第六讲空间数据质量与元数据.ppt

第六第六讲空空间数据数据质量与元数据量与元数据现在学习的是第1页，共64页学学 习习 目目 标标理解空间数据质量及其相关概念理解空间数据质量及其相关概念了解空间数据质量评价的标准，并分析造成数据质量问题的来源了解空间数据质量评价的标准，并分析造成数据质量问题的来源说明控制空间数据质量的措施说明控制空间数据质量的措施理解元数据的概念，了解空间数据元数据所用到的概念理解元数据的概念，了解空间数据元数据所用到的概念了解空间数据元数据的分类和标准了解空间数据元数据的分类和标准了解空间数据元数据的获取方法了解空间数据元数据的获取方法弄清为什么在地理信息系统中使用元数据弄清为什么在地理信息系统中使用元数据说明空间数据元数据的应用说明空间数据元数据的应用 重点：空间数据质量的概念，数据质量评价，元数据的概念。重点：空间数据质量的概念，数据质量评价，元数据的概念。难点：元数据的分类与标准。难点：元数据的分类与标准。第五章第五章 空间数据质量与元数据空间数据质量与元数据 现在学习的是第2页，共64页第一节第一节 空间数据的质量空间数据的质量空间数据质量的概念空间数据质量的概念空间数据质量评价空间数据质量评价空间数据质量问题的来源与分析空间数据质量问题的来源与分析数据质量控制数据质量控制现在学习的是第3页，共64页一、空间数据质量的概念一、空间数据质量的概念空间数据：空间数据：是对有关空间位置、专题特征及时间信息的符是对有关空间位置、专题特征及时间信息的符号纪录，是对现实世界中空间特征和过程的抽象表达。号纪录，是对现实世界中空间特征和过程的抽象表达。空间数据质量空间数据质量：空间数据在表达实体空间位置、特征和实空间数据在表达实体空间位置、特征和实践所能达到的践所能达到的准确性、一致性、完整性和三者统一性的程准确性、一致性、完整性和三者统一性的程度度，以及数据适应于不同应用的能力。，以及数据适应于不同应用的能力。现在学习的是第4页，共64页二、空间数据质量评价二、空间数据质量评价数据质量特征数据质量特征（1）误差）误差（2）准确度）准确度（3）精度）精度（4）不确定性）不确定性空间数据质量标准空间数据质量标准（1）数据说明）数据说明（2）位置精度）位置精度（3）属性精度）属性精度（4）时间精度）时间精度（5）逻辑一致性）逻辑一致性（6）完整性）完整性（7）表达形式的合理性）表达形式的合理性现在学习的是第5页，共64页1）数据质量的基本特征）数据质量的基本特征q准确度：测量值与其实际真值的接近程度准确度：测量值与其实际真值的接近程度q精精度度：对对象象表表达达的的详详细细程程度度，包包括括定定位位精精度度、属属性性精精度度、空间分辨力空间分辨力AB(1)AB(2)BA(3)A的准确度低于B，但A的精度高于B(1)、(2)中A、B准确度一致，但A的精度高于B现在学习的是第6页，共64页2）数据质量的基本特征（续）数据质量的基本特征（续）q不不确确定定性性：当当某某种种现现象象不不能能精精确确测测定定时时，其其值值无无法法知知道道，其其误误差差也也就就无无法法确确定定，这这时时就就用用不不确确定定性性代代替替误误差差，一一般般采采取取对对同同一现象进行多次观测并求标准差来表示一现象进行多次观测并求标准差来表示q相容性：两个来源数据在同一应用中的难易程度相容性：两个来源数据在同一应用中的难易程度土地利用图拼接时，边缘处地物类型和几何位置应该相容土地利用图拼接时，边缘处地物类型和几何位置应该相容不不同同比比例例尺尺可可造造成成数数据据的的不不相相容容，如如一一种种图图上上有有，而而另另一一种图上被忽略种图上被忽略q一致性：同一现象或同类现象表达的一致程度，包括一致性：同一现象或同类现象表达的一致程度，包括位置不一致：河流位置不一致：河流,行政边界在不同的图上形状不同行政边界在不同的图上形状不同逻辑不一致：道路不能穿越房子、等高线不能交叉逻辑不一致：道路不能穿越房子、等高线不能交叉现在学习的是第7页，共64页2）数据质量的基本特征（续）数据质量的基本特征（续）q完整性：指数据的完整性，包括分层的完整性、分类的完整性、内完整性：指数据的完整性，包括分层的完整性、分类的完整性、内容完整性（不缺少数据）容完整性（不缺少数据）q可得性：获得或使用数据的容易程度可得性：获得或使用数据的容易程度q现势性：数据反映客观现象目前状况的程度，对许多类型的地现势性：数据反映客观现象目前状况的程度，对许多类型的地理信息来说，时间是一个严格的因素，如人口统计信息、土地理信息来说，时间是一个严格的因素，如人口统计信息、土地利用类型信息利用类型信息q适适用用性性：数数据据质质量量的的适适用用性性主主要要取取决决于于所所使使用用数数据据的的内内容容与与质质量量、用户的财力、获得数据的易容程序等用户的财力、获得数据的易容程序等上述这些数据质量的基本特征决定了数据质量的好坏。上述这些数据质量的基本特征决定了数据质量的好坏。现在学习的是第8页，共64页2、空间数据质量标准、空间数据质量标准 空间数据质量标准是生产、使用和评价空间数据的依据。数据质量是数空间数据质量标准是生产、使用和评价空间数据的依据。数据质量是数据整体性能的综合体现。其主要内容如下：据整体性能的综合体现。其主要内容如下：数据说明：数据说明：要求对空间数据的来源、数据内容及其处理过程等作出要求对空间数据的来源、数据内容及其处理过程等作出准确、全面和详尽的说明。准确、全面和详尽的说明。位置精度：位置精度：指空间实体的坐标数据与实体真实位置的接近程度，常表指空间实体的坐标数据与实体真实位置的接近程度，常表现为空间三维坐标数据的精度。现为空间三维坐标数据的精度。属性精度：属性精度：指空间实体的属性值与其真值相符的程度。它取决于地理指空间实体的属性值与其真值相符的程度。它取决于地理数据的类型，常常与位置精度有关。数据的类型，常常与位置精度有关。时间精度：时间精度：指时间的现势性。可以通过数据更新的时间和频度来体现。指时间的现势性。可以通过数据更新的时间和频度来体现。现在学习的是第9页，共64页2、空间数据质量标准、空间数据质量标准逻辑一致性：逻辑一致性：指地理数据关系上的可靠性，包括数据结构、数据内容，指地理数据关系上的可靠性，包括数据结构、数据内容，以及拓扑性质上的内在一致性。以及拓扑性质上的内在一致性。完整性：完整性：指地理数据在范围、内容及结构等方面满足所有要求的完指地理数据在范围、内容及结构等方面满足所有要求的完整程度，包括数据范围、空间实体类型、空间关系分类、属性特征整程度，包括数据范围、空间实体类型、空间关系分类、属性特征分类等方面的完整性。分类等方面的完整性。表达形式的合理性：表达形式的合理性：指数据抽象、数据表达与实体的吻合性，包括空间特指数据抽象、数据表达与实体的吻合性，包括空间特征、专题特征和时间特征表达的合理性等。征、专题特征和时间特征表达的合理性等。现在学习的是第10页，共64页三、空间数据质量问题的来源与分析三、空间数据质量问题的来源与分析源误差源误差空间现象自身存在的不稳定性空间现象自身存在的不稳定性空间现象的表达空间现象的表达操作误差操作误差空间数据使用中的误差空间数据使用中的误差现在学习的是第11页，共64页现在学习的是第12页，共64页1、源误差、源误差地面测量数字数据的误差地面测量数字数据的误差地图数字化数据的误差地图数字化数据的误差遥感数据的误差遥感数据的误差现在学习的是第13页，共64页（1）地面测量数字数据的误差）地面测量数字数据的误差来源于地面测量的数字数据中含有控制测量和碎部测量误差。其中控制点误差又受控制网的参考基准、网形和观测精度以及观测费用等因素的影响。碎部点误差除继承了控制点的误差外，还受自身的观测方法、观测精度和地界的人为判断，以及地物地貌的取舍等因素的影响。当然，原始观测误差受观测仪器、观测者和外界环境三种因素影响。地面测量数据中的误差可以表现为随机误差、系统误差或粗差。一般而言，粗差可采用可靠性理论探测剔除，系统误差可采用实验方法校正或建立系统误差模型处理，随机误差可采用随机模型，如最小二乘法平差处理。利用误差传播规律可求得点坐标的方差协方差矩阵或误差椭圆（球）元素来表达点坐标数据的精度。测量方面的误差通常考虑的是：系统误差、操作误差和偶然误差。现在学习的是第14页，共64页（2）地图数字化数据的误差）地图数字化数据的误差 地图数字化是地图数字化是GIS数据来源之一，原图固有误差和数字化数据来源之一，原图固有误差和数字化过程误差是地图数字化数据误差的主要来源。过程误差是地图数字化数据误差的主要来源。原图固有误差除含有上述地面控制测量和碎部测量的全部原图固有误差除含有上述地面控制测量和碎部测量的全部误差外，还含有制图误差。误差外，还含有制图误差。制图误差制图误差数字化误差数字化误差 现在学习的是第15页，共64页 制图误差制图误差 控制点展绘误差：控制点展绘误差：展绘控制点是成图的第一步。展绘控制点是成图的第一步。编绘误差：编绘误差：地形图的编绘一般用摄影测量手段把各种原始地形图的编绘一般用摄影测量手段把各种原始资料化为同一比例尺的过程，其中所引入的误差大约在资料化为同一比例尺的过程，其中所引入的误差大约在0.300.33毫米之间。毫米之间。绘图误差：绘图误差：这项误差是在绘图过程中产生的。这项误差是在绘图过程中产生的。综合误差：综合误差：地图综合误差的大小取决于特征的类型与复杂地图综合误差的大小取决于特征的类型与复杂程度，故该项误差极难量化。程度，故该项误差极难量化。现在学习的是第16页，共64页 制图误差制图误差 地图复制误差：地图复制误差：地图复制误差的均方差为地图复制误差的均方差为0.10.2毫米。毫米。分色版套合误差：分色版套合误差：该项误差的均方差为该项误差的均方差为0.170.30毫米。毫米。绘图材料的变形误差：绘图材料的变形误差：地图一般印刷于纸质载体上，随着温度和湿度的地图一般印刷于纸质载体上，随着温度和湿度的变化，纸的尺寸也会改变。变化，纸的尺寸也会改变。归化到同一比例尺所引起的误差：归化到同一比例尺所引起的误差：地图的比例尺是指真实的主比例尺，地图的比例尺是指真实的主比例尺，在将地图数字化或从地图量距时，必须利用适当的比例尺因子进行在将地图数字化或从地图量距时，必须利用适当的比例尺因子进行修正。修正。现在学习的是第17页，共64页 制图误差制图误差 特征的定义：特征的定义：自然界的许多特征并无明确的界限。特征定自然界的许多特征并无明确的界限。特征定义会引起特征位置的某些不确定性，但并非所有的特征都义会引起特征位置的某些不确定性，但并非所有的特征都有此误差。有此误差。特征夸大误差特征夸大误差：为了增强地图的易读性，有时需要夸大某为了增强地图的易读性，有时需要夸大某些特征，因为它们在图上难以按其真实情况表示。些特征，因为它们在图上难以按其真实情况表示。由于很难知道制图过程中各种误差间的关系以及图纸由于很难知道制图过程中各种误差间的关系以及图纸尺寸的不稳定性，因此，很难准确地评价原图固有误差。尺寸的不稳定性，因此，很难准确地评价原图固有误差。现在学习的是第18页，共64页 数字化误差数字化误差 数字化方式主要有手扶跟踪数字化和扫描数字化。在生产实践数字化方式主要有手扶跟踪数字化和扫描数字化。在生产实践中，采用扫描数字化，然后屏幕半自动化跟踪。线划跟踪与扫描数中，采用扫描数字化，然后屏幕半自动化跟踪。线划跟踪与扫描数字化所引起的平面误差较小，只是在扫描时，要素结合处出现的误字化所引起的平面误差较小，只是在扫描时，要素结合处出现的误差较大。手扶跟踪数字化引起的误差主要与被数字化的要素对象、差较大。手扶跟踪数字化引起的误差主要与被数字化的要素对象、作业员和数字化仪有关。作业员和数字化仪有关。要素对象要素对象：要素本身的宽度、密度和复杂程度对数字化误差有要素本身的宽度、密度和复杂程度对数字化误差有显著影响。显著影响。现在学习的是第19页，共64页 数字化误差数字化误差作业员：作业员：作业员的经验与技能主要表现在选择最佳点位、跟踪作业员的经验与技能主要表现在选择最佳点位、跟踪曲线和判断十字丝与目标重合程度的能力等方面。曲线和判断十字丝与目标重合程度的能力等方面。数字化仪：数字化仪：数字化仪的分辨率对数字化误差有决定性影响。一般数字化仪的分辨率对数字化误差有决定性影响。一般在选择数字化仪时采用经济实用的原则。在选择数字化仪时采用经济实用的原则。现在学习的是第20页，共64页（3 3）遥感数据误差遥感数据误差 遥感数据的误差积累过程可以分为：数据获取误差、数据预处遥感数据的误差积累过程可以分为：数据获取误差、数据预处理误差和人工判读误差等。理误差和人工判读误差等。数据获取误差：数据获取误差：遥感资料获取时存在着多种误差。其中有些误差源是可遥感资料获取时存在着多种误差。其中有些误差源是可控的，有些则是不可控的，可控的数据获取误差又包括几何误差和遥感平控的，有些则是不可控的，可控的数据获取误差又包括几何误差和遥感平台误差。台误差。数据预处理误差：数据预处理误差：数据预处理包括利用地面控制对原始数据进行的几数据预处理包括利用地面控制对原始数据进行的几何校正、图像增强和分类等。这些预处理会引入各种各样的误差。何校正、图像增强和分类等。这些预处理会引入各种各样的误差。现在学习的是第21页，共64页（3 3）遥感数据误差遥感数据误差 人工判读误差：人工判读误差：在数据分析和判读阶段会引入人工判读误差。在在数据分析和判读阶段会引入人工判读误差。在GIS中使用遥感数据时，人工判读会影响随后的地图分析结果。中使用遥感数据时，人工判读会影响随后的地图分析结果。现在学习的是第22页，共64页2、操作误差、操作误差 除了地图原始录入数据本身带有的源误差外，空间数除了地图原始录入数据本身带有的源误差外，空间数据处理操作中还会引入新误差。据处理操作中还会引入新误差。由计算机字长引起的误差由计算机字长引起的误差 空间数据处理中的误差空间数据处理中的误差 在计算机中，数据是由一定字长的编码表示的。舍入误差是由计算机字长引起的一种误差。除了数据处理精度外，数据存储精度也与计算机字长有关。现在学习的是第23页，共64页（1）空间数据处理中的误差）空间数据处理中的误差 投影变换：地图投影是三维地球椭球面到二维平面的拓扑变换。在不同投影形式下，地理特征的位置、面积和方向的表现会有误差。数据格式转换：在矢量格式和栅格格式之间的转换中，数据所表达的空间特征的位置具有差异性。数据抽象：在数据发生比例尺变换时，对数据进行聚类、归并、合并等操作时产生的误差。建立拓扑关系：建立拓扑过程中，伴随有数据所表达的空间特征的位置坐标的变化。现在学习的是第24页，共64页（1）空间数据处理中的误差）空间数据处理中的误差 与主控数据层的匹配：与主控数据层的匹配：为保证各数据层之间空间位置的协调性，在同一地为保证各数据层之间空间位置的协调性，在同一地区的多层数据面中，一般建立一个主控数据层，以控制其他数据层的边界区的多层数据面中，一般建立一个主控数据层，以控制其他数据层的边界和控制点。在与主控数据层匹配的过程中也会存在空间位移，从而导致误和控制点。在与主控数据层匹配的过程中也会存在空间位移，从而导致误差。差。数据叠加操作和更新：数据叠加操作和更新：数据在叠加运算以及数据更新时，会产生空数据在叠加运算以及数据更新时，会产生空间位置和属性值的差异。间位置和属性值的差异。数据集成处理：数据集成处理：在来源不同、类型不同的各种数据集的相互操作过在来源不同、类型不同的各种数据集的相互操作过程中错产生的误差。程中错产生的误差。现在学习的是第25页，共64页（1）空间数据处理中的误差）空间数据处理中的误差 数据的可视化表达：数据的可视化表达：数据在可视化表达过程中，为适应视数据在可视化表达过程中，为适应视觉效果序对数据的空间特征位置、注记等进行调整，由此觉效果序对数据的空间特征位置、注记等进行调整，由此产生数据表达上的误差。产生数据表达上的误差。数据处理过程中误差的传递和扩散数据处理过程中误差的传递和扩散：在数据处理的各个环在数据处理的各个环节和过程中，误差是累积和扩散的，前一过程的误差可能节和过程中，误差是累积和扩散的，前一过程的误差可能成为下一阶段的误差起源，从而导致新的误差的产生。成为下一阶段的误差起源，从而导致新的误差的产生。现在学习的是第26页，共64页3、空间数据使用中的误差、空间数据使用中的误差 在空间数据使用过程中也会导致误差的出现，主要表在空间数据使用过程中也会导致误差的出现，主要表现在两方面：一是用户错误理解信息造成的误差；二是缺现在两方面：一是用户错误理解信息造成的误差；二是缺少文档说明，从而导致用户不正确地使用信息，造成数据少文档说明，从而导致用户不正确地使用信息，造成数据的随意性使用而使误差扩散。的随意性使用而使误差扩散。一般来说，源误差远大于操作误差，因此，要想控制一般来说，源误差远大于操作误差，因此，要想控制GIS产品的质量，良好的原始录用数据是首要的。产品的质量，良好的原始录用数据是首要的。现在学习的是第27页，共64页数据采集数据采集野外测量误差：仪器误差、野外测量误差：仪器误差、地图数据误差：原始数据误差、坐标转换误差地图数据误差：原始数据误差、坐标转换误差遥感数据误差：信息提取误差遥感数据误差：信息提取误差数据输入数据输入数字化误差：仪器误差、操作误差数字化误差：仪器误差、操作误差不同系统格式转换误差不同系统格式转换误差:栅格栅格-矢量互换、三角网矢量互换、三角网-等值线互换等值线互换数据存储数据存储数值精度不够数值精度不够空间精度不够：格网或图像太大、地图最小制图单元太大空间精度不够：格网或图像太大、地图最小制图单元太大数据操作数据操作分类间隔不合理分类间隔不合理多层数据叠加引起的误差传播：插值误差多层数据叠加引起的误差传播：插值误差比例尺太小引起的误差比例尺太小引起的误差数据输出数据输出输出设备不精确引起的误差输出设备不精确引起的误差输出的媒介不稳定造成的误差输出的媒介不稳定造成的误差数据使用数据使用对数据所包含的信息的误解对数据所包含的信息的误解对数据信息使用不当对数据信息使用不当使用GIS过程中的误差来源（陈俊、宫鹏，1998）返回现在学习的是第28页，共64页3）数据的误差类型）数据的误差类型q误差类型的分类有不同的方法误差类型的分类有不同的方法qGIS数据处理过程分类（史文中，数据处理过程分类（史文中，1994）q按误差性质来分类按误差性质来分类几何误差、属性误差、时间误差、逻辑误差几何误差、属性误差、时间误差、逻辑误差地形图误差地形图误差地地形形图图的的位位置置误误差差、属属性性误误差差、时时间间误误差差、逻逻辑辑不不一致性误差、不完整性误差一致性误差、不完整性误差数据转换和处数据转换和处理误差理误差数字化误差（仪器误差、操作误差）、不同格式转数字化误差（仪器误差、操作误差）、不同格式转换误差、不同换误差、不同GIS系统之间的转换误差系统之间的转换误差应用分析误差应用分析误差数据层叠置时冗余多边形数据层叠置时冗余多边形数据应用时，应用模型引起的误差数据应用时，应用模型引起的误差现在学习的是第29页，共64页明显误差明显误差数数据据年年代代久久远远、地地图图比比例例尺尺、数数据据格格式式、数数据据的的可可接接近近性、数据代价性、数据代价原始测量误差原始测量误差位置误差、属性误差、数据输入输出误差、观测者偏差、位置误差、属性误差、数据输入输出误差、观测者偏差、获取数据时不同环境所引起的误差获取数据时不同环境所引起的误差数据处理误差数据处理误差计算机字长引起的误差、处理模型引起的误差、逻辑误计算机字长引起的误差、处理模型引起的误差、逻辑误差、地图叠置误差、拓扑关系所造成的误差、分类及处差、地图叠置误差、拓扑关系所造成的误差、分类及处理方法引起的误差理方法引起的误差按误差来源分类返回现在学习的是第30页，共64页四、数据质量控制四、数据质量控制 数据质量控制是指为达到规范或规定对数据质量要求而采取的作业技术和措施。空间数据质量控制常见的方法有：传统的手工方法：主要是将数字化数据与数据源进行图形部分和属性部分的比较检查。元数据方法：通过元数据可以检查数据质量，通过跟踪元数据可以了解数据质量的状况和变化。地理相关法：指的是用空间数据的地理特征要素自身的相关性来分析数据的质量。现在学习的是第31页，共64页q对数据的质量控制或质量评价一般从数据的逻辑性检查入手，例如停车场与桥梁与公路应该有接口相邻地物的边界不能有交叉和裂缝不同弧段依附于同一结点时，坐标应该一致现在学习的是第32页，共64页属性相邻的地块应该合并地类标注应该符合植物的演变规律现在学习的是第33页，共64页5）数据几何误差检测和表达）数据几何误差检测和表达q点点误误差差：某某点点的的测测量量值值与与其其真真实实位位置置之之间间的的差差异异，一一般般采采取点位误差分布椭圆表示取点位误差分布椭圆表示q线线误误差差：线线误误差差的的分分布布可可以以采采取取“骨骨头头型型”和和“车车链链型型”分分布布带表示，也可以采用带表示，也可以采用-带表示带表示点误差分布模型线误差分布模型真实位置测量位置现在学习的是第34页，共64页6）属性误差不确定性）属性误差不确定性q属属性性数数据据是是指指对对于于某某一一GIS中中点点、线线、面面或或遥遥感感数数据据的的属属性性值值或或属属性性类类别的描述别的描述q属属性性数数据据可可以以具具有有（离离散散）类类别别值值或或连连续续值值，也也可可以以区区分分为为定定性性或或定定量量属性值属性值类类别别变变量量是是一一个个有有限限集集合合内内的的有有限限个个元元素素，如如土土地地覆覆盖盖分分类类系系统中的土地类别是有限的，这时类别值没有先后、大小的涵义统中的土地类别是有限的，这时类别值没有先后、大小的涵义连连续续变变量量是是某某一一区区间间内内的的任任意意值值，如如环环境境指指标标从从1到到4依依次次表表示最好到最差，这时类别值有先后次序的涵义示最好到最差，这时类别值有先后次序的涵义q属性数据误差属性数据误差由属性的取值与其真值的相差程度决定由属性的取值与其真值的相差程度决定q连连续续属属性性数数据据误误差差可可以以用用量量测测误误差差来来确确定定，这这时时可可以以采采用用与与位位置置误误差差相相同的方法来确定，如误差传播定律同的方法来确定，如误差传播定律q类类别别属属性性数数据据误误差差确确定定是是一一个个复复杂杂的的过过程程，受受多多种种因因素素的的影影响响：类类别别、区域形状与大小、试验点的取样方法以及相互混合类别情况等区域形状与大小、试验点的取样方法以及相互混合类别情况等现在学习的是第35页，共64页q举举例例：土土地地利利用用分分类类中中，一一个个地地块块实实际际的的裸裸地地占占30%、水水面面占占10%、植植物物覆覆盖盖占占60%，如如果果该该地地块块记记录录为为植植被被类类型型，则则有有40%的不确定性的不确定性q如如果果用用航航片片解解译译方方法法得得到到该该地地块块中中裸裸地地占占28%、水水面面占占15%、植植物物覆覆盖盖占占55%、城城镇镇占占2%，则则裸裸地地低低估估2%、水水面面高高估估5%、植植物物低低估估5%、城城镇镇高高估估2%，这这时时总总的的不不确确定定性性为为四四类类土土地地类型估计误差的绝对值之和：类型估计误差的绝对值之和：2+5+5+2=14。现在学习的是第36页，共64页第二节第二节 空间数据的元数据空间数据的元数据 一、元数据概念与分类一、元数据概念与分类 二、空间数据元数据所涉及的概念二、空间数据元数据所涉及的概念 三、空间数据元数据的标准三、空间数据元数据的标准 四、空间数据元数据的获取与管理四、空间数据元数据的获取与管理 五、空间数据元数据的应用五、空间数据元数据的应用 现在学习的是第37页，共64页一、元数据概念与分类一、元数据概念与分类元数据（元数据（Metadata）“meta”是一希腊语词根，意思是是一希腊语词根，意思是“改变改变”，“Metadata”一词的原意是一词的原意是关于数据变化的描述关于数据变化的描述。一般都认为元数据就是一般都认为元数据就是“关于数据的数据关于数据的数据”，即关于数据即关于数据的描述性数据信息。的描述性数据信息。在地理空间数据中，元数据说明数据内容、质量、状况和在地理空间数据中，元数据说明数据内容、质量、状况和其他有关特征的背景信息。其他有关特征的背景信息。（联想：纸质地图的元数据）（联想：纸质地图的元数据）现在学习的是第38页，共64页随着计算机技术和随着计算机技术和GIS技术发展，特别是网络通信技术的发展，空间数技术发展，特别是网络通信技术的发展，空间数据共享日益普遍。据共享日益普遍。管理和访问大型数据集的复杂性正成为数据生产者和用户面临的突出问题。管理和访问大型数据集的复杂性正成为数据生产者和用户面临的突出问题。在这种情况下，空间数据的内容、质量、状况等元数据信息变得更加重要。在这种情况下，空间数据的内容、质量、状况等元数据信息变得更加重要。地理信息元数据标准和操作工具已经成为空间空间数据基础设施的一个重地理信息元数据标准和操作工具已经成为空间空间数据基础设施的一个重要组成部分。要组成部分。元数据产生背景元数据产生背景一、元数据概念与分类一、元数据概念与分类现在学习的是第39页，共64页1、元数据概念、元数据概念元数据：元数据：是关于数据变化的描述，是描述数据的数据，它应尽可是关于数据变化的描述，是描述数据的数据，它应尽可能多地反映数据集自身的特征规律，以便于用户对数据的准确、能多地反映数据集自身的特征规律，以便于用户对数据的准确、高效与充分的开发与利用。高效与充分的开发与利用。关于元数据认识的共同点是：关于元数据认识的共同点是：元数据的目的是促进数据集的高元数据的目的是促进数据集的高效利用，并为计算机辅助软件工程服务。效利用，并为计算机辅助软件工程服务。现在学习的是第40页，共64页2、元数据的内容、元数据的内容元数据的内容包括：元数据的内容包括：（1）对数据的描述）对数据的描述，对数据集中各数据项，数据来源、数据所有，对数据集中各数据项，数据来源、数据所有者、数据序代（数据生产历史）等的说明；者、数据序代（数据生产历史）等的说明；（2）对数据质量的描述）对数据质量的描述，如数据精度、数据的逻辑一致性、数据，如数据精度、数据的逻辑一致性、数据完整性、分辨率、源数据的比例尺等；完整性、分辨率、源数据的比例尺等；（3）对数据处理的说明）对数据处理的说明，如量纲的转换等；，如量纲的转换等；（4）对数据转换方法的描述；）对数据转换方法的描述；（5）对数据库的更新、集成方法等的说明。）对数据库的更新、集成方法等的说明。现在学习的是第41页，共64页3、元数据的主要作用、元数据的主要作用（1）帮助数据生产单位有效地管理和维护空间数据，建立数据文档；）帮助数据生产单位有效地管理和维护空间数据，建立数据文档；（2）提供有关数据生产单位数据存储、数据分类、数据内容、）提供有关数据生产单位数据存储、数据分类、数据内容、数据质量、数据交换网络及数据销售等方面的信息，便于用户查数据质量、数据交换网络及数据销售等方面的信息，便于用户查询检索地理空间数据；询检索地理空间数据；（3）提供通过网络对数据进行查询检索的方法或途径，以及与数据交）提供通过网络对数据进行查询检索的方法或途径，以及与数据交换和传输有关的辅助信息；换和传输有关的辅助信息；（4）帮助用户了解数据，以便就数据是否能满足其需求作出正确的判）帮助用户了解数据，以便就数据是否能满足其需求作出正确的判断断；（5）提供有关信息，以便用户处理和转换有用的数据。）提供有关信息，以便用户处理和转换有用的数据。现在学习的是第42页，共64页4、元数据的表达形式、元数据的表达形式 元数据的表达形式：元数据的表达形式：元数据也是一种数据，在形式上与其他数据没有区别，它可元数据也是一种数据，在形式上与其他数据没有区别，它可以以数据存在的任何一种形式存在。以以数据存在的任何一种形式存在。主要的形式是与元数据内容标准相一致的主要的形式是与元数据内容标准相一致的数字形式数字形式，数字形式的元数，数字形式的元数据可以用多种方法建立、存储和使用。据可以用多种方法建立、存储和使用。（1）最基本的方法是文本文件。）最基本的方法是文本文件。（2）元数据的另一种形式是用超文本链接标示语言（）元数据的另一种形式是用超文本链接标示语言（HTML）编写的超）编写的超文本文件，用户可用浏览器查阅元数据。文本文件，用户可用浏览器查阅元数据。（3）用通用标示语言（）用通用标示语言（SGML）建立元数据。）建立元数据。SGML提供一种有效提供一种有效的方法连接元数据便于在空间数据交换网络上查询。的方法连接元数据便于在空间数据交换网络上查询。现在学习的是第43页，共64页5、元数据的分类、元数据的分类 分类原则不同，元数据的分类体系和内容将会有很大的差异，分类原则不同，元数据的分类体系和内容将会有很大的差异，主要分类方法有：主要分类方法有：根据元数据的内容分类根据元数据的内容分类 根据元数据描述对象分类根据元数据描述对象分类 根据数据在系统中的作用分类根据数据在系统中的作用分类根据元数据的作用分类根据元数据的作用分类 现在学习的是第44页，共64页（1）根据元数据的内容分类）根据元数据的内容分类 科研型元数据科研型元数据：主要目标是帮助用户获取各种来源的数据及其相关信主要目标是帮助用户获取各种来源的数据及其相关信息息，主要任务是帮助科研工作者高效获取所需数据。，主要任务是帮助科研工作者高效获取所需数据。评估型元数据：评估型元数据：主要服务于数据利用的评价。主要服务于数据利用的评价。模型元数据模型元数据：用于描述数据模型的元数据，与描述数据的元数据在结构上用于描述数据模型的元数据，与描述数据的元数据在结构上大致相同。大致相同。现在学习的是第45页，共64页（2）根据元数据描述对象分类）根据元数据描述对象分类 数据层元数据数据层元数据：指描述数据集中每个数据的元数据指描述数据集中每个数据的元数据。属性元数据：属性元数据：关于属性数据的元数据关于属性数据的元数据。实体元数据实体元数据：是描述整个数据集的元数据是描述整个数据集的元数据。现在学习的是第46页，共64页（3）根据数据在系统中的作用分类）根据数据在系统中的作用分类 系统级别元数据系统级别元数据：指用于实现文件系统特征或管理文件系统中数据的指用于实现文件系统特征或管理文件系统中数据的信息信息。应用层元数据应用层元数据：指有助于用户查找、评估、访问和管理数据等与数据用指有助于用户查找、评估、访问和管理数据等与数据用户有关的信息户有关的信息。现在学习的是第47页，共64页（4）根据元数据的作用分类）根据元数据的作用分类 说明元数据：说明元数据：是为用户使用数据服务的元数据。多为描述是为用户使用数据服务的元数据。多为描述性信息，侧重数据库的说明。性信息，侧重数据库的说明。控制元数据：控制元数据：是用于计算机操作流程控制的元数据，这类是用于计算机操作流程控制的元数据，这类元数据有一定的关键词和特定的句法来实现。元数据有一定的关键词和特定的句法来实现。现在学习的是第48页，共64页二、空间数据元数据所涉及的概念二、空间数据元数据所涉及的概念 空间数据：空间数据：用于确定具有自然特征或者人工建筑特征的地理实体的地理用于确定具有自然特征或者人工建筑特征的地理实体的地理位置、属性及其便捷的信息；位置、属性及其便捷的信息；类型：类型：在元数据标准中，数据类型指该数据能接收的值的类型；在元数据标准中，数据类型指该数据能接收的值的类型；对象对象:对地理实体的部分或整体的数字表达；对地理实体的部分或整体的数字表达；实体类型：实体类型：对于具有相似地理特征的地理实体集合的定义和描述；对于具有相似地理特征的地理实体集合的定义和描述；点点:用于位置确定的零维地理对象；用于位置确定的零维地理对象；结点结点:拓扑连接两个或多个链或环的一维对象；拓扑连接两个或多个链或环的一维对象；标识点标识点:显示地图或图表时，用于特征标识的参考点；显示地图或图表时，用于特征标识的参考点；现在学习的是第49页，共64页线线:一维对象的一般术语；一维对象的一般术语；线段线段:两个点之间的直线段；两个点之间的直线段；弧弧:由数学表达式确定的点集组成的弧状曲线；由数学表达式确定的点集组成的弧状曲线；链链:两个结点之间的拓扑关联；两个结点之间的拓扑关联；链环链环:非相切线段或由结点区分的弧段构成的有方向无分支序列；非相切线段或由结点区分的弧段构成的有方向无分支序列；环环:封闭状不相切链环或弧段序列；封闭状不相切链环或弧段序列；多边形多边形:在二维平面中由封闭弧段包围的区域；在二维平面中由封闭弧段包围的区域；二、空间数据元数据所涉及的概念二、空间数据元数据所涉及的概念 现在学习的是第50页，共64页外多边形外多边形:数据覆盖区域内最外侧的多边形，其面积是其他所有多边形的数据覆盖区域内最外侧的多边形，其面积是其他所有多边形的面积之和；面积之和；内部区域内部区域:不包括其边界的区域；不包括其边界的区域；格网格网:组成一规则或近似规则的棋盘状镶嵌表面的格网集合，或组成一规则或近似规则的棋盘状镶嵌表面的格网集合，或者组成一规则或近似规则的棋盘状镶嵌表面的点集合；者组成一规则或近似规则的棋盘状镶嵌表面的点集合；格网单元格网单元:表示格网最小可分要素的二维对象；表示格网最小可分要素的二维对象；矢量矢量:有方向线的组合；有方向线的组合；栅格栅格:同一格网或数字影像的一个或多个叠加层；同一格网或数字影像的一个或多个叠加层；二、空间数据元数据所涉及的概念二、空间数据元数据所涉及的概念 现在学习的是第51页，共64页像元像元:二维图形要素，它是数字影像最小要素；二维图形要素，它是数字影像最小要素；栅格对象栅格对象:一个或多个影像或格网，每一个影像或格网表示一个数据一个或多个影像或格网，每一个影像或格网表示一个数据层，各层之间相应的格网单元或像元一致且相互套准；层，各层之间相应的格网单元或像元一致且相互套准；图形图形:与预定义的限制规则一致的零维、一维和二维有拓扑相关与预定义的限制规则一致的零维、一维和二维有拓扑相关的对象集；的对象集；数据层数据层:集成到一起的面域分布空间数据集，它用于表示一个主体集成到一起的面域分布空间数据集，它用于表示一个主体中的实体，或者有一公共属性或属性值的空间对象的联合；中的实体，或者有一公共属性或属性值的空间对象的联合；二、空间数据元数据所涉及的概念二、空间数据元数据所涉及的概念 现在学习的是第52页，共64页层层:在有序系统中数据层、级别或梯度序列；在有序系统中数据层、级别或梯度序列；纬度纬度:在中央经线上度量，以角度单位度量离开赤道的距在中央经线上度量，以角度单位度量离开赤道的距离；离；经度经度:经线面到格林威治中央经线面的角度距离；经线面到格林威治中央经线面的角度距离；经圈经圈:穿过地球两极的地球的大圆圈；穿过地球两极的地球的大圆圈；坐标坐标:在笛卡尔坐标系中沿平行在笛卡尔坐标系中沿平行X轴和轴和Y轴测量的坐标值；轴测量的坐标值；投影投影:将地球球面坐标中的空间特征（集）转化到平面坐将地球球面坐标中的空间特征（集）转化到平面坐标体系时使用的数学转换方法；标体系时使用的数学转换方法；二、空间数据元数据所涉及的概念二、空间数据元数据所涉及的概念 现在学习的是第53页，共64页投影参数投影参数:对数据集进行投影操作时用于控制投影误差、变形实际分布的对数据集进行投影操作时用于控制投影误差、变形实际分布的参考特征；参考特征；地图地图:空间现象的空间表征，通常以平面图形表示；空间现象的空间表征，通常以平面图形表示；现象现象:事实、发生的事件、状态等；事实、发生的事件、状态等；分辨率分辨率:由涉及到或使用的测量工具或分析方法能区分开的两个独立测量由涉及到或使用的