第三章空间数据采集和质量PPT讲稿.ppt

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1、第三章空间数据采集和质量第1页，共106页，编辑于2022年，星期二一、一、GISGIS的数据源：的数据源：第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制3-1 3-1 概述概述 地图数据地图数据 ，遥感数据，遥感数据，文本数据，统计数据文本数据，统计数据 实测数据，多媒体数据，已有系统的数据实测数据，多媒体数据，已有系统的数据GISGIS的数据质量是指的数据质量是指GISGIS中空间数据中空间数据(几何数据和属性数据几何数据和属性数据)的的可靠性可靠性，通常用空间数据的，通常用空间数据的误误差差来度量。来度量。误差是指数据与真值的偏离。误差是指数据与真值的偏离。研究研究GIS

2、GIS数据质量对于评定数据质量对于评定GISGIS的算法、减少的算法、减少GISGIS设计与开发的盲目性都具有重要意义。设计与开发的盲目性都具有重要意义。精度越高，代价越大。精度越高，代价越大。GISGIS数据质量对保证数据质量对保证GISGIS产品的可靠性有重要意义。产品的可靠性有重要意义。二、空间数据采集的任务二、空间数据采集的任务三、研究三、研究GISGIS数据质量的目的和意义数据质量的目的和意义 将现有的上述类型数据转换成将现有的上述类型数据转换成GISGIS可以处理与接收可以处理与接收的数字形式，通的数字形式，通常要经过常要经过验证、修改、编辑验证、修改、编辑等处理。等处理。第2页，

3、共106页，编辑于2022年，星期二一、地理空间的数学建构一、地理空间的数学建构-如何建立地球表面的几何模型如何建立地球表面的几何模型包包括括海海洋洋底底部部、高高山山、高高原原在在内内的的固固体体地地球球表表面面，起起伏不定，伏不定，难难以用一个以用一个简洁简洁的数学式描述。的数学式描述。第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制3-2 3-2 地理参照系和控制基地理参照系和控制基础础1 1、最自然的面：、最自然的面：2 2、相对抽象的面、相对抽象的面，即，即大地水准面大地水准面假设假设一个当海水处于一个当海水处于完全静止完全静止的平衡状态时从的平衡状态时从海平面海平面延

4、伸到延伸到所有大陆下部所有大陆下部，而与地，而与地球重力方向球重力方向处处正交处处正交的一个的一个连续、闭合连续、闭合的水准面。的水准面。可用可用水准仪水准仪完成地球自然表面上任一点的高程测量。完成地球自然表面上任一点的高程测量。大地水准面大地水准面不能作为不能作为测量成果的测量成果的计算面计算面。为了测量成果计算的需要，选为了测量成果计算的需要，选用一个同大地体相近的、可以用一个同大地体相近的、可以用数学方法用数学方法来表达的来表达的旋转椭球旋转椭球来代替地球来代替地球-三轴椭球体三轴椭球体。3 3、椭球体模型、椭球体模型abc第3页，共106页，编辑于2022年，星期二三、地理参照系三、地

5、理参照系1 1、经纬度坐标系（地理坐标）、经纬度坐标系（地理坐标）对对空间定位有利空间定位有利，但，但难以难以进进行距离、方向、面积量算行距离、方向、面积量算。2 2、笛卡儿平面坐标系、笛卡儿平面坐标系 便于便于量算和进一步的空间量算和进一步的空间数据处理和分析。数据处理和分析。3 3、高程系统、高程系统描描述述空空间间点点在在垂垂直直高高度度上上的的特特性性-高高程程由由高高程程基基准准面面起算的地面点的高度。起算的地面点的高度。地地图图投投影影“19561956年黄海高程系年黄海高程系”“19851985年国家高程基准年国家高程基准”第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质

6、量控制3-2 3-2 地理参照系和控制基地理参照系和控制基础础椭椭球球体体模模型型第4页，共106页，编辑于2022年，星期二四、四、GISGIS的地理基础的地理基础-控制基控制基础础各种各种GISGIS的数据源、服的数据源、服务务目的和各自特征可以不同，目的和各自特征可以不同，但但均有均有自身自身统统一一的地理的地理基基础础。第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制3-2 3-2 地理参照系和控制基地理参照系和控制基础础3 3、统统一的地一的地图图投影系投影系统统的意义的意义：为为地理信息系地理信息系统选择统选择和和设计设计一种或几种适用的地一种或几种适用的地图图投影系

7、投影系统统和网格坐和网格坐标标系系统统，为为各种地理信息的各种地理信息的输输入入、输输出及匹配出及匹配处处理提供一个理提供一个统统一的定位框架，使一的定位框架，使各种来源的地理信息和数据能各种来源的地理信息和数据能够够具有共同的地理基具有共同的地理基础础，并在，并在这这个基个基础础上反上反映出它映出它们们的地理位置和地理关系特征。的地理位置和地理关系特征。地理基础地理基础是地理信息是地理信息数据表示格式数据表示格式与与规范的规范的重要重要组成部分组成部分统一的地图投影系统统一的地图投影系统统一的地理格网坐标系统（地理参照系）统一的地理格网坐标系统（地理参照系）统一的地理编码系统统一的地理编码系

8、统2 2、投影与坐标系、投影与坐标系：每一种投影都与一个坐标每一种投影都与一个坐标系统相联系。坐标系统是一系统相联系。坐标系统是一套说明某一物体地理坐标的套说明某一物体地理坐标的参数，参数之一为投影。投参数，参数之一为投影。投影关系着如何将图形物体显影关系着如何将图形物体显示于平面上，而坐标系统则示于平面上，而坐标系统则显示出地形地物所在的相对显示出地形地物所在的相对位置。位置。1 1、地理基础的内容、地理基础的内容第5页，共106页，编辑于2022年，星期二五、地五、地图图投影投影 1 1、GISGIS与地图投影关系与地图投影关系 第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控

9、制3-2 3-2 地理参照系和控制基地理参照系和控制基础础地理基础地理基础(地图投影地图投影)数据输出数据输出（具有相应投影的地图）（具有相应投影的地图）数据获取数据获取（不同投影的地图）（不同投影的地图）数据标准化预处理数据标准化预处理（按某一参照系数字化）（按某一参照系数字化）数据存储数据存储（统一的坐标基础）（统一的坐标基础）数据处理数据处理（投影转换）（投影转换）数据应用数据应用（检索查询、覆盖分析等）（检索查询、覆盖分析等）第6页，共106页，编辑于2022年，星期二球面向平面（地理坐标向平面坐标）的转换直接建立在球体上的地理坐标，用经度和纬度表达地理对象位置建立在平面上的直角坐标系

10、统，用（x，y）表达地理对象位置投影第7页，共106页，编辑于2022年，星期二地球表面是不可展的曲面，为了能够将空间信息记录在平面介地球表面是不可展的曲面，为了能够将空间信息记录在平面介质上，必须采用地图投影将地球表面转换为一个平面（或可展质上，必须采用地图投影将地球表面转换为一个平面（或可展曲面）；曲面）；地图投影的实质是在地图投影的实质是在地球表面与投影面之间的映射关系，这种关系可地球表面与投影面之间的映射关系，这种关系可以表示为投影公式以表示为投影公式；统一的空间定位框架是完成各种地理信息的输出、输入和匹配处理的统一的空间定位框架是完成各种地理信息的输出、输入和匹配处理的基础，地图投影

11、通过将球面转换为平面，使得这个统一的空间定位框基础，地图投影通过将球面转换为平面，使得这个统一的空间定位框架具有更强的灵活性和实用性；架具有更强的灵活性和实用性；不同的地图投影适应不同的应用目的，选择适当的地图投影是不同的地图投影适应不同的应用目的，选择适当的地图投影是建立地理信息系统必须考虑的基本问题之一。建立地理信息系统必须考虑的基本问题之一。第8页，共106页，编辑于2022年，星期二按投影面按投影面与球面的关系按变形性质方位投影圆柱投影圆锥投影正轴（切、割）投影横轴（切、割）投影斜轴（切、割）投影等角投影等积投影等距投影地图投影分类第9页，共106页，编辑于2022年，星期二第10页，

12、共106页，编辑于2022年，星期二 2 2、GISGIS中地图投影设计与配置的一般原则中地图投影设计与配置的一般原则1 1）所所配配置置的的投投影影系系统统应应与与相相应应比比例例尺尺的的国国家家基基本本图图（基基本本比比例例尺尺地形图，基本省区图或国家大地图集）投影系统一致。地形图，基本省区图或国家大地图集）投影系统一致。2 2）系系统统一一般般只只考考虑虑至至多多采采用用两两种种投投影影系系统统，一一种种应应用用于于大大比比例例尺尺的数据处理与输出、输入，另一种服务于的数据处理与输出、输入，另一种服务于小比例尺小比例尺。3 3）所用投影以所用投影以等角投影等角投影为宜。为宜。4 4）所用

13、投影所用投影应应能与能与网格坐网格坐标标系系统统相适相适应应，即所采用的网格系，即所采用的网格系统统（特（特别别是一是一级级网格）在投影网格）在投影带带中中应应保持完整保持完整。第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制3-2 3-2 地理参照系和控制基地理参照系和控制基础础第11页，共106页，编辑于2022年，星期二3 3、我国、我国GISGIS常用的地图投影配置常用的地图投影配置1)1)、我我国国基基本本比比例例尺尺地地形形图图(1(1：100100万万、1 1：5050万万、1 1：2525万万、1 1：1010万万、1 1：5 5万万、1 1：2.52.5、1 1

14、：1 1万、万、1 1：5000),5000),除除1 1：100100万万外外均采用高斯均采用高斯克吕格投影克吕格投影为地理基础；为地理基础；2)2)、我我国国1 1：100100万万地地形形图图采采用用了了LambertLambert投投影影，其其分分幅幅原原则则与与国国际际地地理理学学会会规规定的定的全球统一使用全球统一使用的国际的国际百万分之一百万分之一地图投影保持一致。地图投影保持一致。3)3)、我我国国大大部部分分省省区区图图以以及及大大多多数数这这一一比比例例尺尺的的地地图图也也多多采采用用LambertLambert投投影影和和属于同一投影系统的属于同一投影系统的AlbersA

15、lbers投影投影(正轴等面积割圆锥投影正轴等面积割圆锥投影)；4)4)、LambertLambert投影中，地球表面上两点间的投影中，地球表面上两点间的最短距离最短距离(即大圆航线即大圆航线)表现为近表现为近于直线，这于直线，这有利于有利于地理信息系统中地理信息系统中空间分析量度空间分析量度的正确实施。的正确实施。第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制3-2 3-2 地理参照系和控制基地理参照系和控制基础础第12页，共106页，编辑于2022年，星期二高斯高斯-克吕格投影（克吕格投影（横轴等角切椭圆柱投影横轴等角切椭圆柱投影）又称）又称横轴横轴墨卡托投影墨卡托投影第1

16、3页，共106页，编辑于2022年，星期二高斯-克吕格投影分带第14页，共106页，编辑于2022年，星期二基本比例尺有七种：1：1万、1：2.5万、1：5万、1：10万、1：20万、1：50万、1：100万1：100万按经度差 6 度、纬度差 4 度分幅；一幅1：100万分144幅1：10万一幅1：10万分 64 幅 1：1万一幅1：1万分 4 幅 1：5000编号：G-50G-50-35G-50-35-（28）G-50-35-（28-a第15页，共106页，编辑于2022年，星期二一比一百万一比一百万分幅第16页，共106页，编辑于2022年，星期二1：1万1：10万分幅万分幅1：5000

17、1：1万分幅万分幅第17页，共106页，编辑于2022年，星期二33-3-3 空空间间数据的分数据的分类类和和编码编码第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制分层分层区域分块区域分块空间数据库空间数据库GISGIS应用应用大范围大范围 地理区域地理区域合理组织合理组织面向对象组面向对象组织织矩形分块矩形分块经纬度分块经纬度分块一、空一、空间间数据的数据的组织组织第18页，共106页，编辑于2022年，星期二二、地理数据的分层二、地理数据的分层空间数据可空间数据可按某种属性特征按某种属性特征形成一个形成一个数据层数据层，通常称为，通常称为图层图层（CoverageCover

18、age）。）。1、空间数据分层方法：、空间数据分层方法：1 1）专题分层）专题分层每每个个图图层层对对应应一一个个专专题题，包包含含某某一一种种或或某某一一类类数数据据。如如地地貌貌层层、水水系系层层、道道路层、居民地层等。路层、居民地层等。2 2）时间序列分层）时间序列分层即把不同时间或不同时期的数据作为一个数据层。即把不同时间或不同时期的数据作为一个数据层。3 3）地面垂直高度分）地面垂直高度分层层把不同垂直高度的数据作为一个数据层。把不同垂直高度的数据作为一个数据层。第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制专题分层专题分层时间序列时间序列Z Z33-3-3 空空间间

19、数据的分数据的分类类和和编码编码第19页，共106页，编辑于2022年，星期二2 2、空间数据分层的目的、空间数据分层的目的便于空间数据的便于空间数据的管理、查询、显示、分析管理、查询、显示、分析等。等。1 1）空空间间数数据据分分为为若若干干数数据据层层后后，对对所所有有空空间间数数据据的的管管理理就就简简化化为为对对各各数数据据层层的的管管理理，而而一一个个数数据据层层的的数数据据结结构构往往往往比比较较单单一一，数数据量也相对较小，管理起来就相对简单；据量也相对较小，管理起来就相对简单；2 2）对对分分层层的的空空间间数数据据进进行行查查询询时时，不不需需要要对对所所有有空空间间数数据据

20、进进行行查查询询，只只需需要要对对某某一一层层空空间间数数据据进进行行查查询询即即可可，因因而而可可加加快快查询速度；查询速度；3 3）分分层层后后的的空空间间数数据据，由由于于便便于于任任意意选选择择需需要要显显示示的的图图层层，因而增加了图形显示的灵活性；因而增加了图形显示的灵活性；4 4）对不同数据层进行叠加，可进行各种目的的空间分析。）对不同数据层进行叠加，可进行各种目的的空间分析。第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制33-3-3 空空间间数据的分数据的分类类和和编码编码第20页，共106页，编辑于2022年，星期二三、三、空间数据的分类与编码空间数据的分类与

21、编码第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制分类、编码分类、编码点、线、面点、线、面特征码特征码、坐标、坐标信息世界信息世界33-3-3 空空间间数据的分数据的分类类和和编码编码第21页，共106页，编辑于2022年，星期二1 1、属性数据编码、属性数据编码第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制33-3-3 空空间间数据的分数据的分类类和和编码编码在属性数据中，有一部分是与几何数据的表示密切有关的。在属性数据中，有一部分是与几何数据的表示密切有关的。例如，道路的等级、类型等，决定着道路符号的形状、色彩、例如，道路的等级、类型等，决定着道路符号的形状

22、、色彩、尺寸等。尺寸等。在在GISGIS中，通常把这部分属性数据用编码的形式表示，并与中，通常把这部分属性数据用编码的形式表示，并与几何数据一起管理起来。几何数据一起管理起来。编码编码：是指确定属性数据的代码的方法和过程。：是指确定属性数据的代码的方法和过程。代码代码：是一个或一组有序的易于被计算机或人识别与处理的符号，：是一个或一组有序的易于被计算机或人识别与处理的符号，是计算机鉴别和查找信息的主要依据和手段。是计算机鉴别和查找信息的主要依据和手段。编码的直接产物就是代码，而分类分级则是编码的基础。编码的直接产物就是代码，而分类分级则是编码的基础。第22页，共106页，编辑于2022年，星期

23、二2 2、分类编码的原则、分类编码的原则分类是将具有共同的属性或特征的事物或现象归并在分类是将具有共同的属性或特征的事物或现象归并在一起，而把不同属性或特征的事物或现象分开的过程。一起，而把不同属性或特征的事物或现象分开的过程。分分类类是是人人类类思思维维所所固固有有的的一一种种活活动动，是是认认识识事事物物的的一种方法。一种方法。分类的基本原则是：分类的基本原则是：科学性、系统性、可扩性、实用性、科学性、系统性、可扩性、实用性、兼容性、兼容性、稳定性、不受比例尺限制、灵活性稳定性、不受比例尺限制、灵活性第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制33-3-3 空空间间数据的

24、分数据的分类类和和编码编码第23页，共106页，编辑于2022年，星期二3 3、分类码和标识码分类码和标识码第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制33-3-3 空空间间数据的分数据的分类类和和编码编码第24页，共106页，编辑于2022年，星期二4 4、分类码示例分类码示例第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制33-3-3 空空间间数据的分数据的分类类和和编码编码第25页，共106页，编辑于2022年，星期二5 5、标识码示例标识码示例第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制33-3-3 空空间间数据的分数据的分类类和和编码

25、编码C1492第26页，共106页，编辑于2022年，星期二第27页，共106页，编辑于2022年，星期二第28页，共106页，编辑于2022年，星期二3.4 3.4 空间数据的采集空间数据的采集1 1、资料准备，区域标定资料准备，区域标定1 1）基础原始数据的确定）基础原始数据的确定2 2）数据分类项目的确定）数据分类项目的确定3 3）数据标准的准确性的确定）数据标准的准确性的确定2 2、进进行行三三个个统统一一：（地地理理基基础础统统一一，即即确确定定投投影影、比比例例尺尺、分分类类分分级级编编码）码）3 3、所用软件的检查、试用菜单准备及其它辅助工作、所用软件的检查、试用菜单准备及其它辅

26、助工作。4 4、硬件检查、硬件检查。5 5、精度试验、精度试验。6 6、试验，样区、单项试验。、试验，样区、单项试验。第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制一、输入前准备一、输入前准备第29页，共106页，编辑于2022年，星期二二、二、几何图形数据的采集几何图形数据的采集（三）（三）扫描矢量化扫描矢量化3.4 3.4 空间数据的采集空间数据的采集第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制（四）（四）解析测图法解析测图法（五）已有数据转入（五）已有数据转入地图地图数字数字化化（一）（一）手工数字化手工数字化（二）数字化仪数字化（二）数字化仪数字化第3

27、0页，共106页，编辑于2022年，星期二地图数字化地图数字化3.4 3.4 空间数据的采集空间数据的采集第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制确定数字化路线确定数字化路线地图预处理地图预处理等等第31页，共106页，编辑于2022年，星期二1 1、手工矢量数字化、手工矢量数字化3.4 3.4 空间数据的采集空间数据的采集第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制2 2、手工栅格数字化手工栅格数字化（一）（一）手工数字化手工数字化第32页，共106页，编辑于2022年，星期二2 2、手手工工栅栅格格数数字字化化3.4 3.4 空间数据的采集空间数据的

28、采集第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制（一）（一）手工数字化手工数字化第33页，共106页，编辑于2022年，星期二（二）（二）数字化仪数字化数字化仪数字化3.4 3.4 空间数据的采集空间数据的采集第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制用用数数字字化化软软件件进进行行数数字字化化1 1、流程：、流程：第34页，共106页，编辑于2022年，星期二（三）（三）扫描矢量化扫描矢量化3.4 3.4 空间数据的采集空间数据的采集第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制扫描扫描转换转换拼接子拼接子图块图块裁剪裁剪地图地图屏屏幕幕

29、跟跟踪踪矢矢量量化化矢量图合成、矢量图合成、接边接边矢量图编矢量图编辑辑纸纸质质地地图图空间空间数据库数据库1、扫描矢量化处理流程：、扫描矢量化处理流程：第35页，共106页，编辑于2022年，星期二2、屏幕跟踪矢量化流程、屏幕跟踪矢量化流程：3.4 3.4 空间数据的采集空间数据的采集第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制准备扫描图像准备扫描图像栅格图像配准栅格图像配准新建数字化图层新建数字化图层屏幕跟踪矢量化地图屏幕跟踪矢量化地图选择投影和单位选择投影和单位输入控制点输入控制点编辑控制点编辑控制点（三）（三）扫描矢量化扫描矢量化第36页，共106页，编辑于2022年

30、，星期二第37页，共106页，编辑于2022年，星期二三、属性数据采集三、属性数据采集1 1、键盘、键盘，人机对话方式，人机对话方式2 2、程序批量输入、程序批量输入。3.4 3.4 空间数据的采集空间数据的采集第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制a1a2001002001002程序程序空间空间数据库数据库四、属性和几何数据的连接四、属性和几何数据的连接1 1、可手工输入、可手工输入2 2、由系统自动生成、由系统自动生成(如用顺序号代表标识符如用顺序号代表标识符)标识码标识码属性数据属性数据几何数据几何数据第38页，共106页，编辑于2022年，星期二五、空间数据的编

31、辑和检核五、空间数据的编辑和检核1 1、空间、空间数据输入数据输入的误差的误差1 1）几何数据的不完整或重复）几何数据的不完整或重复。2 2）几何数据的位置不正确）几何数据的位置不正确。3 3）比例尺不正确）比例尺不正确。4 4）变形）变形。5 5）几何数据与属性数据的连接有误）几何数据与属性数据的连接有误。6 6）属性数据错误、不完整）属性数据错误、不完整。键盘输键盘输入入错误错误，漏，漏输输数据或属性数据或属性错误错误分分类类、编码编码等。等。3.4 3.4 空间数据的采集空间数据的采集第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制第39页，共106页，编辑于2022年，星

32、期二2 2、空间数据的检查、空间数据的检查1 1）通过图形实体与其属性的通过图形实体与其属性的联合显示联合显示，发现数字化中的遗漏、重复、不匹配等错误；，发现数字化中的遗漏、重复、不匹配等错误；2 2）在屏幕上用地图要素对应的在屏幕上用地图要素对应的符号显示符号显示数字化的结果，对照原图检查错误；数字化的结果，对照原图检查错误；3 3）把数字化的结果绘图输出在透明材料上，然后与原图把数字化的结果绘图输出在透明材料上，然后与原图叠加叠加以发现错漏；以发现错漏；4 4）对对等等高高线线，通通过过确确定定最最低低和和最最高高等等高高线线的的高高程程及及等等高高距距，编编制制软软件件来来检检查查高高程

33、程的的赋赋值是否正确；值是否正确；5 5）对对于于面面状状要要素素，可可在在建建立立拓拓扑扑关关系系时时，根根据据多多边边形形是是否否闭闭合合来来检检查查，或或根根据据多多边边形形与与多多边形内点的匹配来检查等；边形内点的匹配来检查等；6）对于属性数据，通常是在屏幕上逐表、逐行检查，也可）对于属性数据，通常是在屏幕上逐表、逐行检查，也可打印打印出来检查；出来检查；7）对于属性数据还可编写）对于属性数据还可编写检核程序检核程序，如有无字符代替了数字，数字是否超出了范围，等等；，如有无字符代替了数字，数字是否超出了范围，等等；8）对于图纸变形引起的误差，应使用对于图纸变形引起的误差，应使用几何纠正

34、几何纠正来进行处理。来进行处理。3.4 3.4 空间数据的采集空间数据的采集第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制目标检核目标检核机器检核机器检核图形叠合比较图形叠合比较属性数据检核属性数据检核各种方法反复进行各种方法反复进行第40页，共106页，编辑于2022年，星期二几个概念几个概念误差误差 误差反映了数据与真实值或大家公认的真值之间的差异。数据的准确度数据的准确度数据的准确度数据的准确度 结果、计算值、估计结果、计算值、估计值与真实值值与真实值之间的差异。之间的差异。不确定性不确定性不确定性不确定性关于空间过程和特征不能被准确确关于空间过程和特征不能被准确确定的程

35、度。定的程度。数据的精密度数据的精密度数据表示的精密程度，亦即数据表示的有效位数。3.5 GIS3.5 GIS的数据质量的数据质量第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制第41页，共106页，编辑于2022年，星期二3.5 GIS3.5 GIS的数据质量的数据质量1 1、GISGIS数据质量的基本内容数据质量的基本内容1 1）位置（几何）精度位置（几何）精度：如数学基础、平面精度、高程精度等，用以描述：如数学基础、平面精度、高程精度等，用以描述几何数据的误差。几何数据的误差。2)2)属性精度属性精度：如要素分类的正确性、属性编码的正确性、注记的正确性：如要素分类的正确性、

36、属性编码的正确性、注记的正确性等，用以反映属性数据的质量。等，用以反映属性数据的质量。3)3)逻辑一致性逻辑一致性：如多边形的闭合精度、结点匹配精度、拓扑关系的正确：如多边形的闭合精度、结点匹配精度、拓扑关系的正确性等，由几何或属性误差也会引起逻辑误差。性等，由几何或属性误差也会引起逻辑误差。4)4)完备性完备性：如数据分类的完备性、实体类型的完备性、属性数据的完备：如数据分类的完备性、实体类型的完备性、属性数据的完备性、注记的完整性，性、注记的完整性，数据层完整性，检验完整性数据层完整性，检验完整性等。等。5)5)现势性现势性：如数据的采集时间、数据的更新时间等。：如数据的采集时间、数据的更

37、新时间等。第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制一、一、GISGIS的数据质量的内容（类型）的数据质量的内容（类型）第42页，共106页，编辑于2022年，星期二空间数据质量评价空间数据质量标准要素数据情况说明属性精度时间精度数据完整性表达形式的完整性逻辑一致性位置精度第43页，共106页，编辑于2022年，星期二数据情况说明 要求对地理数据的来源、数据内容及其处理过程等做出准确、全面和详尽的说明。第44页，共106页，编辑于2022年，星期二位置精度 指空间实体的坐标数据与实体真实位置的接近程度，通常表现为空间三维坐标数据精度。它包括数学基础精度、平面精度、高程精度、

38、接边精度、形状再现精度、像元定位精度。平面精度又分为相对精度和绝对精度。第45页，共106页，编辑于2022年，星期二属性精度 指空间实体的属性与其真值相符的程度。通常取决于地理数据的类型，且常常与位置精度有关，包括要素分类与标准的正确性、要素属性值的准确性、名称的正确性等。第46页，共106页，编辑于2022年，星期二时间精度 指数据的现势性。可以通过数据更新的时间和频度来表现。第47页，共106页，编辑于2022年，星期二逻辑一致性 指地理数据关系上的可靠性，包括数据结构、数据内容，以及拓扑性质上的内在一致性。第48页，共106页，编辑于2022年，星期二数据完整性 指地理数据在范围、内容

39、和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、属性特征分类等方面的完整性。第49页，共106页，编辑于2022年，星期二表达形式的合理性 主要指数据抽象、数据表达与真实地理世界的吻合性，包括空间特征、专题特征、时间特征表达的合理性。第50页，共106页，编辑于2022年，星期二逻辑误差逻辑误差3.5 GIS3.5 GIS的数据质量的数据质量第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制2 2、误差产生的主要原因、误差产生的主要原因第51页，共106页，编辑于2022年，星期二2 2、误差产生的主要原因误差产生的主要原因第三章第三章 空间数据的采集

40、和质量控制空间数据的采集和质量控制3.5 GIS3.5 GIS的数据质量的数据质量具体分析具体分析原因原因第52页，共106页，编辑于2022年，星期二3、误差的具体来源、误差的具体来源3.5 GIS3.5 GIS的数据质量的数据质量第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制阶段误差来源数据采集 实测误差，地图制图误差（制作地图的每一过程都有误差），航测遥感数据分析误差（获取、判读、转换、人工判读（识别要素）误差）数据输入 数字化过程中操作员和设备造成的误差，某些地理属性没有明显边界引起的误差（地类界）数据存贮 数字存贮有效位不能满足（由计算机字长引起，单精度、双精度类型）

41、空间精度不能满足数据操作 类别间的不明确、边界误差（不规则数据分类方法引起）多层数据叠加误差多边形叠加产生的裂缝（无意义多边形）各种内插引起的误差 数据输出比例尺误差、输出设备误差、媒质不稳定（如图纸伸缩）成果使用 用户错误理解信息、不正确使用信息第53页，共106页，编辑于2022年，星期二二、二、GISGIS数据质量的评价方法数据质量的评价方法 1 1、直接评价法、直接评价法1 1）用计算机程序自动检测用计算机程序自动检测 某某些些类类型型的的错错误误可可以以用用计计算算机机软软件件自自动动发发现现，数数据据中中不不符符合合要要求求的的数数据据项项的的百百分分率率或或平平均均质质量量等等级

42、级也也可可由由计计算算机机软软件件算算出出。此此外外，还还可可检检测测文文件件格格式式是是否否符符合合规规范范、编编码码是是否否正正确确、数数据是否超出范围等。据是否超出范围等。2 2）随机抽样检测）随机抽样检测在确定抽样方案时，应考虑数据的空间相关性。在确定抽样方案时，应考虑数据的空间相关性。2 2、间接评价法、间接评价法-（地理相关法和元数据法）（地理相关法和元数据法）指指通通过过外外部部知知识识或或信信息息进进行行推推理理来来确确定定空空间间数数据据的的质质量量的的方方法法。用用于于推推理理的的外外部部知知识识或或信信息息如如用用途途、数据历史记录、数据源的质量、数据生产的方法、误差传递

43、模型等。数据历史记录、数据源的质量、数据生产的方法、误差传递模型等。3 3、非定量描述法、非定量描述法通过对数据质量的通过对数据质量的各组成部分各组成部分的评价结果进行的的评价结果进行的综合分析综合分析来确定数据的来确定数据的总体质量总体质量的方法。的方法。3.5 GIS3.5 GIS的数据质量的数据质量第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制第54页，共106页，编辑于2022年，星期二三、数据处理中数据质量的评价三、数据处理中数据质量的评价主主要要受受原原始始资资料料的的精精度度(采采样样密密度度、测测量量误误差差、地地形形类类别别、控控制制点点等等)和和内插的精度内

44、插的精度(内插方法、地形类型、原始数据的密度等内插方法、地形类型、原始数据的密度等)的影响。的影响。DEMDEM的的内内插插精精度度主主要要受受原原始始采采样样点点的的采采样样密密度度的的影影响响，与与不不同同的的插插值值方方法法的的关关系系不不很很大大。但但在在DEMDEM精精度度评评定定的的标标准准方方面面、地貌逼真度方面、地貌逼真度方面、DEMDEM的粗差探测等方面的粗差探测等方面仍没有仍没有得到圆满的解决。得到圆满的解决。目目前前,对对DEMDEM精精度度的的评评价价常常采采用用原原始始等等高高线线与与再再生生等等高高线线叠叠合合评价的方法。评价的方法。第三章第三章 空间数据的采集和质

45、量控制空间数据的采集和质量控制1 1、数字高程模型、数字高程模型(DEM)(DEM)的精度的精度原始等高线原始等高线DEMDEM重新生成等高线重新生成等高线原始等高线与原始等高线与重新生成等高线重新生成等高线叠加叠加内插内插自动追踪自动追踪3.5 GIS3.5 GIS的数据质量的数据质量第55页，共106页，编辑于2022年，星期二2 2、矢量数据栅格化的误差矢量数据栅格化的误差包括包括属性误差属性误差和和几何误差几何误差两种。两种。在在矢矢量量数数据据转转换换为为栅栅格格数数据据后后，栅栅格格数数据据中中的的每每个个象象元元只只含含有有一一个个属性数据值，它是象元内属性数据值，它是象元内多种

46、属性多种属性的一种的一种概括概括。象元越大，属性误差越大。象元越大，属性误差越大。几几何何误误差差是是指指在在矢矢量量数数据据转转换换成成栅栅格格数数据据后后所所引引起起的的位位置置的的误误差差，以以及及由由位位置置误误差差引引起起的的长长度度、面面积积、拓拓扑扑匹匹配配等等的的误误差差。几几何何误误差差的大小与象元的大小的大小与象元的大小成正比。成正比。其其中中矢矢量量数数据据表表示示的的多多边边形形网网用用象象元元逼逼近近时时会会产产生生较较严严重重的的拓拓扑扑匹匹配配问题。问题。第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制ABC3.5 GIS3.5 GIS的数据质量的数

47、据质量行政区划行政区划B B A A误差分析的一种方法误差分析的一种方法：假设存在一幅：假设存在一幅理想的矢量地图理想的矢量地图，图上不同属性，图上不同属性的制图单元由的制图单元由很细的线分开很细的线分开；对理想地图进行观测；对理想地图进行观测采样采样得到一幅具得到一幅具有规则格网的有规则格网的栅格地图栅格地图，把这两幅图进行，把这两幅图进行叠置比较叠置比较。第56页，共106页，编辑于2022年，星期二3 3、多边形叠置产生的误差、多边形叠置产生的误差多多边边形形叠叠置置误误差差计计算算的的思思路路是是，先先计计算算单单层层图图的的误误差差，再再计计算算叠叠置置图图的的误误差差。会会产产生生

48、拓拓扑扑匹配误差、几何误差和属性误差。匹配误差、几何误差和属性误差。1 1）拓扑匹配误差拓扑匹配误差多多边边形形叠叠置置往往往往是是不不同同类类型型的的地地图图、不不同同的的图图层层，甚甚至至是是不不同同比比例例尺尺的的地地图图进进行行叠叠置置，因因此此，同同一一条条边边界界线线往往往往是是不不同同的的数数据据，这这样样在在叠叠置置时时必必然然会会出出现现一一系系列列无无意意义义的的多多边边形形。所所叠叠置置的的多多边边形的边界越精确，越容易产生无意义的多边形。这就是拓扑匹配误差。形的边界越精确，越容易产生无意义的多边形。这就是拓扑匹配误差。多多边边形形叠叠置置所所形形成成的的多多边边形形的的

49、数数量量与与原原多多边边形形边边界界的的复复杂杂程程度度有有关关。如如果果多多边边形形之之间间具具有有统统计计独独立立性性时时，产产生生中中等等数数量量的的多多边边形形；如如果果是是高高度度相相关关的的，则则产产生生大大量量无无意意义义的的多多边边形形。-需需要要合合并并无无意义的多边形意义的多边形第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制3.5 GIS3.5 GIS的数据质量的数据质量行政区划行政区划街区线街区线高度相关：高度相关：+统计独立性：统计独立性：土地利用土地利用行政区划行政区划第57页，共106页，编辑于2022年，星期二合并无意义的多边形的方法：合并无意义的

50、多边形的方法：A、用人机交互的方法把无意义的多边形合并到大多边形中；、用人机交互的方法把无意义的多边形合并到大多边形中；B、根据无意义多边形的临界值，自动合并到大多边形中；、根据无意义多边形的临界值，自动合并到大多边形中；C、用拟合后的新边界进行合并。、用拟合后的新边界进行合并。第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制3.5 GIS3.5 GIS的数据质量的数据质量第58页，共106页，编辑于2022年，星期二2）几何误差：）几何误差：第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制3.5 GIS3.5 GIS的数据质量的数据质量新边界可能会偏离已制图的边界