地理信息系統(tǒng)原理第4章GIS中的數(shù)據(jù)課件

1、GIS中的數(shù)據(jù) 對空間數(shù)據(jù)的處理是GIS的核心功能，GIS中的數(shù)據(jù)通常描述三部分信息：空間信息（位置，空間關(guān)系等等），非空間的屬性信息，時(shí)間信息。由于各方面的原因，GIS數(shù)據(jù)存在著質(zhì)量問題，了解數(shù)據(jù)質(zhì)量有利于數(shù)據(jù)的正確使用。數(shù)據(jù)質(zhì)量可以通過元數(shù)據(jù)進(jìn)行描述，簡單的說，元數(shù)據(jù)是對數(shù)據(jù)的描述，在GIS應(yīng)用不斷發(fā)展、空間數(shù)據(jù)不斷增長的情況下，元數(shù)據(jù)有助于數(shù)據(jù)的共享和有效使用。 第1頁，共72頁。1.數(shù)據(jù)涵義與數(shù)據(jù)類型1.1數(shù)據(jù)的涵義 (一)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是用以載荷信息的載體。它可以是記錄下來的某種可以識別的物理符號，數(shù)據(jù)的具體形式多種多樣，如文本、圖像、聲音等都可以歸入數(shù)據(jù)的范疇。雖然數(shù)據(jù)是信息的載體，但并

2、非就是信息，只有理解了數(shù)據(jù)的含義、對數(shù)據(jù)做出解釋，才能得到數(shù)據(jù)中所包含的信息。 第2頁，共72頁?？臻g數(shù)據(jù)的特點(diǎn)Spatially relatedCan be assigned coordinates or any spatial reference.On the surface of the earth.Involves location and organization.ScaleCan be from general to specific.Simple to complex.A satellite can generate one terabyte (1012 bytes) of in

3、formation per day.DynamicsSpatial dynamics (variations in space).Temporal dynamics (variations in time).Coordinate systemScaleTime 1Time 2第3頁，共72頁。1.數(shù)據(jù)涵義與數(shù)據(jù)類型1.1數(shù)據(jù)的涵義(二)地理數(shù)據(jù)(空間數(shù)據(jù))的基本特征地理數(shù)據(jù)一般具有三個基本特征：屬性特征（非定位數(shù)據(jù)），表示實(shí)際現(xiàn)象或特征，例如變量、級別、數(shù)量特征和名稱等等?？臻g特征（定位數(shù)據(jù)）：表示現(xiàn)象的空間位置或現(xiàn)在所處的地理位置。也稱為幾何特征或定位特征，一般以坐標(biāo)數(shù)據(jù)表示。時(shí)間特征（時(shí)間

4、尺度）：指現(xiàn)象或物體隨時(shí)間的變化，其變化的周期有超短期的、短期的、中期的、長期的等等（圖5-1）。 第4頁，共72頁。1.數(shù)據(jù)涵義與數(shù)據(jù)類型1.1數(shù)據(jù)的涵義三個側(cè)面第5頁，共72頁?？臻g特征是GIS區(qū)別于其它的軟件的根本特征是由于地物或現(xiàn)象的空間分布所帶來通常是通過特定空間參照系下的坐標(biāo)直接表達(dá)基于坐標(biāo)的派生數(shù)據(jù)定量的度量信息：面積、周長、質(zhì)心、距離等定性的空間關(guān)系：拓?fù)潢P(guān)系、方位關(guān)系第6頁，共72頁。時(shí)間特征空間數(shù)據(jù)涉及時(shí)間特征的幾個方面地物的生命周期（產(chǎn)生、消亡）地物的移動（移動點(diǎn)）屬性的時(shí)效性相關(guān)的問題時(shí)間關(guān)系時(shí)空關(guān)系時(shí)態(tài)GIS數(shù)據(jù)模型是其關(guān)鍵（時(shí)空立方體模型等）第7頁，共72頁。專題屬

5、性特征地物所固有的，不是由于地物空間分布所帶來的特征如某地的年降雨量、土地酸緘類型、人口密度、交通流量、空氣污染程度等。這類特征在其它類型的信息系統(tǒng)中均可存儲和處理專題屬性特征通常以數(shù)字、符號、文本和圖像等形式來表示第8頁，共72頁。1.數(shù)據(jù)涵義與數(shù)據(jù)類型1.2空間數(shù)據(jù)的表示方法 類型數(shù)據(jù)：例如考古地點(diǎn)、道路線和土壤類型的分布等；面域數(shù)據(jù)：例如隨機(jī)多邊形的中心點(diǎn)、行政區(qū)域界線和行政單元等；網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)：例如道路交點(diǎn)、街道和街區(qū)等；樣本數(shù)據(jù)：例如氣象站、航線和野外樣方的分布區(qū)等；曲面數(shù)據(jù)：例如高程點(diǎn)、等高線和等值區(qū)域；文本數(shù)據(jù)：例如地名、河流名稱和區(qū)域名稱；符號數(shù)據(jù)：例如點(diǎn)狀符號、線狀符號和面狀符號

6、（暈線）等。第9頁，共72頁。第10頁，共72頁。2.空間數(shù)據(jù)的測量尺度 測量的尺度大致可以分成四個層次，由粗略至詳細(xì)依次為：命名或類型次序間隔比例第11頁，共72頁。2.空間數(shù)據(jù)的測量尺度(一)命名(Nominal)量定性而非定量，不能進(jìn)行任何算術(shù)運(yùn)算，如一個城市的名字。命名式的測量尺度也稱為類型測量尺度，只對特定現(xiàn)象進(jìn)行標(biāo)識，賦予一定的數(shù)值或符號而不定量描述。例如，可以用不同數(shù)值表示不同的土地利用類型、植被類型或巖石類型，但是這些數(shù)值之間無數(shù)量關(guān)系，對命名數(shù)據(jù)的邏輯運(yùn)算只有“等于”或“不等于”兩種形式，而其近似均值只能使用眾數(shù)。第12頁，共72頁。2.空間數(shù)據(jù)的測量尺度(二)次序（Ordi

7、nal）量線性坐標(biāo)上不按值的大小，而是按順序排列的數(shù)，例如，事故發(fā)生危險(xiǎn)程度的級別由大到小被標(biāo)為1，2，3，級別的序號越低，其危險(xiǎn)性越大，但危險(xiǎn)性到底有多大并未給予定量的表達(dá)。序數(shù)值相互之間可以比較大小，但不能進(jìn)行加、減、乘、除等算術(shù)運(yùn)算。不同次序之間的間隔大小可以不同。對次序數(shù)據(jù)的邏輯運(yùn)算除了“等于”與“不等于”之外，還可以比較它們的大小，即“大于”。第13頁，共72頁。2.空間數(shù)據(jù)的測量尺度(三)間隔（Interval）量不參照某個固定點(diǎn)，而是按間隔表示相對位置的數(shù)。按間隔量測的值相互之間可以比較大小，并且它們之間的差值大小是有意義的。間隔測量尺度與比例測量尺度相似，但是間隔尺度的測量值無

8、真的零值。例如，溫度是間隔尺度的數(shù)據(jù)而不是比例數(shù)據(jù)，因?yàn)樗摹?”測量值隨著所使用的不同溫度測量單位而不同。不能說150F的溫度是75F的溫度的兩倍，因?yàn)檫@個比例在使用攝氏單位時(shí)就改變了。間隔量中的零值往往是人為規(guī)定的，如攝氏溫標(biāo)中零攝氏度，時(shí)間中的零點(diǎn)等等。第14頁，共72頁。2.空間數(shù)據(jù)的測量尺度(四)比率（Ratio）量比例測量尺度的測量值指那些有真零值而且測量單位的間隔是相等的數(shù)據(jù)，比例測量尺度與使用的測量單位無關(guān)。與某一固定點(diǎn)的比值計(jì)算，支持多種算術(shù)操作，如加、減、乘、除等。有關(guān)該類型屬性域的例子很多，如年降雨量、海拔高度、人口密度、發(fā)病率等。比例數(shù)據(jù)或間隔數(shù)據(jù)可以比較容易地被轉(zhuǎn)變成

9、次序或命名數(shù)據(jù)。而命名數(shù)據(jù)則很難被轉(zhuǎn)化成次序、間隔數(shù)據(jù)或比例數(shù)據(jù)。由此可見，盡管命名數(shù)據(jù)或次序數(shù)據(jù)便于使用，易于理解，但有時(shí)不夠精確，不能用于較高級的算術(shù)運(yùn)算。而比例數(shù)據(jù)或間隔數(shù)據(jù)比較精確，便于計(jì)算機(jī)處理，但是在較復(fù)雜的GIS應(yīng)用中，往往上述幾種測量尺度的數(shù)據(jù)均需用到 第15頁，共72頁。2.空間數(shù)據(jù)的測量尺度第16頁，共72頁。不同測量尺度數(shù)值可以進(jìn)行的運(yùn)算命名量=,!=次序量=,!=,+,-,*,/第17頁，共72頁。3.地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量3.1數(shù)據(jù)質(zhì)量的基本概念在GIS的幾個主要因素中，數(shù)據(jù)是一個極為重要的因素。在計(jì)算機(jī)軟件、硬件環(huán)境選定之后，GIS中數(shù)據(jù)質(zhì)量的優(yōu)劣，決定著系統(tǒng)分析質(zhì)

10、量以及整個應(yīng)用的成敗。GIS提供的空間數(shù)據(jù)的分析方法被廣泛用于各種領(lǐng)域，用于決策領(lǐng)域的數(shù)據(jù)，其質(zhì)量要求應(yīng)該是可知的或可預(yù)測的。研究空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的目的在于加強(qiáng)數(shù)據(jù)生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量第18頁，共72頁?？臻g數(shù)據(jù)質(zhì)量的重要性GeographicDatabaseQuery and AnalysisSpatial Data Input and ManagementOutput: DisplayHelp Prevent“Garbage in，Garbage out！”G I S第19頁，共72頁?？臻g數(shù)據(jù)質(zhì)量的相關(guān)概念準(zhǔn)確性（Accuracy）精度（Precision）空間分辨率（Spat

11、ial Resolution）比例尺（Scale）誤差（Error）不確定性（Uncertainty）第20頁，共72頁?？臻g數(shù)據(jù)質(zhì)量的相關(guān)概念準(zhǔn)確性（Accuracy）一個記錄值（測量或者觀察值）與它的真實(shí)值之間的接近程度；空間數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性通常是根據(jù)所指的位置、拓?fù)浠蛘叻强臻g屬性來分類的；可以誤差（Error）來衡量空間數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；第21頁，共72頁?？臻g數(shù)據(jù)質(zhì)量的相關(guān)概念精度（Precision）數(shù)據(jù)精度表示數(shù)據(jù)對現(xiàn)象描述的詳細(xì)程度數(shù)據(jù)精度和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的區(qū)別： 精度低的數(shù)據(jù)不一定準(zhǔn)確度也低；數(shù)據(jù)精度如果超出了測量儀器的已知準(zhǔn)確度，這樣的紀(jì)錄數(shù)字在效率上是冗余的；例如：在設(shè)計(jì)精度為0.1m

12、m的數(shù)字化儀上測量返回的坐標(biāo)數(shù)據(jù)為（10.11mm,12.233mm），其中就含有冗余的數(shù)據(jù)；第22頁，共72頁?？臻g數(shù)據(jù)質(zhì)量的相關(guān)概念空間分辨率（Spatial Resolution）分辨率是兩個可測量數(shù)值之間最小的可辨識的差異；空間分辨率可以看作是記錄變化的最小幅度；空間分辨率示例：地圖上最細(xì)線寬度對應(yīng)的地理范圍，遙感圖像上一個像素代表的實(shí)際地理范圍大小空間分辨率 數(shù)據(jù)精度第23頁，共72頁?？臻g分辨率示例Real WorldVector DataRaster Data1 pixel = 10mX10m 分辨率 = 10m10M10M1 Pixel第24頁，共72頁?？臻g數(shù)據(jù)質(zhì)量的相關(guān)概念

13、比例尺（Scale）地圖上一個記錄的距離和它所表現(xiàn)的“真實(shí)世界”的距離之間的一個比例；如右圖中，這幅地圖的比例尺=10cm:1000m=1:10000比例尺是刻畫數(shù)據(jù)精度的量（如最小線寬為地圖的空間分辨率）；第25頁，共72頁?？臻g數(shù)據(jù)質(zhì)量的相關(guān)概念誤差（Error）描述測量值和真實(shí)值之間的差別；在大部分情況下，誤差的大小是很不準(zhǔn)確的，因?yàn)榇郎y量的真實(shí)值往往無法得到；研究如何給出誤差大小的最佳估計(jì)以及誤差傳播規(guī)律，是很有用的；誤差的分析包括: 位置誤差（如點(diǎn)、線、多邊形的位置誤差）；屬性誤差；位置和屬性誤差之間的聯(lián)系；第26頁，共72頁?？臻g數(shù)據(jù)質(zhì)量的相關(guān)概念不確定性（Uncertainty）

14、對于空間信息科學(xué)技術(shù)來說，數(shù)據(jù)的正確性與錯誤并存，正常與異常并存，精確與粗糙并存，質(zhì)量高與質(zhì)量低并存，什么時(shí)候是正確的，什么時(shí)候不正確的，這些都屬于不確定性現(xiàn)象；GIS中數(shù)據(jù)的不確定性包括：位置的不確定性、屬性的不確定性、時(shí)域的不確定性、邏輯上的不一致性以及數(shù)據(jù)的布完整性；研究不確定性可以更好的了解測量數(shù)據(jù)的性質(zhì)第27頁，共72頁。3.地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量3.2空間數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的來源空間現(xiàn)象自身存在的不穩(wěn)定性空間現(xiàn)象的表達(dá)空間數(shù)據(jù)處理中的誤差空間數(shù)據(jù)使用中的誤差：第28頁，共72頁。3.地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量3.2空間數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的來源 (一)空間現(xiàn)象自身存在的不穩(wěn)定性 空間數(shù)據(jù)質(zhì)量問題首先

15、來源于空間現(xiàn)象自身存在的不穩(wěn)定性。空間現(xiàn)象自身存在的不穩(wěn)定性包括空間特征和過程在空間、專題和時(shí)間內(nèi)容上的不確定性?？臻g現(xiàn)象在空間上的不確定性指其在空間位置分布上的不確定性變化；空間現(xiàn)象在時(shí)間上的不確定性表現(xiàn)為其在發(fā)生時(shí)間段上的游移性；空間現(xiàn)象在屬性上的不確定性表現(xiàn)為屬性類型劃分的多樣性，非數(shù)值型屬性值表達(dá)的不精確性。因此，空間數(shù)據(jù)存在質(zhì)量問題是不可避免的。第29頁，共72頁。3.地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量3.2空間數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的來源 (二)空間現(xiàn)象的表達(dá)數(shù)據(jù)采集中的測量方法以及量測精度的選擇等受到人類自身的認(rèn)識和表達(dá)的影響，這對于數(shù)據(jù)的生成會出現(xiàn)誤差。如在地圖投影中，由橢球體到平面的投影轉(zhuǎn)換必然產(chǎn)

16、生誤差；用于獲取各種原始數(shù)據(jù)的各種測量儀器都有一定的設(shè)計(jì)精度，如GPS提供的地理位置數(shù)據(jù)都有用戶要求的一定設(shè)計(jì)精度，因而數(shù)據(jù)誤差的產(chǎn)生不可避免 。第30頁，共72頁。3.地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量3.2空間數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的來源 (三)空間數(shù)據(jù)處理中的誤差在空間數(shù)據(jù)處理過程中，容易產(chǎn)生的誤差有以下幾種：投影變換地圖數(shù)字化和掃描后的矢量化處理數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)抽象建立拓?fù)潢P(guān)系與主控?cái)?shù)據(jù)層的匹配數(shù)據(jù)疊加操作和更新數(shù)據(jù)集成處理數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)數(shù)據(jù)處理過程中誤差的傳遞和擴(kuò)散第31頁，共72頁。3.地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量3.2空間數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的來源 (四)空間數(shù)據(jù)使用中的誤差在空間數(shù)據(jù)使用的過程中也會導(dǎo)致誤差的出

17、現(xiàn)，主要包括兩個方面：一是對數(shù)據(jù)的解釋過程，二是缺少文檔。對于同一種空間數(shù)據(jù)來說，不同用戶對它的內(nèi)容的解釋和理解可能不同，處理這類問題的方法是隨空間數(shù)據(jù)提供各種相關(guān)的文檔說明，如元數(shù)據(jù)。另外，缺少對某一地區(qū)不同來源的空間數(shù)據(jù)的說明，如缺少投影類型、數(shù)據(jù)定義等描述信息，這樣往往導(dǎo)致數(shù)據(jù)用戶對數(shù)據(jù)的隨意性使用而使誤差擴(kuò)散 第32頁，共72頁。3.地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量3.2空間數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的來源 數(shù)據(jù)的主要誤差來源 數(shù)據(jù)處理過程誤差來源數(shù)據(jù)搜集野外測量誤差：儀器誤差、記錄誤差遙感數(shù)據(jù)誤差：輻射和幾何糾正誤差、信息提取誤差地圖數(shù)據(jù)誤差：原始數(shù)據(jù)誤差、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、制圖綜合及印刷數(shù)據(jù)輸入數(shù)字化誤差：儀器誤

18、差、操作誤差不同系統(tǒng)格式轉(zhuǎn)換誤差：柵格-矢量轉(zhuǎn)換、三角網(wǎng)-等值線轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存儲數(shù)值精度不夠空間精度不夠：每個格網(wǎng)點(diǎn)太大、地圖最小制圖單元太大數(shù)據(jù)處理分類間隔不合理多層數(shù)據(jù)疊合引起的誤差傳播：插值誤差、多源數(shù)據(jù)綜合分析誤差比例尺太小引起的誤差數(shù)據(jù)輸出輸出設(shè)備不精確引起的誤差輸出的媒介不穩(wěn)定造成的誤差數(shù)據(jù)使用對數(shù)據(jù)所包含的信息的誤解對數(shù)據(jù)信息使用不當(dāng)?shù)?3頁，共72頁。3.地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量3.3常見空間數(shù)據(jù)的誤差分析 （一）誤差類型邏輯誤差幾何誤差屬性誤差時(shí)間誤差屬性誤差和時(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)間誤差都會造成邏輯誤差

19、，因此下面主要討論邏輯誤差和幾何誤差。 第34頁，共72頁。3.地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量3.3常見空間數(shù)據(jù)的誤差分析 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。對數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制或質(zhì)量保證或質(zhì)量評價(jià)，一般先從數(shù)據(jù)的邏輯性檢查入手。比如橋或停車場等與道路是相接的，如果數(shù)據(jù)庫中只有橋或停車場，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。 第35頁，共72頁。3.地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量3.3常見空間數(shù)據(jù)的誤差分析 第36頁，共72頁。3.地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量3.3常見空間數(shù)據(jù)的誤差分析 幾何誤差由于地圖是以二維平面坐標(biāo)表達(dá)

20、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)誤差即為測量位置（x，y）與其真實(shí)位置（x0，y0）的差異。真實(shí)位置的測量方法比測量位置的要更加精確，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。坐標(biāo)誤差定義為：x=x-x0y=y-y0為了衡量整個數(shù)據(jù)采集區(qū)域或制圖區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)誤差，一般抽樣測算（x,y）。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，所測的誤差分布就越接近于點(diǎn)誤差的真實(shí)分布。第37頁，共72頁。3.地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量3.3常見空間數(shù)據(jù)的誤差分析 （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

21、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)生于測量和對數(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)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。第38頁，共72頁。3.地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量3.3常見空間數(shù)據(jù)的誤差分析 各種線（直線、折線、曲線） 折線和曲線的誤差 第39頁，共72頁。3.地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量3.3常見空間數(shù)

22、據(jù)的誤差分析 誤差帶模型，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 。第40頁，共72頁。3.地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量3.3常見空間數(shù)據(jù)的誤差分析 對于曲線的誤差分布應(yīng)當(dāng)考慮“串腸型模式” 。第41頁，共72頁。3.地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量3.3常見空間數(shù)據(jù)的誤差分析其他數(shù)據(jù)質(zhì)量問題地圖數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題地圖固有誤差、地圖材料變形、地圖掃描及數(shù)字化誤差；遙感數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題遙感儀器觀測過程誤差（表現(xiàn)為空間分辨率、光譜分辨率、幾何畸變以及輻射誤差等）、圖像處理和解譯過程誤差（校正匹配、解譯判讀、分類等）測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題選定

23、的大地坐標(biāo)系及投影、環(huán)境影響、測量儀器精度、操作誤差、偶然誤差等第42頁，共72頁。3.地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量3.4空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制應(yīng)從數(shù)據(jù)質(zhì)量產(chǎn)生和擴(kuò)散的所有過程和環(huán)節(jié)入手，分別用一定的方法減少誤差；常見的數(shù)據(jù)質(zhì)量空間方法有：傳統(tǒng)的手工方法與原始地圖或者屬性數(shù)據(jù)比較；元數(shù)據(jù)方法閱讀元數(shù)據(jù)了解數(shù)據(jù)質(zhì)量的信息；地理相關(guān)法利用空間數(shù)據(jù)描述的地理特征要素自身的相關(guān)性第43頁，共72頁。3.地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量3.4空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制 (一)傳統(tǒng)的手工方法質(zhì)量控制的人工方法主要是將數(shù)字化數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)源進(jìn)行比較，圖形部分的檢查包括目視方法、繪制到透明圖上與原圖疊加比較，屬性部分的檢查采用與原屬性逐個對比或

24、其他比較方法。(二)元數(shù)據(jù)方法數(shù)據(jù)集的元數(shù)據(jù)中包含了大量的有關(guān)數(shù)據(jù)質(zhì)量的信息，通過它可以檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量，同時(shí)元數(shù)據(jù)也記錄了數(shù)據(jù)處理過程中質(zhì)量的變化，通過跟蹤元數(shù)據(jù)可以了解數(shù)據(jù)質(zhì)量的狀況和變化。 第44頁，共72頁。3.地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量3.4空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制 (三)地理相關(guān)法用空間數(shù)據(jù)的地理特征要素自身的相關(guān)性來分析數(shù)據(jù)的質(zhì)量。如從地表自然特征的空間分布著手分析，山區(qū)河流應(yīng)位于微地形的最低點(diǎn)，因此，疊加河流和等高線兩層數(shù)據(jù)時(shí)，如河流的位置不在等高線的外凸連線上，則說明兩層數(shù)據(jù)中必有一層數(shù)據(jù)有質(zhì)量問題，如不能確定哪層數(shù)據(jù)有問題時(shí)，可以通過將它們分別與其它質(zhì)量可靠的數(shù)據(jù)層疊加來進(jìn)一步分析。因此，

25、可以建立一個有關(guān)地理特征要素相關(guān)關(guān)系的知識庫，以備各空間數(shù)據(jù)層之間地理特征要素的相關(guān)分析之用 第45頁，共72頁。4、空間元數(shù)據(jù)第46頁，共72頁。元數(shù)據(jù)概念 Metadata，原意是關(guān)于數(shù)據(jù)變化的描述，即關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。目的1、促進(jìn)數(shù)據(jù)集的高效利用2、為計(jì)算機(jī)輔助軟件工程(CASE)服務(wù)。內(nèi)容對數(shù)據(jù)集的描述；對數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)所有者、數(shù)據(jù)生產(chǎn)歷史等的說明；對數(shù)據(jù)質(zhì)量的描述；對數(shù)據(jù)處理信息的說明；對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法的描述；對數(shù)據(jù)庫的更新、集成方法等的說明。性質(zhì)元數(shù)據(jù)應(yīng)盡可能多地反映數(shù)據(jù)集自身的特征規(guī)律。作用通過元數(shù)據(jù)可以檢索、訪問數(shù)據(jù)庫，可以有效的利用計(jì)算機(jī)資源，可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理和二次開發(fā)等。第

26、47頁，共72頁?？臻g數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施第48頁，共72頁。ArcCatalogInternetArcIMSMetadata ServerArcSDEAuthorPublishDiscoverArcIMS 4 allows easier metadata publishingMetadata ServerGeography NetworkZ39.50 Clearinghouses第49頁，共72頁。第50頁，共72頁。元數(shù)據(jù)的類型（1）分類標(biāo)準(zhǔn)類型 內(nèi)容1、科研型元數(shù)據(jù)2、評估型元數(shù)據(jù)3、模型元數(shù)據(jù)描述對象1、數(shù)據(jù)層元數(shù)據(jù)2、屬性元數(shù)據(jù)3、實(shí)體元數(shù)據(jù)第51頁，共72頁。元數(shù)據(jù)的類型（2）分類標(biāo)準(zhǔn)類型

27、 在系統(tǒng)中的作用1、系統(tǒng)級別元數(shù)據(jù)2、應(yīng)用層元數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的作用1、控制層元數(shù)據(jù)2、說明元數(shù)據(jù)第52頁，共72頁?？臻g元數(shù)據(jù)的概念和標(biāo)準(zhǔn)名稱概念 空間數(shù)據(jù)Geospatial data用于確定具有自然特征或者人工建筑特征的地理實(shí)體的地理位置、屬性及其邊界的信息。類型 Type數(shù)據(jù)類型指該數(shù)據(jù)能接受的值的類型。對象Object指地理實(shí)體的部分或整體的數(shù)字表達(dá)。實(shí)體類型Entity type對于具有相似地理特征的地理實(shí)體集合的定義和描述。點(diǎn)Point確定位置的0維地理對象。結(jié)點(diǎn)Node拓?fù)溥B接兩個或多個鏈或環(huán)的一維對象。標(biāo)識點(diǎn) Label point顯示地圖或圖表時(shí)用于特征標(biāo)識的參考點(diǎn)。第53頁，共

28、72頁。名稱概念線 Line一維對象的一般術(shù)語；線段 Line segment兩個點(diǎn)之間的直線段；線 String由相互連接的一系列線段組成的沒有分支線段，線可以自身或與其他線相切；弧 Arc由數(shù)學(xué)表達(dá)式確定的點(diǎn)集組成的弧狀曲線；鏈 Link兩個結(jié)點(diǎn)之間的拓?fù)潢P(guān)聯(lián)；環(huán) Ring封閉狀不相切鏈環(huán)或弧段序列；鏈環(huán) Chain非相切線段或由結(jié)點(diǎn)區(qū)分的弧段構(gòu)成的有方向無分支序列；第54頁，共72頁。名稱概念多邊形 Polygon在二維平面中由封閉弧段包圍的區(qū)域；外多邊形 Universe Polygon數(shù)據(jù)覆蓋區(qū)域內(nèi)最外側(cè)的多邊形；內(nèi)部區(qū)域 Interior area不包括其邊界的區(qū)域；格網(wǎng) Grid

29、組成一規(guī)則或近似規(guī)則的棋盤狀鑲嵌表面的格網(wǎng)或表面的點(diǎn)的集合；格網(wǎng)單元 Gridcell表示格網(wǎng)最小可分要素的二維對象；矢量 Vector有方向線的組合；柵格 Raster同一格網(wǎng)或數(shù)字影像的一個或多個疊加層；第55頁，共72頁。名稱概念像元 Pixel二維圖形要素，它是數(shù)字影像最小要素；柵格對象 Raster object一個或多個影像或格網(wǎng)，每一個影像或格網(wǎng)表示一個數(shù)據(jù)層，各層之間的格網(wǎng)單元或像元一致且相互套準(zhǔn)。圖形 Graph與預(yù)定義的限制規(guī)則一致的0維、一維、二維有拓?fù)湎嚓P(guān)的對象集；數(shù)據(jù)層 Layer集成到一起的面域分布空間數(shù)據(jù)集，它用于表示一個主體中的實(shí)體，或者有一公共屬性或?qū)傩灾档目?/p>

30、間對象的聯(lián)合；層 Stratum在有序系統(tǒng)中數(shù)據(jù)層、級別或梯度系列；經(jīng)度 Longitude經(jīng)線面到格林尼治中央經(jīng)線面的角度距離；緯度 Latitude在中央經(jīng)線上度量，以角度為單位度量離開赤道的距離；第56頁，共72頁。名稱概念中央經(jīng)線Meridian穿過地球兩極的地球的大圓圈；坐標(biāo) Ordinate在笛卡爾坐標(biāo)系中沿平行于X軸和Y軸測量的坐標(biāo)值。投影 Projection將地球球面坐標(biāo)系中的空間特征（集）轉(zhuǎn)化到平面坐標(biāo)系時(shí)使用的數(shù)學(xué)方法；投影參數(shù)Projection Parameters對數(shù)據(jù)集進(jìn)行投影操作時(shí)用于控制投影誤差、變形實(shí)際分布的參考特征；地圖 Map空間現(xiàn)象的空間表征，通常以平

31、面圖形表示；現(xiàn)象 Phenomenon事實(shí)、發(fā)生的事件、狀態(tài)等；第57頁，共72頁。名稱概念分辨率 Resolution由涉及到或使用的測量工具或分析方法能區(qū)分的兩個獨(dú)立測量或計(jì)算的值的最小差異；質(zhì)量 Quality數(shù)據(jù)符合一定要求的基本或獨(dú)特的性質(zhì)；詳述 Explicit由一對或三個數(shù)分別直接描述水平位置和三位位置的方法介質(zhì) Media用于記錄、存貯或傳遞數(shù)據(jù)的物理設(shè)備；第58頁，共72頁?？臻g數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 美國聯(lián)邦空間數(shù)據(jù)委員會（FGDC）的空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)的影響最大。第59頁，共72頁。空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)名稱建立標(biāo)準(zhǔn)的組織 CSDGM地球空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)FGDC，

32、美國聯(lián)邦空間數(shù)據(jù)委員會 GDDD數(shù)據(jù)集描述方法MEGRIN，歐洲地圖事務(wù)組織 CGSB空間數(shù)據(jù)集描述CSC，加拿大標(biāo)準(zhǔn)委員會 CEN地學(xué)信息一數(shù)據(jù)描述一元數(shù)據(jù)CENTC287 DIF目錄交換格式NASA ISO地理信息ISOTC211第60頁，共72頁。空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的獲取 獲取的三個階段：數(shù)據(jù)收集前（鍵入、關(guān)聯(lián)表）數(shù)據(jù)收集中（采樣測量）數(shù)據(jù)收集后（計(jì)算和參考）第61頁，共72頁。 空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)獲取的五種方法鍵盤輸入關(guān)聯(lián)表測量法計(jì)算法推理法第62頁，共72頁?？臻g數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的管理通常采用元數(shù)據(jù)庫的方式管理元數(shù)據(jù)。概念層邏輯層RDBMS 已存在的軟件工具系統(tǒng)物理層元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)WAISODBMS第63頁，共72頁?？臻g數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的應(yīng)用為什么使用元數(shù)據(jù)？完整性可擴(kuò)展性特殊化安全性查錯功能瀏覽功能程序生成第64頁，共72頁?？臻g數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的應(yīng)用幫助用戶獲取數(shù)據(jù)；空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制；在數(shù)據(jù)集成中的應(yīng)用；數(shù)據(jù)存儲和功