誤差類型分析

1、測(cè)繪地理信息技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫誤差類型分析GIS中的誤差是指GIS中數(shù)據(jù)表示與其現(xiàn)實(shí)世界本身的差別。數(shù)據(jù)誤差的類型可以是隨機(jī)的，也可以是系統(tǒng)的。歸納起來，數(shù)據(jù)的誤差主要有四大類，即幾何誤差、屬性誤差、時(shí)間誤差和邏輯誤差。在這幾種誤差中，屬性誤差和時(shí)間誤差與普通信息系統(tǒng)中的誤差概念是一致的，幾何誤差是地理信息系統(tǒng)所特有的，而幾何誤差、屬性誤差和時(shí)間誤差都會(huì)造成邏輯誤差，下面主要討論幾何誤差、邏輯誤差和屬性誤差。1.幾何誤差由于地圖是以二維平面坐標(biāo)表達(dá)位置，在二維平面上的幾何誤差主要反映在點(diǎn)和線上。（1）點(diǎn)誤差關(guān)于某點(diǎn)的點(diǎn)誤差即為測(cè)量位置與其真實(shí)位置的差異。真實(shí)位置的測(cè)量方法比測(cè)量位置的要更加精確

2、，如在野外使用高精度的GPS方法得到。點(diǎn)誤差可通過計(jì)算坐標(biāo)誤差和距離的方法得到。為了衡量整個(gè)數(shù)據(jù)采集區(qū)域或制圖區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)誤差，一般抽樣測(cè)算。抽樣點(diǎn)應(yīng)隨機(jī)分布于數(shù)據(jù)采集區(qū)內(nèi)，并具有代表性。這樣抽樣點(diǎn)越多，所測(cè)的誤差分布就越接近于點(diǎn)誤差的真實(shí)分布。（2）線誤差線在地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中既可表示線性現(xiàn)象，又可以通過連成的多邊形表示面狀現(xiàn)象。第一類是線上的點(diǎn)在真實(shí)世界中是可以找到的，如道路、河流、行政界線等，這類的線性特征的誤差主要產(chǎn)生于測(cè)量和對(duì)數(shù)據(jù)的后處理；第二類是現(xiàn)實(shí)世界中找不到的，如按數(shù)學(xué)投影定義的經(jīng)緯線、按高程繪制的等高線，或者是氣候區(qū)劃線和土壤類型界限等，這類線性特征的線誤差及在確定線的界限時(shí)

3、的誤差，被稱為解譯誤差。解譯誤差與屬性誤差直接相關(guān)，若沒有屬性誤差，則可以認(rèn)為那些類型界線是準(zhǔn)確的，因而解譯誤差為零。另外，線分為直線、折線、曲線與直線混合的線（圖1）。GIS數(shù)據(jù)庫中用兩種方法表達(dá)曲線、折線，圖2對(duì)這兩類誤差作了對(duì)照。圖1 各種線（直線、折線、曲線）圖2 折線和曲線的誤差線誤差分布可以用Epsilon帶模型來描述，它由沿著一條線以及兩側(cè)定寬的帶構(gòu)成，真實(shí)的線以某一概率落于Epsilon帶內(nèi)。Epsilon帶是等寬的（類似于后面講述的緩沖區(qū)，不過其意義不同），在此基礎(chǔ)上，誤差帶模型被提出，與Epsilon帶模型相比，它在中間最窄而在兩端較寬?；谡`差帶模型，可以把直線與折線誤差

4、分布的特點(diǎn)分別看作是“骨頭型”或者“車鏈型”的誤差分布帶模式（圖3）。圖3 折線誤差的分布對(duì)于曲線的誤差分布或許應(yīng)當(dāng)考慮“串腸型模式”（圖4）。圖4 曲線的誤差分布2.邏輯誤差數(shù)據(jù)的不完整性是通過上述四類誤差反映出來的。事實(shí)上檢查邏輯誤差，有助于發(fā)現(xiàn)不完整的數(shù)據(jù)和其他三類誤差。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制或質(zhì)量保證或質(zhì)量評(píng)價(jià)，一般先從數(shù)據(jù)的邏輯性檢查入手。如圖5所示，其中橋或停車場(chǎng)等與道路是相接的，如果數(shù)據(jù)庫中只有橋或停車場(chǎng)，而沒有與道路相連，則說明道路數(shù)據(jù)被遺漏，使數(shù)據(jù)不完整。圖5 各種邏輯誤差3.屬性誤差屬性數(shù)據(jù)可以分為命名、次序、間隔和比值四種類型。間隔和比值的屬性數(shù)據(jù)誤差可以用點(diǎn)誤差的分析方法進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。此處主要討論命名和次序這類定性、也是離散型的數(shù)據(jù)誤差評(píng)價(jià)方法。多數(shù)專題圖都用命名或次序表現(xiàn)，如人口分布圖、土地利用圖、地質(zhì)圖等的內(nèi)容主要為命名數(shù)據(jù)，而反映坡度、土壤侵蝕度等一般是次序數(shù)據(jù)。如將土壤侵蝕度分為若干級(jí)，級(jí)數(shù)即為次序數(shù)據(jù)。考察空間任意點(diǎn)處定性屬性數(shù)據(jù)與其真實(shí)的狀態(tài)是否一致，只有對(duì)或錯(cuò)兩種可能。因此可以用遙感分類中常用的準(zhǔn)確度評(píng)價(jià)方法來評(píng)價(jià)定性數(shù)據(jù)的屬性誤差。定性屬性數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度評(píng)價(jià)方法比較復(fù)雜，它受屬性變量的離散值（如