空間數(shù)據(jù)質(zhì)量與元數(shù)據(jù)PPT課件

1、.,1,空間數(shù)據(jù)質(zhì)量與元數(shù)據(jù),空間數(shù)據(jù)質(zhì)量 空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制 空間數(shù)據(jù)的不確定性問題 空間元數(shù)據(jù),空間數(shù)據(jù)質(zhì)量,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)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 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,空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的重要性,空間數(shù)據(jù)庫,查詢和分析,空間數(shù)據(jù)輸入和管理,輸出: 顯示,防止 “Garbage in，Garbage out！”,G I S,空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的內(nèi)容

2、,空間數(shù)據(jù)的完整性 數(shù)據(jù)是否覆蓋到應(yīng)該覆蓋的范圍 空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)邏輯一致性 數(shù)據(jù)定義的統(tǒng)一性 在同一個空間數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)的定義應(yīng)該保持一致 空間數(shù)據(jù)位置精度 數(shù)據(jù)的地理位置精度 空間數(shù)據(jù)屬性精度 數(shù)據(jù)所載負(fù)的地理信息的正確性 空間數(shù)據(jù)時間精度 數(shù)據(jù)本身所代表的時間信息的正確性 關(guān)于數(shù)據(jù)的說明 元數(shù)據(jù),空間數(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（Spatial Resolution） 比例尺（Scale） 誤差（Error） 不確定性（Uncertainty）,空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的相關(guān)概念(1),準(zhǔn)確性（Accuracy） 一個記錄值（測量或者觀察值）與

3、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 可以用誤差（Error）來衡量空間數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性 精度（Precision） 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0.1mm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)；,空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的相關(guān)概念(2),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

4、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 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”的距離之間的比例 如這幅地圖的比例尺=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）,空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的相關(guān)概念(3),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

5、屬性誤差之間的聯(lián)系,空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的相關(guān)概念(4),不確定性（Uncertainty） 指客觀世界或?qū)嶓w本身就具有的變異，表現(xiàn)為不精確性、隨機(jī)性和模糊性 由于人對客觀實(shí)體和現(xiàn)象認(rèn)識的局限性和表達(dá)的模糊性，使原始數(shù)據(jù)本身存在不確定性，以此數(shù)據(jù)進(jìn)行GIS 的分析與處理，必然使分析結(jié)果也具有不確定性,GIS數(shù)據(jù)的不確定性,GIS數(shù)據(jù)不確定性的產(chǎn)生 一方面是由于客觀世界存在的固有的復(fù)雜性，不穩(wěn)定性，和人們對其認(rèn)識的不完備性 另一方面，在數(shù)據(jù)采集、錄入、編輯、處理、分析和表述過程中出現(xiàn)的各種誤差，包括如系統(tǒng)誤差或隨機(jī)誤差帶來的不確定性 GIS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 時域的不確定

6、性 邏輯上的不一致性 數(shù)據(jù)的不完整性,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 空間上的不確定性：空間現(xiàn)象在空間位置分布上的不確定性變化 時間上的不確定性：空間現(xiàn)象在發(fā)生時間段上的游移性 屬性上的不確定性：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 空間現(xiàn)象的表達(dá) 測量誤差、地圖投影、數(shù)值采樣和量化等 空間數(shù)據(jù)處理中的誤差 投影轉(zhuǎn)換 地圖數(shù)字化與掃描矢量化 格式轉(zhuǎn)換 數(shù)據(jù)抽象 空間分析 可視化表達(dá) 數(shù)據(jù)處理過程中誤差的傳遞和擴(kuò)散,空間數(shù)據(jù)使用中的誤差來源,主要包括兩個方面：對數(shù)據(jù)的解釋過程、缺少文檔,空間數(shù)據(jù)誤差的類型,主要類型 幾何誤差 屬性誤差 時間誤差 邏輯誤差 邏輯誤

7、差和幾何誤差為GIS特有,邏輯誤差,語義角度判斷數(shù)據(jù)的合理性,幾何誤差,幾何誤差的含義 空間數(shù)據(jù)表達(dá)的位置信息誤差 在二維平面上主要反映在點(diǎn)誤差和線誤差上 分類 點(diǎn)誤差：測量位置與真實(shí)位置的差異 x = x x0 y = y y0 線誤差 線誤差分布可以用Epsilon模型（等寬）或者誤差帶模型（不等寬）描述,折線誤差的分布（誤差帶模型）,曲線的誤差分布（誤差帶模型）,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：控制點(diǎn)誤差、投影誤差等 地圖材料變形：由于圖紙的大小受濕度和溫度變化的影響而產(chǎn)生 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、

8、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,空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的控制,通過采用科學(xué)的方法，制定出空間數(shù)據(jù)的生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程，并采取 一系列切實(shí)有效的方法在空間數(shù)據(jù)的生產(chǎn)過程中，針對空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的關(guān)鍵性問題予以精度控制和錯誤改正，以保證空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量 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

9、關(guān)性,空間數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù),元數(shù)據(jù)（Metadata） 是描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù) 是關(guān)于數(shù)據(jù)的描述性數(shù)據(jù)信息，盡可能多的反映數(shù)據(jù)集自身的特征規(guī)律，以便于用戶對數(shù)據(jù)集的準(zhǔn)確、高效與充分的開發(fā)與利用 如數(shù)據(jù)的內(nèi)容、質(zhì)量、狀況和其他有關(guān)特征的背景信息 目的就是促進(jìn)數(shù)據(jù)集的高效利用、共享 不同領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫，其元數(shù)據(jù)的內(nèi)容會有很大差異 元數(shù)據(jù)的內(nèi)容 對數(shù)據(jù)集的描述：數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)所有者及數(shù)據(jù)歷史 數(shù)據(jù)質(zhì)量的描述：數(shù)據(jù)精度、數(shù)據(jù)的邏輯一致性、數(shù)據(jù)完整性、分辨率 數(shù)據(jù)處理信息的說明 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法的描述 數(shù)據(jù)更新、集成等說明 空間元數(shù)據(jù)的作用 幫助數(shù)據(jù)生產(chǎn)者管理和維護(hù)空間數(shù)據(jù) 便于數(shù)據(jù)用戶查詢檢索地理空間數(shù)據(jù) 幫

10、助用戶了解數(shù)據(jù)，以便就數(shù)據(jù)是否能夠滿足其需求做出這功能的判斷 提供有關(guān)信息，以便用戶或者GIS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和轉(zhuǎn)換 元數(shù)據(jù)成為數(shù)據(jù)共享和有效使用的重要工具,空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)內(nèi)容及示例,。 數(shù)據(jù)生產(chǎn)者 數(shù)據(jù)生產(chǎn)時間 數(shù)據(jù)質(zhì)量 數(shù)據(jù)組織 空間參照系 數(shù)據(jù)內(nèi)容以及其他屬性 。,FGDC空間元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),FGDC 美國聯(lián)邦地理數(shù)據(jù)委員會（Federal Geographic Data Committee） CSDGM 數(shù)字化地理空間元數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)（Content Standard for Digital Geospatial Metadata） 基本情況 在1993年首先發(fā)布，現(xiàn)在已經(jīng)成為了世界范圍內(nèi)其它標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ) 作為一個內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，CSDGM描述了元數(shù)據(jù)檔案中需要包括的條目 但是沒有準(zhǔn)確給出它們的具體格式和組織方式 這使得開發(fā)者可以根據(jù)自己的軟件環(huán)境實(shí)現(xiàn)該標(biāo)準(zhǔn) 但是需要保證其實(shí)現(xiàn)能夠被另外一個軟件實(shí)現(xiàn)所理解軟件實(shí)現(xiàn)必須是可以互操作的,FGDC元數(shù)據(jù)CSDGM的主要內(nèi)容,標(biāo)識信息關(guān)于數(shù)據(jù)集的基本信息 數(shù)據(jù)質(zhì)量信息對數(shù)據(jù)集質(zhì)量的總體評估 空間數(shù)據(jù)組織信息在數(shù)據(jù)集中用于表達(dá)空間信息的機(jī)制 空間參照信息描述了數(shù)據(jù)集中坐標(biāo)的參照框架以及編碼方式 實(shí)體和屬性信息關(guān)于數(shù)據(jù)集中