交通地理信息系統(tǒng)03-GIS中的數(shù)據(jù)來(lái)源

第四講GIS中的數(shù)據(jù)1編輯ppt課題：GIS中的數(shù)據(jù)目的要求：了解空間數(shù)據(jù)的來(lái)源及其基本特征，了解空間數(shù)據(jù)的定位參照系統(tǒng),理解空間數(shù)據(jù)質(zhì)量及其相關(guān)概念,了解空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，并分析造成數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題的來(lái)源，說(shuō)明控制空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的措施，了解GIS標(biāo)準(zhǔn)化相關(guān)內(nèi)容。教學(xué)重點(diǎn)：空間數(shù)據(jù)來(lái)源及其基本特征、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)、控制措施教學(xué)難點(diǎn)：空間數(shù)據(jù)質(zhì)量及評(píng)價(jià)教學(xué)課時(shí)：2課時(shí)教學(xué)方法:講授本次課涉及的學(xué)術(shù)前沿：GIS標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容、OGC2編輯ppt學(xué)習(xí)目標(biāo)了解空間數(shù)據(jù)的來(lái)源及其基本特征了解空間數(shù)據(jù)的定位參照系統(tǒng)理解空間數(shù)據(jù)質(zhì)量及其相關(guān)概念了解空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，并分析造成數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題的來(lái)源說(shuō)明控制空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的措施了解GIS標(biāo)準(zhǔn)化相關(guān)內(nèi)容3編輯ppt1數(shù)據(jù)來(lái)源一、GIS中的空間數(shù)據(jù)來(lái)源空間數(shù)據(jù)是代表著現(xiàn)實(shí)世界地理實(shí)體或現(xiàn)象在信息世界中的映射，其來(lái)源包括：①地圖數(shù)據(jù)：來(lái)源于各種類型的普通地圖和專題地圖。②影像數(shù)據(jù)：來(lái)源于航空航天遙感，數(shù)據(jù)類型豐富，包括多平臺(tái)、多時(shí)相、多光譜、多分辨率的遙感影象數(shù)據(jù)。③地形數(shù)據(jù)：來(lái)源于地形等高線圖，已建立的數(shù)字高程模型和其他實(shí)測(cè)的地形數(shù)據(jù)。④屬性數(shù)據(jù)：來(lái)源于各類調(diào)查報(bào)告、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、文獻(xiàn)資料、解譯信息。⑤元數(shù)據(jù)：“meta”是一希臘語(yǔ)詞根，意思是“改變”，“Metadata“一詞的原意是關(guān)于數(shù)據(jù)變化的描述，即數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。用于描述要素、數(shù)據(jù)集或數(shù)據(jù)集系列的內(nèi)容、覆蓋范圍、質(zhì)量、管理方式、數(shù)據(jù)的所有者、數(shù)據(jù)的提供方式等有關(guān)的信息4編輯ppt1數(shù)據(jù)來(lái)源專題地圖5編輯ppt1數(shù)據(jù)來(lái)源專題地圖6編輯ppt1數(shù)據(jù)來(lái)源南京地區(qū)彩色紅外照片7編輯ppt1數(shù)據(jù)來(lái)源中國(guó)遙感衛(wèi)星鑲嵌圖8編輯ppt下面以一幅交通圖為例，來(lái)了解空間數(shù)據(jù)都有哪些特征?二、空間數(shù)據(jù)基本特征1數(shù)據(jù)來(lái)源空間特征定位信息：C1、C2、C3三條道路在不同的空間位置。關(guān)聯(lián)關(guān)系：主干道與次干道在結(jié)點(diǎn)N2處相聯(lián)接，主干道的結(jié)點(diǎn)N1和N2相鄰接，結(jié)點(diǎn)N2分別與三條路段C1、C2和C3相關(guān)聯(lián)等，這些統(tǒng)稱為拓?fù)潢P(guān)系；C3在C6的左邊，稱為方位關(guān)系；道路有一定的長(zhǎng)度，稱為度量關(guān)系。屬性特征：道路分別具有不同的等級(jí)時(shí)間特征：隨著時(shí)間的推移，道路還將發(fā)生變化。9編輯ppt1數(shù)據(jù)來(lái)源指地理實(shí)體的空間位置及相互關(guān)系：①空間位置特征：實(shí)體在一定的坐標(biāo)參考系中的空間位置，通常用地理坐標(biāo)系、平面直角坐標(biāo)系來(lái)表示。②空間關(guān)系特征：實(shí)體之間存在的一些具有空間特性的關(guān)系。如：拓?fù)潢P(guān)系、方位關(guān)系、度量關(guān)系空間數(shù)據(jù)特征空間特征時(shí)間特征指實(shí)體隨時(shí)間而發(fā)生的相關(guān)變化。表示實(shí)際現(xiàn)象和特征，如地理實(shí)體的名稱、類型和數(shù)量等。屬性特征10編輯ppt1數(shù)據(jù)來(lái)源空間特征是指空間對(duì)象的位置及與相鄰對(duì)象的空間關(guān)系或拓?fù)潢P(guān)系；空間特征示意：空間對(duì)象的位置、形狀和大小等幾何特征及相鄰對(duì)象的空間拓?fù)潢P(guān)系11編輯ppt1數(shù)據(jù)來(lái)源三、空間數(shù)據(jù)的類型按照空間數(shù)據(jù)的基本特征相應(yīng)的空間數(shù)據(jù)的類型可分為：空間特征數(shù)據(jù)專題特征數(shù)據(jù)時(shí)間特征數(shù)據(jù)一般地，空間數(shù)據(jù)還可以分為類型數(shù)據(jù)、面域數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、樣本數(shù)據(jù)、曲面數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)、符號(hào)數(shù)據(jù)。12編輯ppt1數(shù)據(jù)來(lái)源GPS定位系統(tǒng)由三部分組成，即空間星座部分、地面監(jiān)控部分和用戶設(shè)備部分。四、全球定位系統(tǒng)（GPS）13編輯ppt四、全球定位系統(tǒng)1、空間星座部分（一）GPS衛(wèi)星星座的構(gòu)成

GPS衛(wèi)星星座由24顆衛(wèi)星構(gòu)成（其中3顆備用衛(wèi)星）。軌道面相對(duì)赤道面傾角為55度，衛(wèi)星軌道為圓形，平均高度20200km，運(yùn)行周期11小時(shí)58分，每顆衛(wèi)星對(duì)地球可見(jiàn)面積為地表面積的37.92%，且發(fā)射信號(hào)達(dá)到地表較平均。每顆衛(wèi)星每天約有5小時(shí)在地平線以上，而且位于地平線以上的衛(wèi)星數(shù)目是隨時(shí)間和地點(diǎn)而異，最少為4顆、最多可達(dá)11顆。3顆備用衛(wèi)星可在必要時(shí)根據(jù)指令代替發(fā)生故障的衛(wèi)星，以保證GPS空間部分正常高效地工作。1數(shù)據(jù)來(lái)源14編輯pptGPS空

間

衛(wèi)

星

分

布15編輯ppt四、全球定位系統(tǒng)GPS衛(wèi)星的基本功能是：

(1)接收和儲(chǔ)存由地面監(jiān)控站發(fā)來(lái)的導(dǎo)航信息、執(zhí)行監(jiān)控站的控制指令；

(2)由星載微處理機(jī)進(jìn)行部分必要的數(shù)據(jù)處理；

(3)通過(guò)星載的高精度原子鐘提供精密的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)；

(4)向用戶發(fā)送定位信息；

(5)在地面監(jiān)控站指令下調(diào)整衛(wèi)星姿態(tài)和啟用備用衛(wèi)星。1數(shù)據(jù)來(lái)源16編輯ppt四、全球定位系統(tǒng)2、地面監(jiān)控部分

一個(gè)主控站三個(gè)注入站五個(gè)監(jiān)測(cè)站

1數(shù)據(jù)來(lái)源17編輯ppt夸賈林島迪戈加西亞18編輯ppt四、全球定位系統(tǒng)3、用戶部分

主要由GPS接收機(jī)構(gòu)成。GPS接收機(jī)的基本結(jié)構(gòu)：天線：帶前置放大器，將接收到的GPS衛(wèi)星無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行放大；信號(hào)處理器：用于信號(hào)識(shí)別和處理；微處理器：用于接收機(jī)的控制、數(shù)據(jù)采集和導(dǎo)航計(jì)算用戶信息傳輸：包括操作板、顯示板、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；振蕩器：用于產(chǎn)生精密的標(biāo)準(zhǔn)頻率；電源：為接收機(jī)工作提供電源1數(shù)據(jù)來(lái)源19編輯ppt麥哲倫315手持GPS20編輯ppt1數(shù)據(jù)來(lái)源五、航空攝影測(cè)量航空攝影測(cè)量在我國(guó)基本比例尺測(cè)圖生產(chǎn)中起了關(guān)鍵作用，我國(guó)絕大部分1:1萬(wàn)和1:5萬(wàn)基本比例尺地形圖使用攝影測(cè)量方法。解析測(cè)圖儀和經(jīng)過(guò)數(shù)字化改造的精密立體測(cè)圖儀以及數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站可以用于GIS的空間數(shù)據(jù)采集。其經(jīng)歷了模擬攝影測(cè)量、解析攝影測(cè)量和數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量三個(gè)階段攝影測(cè)量有效的方式是立體攝影測(cè)量。21編輯ppt1數(shù)據(jù)來(lái)源五、航空攝影測(cè)量解析攝影測(cè)量除用于解析空中三角測(cè)量的像點(diǎn)坐標(biāo)觀測(cè)以外，主要用于數(shù)字線劃圖的生產(chǎn)。也是獲取高精度數(shù)字高程模型的一個(gè)重要手段。解析攝影測(cè)量的像片是模擬的，數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的像片是數(shù)字的，并且不再有光學(xué)機(jī)械，所有的數(shù)據(jù)處理過(guò)程都在計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行。當(dāng)前用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量方法生產(chǎn)數(shù)字高程模型和數(shù)字正射影像的技術(shù)已經(jīng)成熟，并且我國(guó)在該領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。22編輯ppt1數(shù)據(jù)來(lái)源六、遙感數(shù)據(jù)（RS）遙感數(shù)據(jù)的特點(diǎn)：增大了觀測(cè)范圍能夠提供大范圍的瞬間靜態(tài)圖像能夠進(jìn)行大面積重復(fù)性觀測(cè)，即使是人類難以到達(dá)的區(qū)域大大加寬了人眼所能觀察的光譜范圍?？臻g詳細(xì)程度高23編輯ppt1數(shù)據(jù)來(lái)源六、遙感數(shù)據(jù)（RS）常用的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)（P48-50）美國(guó)陸地衛(wèi)星LandsatTM諾阿氣象衛(wèi)星的高分率輻射儀（NOAA-AVHRR）法國(guó)SPOT衛(wèi)星的高分辨率傳感器（HRV）數(shù)據(jù)美國(guó)的IKONOS,Quik-bird的高分辨率數(shù)據(jù)美國(guó)宇航局的中等分辨率成像光譜儀（MODIS）（可以同時(shí)探測(cè)大氣、云、水汽、臭氧、海洋、陸地冰雪表面的光譜特性，可以用提取到的大氣特征信息，校正對(duì)地表覆蓋敏感的光譜波段圖像，從而使陸地表面制圖與全球變化信息的提取更加可靠）24編輯ppt1數(shù)據(jù)來(lái)源六、遙感數(shù)據(jù)（RS）遙感圖像處理系統(tǒng)遙感圖像可以采用模擬法處理和數(shù)字圖像處理，目前一般采用數(shù)字圖像處理處理系統(tǒng)中遙感數(shù)據(jù)的流程：（1）觀測(cè)數(shù)據(jù)的輸入（2）再生、校正處理：輻射校正、幾何校正、（3）變換處理：圖像增強(qiáng)，坐標(biāo)投影（4）分類處理（5）處理結(jié)果的輸出25編輯ppt1數(shù)據(jù)來(lái)源七、地圖數(shù)字化手扶跟蹤數(shù)字化掃描數(shù)字化26編輯ppt2數(shù)據(jù)的測(cè)量尺度測(cè)量的尺度分為四個(gè)層次：命名、次序、間隔、比例屬性數(shù)據(jù)根據(jù)測(cè)量的尺度分為四類：命名（nominal）量次序（ordinal）量間隔（interval）量比例（ratio）量這類數(shù)據(jù)以文字或字符表示地理實(shí)體的類型等質(zhì)量特征。在GIS中，命名量常以數(shù)字代碼表示地理實(shí)體的類別表示地理實(shí)體按某種特性排列的次序或等級(jí)。在GIS中常以數(shù)字表示等級(jí)根據(jù)一個(gè)相對(duì)的基點(diǎn)以連續(xù)的量表示地理實(shí)體的數(shù)量特征，即間隔尺度數(shù)據(jù)可根據(jù)不同的零點(diǎn)和不同的度量單位測(cè)量。根據(jù)一個(gè)絕對(duì)的基點(diǎn)以連續(xù)的量表示地理實(shí)體的數(shù)量特征，它具有一定的絕對(duì)零點(diǎn)間隔測(cè)量尺度與比例測(cè)量尺度相似，但是間隔尺度的測(cè)量值無(wú)真的零值27編輯ppt2數(shù)據(jù)的測(cè)量尺度

數(shù)據(jù)類型

Datatype

基本運(yùn)算Basicoperation

例

example

命名量（名義尺度）類型比較，頻數(shù)（出現(xiàn)次數(shù)）土地利用類型，土壤類型，地名，植被類型

次序量（等級(jí)尺度）等級(jí)比較，頻數(shù)，中數(shù)土地適宜性，土壤肥力，道路等級(jí)，城市等級(jí)

間隔量（間隔尺度）比較數(shù)量差異，加，減溫度，年代

比例量（比例尺度）比較數(shù)量差異，加，減，乘，除距離，面積，雨量，人口密度根據(jù)測(cè)度標(biāo)準(zhǔn)劃分的屬性數(shù)據(jù)類型比例數(shù)據(jù)或間隔數(shù)據(jù)可以比較容易的轉(zhuǎn)變成次序或命名數(shù)據(jù)，而命名數(shù)據(jù)則很難轉(zhuǎn)化成次序、間隔或比例數(shù)據(jù)28編輯ppt3地表定位參照系統(tǒng)地理數(shù)據(jù)第二個(gè)基本特征：實(shí)體的定位數(shù)據(jù)都是依據(jù)一定的地表定位參照系統(tǒng)基本概念地理坐標(biāo)系、經(jīng)緯度、經(jīng)線、緯線、首子午線地球橢球面：是地球不規(guī)則曲面的近似形狀大地水準(zhǔn)面：是指在假設(shè)海水處于完全靜止的狀態(tài)下延伸到大陸內(nèi)部所形成的一個(gè)處處與重力方向垂直的連續(xù)的閉合曲面

29編輯ppt地理坐標(biāo)系統(tǒng)示意圖λ

φＮＳ

首子午線經(jīng)線緯線

P

赤道O地面點(diǎn)的坐標(biāo)系統(tǒng)高程系大地坐標(biāo)系/地理坐標(biāo)系30編輯ppt1：298.25763781401980年國(guó)家大地坐標(biāo)系1：298.363782451954年北京坐標(biāo)系橢圓扁率赤道半徑（米）橢球體描述大地坐標(biāo)系我國(guó)常用坐標(biāo)系如表：我國(guó)的高程系：1956年黃海高程系1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)世界上廣泛使用的是1:298.2572235636378137WGS84（WorldGeodeticSystemof1984）31編輯ppt地圖投影地圖投影即運(yùn)用一定的數(shù)學(xué)法則，將地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成平面直角坐標(biāo)，在平面上建立與地球面上相對(duì)應(yīng)的經(jīng)緯網(wǎng)點(diǎn)。在數(shù)學(xué)上來(lái)說(shuō)就是建立地圖平面上的點(diǎn)（x,y)和地球表面上的點(diǎn)(,)之間的函數(shù)關(guān)系。一般通式為：32編輯ppt根據(jù)投影面與球面相關(guān)位置的分類圖33編輯ppt地圖投影的變形長(zhǎng)度變形面積變形角度變形地圖投影中不可避免地存在著變形，在建立一個(gè)投影時(shí)不僅要建立（x,y)與(,)之間的關(guān)系，而且要研究投影變形的分布與大小。地圖投影的變形主要體現(xiàn)在：34編輯ppt地圖投影變形的圖解示例

（摩爾維特投影－等積偽圓柱投影）長(zhǎng)度變形角度變形35編輯ppt地圖投影變形的圖解示例

（UTM－橫軸等角割圓柱投影）面積變形和長(zhǎng)度變形36編輯pptGIS中地圖投影的設(shè)計(jì)與配置一、地理信息系統(tǒng)與地圖投影二、地理信息系統(tǒng)中地圖投影設(shè)計(jì)與配置的一般原則

37編輯ppt38編輯ppt1）各國(guó)家的地理信息系統(tǒng)所采用的投影系統(tǒng)與該國(guó)的基本地圖系列所用的投影系統(tǒng)一致；2）各比例尺的地理信息系統(tǒng)中的投影系統(tǒng)與其相應(yīng)比例尺的主要信息源地圖所用的投影一致；3）各地區(qū)的地理信息系統(tǒng)中的投影系統(tǒng)與其所在區(qū)域適用的投影系統(tǒng)一致；4）各種地理信息系統(tǒng)一般以一種或兩種投影系統(tǒng)為其投影坐標(biāo)系統(tǒng)，以保證地理定位框架的統(tǒng)一。統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)是地理信息系統(tǒng)建立的基礎(chǔ)

39編輯ppt地理信息系統(tǒng)中地圖投影配置的一般原則為：

1）所配置的投影系統(tǒng)應(yīng)與相應(yīng)比例尺的國(guó)家基本圖投影系統(tǒng)一致；2）系統(tǒng)一般地只考慮至多采用兩種投影系統(tǒng)，一種服務(wù)于大比例尺的數(shù)據(jù)處理與輸入輸出，另一種服務(wù)于中小比例尺；3）所用投影以等角投影為宜；4）所用投影應(yīng)能與網(wǎng)格坐標(biāo)系統(tǒng)相適應(yīng)，即所采用的網(wǎng)格系統(tǒng)在投影帶中應(yīng)保持完整。40編輯ppt41編輯ppt我國(guó)地理信息系統(tǒng)中常用的地圖投影配置與計(jì)算1）我國(guó)基本比例尺地形圖（1：100萬(wàn)、1：50萬(wàn)、1：25萬(wàn)、1：10萬(wàn)、1：5萬(wàn)、1：2.5萬(wàn)、1：1萬(wàn)、1：5000萬(wàn)）除1：100萬(wàn)外均采用高斯-克呂格投影為地理基礎(chǔ)；2）我國(guó)1：100萬(wàn)地形圖采用了Lambert投影，其分幅原則與國(guó)際地理學(xué)會(huì)規(guī)定的全球統(tǒng)一使用的國(guó)際百萬(wàn)分之一地圖投影保持一致；42編輯ppt3）我國(guó)大部分省區(qū)圖以及大多數(shù)這一比例尺的地圖也多采用Lambert投影（正軸等角割圓錐投影）和屬于同一投影系統(tǒng)的Albers投影；4）Lambert投影中，地球表面上兩點(diǎn)間的最短距離表現(xiàn)為近于直線，這有利于地理信息系統(tǒng)中的空間分析和信息量度的正確實(shí)施。43編輯ppt高斯—克呂格投影高斯投影是一種橫軸等角切橢圓柱投影，其條件為：1）中央經(jīng)線和地球赤道投影成為直線且為投影的對(duì)稱軸；2）等角投影；3）中央經(jīng)線上沒(méi)有長(zhǎng)度變形。由公式可分析出高斯投影變形具有以下特點(diǎn)：1）中央經(jīng)線上無(wú)變形2）同一條緯線上，離中央經(jīng)線越遠(yuǎn)，變形越大；3）同一條經(jīng)線上，緯度越低，變形越大；4）等變形線為平行于中央經(jīng)線的直線。44編輯ppt高斯—克呂格投影示意圖45編輯ppt正軸圓錐投影Lambert投影（正軸等角割圓錐投影）。46編輯ppt47編輯ppt地形圖的分幅與編號(hào)48編輯ppt地形圖的分幅與編號(hào)49編輯ppt3、地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量一、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的概念空間特征、屬性特征和時(shí)間特征是空間數(shù)據(jù)的三個(gè)基本要素。而空間數(shù)據(jù)質(zhì)量則是空間數(shù)據(jù)在表達(dá)這三個(gè)基本要素時(shí)，所能夠達(dá)到的準(zhǔn)確性、一致性和完整性。與數(shù)據(jù)質(zhì)量相關(guān)的幾個(gè)概念（1）準(zhǔn)確性：測(cè)量值與真值之間的接近程度，可用誤差來(lái)衡量。（2）精度：對(duì)現(xiàn)象描述的詳細(xì)程度。數(shù)據(jù)的精度是指數(shù)據(jù)表示的有效位數(shù)。（3）空間分辨率：是兩個(gè)可測(cè)量數(shù)值之間最小的可辨識(shí)的差異?？梢钥醋魇怯涗涀兓淖钚【嚯x。（4）比例尺：是地圖上一個(gè)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(gè)比例。50編輯ppt3、地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量（5）誤差：數(shù)據(jù)與真值之間的差異。是一種常用的衡量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的表達(dá)方式。（6）不確定性：當(dāng)某現(xiàn)象不能精確測(cè)得，當(dāng)真值不可測(cè)或無(wú)法知道時(shí)，我們就無(wú)法確定誤差，因而用不確定性取代誤差。不確定性是關(guān)于空間過(guò)程和特征不能準(zhǔn)確確定的程度，是自然界各種空間現(xiàn)象自身固有的屬性。在內(nèi)容上以真值為中心的一個(gè)范圍，這個(gè)范圍越大，數(shù)據(jù)的不確定性也就越大。包括空間位置的不確定性，屬性不確定性，時(shí)域不確定性、邏輯上的不一致性和數(shù)據(jù)不完整性。51編輯ppt3、地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量二、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題的來(lái)源根據(jù)空間數(shù)據(jù)自身存在的規(guī)律性，從幾個(gè)方面闡述空間數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題的來(lái)源：空間現(xiàn)象自身存在的不穩(wěn)定性（空間位置、時(shí)間及屬性上的不確定性）空間現(xiàn)象的表達(dá)（測(cè)量方法和測(cè)量精度對(duì)數(shù)據(jù)誤差的影響）空間數(shù)據(jù)處理中的誤差（各種處理）空間數(shù)據(jù)使用中的誤差（1對(duì)數(shù)據(jù)的解釋過(guò)程，2缺少文檔，如元數(shù)據(jù)）52編輯ppt3、地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量三、空間數(shù)據(jù)誤差分析

誤差可分為隨機(jī)和系統(tǒng)誤差GIS中數(shù)據(jù)的誤差主要有四大類：邏輯誤差：有助于發(fā)現(xiàn)不完整數(shù)據(jù)和其它三類誤差，一般的質(zhì)量控制都從這塊下手幾何誤差：點(diǎn)誤差和線誤差；線誤差的分布模式：折線誤差分布模式（骨頭型和車(chē)鏈型），曲線的誤差分布（串腸型）屬性誤差時(shí)間誤差

（一）、誤差的類型

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。53編輯ppt3、地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量1地圖數(shù)據(jù)質(zhì)量

地圖數(shù)據(jù)是現(xiàn)有地圖經(jīng)過(guò)數(shù)字化或掃描后生成的數(shù)據(jù)。在地圖數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題中，不僅含有地圖固有的誤差，還包括圖紙變形、圖形數(shù)字化等誤差。

指用于數(shù)字化的地圖本身所帶有的誤差，包括控制點(diǎn)誤差、投影誤差等。由于這些誤差間的關(guān)系很難確定，所以很難對(duì)綜合誤差做出準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。(1)地圖固有誤差（二）、主要空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量分析：54編輯ppt3、地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量(2)材料變形產(chǎn)生的誤差

這類誤差是由于圖紙的大小受濕度和溫度變化的影響而產(chǎn)生的。溫度不變的情況下，若濕度由o％增至25％，則紙的尺寸可能改變1.6％；紙的膨脹率和收縮度并不相同，即使溫度又恢復(fù)到原來(lái)的大小，圖紙也不能恢復(fù)原有的尺寸?；诰壑∧さ牡讏D與紙質(zhì)地圖相比，材料變形產(chǎn)生的誤差相對(duì)較小。

55編輯ppt3、地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量

跟蹤數(shù)字化時(shí)由于數(shù)字化操作人員技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)不同，常引入不同量的數(shù)字化誤差。這主要表現(xiàn)在最佳采點(diǎn)點(diǎn)位的選擇、十字絲與目標(biāo)重疊程度的判斷能力等方面。另外，數(shù)字化操作人員的疲勞程度和數(shù)字化的速度也會(huì)影響數(shù)字化的質(zhì)量。數(shù)字化儀操作中采點(diǎn)方式和采點(diǎn)密度等也會(huì)影響到數(shù)字化數(shù)據(jù)的質(zhì)量。數(shù)字化儀分辨率和精度對(duì)數(shù)字化的質(zhì)量產(chǎn)生影響。通常，數(shù)字化儀的實(shí)際分辨率和精度比標(biāo)稱的分辨率和精度都要低一些。掃描數(shù)字化時(shí)影響掃描數(shù)字化數(shù)字質(zhì)量的因素包括原圖質(zhì)量(如清晰度)、掃描精度、掃描分辨率、配準(zhǔn)精度、校正精度等。(3)圖形數(shù)字化誤差和要素對(duì)象?作業(yè)員?數(shù)字化儀有關(guān)56編輯ppt3、地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量

遙感數(shù)據(jù)的質(zhì)量問(wèn)題，一部分來(lái)自遙感儀的觀測(cè)過(guò)程，另一部分來(lái)自遙感圖像處理和解譯過(guò)程。遙感觀測(cè)過(guò)程本身存在著精確度和準(zhǔn)確度，其產(chǎn)生的誤差主要表現(xiàn)為空間分辨率、幾何畸變和輻射誤差，這些誤差將影響遙感數(shù)據(jù)的位置和屬性精度。遙感數(shù)據(jù)的誤差積累過(guò)程可以分為：數(shù)據(jù)獲取誤差數(shù)據(jù)預(yù)處理誤差人工判讀誤差2．遙感數(shù)據(jù)的質(zhì)量57編輯ppt3、地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量測(cè)量數(shù)據(jù)主要指使用大地測(cè)量、GPS、城市測(cè)量、攝影測(cè)量和其他一些測(cè)量方法直接量測(cè)所得到的測(cè)量對(duì)象的空間位置信息。這部分?jǐn)?shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題，主要是空間數(shù)據(jù)的位置誤差。通?？紤]的是系統(tǒng)誤差、操作誤差和偶然誤差。3．測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量(1)系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差的發(fā)生與一個(gè)確定的系統(tǒng)有關(guān)，它受環(huán)境因素(如溫度、濕度和氣壓等)、儀器結(jié)構(gòu)與性能以及操作人員技能等方面的因素影響。系統(tǒng)誤差不能通過(guò)重復(fù)觀測(cè)加以檢查或消除，只能用數(shù)字模型模擬和估計(jì)。58編輯ppt3、地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量(2)操作誤差是操作人員在使用設(shè)備、讀數(shù)或記錄觀測(cè)值時(shí)，因粗心或操作不當(dāng)而產(chǎn)生的。應(yīng)采用各種方法檢查和消除操作誤差。一般地，操作誤差可通過(guò)簡(jiǎn)單的幾何關(guān)系或代數(shù)檢查驗(yàn)證其一致性，或通過(guò)重復(fù)觀測(cè)檢查并消除操作誤差。(3)偶然誤差

是一種隨機(jī)的誤差，由一些不可預(yù)料和不可控制的因素引入。這種誤差具有一定的特征，如正負(fù)誤差出現(xiàn)頻率相同、大誤差少、小誤差多等。偶然誤差可采用隨機(jī)模型進(jìn)行估計(jì)和處理。59編輯ppt3、地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量四、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)和控制空間數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是生產(chǎn)、使用和評(píng)價(jià)空間數(shù)據(jù)的依據(jù)，數(shù)據(jù)質(zhì)量是數(shù)據(jù)整體性能的綜合體現(xiàn)?？臻g數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的建立必須考慮空間過(guò)程和現(xiàn)象的認(rèn)知、表達(dá)、處理、再現(xiàn)等全過(guò)程。（1）、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要素及其內(nèi)容①數(shù)據(jù)情況說(shuō)明要求對(duì)數(shù)據(jù)的來(lái)源、數(shù)據(jù)內(nèi)容及其處理工程等作出準(zhǔn)確、全面和詳盡的說(shuō)明。60編輯ppt3、地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量②位置精度或稱為定位精度

為空間實(shí)體的坐標(biāo)數(shù)據(jù)與實(shí)體真實(shí)位置的接近程度，常常表現(xiàn)為空間三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)精度。包括數(shù)學(xué)基礎(chǔ)精度、平面精度、形狀保真度、像元定位精度（圖像分辨率）。平面精度和高程精度又可分為相對(duì)精度和絕對(duì)精度。③屬性精度指空間實(shí)體的屬性值與其真值相符程度。通常取決于地理數(shù)據(jù)的類型，且常常與位置精度有關(guān)，包括要素分類與代碼正確性，要素屬性值的準(zhǔn)確性及其名稱的正確性。④時(shí)間精度指數(shù)據(jù)的現(xiàn)實(shí)性?？梢酝ㄟ^(guò)數(shù)據(jù)更新的時(shí)間和頻度來(lái)表現(xiàn)。61編輯ppt3、地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量⑤邏輯一致性指地理數(shù)據(jù)關(guān)系上的可靠性，包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)內(nèi)容（包括空間特征、專題特征和時(shí)間特征），以及拓?fù)湫再|(zhì)。⑥數(shù)據(jù)完整性指地理數(shù)據(jù)在范圍、內(nèi)容及結(jié)構(gòu)方面的滿足所有要求的完整程度，包括數(shù)據(jù)范圍、空間實(shí)體類型、空間關(guān)系分類、屬性特征分類等方面的完整性。⑦表達(dá)形式的合理性主要指數(shù)據(jù)抽象、數(shù)據(jù)表達(dá)與真實(shí)地理世界的吻合性，包括空間特征、專題特征和時(shí)間特征表達(dá)的合理性。62編輯ppt3、地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量（2）空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)

就是用空間數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)數(shù)據(jù)所描述的空間特征、專題屬性特征和時(shí)間特征進(jìn)行評(píng)價(jià)。

具體可采用空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)矩陣來(lái)進(jìn)行空間特征屬性特征時(shí)間特征位置精度√√√屬性精度√√邏輯一致性√√√完整性√√√表現(xiàn)形式準(zhǔn)確性√√√空間數(shù)據(jù)描述空間數(shù)據(jù)要素63編輯ppt3、地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量（3）空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制數(shù)據(jù)質(zhì)量控制是個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，要控制數(shù)據(jù)質(zhì)量應(yīng)從數(shù)據(jù)質(zhì)量產(chǎn)生和擴(kuò)散的所有過(guò)程和環(huán)節(jié)人手，以減少誤差。①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。通常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(gè)對(duì)比或其他比較方法。(1)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制常見(jiàn)的方法64編輯ppt3、地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量②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(guò)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(guò)程中質(zhì)量的變化。通過(guò)跟蹤元數(shù)據(jù)可以了解數(shù)據(jù)質(zhì)量的狀況和變化。③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(lái)分析數(shù)據(jù)的質(zhì)量。例如，從自然特征的分布分析，發(fā)現(xiàn)山區(qū)河流在山脊線上，則說(shuō)明必有數(shù)據(jù)存在質(zhì)量問(wèn)題。為幫助分析，可建立有關(guān)地理特征要素相關(guān)關(guān)系的知識(shí)庫(kù)，以便對(duì)地理特征要素進(jìn)行相關(guān)分析。65編輯ppt4、地理信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化一、GIS標(biāo)準(zhǔn)化研究?jī)?nèi)容：與GIS軟件工具開(kāi)發(fā)有關(guān)的各種標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)與GIS數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)有關(guān)的活動(dòng)與GIS數(shù)據(jù)共享的標(biāo)準(zhǔn)化工作1983年，在原科委的主持下，我國(guó)編制了第一部地理信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化文件《資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國(guó)家規(guī)范研究報(bào)告》66編輯ppt4、地理信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化二、標(biāo)準(zhǔn)化的目標(biāo)：促進(jìn)空間數(shù)據(jù)的使用與交換促進(jìn)地理信息共享67編輯ppt4、地理信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化的目標(biāo)：（1）促進(jìn)空間數(shù)據(jù)的使用與交換所包含的內(nèi)容：數(shù)據(jù)質(zhì)量：數(shù)據(jù)生產(chǎn)的精度、屬性特征的識(shí)別質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)：數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)建庫(kù)的工藝流程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)檔案：對(duì)GIS中元數(shù)據(jù)的研究及其標(biāo)準(zhǔn)的制定工作數(shù)據(jù)格式：GIS軟件中輸入和輸出功能的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化：GIS標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)庫(kù)的建設(shè)數(shù)據(jù)產(chǎn)品的測(cè)評(píng)：對(duì)GIS產(chǎn)品的質(zhì)量、等級(jí)及性能等方面進(jìn)行測(cè)試與評(píng)價(jià)，對(duì)GIS項(xiàng)目工程的有效管理。68編輯ppt4、地理信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化的目標(biāo)：（2）促進(jìn)地理信息共享：三個(gè)基本要求：要正確的向用戶提供信息；用戶無(wú)歧義無(wú)錯(cuò)誤的接收并正確使用信息；要保障數(shù)據(jù)供需雙方的權(quán)力不受侵害。數(shù)據(jù)共享技術(shù)涉及四個(gè)方面：（1）面向地理系統(tǒng)過(guò)程語(yǔ)義的數(shù)據(jù)共享概念模型的建立傳統(tǒng)的概念模型是以幾何目標(biāo)為主要模擬對(duì)象（2）地理數(shù)據(jù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：用戶界面的標(biāo)準(zhǔn)化、（3）數(shù)據(jù)安全技術(shù)：數(shù)據(jù)的完整性約束條件、包含數(shù)據(jù)庫(kù)免受非授權(quán)的泄露、更改或破壞69編輯ppt4、地理信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化（2）促進(jìn)地理信息共享：數(shù)據(jù)共享技術(shù)涉及四個(gè)方面：（4）數(shù)據(jù)的互操作性其兩個(gè)方面的體現(xiàn)：在不同GIS數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的自由傳輸不同的用戶可以自由操作使用同一數(shù)據(jù)集，并且保證不會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)論數(shù)據(jù)的互操作性在數(shù)據(jù)共享所有環(huán)節(jié)中是最重要的，技術(shù)要求也是最高的。70編輯ppt4、地理信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化三、GIS標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容地理信息內(nèi)容地理信息的分類與編碼地理信息的記錄格式與轉(zhuǎn)換地理信息規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)的制定細(xì)分有以下內(nèi)容：統(tǒng)一的名詞術(shù)語(yǔ)內(nèi)涵；統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集原則；統(tǒng)一的空間定位框架；統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)；統(tǒng)一的數(shù)據(jù)編碼系統(tǒng)；統(tǒng)一的數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)；統(tǒng)一的數(shù)據(jù)記錄格式；統(tǒng)一的數(shù)據(jù)質(zhì)量含義。71編輯ppt4、地理信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化地理信息標(biāo)準(zhǔn)化的制定：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的任務(wù):ＩＳＯ/ＴＣ２１１；ＣＥＮ/ＴＣ２８７；（CEN/TC287為歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)/地理信息技術(shù)委員會(huì)。成立于1992年，其秘書(shū)處設(shè)在法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究所。其標(biāo)準(zhǔn)化任務(wù)基于以下決議：數(shù)字地理信息領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化包括一整套結(jié)構(gòu)化規(guī)范，它包括能詳細(xì)地說(shuō)明、定義、描述和轉(zhuǎn)化現(xiàn)實(shí)世界的理論和方法，使現(xiàn)實(shí)世界的任何位置信息都可被理解和使用。

）72編輯ppt4、地理信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化地理信息標(biāo)準(zhǔn)化的制定：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的任務(wù):ＦＧＤＣ；（美國(guó)聯(lián)邦地理數(shù)據(jù)委員會(huì)）ＯＧＣ；(開(kāi)放地理信息系統(tǒng)協(xié)會(huì))ＭＥＧＲＩＮ；(歐洲地圖事務(wù)組織

)ＣＧＳＤ；(加拿大標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì))73編輯ppt4、地理信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化四、ISO/TC211地理信息標(biāo)準(zhǔn)ISO/TC211地理信息/地球信息科學(xué)專業(yè)委員會(huì)成立于1994年3月，其目的是為了促進(jìn)全球地理信息資源的開(kāi)發(fā)、利用和共享，即制定ISO/TC211地理信息/地球信息科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。它是對(duì)與地球上位置直接或間接有關(guān)的物體或現(xiàn)象信息的結(jié)構(gòu)化標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)共分為25個(gè)部分。74編輯ppt4、地理信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化ISO/TC211地理信息標(biāo)準(zhǔn)25個(gè)部分由5個(gè)工作組負(fù)責(zé)第一組，負(fù)責(zé)框架和參考模型，1~5，21，24部分，由美國(guó)召集第二組，負(fù)責(zé)空間數(shù)據(jù)模型和算子即7~9，23部分，由澳大利亞召集第三組，負(fù)責(zé)地理空間數(shù)據(jù)管理即10~15部分，由英國(guó)召集第四組，負(fù)責(zé)地理空間數(shù)據(jù)服務(wù)即16~19，24部分，由挪威召集第五組，由加拿大召集，負(fù)責(zé)第6，20部分，第22部分由加拿大另一組負(fù)責(zé)75編輯pptISO/TC211地理信息標(biāo)準(zhǔn)（一）1）參考模型(ReferenceModel)2）綜述(Overview)3）概念化模式語(yǔ)言(ConceptualSchemaLanguage)4）術(shù)語(yǔ)定義(Terminology)5）一致性和測(cè)試(ConformanceandTesting)6）專用標(biāo)準(zhǔn)(Profiles)7）空間模式(SpatialShema)8）時(shí)間尺度子模式(TemporalSubshema)9）應(yīng)用模式規(guī)則(RulesforApplicationSchema)10）要素分類方法(Featurecataloguingmethodology)11）坐標(biāo)空間參照系統(tǒng)(Spatialreferencingbycoordinates)12）基于地理標(biāo)識(shí)的間接參考系統(tǒng)(Spatialreferencingbygeographicidentifiers)13）質(zhì)量原則(Qualityprinciples)14）質(zhì)量評(píng)價(jià)過(guò)程(QualityEvaluationProcedures)4、地理信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化76編輯ppt4、地理信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化15）元數(shù)據(jù)(Metadata)16）空間信息定位服務(wù)(PositioningService)17）地理信息描述(Portrayal)18）編碼(Encoding)19）服務(wù)(Service)20）功能標(biāo)準(zhǔn)(Functionalstandards)21）圖像和柵格數(shù)據(jù)(Imageryandgriddeddata)22）職員的資格認(rèn)證(QualificationsandCertificationofPersonnel)23）覆蓋幾何和功能的模式(Schemaforcoveragegeometryandfunctions)24）圖像和柵格數(shù)據(jù)的成分(Imageryandgriddeddatacomponents)25）簡(jiǎn)單要素的訪問(wèn)——SQL選項(xiàng)(Simplefeatureaccess-SQLoption)ISO/TC211地理信息標(biāo)準(zhǔn)（二）77編輯pptISO/TC211標(biāo)準(zhǔn)前20個(gè)部分之間的關(guān)系

78編輯ppt4、地理信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化五、開(kāi)放的地理數(shù)據(jù)互操作規(guī)范——OpenGISOpenGIS(OpenGeodataInteroperationSpecification,OGIS-開(kāi)放的地理數(shù)據(jù)互操作規(guī)范)由美國(guó)OGC(OpenGIS協(xié)會(huì)，OpenGISConsortium)提出。OGC是一個(gè)非贏利性組織，目的是促進(jìn)采用新的技術(shù)和商業(yè)方式來(lái)提高地理信息處理的互操作性(Interoperablity)。79編輯ppt4、地理信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化五、開(kāi)放的地理數(shù)據(jù)互操作規(guī)范——OpenGISOpenGIS規(guī)范主要定義的三個(gè)模型：1）開(kāi)放的地理數(shù)據(jù)(OpenGeodata)模型2）OpenGIS服務(wù)3）信息團(tuán)體模型80編輯pptOpenGIS

定義的模型

1）開(kāi)放的地理數(shù)據(jù)(OpenGeodata)模型定義了一個(gè)概括的、公用的基本地理信息類型集合，該集合可以被應(yīng)用于特定領(lǐng)域的地理數(shù)據(jù)建模。4、地理信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化81編輯pptOpenGIS

定義的模型

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