第三章空间数据的采集和质量控制.pptx

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1、3-13-1概述概述 3-2 3-2 空间数据的地理空间数据的地理参照系和控制基础参照系和控制基础 3-3-3 3 空间数据的分类空间数据的分类和编码和编码 3-3-4 4 空间数据的采集空间数据的采集 3-3-5 GIS5 GIS的数据质量的数据质量 3-3-6 6 空间数据标准空间数据标准 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量控制现实世界现实世界文字报告、文字报告、遥感图象遥感图象等等数字化仪数字化仪扫描仪扫描仪解析测图仪解析测图仪键盘键盘 等等编辑、接边、分层、图形与编辑、接边、分层、图形与属性连接、加注记等属性连接、加注记等空间数据库空间数据库数据源数据源? ?如

2、何采集如何采集? ?质量如何质量如何? ?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，已有系统的数据二、空间数据采集的任务二、空间数据采集的任务 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

3、 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 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，通 常用空间数据的常用空间数据的误差误差来度量。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GISGIS数据质量对于数据质量对于评定评定GISGIS的算法的算法、减少减少GISGIS设计与开发的设计与开发的盲目性盲目性都具都具 有重要意义。有重要意义。GISGIS数据质量对数据质量对保证保证GISGIS产品的可靠性产品的可靠性有重要意义。有重要意义。 一、

4、地理空间（一、地理空间（Geographic SpaceGeographic Space）的定义）的定义第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制 指物质、能量、信息的指物质、能量、信息的存在形式存在形式在形态、结构过程、功能关系上的在形态、结构过程、功能关系上的分分 布方式布方式和和格局格局及其及其在时间上的延续在时间上的延续，包括地球上，包括地球上大气圈、水圈、生物大气圈、水圈、生物 圈、岩石圈圈、岩石圈和和土壤圈土壤圈交互作用的区域。交互作用的区域。地理空间具体被描述为：地理空间具体被描述为： 1 1）绝对空间）绝对空间，具有属性描述的空间位置的集合，具有属性描述的空

5、间位置的集合，一系列坐标值一系列坐标值组成。组成。 2 2）相对空间相对空间，是具有空间属性特征的实体的集合，由不同实体之间的，是具有空间属性特征的实体的集合，由不同实体之间的 空间关系空间关系组成。组成。包括海洋底部、高山、高原在内的固体地球表面，难以用一个包括海洋底部、高山、高原在内的固体地球表面，难以用一个 简洁的数学式描述。简洁的数学式描述。 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础地理参照系和控制基础 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

6、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伸到延伸到所有大陆下部所有大陆下部，而与，而与 地球重力方向地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。 与重力方向垂直的大地水准面与重力方向垂直的大地水准面不可能不可能是一个十分规则的表面，且是一个十分规则的表面，且不能用不能用简单的数简单的数 学公式来表达，大地水准面学公式来表达，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。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础地理参照系和控制基础 为了测量成果计算的需要，选用一个

7、同大地体相近的、可以为了测量成果计算的需要，选用一个同大地体相近的、可以用数学用数学 方法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 ab c1 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，但难以难以进行距离、方向、面积量算。进行距离、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数据处理和分析。量算和进一步的空间数据处理和分析。 3 3、高程系统、高程系统 描述空间点在垂直高度上的特性描述空间点在垂直高度上的特性-高程高程由由高程基准面高程

8、基准面起算的起算的 地面点的高度。地面点的高度。 “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量控制3-2 3-2 地理参照系和控制基础地理参照系和控制基础 （图）（图） 地地图图投投影影第三章第三章 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础地理参照系和控制基础 椭椭球球体体模模型型三、地理参照系三、地理参照系( (续续) )各种各种GISGIS的数据源、服务目的和各自特征可以不同，的数据源、服务目的和各自特征可以不同，但但均有均有自身统一自身

9、统一的地的地 理基础。理基础。 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础地理参照系和控制基础 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统1 1、地理基础的内容、地理基础的内容第三章第三章 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础地理参照系和控制基础 3 3、统一的地图投影系统统一的地图投影系统的

10、意义的意义： 1 1）为地理信息的）为地理信息的输入输入、输出输出及及匹配处理匹配处理提供一个提供一个统一的定位框架统一的定位框架 2 2）使）使各种各种来源的地理信息和数据能够具有来源的地理信息和数据能够具有共同的共同的地理基础地理基础2 2、投影与坐标系、投影与坐标系： 每一种每一种投影都与投影都与一个一个坐标系统坐标系统相联系相联系。 投影关系着投影关系着如何如何将图形物体显示于平面上，将图形物体显示于平面上， 坐标系统显示出地形地物所在的坐标系统显示出地形地物所在的相对位置相对位置。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

11、质量控制3-2 3-2 地理参照系和控制基础地理参照系和控制基础 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）1 1）与相应比例尺的与相应比例尺的国家基本图国家基本图投影系统一致。投影系统一致。 2 2）系统一般只考虑系统一般只考虑至多采用两种至多

12、采用两种投影系统，一种应用于投影系统，一种应用于大比例尺大比例尺的数据的数据 处理与输出、输入，另一种服务于处理与输出、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）所用投影应能与所用投影应能与网格坐标系统网格坐标系统相适应，即所采用的网格系统在投影带相适应，即所采用的网格系统在投影带 中中应保持完整应保持完整。 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础地理参照系和控制基础 1)1)、我国、我国基本比例尺地形图基本比例尺地形图(1(1：100100万万到到1 1：5000),50

13、00),除除1 1：100100万万外外均采用高斯均采用高斯克克 吕格投影吕格投影为地理基础；为地理基础； 2)2)、我国、我国1 1：100100万地形图万地形图采用了采用了LambertLambert投影，其投影，其分幅原则分幅原则与国际地理学会与国际地理学会规定的规定的 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)、我国大部分、我国大部分省区图省区图以及大多数以及大多数这一比例尺这一比例尺的地图也多采用的地图也多采用LambertLambert投影和属于投影和属于 同一投影系统的同一投影系统的AlbersAlbers投影投影( (

14、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) )表现为近于直表现为近于直线线。 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础地理参照系和控制基础 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面向对象组织象组织矩形分块矩形分块经纬度分块经纬度分块一、空间数据的组织一、空间数

15、据的组织 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，称为，称为图层图层（CoverageCoverage）。）。 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 每个图层对应一个专题，包含某一种或某一类数据。每个图层对应一个专题，包含某一种或某一类数据。 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）地面垂直高度分层）地面垂直高度分层 把不同高度的数据作为一个数据层。把不同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

16、采集和质量控制专题分层专题分层时间序列时间序列Z Z3-3 3-3 空间数据的分类和编码空间数据的分类和编码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）管理）管理简单简单 2 2）可加快可加快查询速度查询速度 3 3）增加了）增加了图形显示图形显示的的灵活性灵活性 4 4）对）对不同数据层不同数据层进行叠加，可进行进行叠加，可进行各种目的各种目的的空间分析。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3-3 3-3 空间数据的分类和编码空间数据的分类和编码第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制

17、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3-3 3-3 空间数据的分类和编码空间数据的分类和编码第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制3-3 3-3 空间数据的分类和编码空间数据的分类和编码 在属性数据中，有一部分是与几何数据的表示在属性数据中，有一部分是与几何数据的表示密切有关密切有关的。的。 在在GISGIS中，把中，把这部分属性数据这部分属性数据用用编码编码的形式表示，与几何数据的形式表示，与几何数据一起管理一起管理。 编码：编码：是指确定是指确定属性数据属性数据的的代码代码的的方法方法和和过程过程。 代码：代码：是一个或

18、一组是一个或一组有序有序的的易于易于被计算机或人被计算机或人识别与处理识别与处理的的符号符号，是计，是计 算机算机鉴别和查找信息鉴别和查找信息的主要依据和手段。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。 分类是将分类是将具有共同具有共同的属性或特征的事物或现象的属性或特征的事物或现象归并在一起归并在一起，而把，而把不同不同属属 性或特征的事物或现象性或特征的事物或现象分开分开的过程。的过程。 分类的分类的基本原则基本原则是：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

19、、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3-3 3-3 空间数据的分类和编码空间数据的分类和编码第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制3-3 3-3 空间数据的分类和编码空间数据的分类和编码资料来源于张超主编的资料来源于张超主编的地理信息系统实习教程地理信息系统实习教程所配光盘所配光盘1 1）分类码：）分类码： 直接利用分类信息的结果制定的代码，用于标识不同类别直接利用分类信息的结果制定的代码，用于标识不同类别 信息的数据。信息的数据。（示例）（示例） 2 2）标识码：）标识码： 在分类的基础

20、上对某一类数据中各个实体进行标识。标识码在分类的基础上对某一类数据中各个实体进行标识。标识码 通常由定位分区和各要素实体代码两个码段组成。通常由定位分区和各要素实体代码两个码段组成。 （示例）（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3-3 3-3 空间数据的分类和编码空间数据的分类和编码资料来源于张超主编的资料来源于张超主编的地理信息系统实习教程地理信息系统实习教程所配光盘所配光盘第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制3-3 3-3 空间数据的分类和编码空间数据的分类和编码资料来源于张超主编的资料来源于张超主编的地理信息系统实习教程地理信

21、息系统实习教程所配光盘所配光盘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、进行三个统一：、进行三个统一： （地理基础统一，即确定投影、比例尺、分类分级编码）（地理基础统一，即确定投影、比例尺、分类分级编码） 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

22、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（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）已有数据转入地地图图数数字字化化 （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 三、属性数据采集三、属性数据采集 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资料来源于张超主编的资料来

23、源于张超主编的地理信息系统实习教程地理信息系统实习教程所配光盘所配光盘1 1）减少图纸变形的影响）减少图纸变形的影响 2 2）线划要素的分段）线划要素的分段 3 3）选取控制点）选取控制点1 1）选择底图）选择底图 2 2）地图分层与分幅）地图分层与分幅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 资料来源于张超主编的资料来源于张超主编的地理信息系统实习教程地理信息系统实习教程所配光盘所配光盘1 1）对地理实体编码（图）对地理实体编码（图2 2） 2 2）量取地

24、理实体坐标（图）量取地理实体坐标（图3 3） 3 3）录入坐标数据）录入坐标数据 （图（图4 4）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资料来源于张超主编的资料来源于张超主编的地理信息系统实习教程地理信息系统实习教程所配光盘所配光盘（一）（一）手工数字化手工数字化 1 1）确定栅格单元大小）确定栅格单元大小 2 2）准备栅格网）准备栅格网 3 3）对栅格单元进行编码）对栅格单元进行编码 4 4）读取栅格单元值）读取栅格单元值 5 5）数据录入）数据录入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

25、量控制空间数据的采集和质量控制资料来源于张超主编的资料来源于张超主编的地理信息地理信息系统实习教程系统实习教程所配光盘所配光盘1 1）、设置好数字化仪）、设置好数字化仪2 2）、确定投影方式和坐标系）、确定投影方式和坐标系3 3）、用数字化软件进行数字化）、用数字化软件进行数字化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跟跟踪踪矢矢量量化化 矢量图合矢量图合成、接边成、接边矢量图矢量图编辑编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

26、程：NoImage3-4 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 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001002程序程序空间空间 数据库数据库四、属性和几何数据的

27、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。 3-4 3-4 空间数据的采集空间数据的采

28、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、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，发现数字化中的遗漏、重复、不 匹配等错误；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，对照原图检查错数字化的结果，对照原图检查错 误；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以发现错 漏；漏； 4 4）对等高线，通过确定最低和最高等高线的高程及等高距，对等高线

29、，通过确定最低和最高等高线的高程及等高距，编制软件编制软件来来 检查高程的赋值是否正确；检查高程的赋值是否正确； 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5 5）对于面状要素，可在对于面状要素，可在建立拓扑关系建立拓扑关系时，根据多边形是否闭合来检查，时，根据多边形是否闭合来检查， 或根据多边形与多边形内点的匹配来检查等；或根据多边形与多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出来检 查；查； 7）对于属性数据还可编写）对于属性

30、数据还可编写检核程序检核程序 8）使用使用几何纠正几何纠正来进行处理图纸变形引起的误差来进行处理图纸变形引起的误差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 2) 2) 属性精度属性精度 3) 3) 逻辑一致性逻辑一致性 4) 4) 完备性完备性 5) 5) 现势性现势性第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集

31、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）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资料来源于张超主编的资料来源于张超主编的地理信息系统实习教程地理信息系统实习教程所配光盘所配光盘一、一、GISGIS的数据质量的内容（类型）的数据质量的内容（类型）1 1）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 2 2）空间现象的表达）空间现象的表达 3 3）空间数据处理中的误差）空间数据处理中的误差 4 4）空间数据使用中的误差）空间数据使用

32、中的误差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一、一、GISGIS的数据质量的内容（类型）的数据质量的内容（类型）1 1）数据采集中的误差）数据采集中的误差 2 2）数据输入中的误差）数据输入中的误差 3 3）数据存储的误差）数据存储的误差 4 4）数据操作中的误差）数据操作中的误差 5 5）数据输出的误差）数据输出的误差 6 6）成果使用中的误差）成果使用中的误差误差传播可分为三类：误差传播可分为三类： 1 1）代数（算术）关系）代数（算术）关系 2 2）逻辑关系）逻辑关系 a、布尔逻辑关系、布尔逻辑关系 b b、不精确

33、、不精确推理关系推理关系 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一、一、GISGIS的数据质量的内容（类型）的数据质量的内容（类型）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 2 2）随机抽样检测）随机抽样检测 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） 3 3、非定量描述法、非定量描述法 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1 1）自动回归法）自动回归法 3-5 GIS3-

34、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1 1、评价数字化误差的方法、评价数字化误差的方法3 3）对比法）对比法 BandBand2 2、数字化过程中的质量控制、数字化过程中的质量控制 2 2）BandBand法法 该方法适用于任何类型的该方法适用于任何类型的GISGIS数据，数据， 关键是关键是如何如何给出合理的给出合理的值。值。 1 1）数字化预处理工作）数字化预处理工作 2 2）数字化设备的选用）数字化设备的选用 3 3）数字化对点精度（准确性）数字化对点精度（准确性） 4 4）数字化限差）数字化限差 5 5）数据的精度检查）数据的精度

35、检查 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 原始资料的精度原始资料的精度 影响因素：影响因素： 内插的精度内插的精度 DEMDEM精度的评价方法：精度的评价方法：原始等高线原始等高线与与再生等高线叠再生等高线叠 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NoImage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

36、踪NoImage3-5 GIS3-5 GIS的数据质量的数据质量属性误差：属性误差：象元越大，属性误差越大。象元越大，属性误差越大。 几何误差：几何误差：几何误差的大小与象元的大小几何误差的大小与象元的大小成正比。成正比。 其中矢量数据表示的多边形网用象元逼近时会产生其中矢量数据表示的多边形网用象元逼近时会产生较严重较严重的的拓扑匹配拓扑匹配问题。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：在：在理想的矢量地图理想的矢量地图上不同属性的制图上不同属性

37、的制图 单元由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。包括包括拓扑匹配误差拓扑匹配误差、几何误差几何误差和和属性误差属性误差。 1 1）拓扑匹配误差拓扑匹配误差 叠置的多边形的叠置的多边形的边界越精确边界越精确，越容易越容易产生无意义的多边形。产生无意义的多边形。 多边形叠置所形成的多边形叠置所形成的多边形的数量多边形的数量与原多边形边界的与原多边形边界的复杂程度有关。复杂程度有关。 -需要需要合并无意义的多边形合并无意义的多边形 第三章第三章

38、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A、用人机交互、用人机交互的方法把无意义的多边形的方法把无意义的多边形合并合并到大多边形中；到大多边形中； B、根据根据无意义多边形的无意义多边形的临界值临界值，自动合并自动合并到大多边形中；到大多边形中； C、用、用拟合后的新边界拟合后的新边界进行合并。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三章第三章 空

39、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 新边界新边界可能会可能会偏离偏离已制图的边界位置（或已制图的边界位置（或真实位置真实位置）。）。 3 3）属性误差：）属性误差： 每个进行叠置的多边形每个进行叠置的多边形本身本身的属性就是的属性就是有误差有误差的，多幅图的叠的，多幅图的叠 置会置会使误差急剧增加使误差急剧增加，以至使叠置出的结果，以至使叠置出的结果不可信不可信。一、概述一、概述 1、目前影响数据共享的因素、目前影响数据共享的因素 体制上体制上：行业数据保密政策。：行业数据保密政策。 技术上技术上：不同系统对空间数据采用的数据结构和

40、数据格式不同。：不同系统对空间数据采用的数据结构和数据格式不同。 网络化程度网络化程度：用户可共享网络分散在不同地点的各种软硬件。：用户可共享网络分散在不同地点的各种软硬件。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、空间数据标准：、空间数据标准： 是指空间数据的名称、代码、分类编码、数据类型、精度、单位、格是指空间数据的名称、代码、分类编码、数据类型、精度、单位、格 式等的式等的标准形式标准形式。一、概述（续）一、概述（续）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 3、空间数据标准的状况：、空间数据标准的状况： 1 1）只针对）只针对某一某一

41、地理信息系统设计空间数据标准地理信息系统设计空间数据标准并不困难并不困难； 2 2）所建立的空间数据标准）所建立的空间数据标准能为大家所承认能为大家所承认，为大多数系统所接受和使用，这，为大多数系统所接受和使用，这 就就比较复杂和困难比较复杂和困难。 目前，我国目前，我国已有一些与已有一些与GISGIS有关的国家标准有关的国家标准，内容涉及数据编码、数据，内容涉及数据编码、数据 格式、地理格网、数据采集技术规范、数据记录格式等。格式、地理格网、数据采集技术规范、数据记录格式等。1 1、原则：、原则： 1 1）遵循已有的国家标准，以利于全国范围内的数据共享。）遵循已有的国家标准，以利于全国范围内

42、的数据共享。 2 2）遵循国务院有关部委以及军队正在使用的数据标准。）遵循国务院有关部委以及军队正在使用的数据标准。 3 3）遵循各领域中普遍使用和认同的数据标准。）遵循各领域中普遍使用和认同的数据标准。 4 4）当各种数据标准相互矛盾时，应遵循由上而下的原则进行处理。）当各种数据标准相互矛盾时，应遵循由上而下的原则进行处理。 5 5）制定新的数据标准时，应尽可能参考同类标准）制定新的数据标准时，应尽可能参考同类标准。 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量控制3-3-6 空间数据标准空间数据标准-数据共享数据共享 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

43、控制3-3-6 空间数据标准空间数据标准-数据共享数据共享 2 2、目前我国已有的与目前我国已有的与GISGIS有关的关于空间数据分类的国家标准有关的关于空间数据分类的国家标准： GB2260-95 GB2260-95 中华人民共和国行政区划代码中华人民共和国行政区划代码 GB13923-92 GB13923-92 国土基础信息数据分类与代码国土基础信息数据分类与代码 GB11708-89 GB11708-89 公路桥梁命名和编码规则公路桥梁命名和编码规则 GB14804-93 GB14804-93 1 1：500500、1 1：10001000、1 1：20002000地形要素分类与代码地形

44、要素分类与代码 1 1、外部数据交换标准、外部数据交换标准第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制3-3-6 空间数据标准空间数据标准-数据共享数据共享 特点特点： 自动化程度不高自动化程度不高，速度较慢速度较慢等，但它等，但它可解决可解决不同不同GISGIS之间的数据转换问题。它仍之间的数据转换问题。它仍 然是实现数据共享的然是实现数据共享的主流方式主流方式。GIS 1 GIS 1 数据格式数据格式 外部数据交换外部数据交换格式标准格式标准数据转换数据转换数据转换数据转换GIS 2 GIS 2 数据格式数据格式 特点特点： 比外部数据交换标准比外部数据交换标准方便方便，

45、但由于各种软件存储和处理空间数据的方式，但由于各种软件存储和处理空间数据的方式 不同，空间数据的互操作函数又不可能很庞大，因此不同，空间数据的互操作函数又不可能很庞大，因此往往不能往往不能解决所有解决所有 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3-3-6 空间数据标准空间数据标准-数据共享数据共享 GIS 1 GIS 1 操纵空间数据操纵空间数据的的API直接调用直接调用 直接调用直接调用 GIS 2 GIS 2 操纵操纵操纵操纵第三章第三章 空间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制3-3-6 空间数据标准空间数据标准-数据共享数据共享 3 3、空间

46、数据共享平台、空间数据共享平台 服务器存放空间数据采用服务器存放空间数据采用客户机客户机/ /服务器体系结构服务器体系结构，各种，各种GISGIS通过一个通过一个公公 共的平台共的平台在在服务器服务器存取所有数据，以存取所有数据，以避免避免数据的不一致性。数据的不一致性。 特点：特点：思路较好，但现有的思路较好，但现有的GISGIS软件软件各有自己的底层各有自己的底层，要，要统一平台统一平台目前目前难以难以 实现。实现。GIS 1 GIS 1 服务器存放空服务器存放空间数据间数据 C/SC/S平台平台 C/SC/S平台平台 GIS 2 GIS 2 特点：特点：这种方式的这种方式的前提前提，首先

47、要求对现实世界进行统一的面向对象的数据理解，首先要求对现实世界进行统一的面向对象的数据理解， 这这不易实现不易实现的。的。 目前：目前：外部数据交换标准仍是实现数据共享的外部数据交换标准仍是实现数据共享的主流方式主流方式。 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3-3-6 空间数据标准空间数据标准-数据共享数据共享 GIS 1 GIS 1 空间数据库空间数据库接口接口 转换程序转换程序 转换程序转换程序 GIS 2 GIS 2 在对空间数据模型有在对空间数据模型有共同理解共同理解的基础上，各系统开发专门的双向转换程序，的基础上，各系统开发专门的双向转换程序， 将本系统的

48、内部数据结构转换成将本系统的内部数据结构转换成统一数据库的接口统一数据库的接口。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3-3-6 空间数据标准空间数据标准-数据共享数据共享 我国我国已发布了已发布了GISGIS的的外部数据交换格式外部数据交换格式，包括，包括: : 1 1）矢量数据交换格式）矢量数据交换格式 2 2）栅格数据交换格式）栅格数据交换格式 3 3）数字高程模型交换格式标准）数字高程模型交换格式标准四、我国空间数据交换格式四、我国空间数据交换格式1 1、空间元数据的定义和作用、空间元数据的定义和作用 1 1）定义：）定义： 地理的数据和信息资源的地理的数据和信

49、息资源的描述性信息描述性信息。对地理空间数据的内容、质量、条件。对地理空间数据的内容、质量、条件 和其他特征进行的和其他特征进行的描述与说明描述与说明。 2）作用：）作用： （a）用来组织和管理空间信息，并挖掘空间信息资源。）用来组织和管理空间信息，并挖掘空间信息资源。 （b b）帮助数据使用者查询所需空间信息。）帮助数据使用者查询所需空间信息。 （c c）组织和维护一个机构对数据的投资。）组织和维护一个机构对数据的投资。 （d d）用来建立空间信息的数据目录和数据交换中心。）用来建立空间信息的数据目录和数据交换中心。 （e）提供数据转换方面的信息。）提供数据转换方面的信息。 第三章第三章 空

50、间数据的采集和质量控制空间数据的采集和质量控制3-3-6 空间数据标准空间数据标准-数据共享数据共享 1 1）高层元数据（数据集系列）高层元数据（数据集系列MetadataMetadata） 描述描述整个数据集整个数据集的元数据，是用户用于的元数据，是用户用于概括性概括性查询数据集的主要内容。查询数据集的主要内容。 2 2）中层元数据（数据集）中层元数据（数据集MetadataMetadata） 全面反映全面反映数据集数据集的内容的内容 。 3 3）底层元数据（要素、属性的类型和实例）底层元数据（要素、属性的类型和实例MetadataMetadata） 是元数据体系中是元数据体系中详细描述详细