(nèi)容三、數(shù)據(jù)采集中數(shù)據(jù)質(zhì)量的評價內(nèi)容 GIS中數(shù)據(jù)采集的方法通常可分為直中數(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，還有展繪控制點的誤差、法中的誤差外，還有展繪控制點的誤差、 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、地圖固有誤差的來源和類型、地圖固有誤差的來源和類型 在地圖的固有誤差中，除了含有控制點和碎在地圖的固有誤差中，除了含有控制點和碎 部點引入的誤差外，

17、至少存在下列誤差：部點引入的誤差外，至少存在下列誤差： （1）控制點展繪誤差）控制點展繪誤差 （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， 常采用下列方法進行評價。常采用下

18、列方法進行評價。 1）自動回歸法）自動回歸法 由于跟蹤數(shù)字化不僅是一個隨機序列，而且是由于跟蹤數(shù)字化不僅是一個隨機序列，而且是 一個時間序列，因此可用數(shù)理統(tǒng)計中的一個時間序列，因此可用數(shù)理統(tǒng)計中的時間序列分時間序列分 析法析法來確定數(shù)字化的誤差。來確定數(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型的該方法適用于任何類型的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）對比法）對比法 把數(shù)字化后的數(shù)據(jù)，用繪圖機把數(shù)字化后的數(shù)據(jù)，用繪圖機 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 點進行量測，以確

19、定誤差。除了幾點進行量測，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比法進行對照輯一致性等也可用對比法進行對照 檢查。檢查。 BandBand 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 3 3、數(shù)字化過程中的質(zhì)量控制、數(shù)字化過程中的質(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 包括對原始地圖、表格等的整理、清繪。包括對原始地圖、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)的進行挑選，這些參數(shù)有關(guān)參數(shù)的進行挑選，這些參數(shù)不應(yīng)

20、低于不應(yīng)低于設(shè)計的數(shù)據(jù)精度設(shè)計的數(shù)據(jù)精度 要求。要求。 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 3 3）數(shù)字化對點精度）數(shù)字化對點精度（準(zhǔn)確性）（準(zhǔn)確性） 數(shù)字化時數(shù)據(jù)采集點與原始點的數(shù)字化時數(shù)據(jù)采集點與原始點的重合重合程度，一般要求程度，一般要求 對點誤差小于對點誤差小于0.1mm0.1mm。 4 4）數(shù)字化限差）數(shù)字化限差 包括：采點密度（包括：采點密度（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位誤差點位誤差，一般要求對，一般要求對直線地直線地 物和獨立地物物和獨立地物，誤差小于，誤差小于0.2mm0.2mm，對，對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，對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)量的評價內(nèi)容四、數(shù)據(jù)處理中數(shù)據(jù)質(zhì)量的評價內(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、測量誤差、地形類別、控制點度、測量誤差、地形類別、控制點 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 類型、原始數(shù)據(jù)的密度等類

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的內(nèi)插精度主要受原始采樣點 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精度評定的精度評定的 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 差探測等方面差探測等方面仍沒有仍沒有得到圓滿的解決。得到圓滿的解決。 目前目前, ,對對DEMDEM精度的評價常采用精度的評價常采用原始原始 等高線等高線與與再生等高線疊合再生等高

23、線疊合評價的方法。評價的方法。 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 自動追蹤自動追蹤 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 每個象元每個象元只含有一個只含有一個屬性數(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度、長度、 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)用象元逼近時會其中矢量數(shù)據(jù)表示的多邊形網(wǎng)用象元逼近時會 產(chǎn)生產(chǎn)生較嚴(yán)重較嚴(yán)重的的拓?fù)淦ヅ渫負(fù)淦ヅ鋯栴}。問題。 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)的線分開很細(xì)的線分開；對理想地圖進行觀；對理想地圖進行觀 測測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，把這兩幅圖進行，把這兩幅圖進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 多邊形疊置誤差計算的多邊形疊置誤差計算的思路思路是，先計算是，先計算單層圖單層圖的誤差，再計算的誤差，再計算疊疊 置圖置圖的誤差。會產(chǎn)生的誤差。會產(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、疊置往往是不同類型的地圖、不同的圖層，甚至是不同 比例尺的地圖進行疊置，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)， 這樣在疊置時必然會出現(xiàn)一系列這樣在疊置時必然會出現(xiàn)一系列無意義的多邊形無意義的多邊形。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)生無意義的多邊形。這就是產(chǎn)生無意義的多邊形。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)計獨立性統(tǒng)計獨立性時，產(chǎn)生時，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)生大量無意義大量無意義的多邊形。的多邊形。-需要合并需要合并無意無意 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)計獨立性：統(tǒng)計獨立性： 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 合并無意義的多邊形的方法：合并無意義的多邊形的方法： A、用人機交互、用人機交互的方法把無意義的多邊形的方法把無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)無意義多邊形的無意義多邊形的臨界值臨界值，自動合并自動合并到大多邊形中；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行合并。進行合并。 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可能會偏離偏離已制圖的邊界位置（或已制圖的邊界位置（或真實位真實位 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，處理時應(yīng)對這些邊界上如境界、河流、主要道路等，處理時應(yīng)對這些邊界上 的點的點加權(quán)加權(quán)使他們能使他們能盡可能地不被移動盡可能地不被移動。 3 3）屬性誤差：）屬性誤差： 實際上每個進行疊置的多邊形實際上每個進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，因為屬性值是分類的結(jié)果的，因

29、為屬性值是分類的結(jié)果( (如把植被分為不同如把植被分為不同 的類別的類別) )，而分類就會產(chǎn)生誤差。多幅圖的疊置會，而分類就會產(chǎn)生誤差。多幅圖的疊置會使使 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 地面上真實物體位置上的差別；地面上真實物體位置上的差別； 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 與其真實的屬性之差別；與其真實的屬性之差別； 時域不確定性時域不確定性是指在描述地理現(xiàn)象時，時間描述上是

30、指在描述地理現(xiàn)象時，時間描述上 的差錯；的差錯； 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)的不完整性指對于給定的目標(biāo)，指對于給定的目標(biāo)，GIS沒有盡可沒有盡可 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、植被類型的界線海岸線、植被類型的界線 屬性：屬性： 植被面的類別、林中的樹種植被面的類別、林中的樹種 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 在不同地點的各種軟硬件。在不同地點的各種軟硬件。 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、代碼、分類編碼、數(shù)據(jù)類型、精度、單是指空間數(shù)據(jù)的名稱、代碼、分類編碼、數(shù)據(jù)類型、精度、單 位、格式等的位、格式等的標(biāo)準(zhǔn)形式標(biāo)準(zhǔn)形式。每個地理信息系統(tǒng)都

32、必須具有相應(yīng)的空間。每個地理信息系統(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： 如果只針對如果只針對某一某一地理信息系統(tǒng)設(shè)計空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，地理信息系統(tǒng)設(shè)計空間數(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，我國目前，我國已有一些與已有一些與GISGIS有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的國家標(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)分類標(biāo)準(zhǔn)二、空間數(shù)據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn) 1 1、原則：、原則： 1 1）遵循已有的國家標(biāo)準(zhǔn)，以利于全國范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)共享。）遵循已有的國家標(biāo)準(zhǔn)，以利于全國范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)共享。 2 2）遵循國務(wù)院有關(guān)部委以及軍隊正在使用的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。）遵循國務(wù)院有關(guān)部委以及軍隊正在使用的數(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，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，應(yīng)遵循由上而下的原則 進行處理。進行處理。 5 5）制定新的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)盡可能參考同類標(biāo)準(zhǔn)。）制定新的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)盡可能參考同類標(biāo)準(zhǔn)。 返回返回 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 2 2、目前我國已有的與目前我國已有的與GISGIS有關(guān)的關(guān)于空間數(shù)據(jù)分類的有關(guān)的關(guān)于空間數(shù)據(jù)分類的 國家標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)： GB2260-95 GB2260-95 中華人民共和國行政區(qū)劃代碼中華人民共和國行政區(qū)劃代碼 GB13923-92 GB13923-92 國土基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)分類與代碼國土基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)分類與代碼 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 分類與代碼分類與代碼 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) 特點特點：自動化程度不高自動化程度不高，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)換問題。它仍然是實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換問題。它仍然是實現(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