空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制-課件

第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-1概述

§3-2空間數(shù)據(jù)的地理參照系和控制基礎(chǔ)

§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼

§3-4空間數(shù)據(jù)的采集

§3-5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量§3-6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)一、GIS的數(shù)據(jù)源

二、空間數(shù)據(jù)采集的任務(wù)三、研究數(shù)據(jù)質(zhì)量的目的和意義一、地理空間的定義二、地理空間的數(shù)學(xué)建構(gòu)三、地理參照系四、GIS的地理基礎(chǔ)五、地圖投影一、空間數(shù)據(jù)的組織二、地理數(shù)據(jù)的分層三、分類與編碼一、輸入前準(zhǔn)備二、幾何數(shù)據(jù)的采集三、屬性數(shù)據(jù)采集四、屬性和幾何數(shù)據(jù)的連接五、空間數(shù)據(jù)的編輯和檢核一、GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量的內(nèi)容二、GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法三、數(shù)字化誤差評(píng)價(jià)和質(zhì)量控制四、數(shù)據(jù)處理中的質(zhì)量評(píng)價(jià)第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-1概述§3-2空間1§3-1概述現(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圖儀鍵盤等編輯、接邊、分層、圖形與屬性連接、加注記等空間數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)源?如何采集?質(zhì)量如何?§3-1概述現(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2一、GIS的數(shù)據(jù)源：§3-1概述地圖數(shù)據(jù)，遙感數(shù)據(jù)，文本數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)，多媒體數(shù)據(jù)，已有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)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。

二、空間數(shù)據(jù)采集的任務(wù)三、研究GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的目的和意義將現(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)過驗(yàn)證、修改、編輯等處理。一、GIS的數(shù)據(jù)源：§3-1概述地圖數(shù)據(jù)，遙感數(shù)據(jù)3§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）的定義指物質(zhì)、能量、信息的存在形式在形態(tài)、結(jié)構(gòu)過程、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§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（Geo4二、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)簡潔的數(shù)學(xué)式描述?！?-2地理參照系和控制基礎(chǔ)1、最自然的面：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)的高程測量。但地球的重力方向處處不同，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，且不能用簡單的數(shù)學(xué)公式來表達(dá)，因此，大地水準(zhǔn)面不能作為測量成果的計(jì)算面。為了測量成果計(jì)算的需要，選用一個(gè)同大地體相近的、可以用數(shù)學(xué)方法來表達(dá)的旋轉(zhuǎn)橢球來代替地球---三軸橢球體。3、橢球體模型abc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包括海5三、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。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。地圖投影§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)橢球體模型返回三、地理參照系1、經(jīng)緯度坐標(biāo)系（地理坐標(biāo)）2、笛卡兒平面坐標(biāo)63、高程系統(tǒng)采用不同的基準(zhǔn)面表示地面點(diǎn)的高低所產(chǎn)生的幾種不同的高程表示法，或者對(duì)水準(zhǔn)測量數(shù)據(jù)采取不同的處理方法所產(chǎn)生的幾種高程表示法。有正高、正常高、力高和大地高程等系統(tǒng)。

高程基準(zhǔn)面基本上有兩種：一是大地水準(zhǔn)面，它是正高和力高的基準(zhǔn)面；二是橢球面，它是大地高程的基準(zhǔn)面。此外，為了克服正高不能精確計(jì)算的困難還采用正常高，以似大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面，它非常接近大地水準(zhǔn)面。

3、高程系統(tǒng)7四、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)。

§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)3、統(tǒng)一的地圖投影系統(tǒng)的意義：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。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)2、投影與坐標(biāo)系：

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。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8五、地圖投影

1、GIS與地圖投影關(guān)系

§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）五、地圖投影1、GIS與地圖投影關(guān)系§3-2地理參照系9

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)比例尺的國家基本圖（基本比例尺地形圖，基本省區(qū)圖或國家大地圖集）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。等角投影---在一定范圍內(nèi)，投影面上任何點(diǎn)上兩個(gè)微分線段組成的角度投影前后保持不變的一類投影。

也叫正形投影。是角度和形狀保持正確的投影，也稱正形投影。等角投影的經(jīng)緯線正交，即成90°，圖上任意兩個(gè)方向的夾角與實(shí)地相對(duì)應(yīng)的角度相等。等角投影的缺點(diǎn)是面積變形比其他投影大，只有在小面積內(nèi)可保持形狀和實(shí)際相似。用等角投影編制的地圖有航海圖、洋流圖等。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。

§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)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103、我國GIS常用的地圖投影配置采用與我國基本圖系列一致的地圖投影系統(tǒng)：我國常用的地圖投影的情況為：1)、我國基本比例尺地形圖(1：100萬、1：50萬、1：25萬、1：10萬、1：5萬、1：2.5、1：1萬、1：5000),除1：100萬外均采用高斯—克呂格投影為地理基礎(chǔ)；2)、我國1：100萬地形圖采用了Lambert投影，其分幅原則與國際地理學(xué)會(huì)規(guī)定的全球統(tǒng)一使用的國際百萬分之一地圖投影保持一致。3)、我國大部分省區(qū)圖以及大多數(shù)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。。

§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)3、我國GIS常用的地圖投影配置采用與我國基本圖系列一致的地11§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼分層區(qū)域分塊空間數(shù)據(jù)庫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§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼分層區(qū)域分塊空間數(shù)據(jù)庫GIS應(yīng)12二、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）地面垂直高度分層把距離地表不同高度的數(shù)據(jù)作為一個(gè)數(shù)據(jù)層。

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)的分層空間數(shù)據(jù)可按某種屬性特征形成一個(gè)132、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，管理起來就相對(duì)簡單；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?！?-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼返回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14三、空間數(shù)據(jù)的分類與編碼分類、編碼點(diǎn)、線、面特征碼、坐標(biāo)信息世界§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼三、空間數(shù)據(jù)的分類與編碼分類、編碼點(diǎn)、線、面信息世界§3-3151、屬性數(shù)據(jù)編碼§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。

編碼：是指確定屬性數(shù)據(jù)的代碼的方法和過程。

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)。1、屬性數(shù)據(jù)編碼§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼在屬性數(shù)162、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)象分開的過程。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：科學(xué)性、系統(tǒng)性、可擴(kuò)性、實(shí)用性、兼容性、穩(wěn)定性、不受比例尺限制、靈活性§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼2、分類編碼的原則分類是將具有共同的屬性或特征的事173、分類碼和標(biāo)識(shí)碼§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教程》所配光盤3、分類碼和標(biāo)識(shí)碼§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼資料來源于張184、分類碼示例§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教程》所配光盤4、分類碼示例§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼資料來源于張超主195、標(biāo)識(shí)碼示例§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼C1492資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教程》所配光盤5、標(biāo)識(shí)碼示例§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼C1492資料來20§3.4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)。一、輸入前準(zhǔn)備返回§3.4空間數(shù)據(jù)的采集1、

資料準(zhǔn)備，區(qū)域標(biāo)定一、輸入前21二、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（四）解析測圖法（五）已有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入（一）手工數(shù)字化（二）數(shù)字化儀數(shù)字化地圖數(shù)字化二、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22地圖數(shù)字化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集確定數(shù)字化路線地圖預(yù)處理返回等資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教程》所配光盤三、屬性數(shù)據(jù)的采集地圖數(shù)字化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集確定數(shù)字化路線地圖預(yù)處理返231、手工矢量數(shù)字化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集2、手工柵格數(shù)字化（一）手工數(shù)字化資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教程》所配光盤1、手工矢量數(shù)字化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集2、手工柵格數(shù)字化242、手工柵格數(shù)字化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集返回（一）手工數(shù)字化資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教程》所配光盤2、手工柵格數(shù)字化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集返回（一）手工數(shù)字25（二）數(shù)字化儀數(shù)字化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集用數(shù)字化軟件進(jìn)行數(shù)字化1、流程：資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教程》所配光盤（二）數(shù)字化儀數(shù)字化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集用數(shù)字化軟件進(jìn)行262、用數(shù)字化軟件進(jìn)行數(shù)字化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集返回（二）數(shù)字化儀數(shù)字化資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教程》所配光盤2、用數(shù)字化軟件進(jìn)行數(shù)字化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集返回（二）27（三）掃描矢量化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集掃描轉(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1、掃描矢量化處理流程：（三）掃描矢量化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集掃描轉(zhuǎn)換拼接子圖塊裁282、屏幕跟蹤矢量化流程：§3.4空間數(shù)據(jù)的采集準(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2、屏幕跟蹤矢量化流程：§3.4空間數(shù)據(jù)的采集準(zhǔn)備掃描圖像29三、屬性數(shù)據(jù)采集1、鍵盤，人機(jī)對(duì)話方式2、程序批量輸入。§3.4空間數(shù)據(jù)的采集a1a2001002001002程序空間數(shù)據(jù)庫四、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)三、屬性數(shù)據(jù)采集1、鍵盤，人機(jī)對(duì)話方式§3.4空間數(shù)據(jù)的采30五、空間數(shù)據(jù)的編輯和檢核1、空間數(shù)據(jù)輸入的誤差。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。鍵盤輸入錯(cuò)誤，漏輸數(shù)據(jù)或?qū)傩藻e(cuò)誤分類、編碼等。

§3.4空間數(shù)據(jù)的采集2、空間數(shù)據(jù)的檢查五、空間數(shù)據(jù)的編輯和檢核1、空間數(shù)據(jù)輸入的誤差?！?.4空312、空間數(shù)據(jù)的檢查1）通過圖形實(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，通過確定最低和最高等高線的高程及等高距，編制軟件來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)多邊形是否閉合來檢查，或根據(jù)多邊形與多邊形內(nèi)點(diǎn)的匹配來檢查等；6）對(duì)于屬性數(shù)據(jù)，通常是在屏幕上逐表、逐行檢查，也可打印出來檢查；7）對(duì)于屬性數(shù)據(jù)還可編寫檢核程序，如有無字符代替了數(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)使用幾何糾正來進(jìn)行處理?！?.4空間數(shù)據(jù)的采集目標(biāo)檢核

機(jī)器檢核圖形疊合比較屬性數(shù)據(jù)檢核各種方法反復(fù)進(jìn)行2、空間數(shù)據(jù)的檢查1）通過圖形實(shí)體與其屬性的聯(lián)合顯示，發(fā)現(xiàn)32§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。一、GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量的內(nèi)容（類型）2、誤差產(chǎn)生的主要原因§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量1、GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的基本內(nèi)容一、33邏輯誤差§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量返回資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教程》所配光盤邏輯誤差§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量返回資料來源于張超主編的342、誤差產(chǎn)生的主要原因§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量具體分析原因資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教程》所配光盤2、誤差產(chǎn)生的主要原因§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量具體分析原353、誤差的具體來源§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量階段誤差來源數(shù)據(jù)采集

實(shí)測誤差，地圖制圖誤差（制作地圖的每一過程都有誤差），航測遙感數(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)字化過程中操作員和設(shè)備造成的誤差，某些地理屬性沒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3、誤差的具體來源§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量階段誤差來源數(shù)364、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)量返回4、誤差傳播誤差傳播可分為三類：§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)37二、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）指通過外部知識(shí)或信息進(jìn)行推理來確定空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量的方法。用于推理的外部知識(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)行的綜合分析來確定數(shù)據(jù)的總體質(zhì)量的方法。§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量返回二、GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法1、直接評(píng)價(jià)法§3.5G38三、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)間序列分析法來確定數(shù)字化的誤差?！?.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量1、評(píng)價(jià)數(shù)字化誤差的方法2）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，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)字化過程中的質(zhì)量控制三、數(shù)字化的誤差評(píng)價(jià)和質(zhì)量控制1）自動(dòng)回歸法§3.5GI392、數(shù)字化過程中的質(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)量返回2、數(shù)字化過程中的質(zhì)量控制1）數(shù)字化預(yù)處理工作§3.5G40數(shù)字高程模型(DigitalElevationModel),簡稱DEM。它是用一組有序數(shù)值陣列形式表示地面高程的一種實(shí)體地面模型，是數(shù)字地形模型(DigitalTerrainModel，簡稱DTM)的一個(gè)分支，其它各種地形特征值均可由此派生。一般認(rèn)為,DTM是描述包括高程在內(nèi)的各種地貌因子，如坡度、坡向、坡度變化率等因子在內(nèi)的線性和非線性組合的空間分布，其中DEM是零階單純的單項(xiàng)數(shù)字地貌模型，其他如坡度、坡向及坡度變化率等地貌特性可在DEM的基礎(chǔ)上派生。四、數(shù)據(jù)處理中數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)數(shù)字高程模型(DigitalElevati41四、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的粗差探測等方面仍沒有得到圓滿的解決。

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。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422、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)淦ヅ鋯栴}。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；對(duì)理想地圖進(jìn)行觀測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。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。ABC§433、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)生大量無意義的多邊形。-----需要合并無意義的多邊形§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3、多邊形疊置產(chǎn)生的誤差多邊形疊置誤差計(jì)算的思44合并無意義的多邊形的方法：A、用人機(jī)交互的方法把無意義的多邊形合并到大多邊形中；B、根據(jù)無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?！?.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量合并無意義的多邊形的方法：A、用人機(jī)交互的方法把無意義的多邊452）幾何誤差：§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。2）幾何誤差：§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量新邊界可46§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。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，我國已有一些與GIS有關(guān)的國家標(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§3.6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)--數(shù)據(jù)共享一、概述3、空間數(shù)據(jù)標(biāo)47二、空間數(shù)據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)

1、原則：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。2）遵循國務(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)。

§3.6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)--數(shù)據(jù)共享

2、目前我國已有的與GIS有關(guān)的關(guān)于空間數(shù)據(jù)分類的國家標(biāo)準(zhǔn)：GB2260-95《中華人民共和國行政區(qū)劃代碼》GB13923-92《國土基礎(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。返回二、空間數(shù)據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)1、原則：§3.6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)--48三、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)§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)§3.6空間數(shù)492、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題?！?.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

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504、統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫接口特點(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?！?.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)開發(fā)專門的雙向轉(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)庫的接口。我國已發(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、我國空間數(shù)據(jù)交換格式返回4、統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫接口特點(diǎn)：這種方式的前提，首先要求對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)51五、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。§3.6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)--數(shù)據(jù)共享

五、GIS空間元數(shù)據(jù)（GeospatialMetadat522、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，存在問題標(biāo)識(shí)（如數(shù)據(jù)的丟失原因），數(shù)據(jù)處理過程等。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?！?.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Metadat533、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?！?.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。

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544、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?！?.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)，例如在測量海洋要素?cái)?shù)據(jù)時(shí)，測點(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：鍵盤輸入關(guān)聯(lián)法測量法計(jì)算法推理法返回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55六、空間數(shù)據(jù)的互操作§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。互相通信互相協(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；3）語義湖操作，強(qiáng)調(diào)信息的共享，在一定語義約束下（對(duì)地理現(xiàn)象共同的理解下）的互操作。

六、空間數(shù)據(jù)的互操作§3.6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)--數(shù)據(jù)共享互563、GIS互操作問題§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)之間存在互操作問題，因?yàn)椋?）沒有統(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？3、GIS互操作問題§3.6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)--數(shù)據(jù)共享575、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）OPENGIS規(guī)范，通過規(guī)定統(tǒng)一的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)軟件工具的框架，OGC（OpenGISConsortium）OPENGIS協(xié)會(huì)為實(shí)現(xiàn)GIS間的互操作制定了OPENGIS規(guī)范。2）構(gòu)件（組件）技術(shù)，構(gòu)件（組件）技術(shù)也是實(shí)現(xiàn)互操作的可行方法。程序設(shè)計(jì)中的組件技術(shù)，可以在許多不同平臺(tái)下使用，受之啟發(fā)，可將GIS某功能包裝成獨(dú)立的組件，使之可以在不同的系統(tǒng)環(huán)境下調(diào)用。這樣可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的相互調(diào)用?！?.6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)--數(shù)據(jù)共享

4、急需實(shí)現(xiàn)異構(gòu)GIS間的互操作1）解決基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的共享問題的需要；2）GIS應(yīng)用趨向多學(xué)科綜合和集成化；3）GIS走向社會(huì)化的需要；4）也是InternetGIS發(fā)展的需要。返回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：§358七、OpenGIS規(guī)范1、

含義：

OGIS，也叫開放式地理數(shù)據(jù)交換規(guī)程，它是由開放地理信息系統(tǒng)協(xié)會(huì)（OpenGISConsortium）制定的一系列開放標(biāo)準(zhǔn)和接口。OpenGIS規(guī)范是OGC規(guī)范的最高層次，是利用軟件統(tǒng)一地表示地理數(shù)據(jù)和地理處理的規(guī)范系統(tǒng)。2、目的：

在傳統(tǒng)GIS軟件與高帶寬的異構(gòu)地學(xué)處理環(huán)境中架起一座橋梁，具體通過信息基礎(chǔ)設(shè)施，把地理空間數(shù)據(jù)和地理處理資源集成到主流的計(jì)算機(jī)技術(shù)中，促使可互操作的商業(yè)地理信息處理軟件的廣泛應(yīng)用。3、特點(diǎn)：1）是一種統(tǒng)一的規(guī)范，使用戶和開發(fā)者能進(jìn)行互操作；2）能克服煩瑣的批處理及導(dǎo)入、導(dǎo)出障礙，在分布操作系統(tǒng)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫環(huán)境下獲取數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理功能資源；3）由于OpenGIS獨(dú)立于具體平臺(tái)，它只能是抽象層的概念描述，而不是具體的實(shí)現(xiàn)?！?.6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)--數(shù)據(jù)共享

七、OpenGIS規(guī)范§3.6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)--數(shù)據(jù)共享594、多數(shù)據(jù)格式是多源空間數(shù)據(jù)集成的瓶頸，是OpenGIS出現(xiàn)的基礎(chǔ)1)多語義性由于地理系統(tǒng)的研究對(duì)象的多種類特點(diǎn)決定了地理信息的多語義性。一個(gè)GIS研究的決不會(huì)是一個(gè)孤立的地理語義，但不同系統(tǒng)解決問題的側(cè)重點(diǎn)也有所不同，因而會(huì)存在語義分異問題。2)多時(shí)空性和多尺度一個(gè)GIS系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)源既有同一時(shí)間不同空間的數(shù)據(jù)系列；也有同一空間不同時(shí)間序列的數(shù)據(jù)。還會(huì)根據(jù)系統(tǒng)需要而采用不同尺度對(duì)地理空間進(jìn)行表達(dá)，不同的觀察尺度具有不同的比例尺和不同的精度。3)獲取手段多源性

獲取地理空間的數(shù)據(jù)的方法有多種多樣，包括來自現(xiàn)有系統(tǒng)、圖表、遙感手段、GPS手段、統(tǒng)計(jì)調(diào)查、實(shí)地勘測等。4)存儲(chǔ)格式多源性圖形數(shù)據(jù)又可以分為柵格格式和矢量格式兩類。傳統(tǒng)的GIS一般將屬性數(shù)據(jù)放在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，而將圖形數(shù)據(jù)存放在專門的圖形文件中。不同的GIS軟件采取不同的文件存儲(chǔ)格式?！?.6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)--數(shù)據(jù)共享

4、多數(shù)據(jù)格式是多源空間數(shù)據(jù)集成的瓶頸，是OpenGIS出605、OpenGIS規(guī)范的作用

§3.6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)--數(shù)據(jù)共享

通過OpenGIS規(guī)范把商業(yè)部門、集成部門、用戶、研究人員、數(shù)據(jù)提供商等連接到一起，通過必要的軟件工具和通信技術(shù)，為各種用戶提供對(duì)地理信息的共享和互操作。5、OpenGIS規(guī)范的作用§3.6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)--數(shù)616、互操作地理信息的工作方式（OGIS框架）

如何實(shí)現(xiàn)OpenGIS規(guī)范，OpenGIS規(guī)范并沒有提出具體的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施模式，其框架主要由三部分組成1）開放的地理數(shù)據(jù)模型（OpenGeodataModel,OGM）

包含認(rèn)可的類型和結(jié)構(gòu)集合（將地理現(xiàn)實(shí)抽象為實(shí)體（特征）和現(xiàn)象（層）），通過這一集合，可表示任何地理模型。2）OGIS服務(wù)模型（OpenServiceModel，OSM）

定義地學(xué)數(shù)據(jù)服務(wù)的對(duì)象模型，由一組相互可操作的軟件構(gòu)件集組成，為對(duì)特征的訪問提供對(duì)象管理、獲取、操作、交換等服務(wù)設(shè)施。3）信息群模型（InformationCommunitiesModel）信息群指共享數(shù)據(jù)的用戶群，可以是數(shù)據(jù)提供者、使用者。不同用戶對(duì)數(shù)據(jù)理解不同，引起語義上交流障礙。

信息群模型，主要任務(wù)是解決具有統(tǒng)一的OGM（開放地理數(shù)據(jù)模型）及語義描述機(jī)制的一個(gè)信息部門內(nèi)部以及不同OGM及語義描述的信息部門之間的數(shù)據(jù)共享問題。采用的主要方法是語義轉(zhuǎn)換，使具有不同特征類定義以及語義模式的信息用戶群之間實(shí)現(xiàn)語義的互操作?！?.6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)--數(shù)據(jù)共享

6、互操作地理信息的工作方式（OGIS框架）62作業(yè)：1、地圖與投影的關(guān)系有哪些？2、空間數(shù)據(jù)分層的的方法有哪些？3、空間數(shù)據(jù)的編輯和檢核包括哪些內(nèi)容？作業(yè)：63作業(yè)：1、數(shù)字化過程中的質(zhì)量控制包括哪些方面？2、簡述空間元數(shù)據(jù)的作用。3、為什么說目前所建立的GIS均被認(rèn)為是信息孤島？作業(yè)：64第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-1概述

§3-2空間數(shù)據(jù)的地理參照系和控制基礎(chǔ)

§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼

§3-4空間數(shù)據(jù)的采集

§3-5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量§3-6空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)一、GIS的數(shù)據(jù)源

二、空間數(shù)據(jù)采集的任務(wù)三、研究數(shù)據(jù)質(zhì)量的目的和意義一、地理空間的定義二、地理空間的數(shù)學(xué)建構(gòu)三、地理參照系四、GIS的地理基礎(chǔ)五、地圖投影一、空間數(shù)據(jù)的組織二、地理數(shù)據(jù)的分層三、分類與編碼一、輸入前準(zhǔn)備二、幾何數(shù)據(jù)的采集三、屬性數(shù)據(jù)采集四、屬性和幾何數(shù)據(jù)的連接五、空間數(shù)據(jù)的編輯和檢核一、GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量的內(nèi)容二、GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法三、數(shù)字化誤差評(píng)價(jià)和質(zhì)量控制四、數(shù)據(jù)處理中的質(zhì)量評(píng)價(jià)第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制§3-1概述§3-2空間65§3-1概述現(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圖儀鍵盤等編輯、接邊、分層、圖形與屬性連接、加注記等空間數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)源?如何采集?質(zhì)量如何?§3-1概述現(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66一、GIS的數(shù)據(jù)源：§3-1概述地圖數(shù)據(jù)，遙感數(shù)據(jù)，文本數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)，多媒體數(shù)據(jù)，已有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)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。

二、空間數(shù)據(jù)采集的任務(wù)三、研究GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的目的和意義將現(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)過驗(yàn)證、修改、編輯等處理。一、GIS的數(shù)據(jù)源：§3-1概述地圖數(shù)據(jù)，遙感數(shù)據(jù)67§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）的定義指物質(zhì)、能量、信息的存在形式在形態(tài)、結(jié)構(gòu)過程、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§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（Geo68二、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)簡潔的數(shù)學(xué)式描述?！?-2地理參照系和控制基礎(chǔ)1、最自然的面：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。可用水準(zhǔn)儀完成地球自然表面上任一點(diǎn)的高程測量。但地球的重力方向處處不同，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，且不能用簡單的數(shù)學(xué)公式來表達(dá)，因此，大地水準(zhǔn)面不能作為測量成果的計(jì)算面。為了測量成果計(jì)算的需要，選用一個(gè)同大地體相近的、可以用數(shù)學(xué)方法來表達(dá)的旋轉(zhuǎn)橢球來代替地球---三軸橢球體。3、橢球體模型abc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包括海69三、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。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。地圖投影§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)橢球體模型返回三、地理參照系1、經(jīng)緯度坐標(biāo)系（地理坐標(biāo)）2、笛卡兒平面坐標(biāo)703、高程系統(tǒng)采用不同的基準(zhǔn)面表示地面點(diǎn)的高低所產(chǎn)生的幾種不同的高程表示法，或者對(duì)水準(zhǔn)測量數(shù)據(jù)采取不同的處理方法所產(chǎn)生的幾種高程表示法。有正高、正常高、力高和大地高程等系統(tǒng)。

高程基準(zhǔn)面基本上有兩種：一是大地水準(zhǔn)面，它是正高和力高的基準(zhǔn)面；二是橢球面，它是大地高程的基準(zhǔn)面。此外，為了克服正高不能精確計(jì)算的困難還采用正常高，以似大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面，它非常接近大地水準(zhǔn)面。

3、高程系統(tǒng)71四、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)。

§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)3、統(tǒng)一的地圖投影系統(tǒng)的意義：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。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)2、投影與坐標(biāo)系：

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。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72五、地圖投影

1、GIS與地圖投影關(guān)系

§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）五、地圖投影1、GIS與地圖投影關(guān)系§3-2地理參照系73

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)比例尺的國家基本圖（基本比例尺地形圖，基本省區(qū)圖或國家大地圖集）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。等角投影---在一定范圍內(nèi)，投影面上任何點(diǎn)上兩個(gè)微分線段組成的角度投影前后保持不變的一類投影。

也叫正形投影。是角度和形狀保持正確的投影，也稱正形投影。等角投影的經(jīng)緯線正交，即成90°，圖上任意兩個(gè)方向的夾角與實(shí)地相對(duì)應(yīng)的角度相等。等角投影的缺點(diǎn)是面積變形比其他投影大，只有在小面積內(nèi)可保持形狀和實(shí)際相似。用等角投影編制的地圖有航海圖、洋流圖等。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。

§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)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743、我國GIS常用的地圖投影配置采用與我國基本圖系列一致的地圖投影系統(tǒng)：我國常用的地圖投影的情況為：1)、我國基本比例尺地形圖(1：100萬、1：50萬、1：25萬、1：10萬、1：5萬、1：2.5、1：1萬、1：5000),除1：100萬外均采用高斯—克呂格投影為地理基礎(chǔ)；2)、我國1：100萬地形圖采用了Lambert投影，其分幅原則與國際地理學(xué)會(huì)規(guī)定的全球統(tǒng)一使用的國際百萬分之一地圖投影保持一致。3)、我國大部分省區(qū)圖以及大多數(shù)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。。

§3-2地理參照系和控制基礎(chǔ)3、我國GIS常用的地圖投影配置采用與我國基本圖系列一致的地75§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼分層區(qū)域分塊空間數(shù)據(jù)庫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§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼分層區(qū)域分塊空間數(shù)據(jù)庫GIS應(yīng)76二、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）地面垂直高度分層把距離地表不同高度的數(shù)據(jù)作為一個(gè)數(shù)據(jù)層。

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)的分層空間數(shù)據(jù)可按某種屬性特征形成一個(gè)772、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，管理起來就相對(duì)簡單；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?！?-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼返回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78三、空間數(shù)據(jù)的分類與編碼分類、編碼點(diǎn)、線、面特征碼、坐標(biāo)信息世界§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼三、空間數(shù)據(jù)的分類與編碼分類、編碼點(diǎn)、線、面信息世界§3-3791、屬性數(shù)據(jù)編碼§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。

編碼：是指確定屬性數(shù)據(jù)的代碼的方法和過程。

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)。1、屬性數(shù)據(jù)編碼§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼在屬性數(shù)802、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)象分開的過程。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：科學(xué)性、系統(tǒng)性、可擴(kuò)性、實(shí)用性、兼容性、穩(wěn)定性、不受比例尺限制、靈活性§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼2、分類編碼的原則分類是將具有共同的屬性或特征的事813、分類碼和標(biāo)識(shí)碼§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教程》所配光盤3、分類碼和標(biāo)識(shí)碼§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼資料來源于張824、分類碼示例§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教程》所配光盤4、分類碼示例§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼資料來源于張超主835、標(biāo)識(shí)碼示例§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼C1492資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教程》所配光盤5、標(biāo)識(shí)碼示例§3-3空間數(shù)據(jù)的分類和編碼C1492資料來84§3.4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)。一、輸入前準(zhǔn)備返回§3.4空間數(shù)據(jù)的采集1、

資料準(zhǔn)備，區(qū)域標(biāo)定一、輸入前85二、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（四）解析測圖法（五）已有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入（一）手工數(shù)字化（二）數(shù)字化儀數(shù)字化地圖數(shù)字化二、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86地圖數(shù)字化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集確定數(shù)字化路線地圖預(yù)處理返回等資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教程》所配光盤三、屬性數(shù)據(jù)的采集地圖數(shù)字化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集確定數(shù)字化路線地圖預(yù)處理返871、手工矢量數(shù)字化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集2、手工柵格數(shù)字化（一）手工數(shù)字化資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教程》所配光盤1、手工矢量數(shù)字化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集2、手工柵格數(shù)字化882、手工柵格數(shù)字化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集返回（一）手工數(shù)字化資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教程》所配光盤2、手工柵格數(shù)字化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集返回（一）手工數(shù)字89（二）數(shù)字化儀數(shù)字化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集用數(shù)字化軟件進(jìn)行數(shù)字化1、流程：資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教程》所配光盤（二）數(shù)字化儀數(shù)字化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集用數(shù)字化軟件進(jìn)行902、用數(shù)字化軟件進(jìn)行數(shù)字化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集返回（二）數(shù)字化儀數(shù)字化資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教程》所配光盤2、用數(shù)字化軟件進(jìn)行數(shù)字化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集返回（二）91（三）掃描矢量化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集掃描轉(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1、掃描矢量化處理流程：（三）掃描矢量化§3.4空間數(shù)據(jù)的采集掃描轉(zhuǎn)換拼接子圖塊裁922、屏幕跟蹤矢量化流程：§3.4空間數(shù)據(jù)的采集準(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2、屏幕跟蹤矢量化流程：§3.4空間數(shù)據(jù)的采集準(zhǔn)備掃描圖像93三、屬性數(shù)據(jù)采集1、鍵盤，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a1a2001002001002程序空間數(shù)據(jù)庫四、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)三、屬性數(shù)據(jù)采集1、鍵盤，人機(jī)對(duì)話方式§3.4空間數(shù)據(jù)的采94五、空間數(shù)據(jù)的編輯和檢核1、空間數(shù)據(jù)輸入的誤差。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。鍵盤輸入錯(cuò)誤，漏輸數(shù)據(jù)或?qū)傩藻e(cuò)誤分類、編碼等。

§3.4空間數(shù)據(jù)的采集2、空間數(shù)據(jù)的檢查五、空間數(shù)據(jù)的編輯和檢核1、空間數(shù)據(jù)輸入的誤差?！?.4空952、空間數(shù)據(jù)的檢查1）通過圖形實(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，通過確定最低和最高等高線的高程及等高距，編制軟件來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)多邊形是否閉合來檢查，或根據(jù)多邊形與多邊形內(nèi)點(diǎn)的匹配來檢查等；6）對(duì)于屬性數(shù)據(jù)，通常是在屏幕上逐表、逐行檢查，也可打印出來檢查；7）對(duì)于屬性數(shù)據(jù)還可編寫檢核程序，如有無字符代替了數(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)使用幾何糾正來進(jìn)行處理。§3.4空間數(shù)據(jù)的采集目標(biāo)檢核

機(jī)器檢核圖形疊合比較屬性數(shù)據(jù)檢核各種方法反復(fù)進(jìn)行2、空間數(shù)據(jù)的檢查1）通過圖形實(shí)體與其屬性的聯(lián)合顯示，發(fā)現(xiàn)96§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。一、GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量的內(nèi)容（類型）2、誤差產(chǎn)生的主要原因§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量1、GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的基本內(nèi)容一、97邏輯誤差§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量返回資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教程》所配光盤邏輯誤差§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量返回資料來源于張超主編的982、誤差產(chǎn)生的主要原因§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量具體分析原因資料來源于張超主編的《地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教程》所配光盤2、誤差產(chǎn)生的主要原因§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量具體分析原993、誤差的具體來源§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量階段誤差來源數(shù)據(jù)采集

實(shí)測誤差，地圖制圖誤差（制作地圖的每一過程都有誤差），航測遙感數(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)字化過程中操作員和設(shè)備造成的誤差，某些地理屬性沒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3、誤差的具體來源§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量階段誤差來源數(shù)1004、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)量返回4、誤差傳播誤差傳播可分為三類：§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)101二、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）指通過外部知識(shí)或信息進(jìn)行推理來確定空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量的方法。用于推理的外部知識(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)行的綜合分析來確定數(shù)據(jù)的總體質(zhì)量的方法?！?.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量返回二、GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法1、直接評(píng)價(jià)法§3.5G102三、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)間序列分析法來確定數(shù)字化的誤差。§3.5GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量1、評(píng)價(jià)數(shù)字化誤差的方法2）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，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)字化過程中的質(zhì)量控制三、數(shù)字化的誤差評(píng)價(jià)和質(zhì)量控制1）自動(dòng)回歸法§3.5GI1032、數(shù)字化過程中的質(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)量返回2、數(shù)字化過程中的質(zhì)量控制1）數(shù)字化預(yù)處理工作§3.5G104數(shù)字高程模型(DigitalElevationModel),簡稱DEM。它是用一組有序數(shù)值陣列形式表示地面高程的一種實(shí)體地面模型，是數(shù)字地形模型(DigitalTerrainModel，簡稱DTM)的一個(gè)分支，其它各種地形特征值均可由此派生。一般認(rèn)為,DTM是描述包括高程在內(nèi)的各種地貌因子，如坡度、坡向、坡度變化率等因子在內(nèi)的線性和非線性組合的空間分布，其中DEM是零階單純的單項(xiàng)數(shù)字地貌模型，其他如坡度、坡向及坡度變化率等地貌特性可在DEM的基礎(chǔ)上派生。四、數(shù)據(jù)處理中數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)數(shù)字高程模型(DigitalElevati105四、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的粗差探測等方面仍沒有得到圓滿的解決。

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。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1062、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)淦ヅ鋯栴}。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；對(duì)理想地圖進(jìn)行觀測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。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。ABC§1073、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