1、關于空間數據質量與元數據第一張，PPT共二十四頁，創作于2022年6月空間數據質量在GIS的幾個主要因素中，數據是一個極為重要的因素在計算機軟件、硬件環境選定之后，GIS中數據質量的優劣，決定著系統分析質量以及整個應用的成敗GIS提供的空間數據的分析方法被廣泛用于各種領域，用于決策領域的數據，其質量要求應該是可知的或可預測的。研究空間數據質量的目的加強數據生產過程中的質量控制，提高數據質量第二張，PPT共二十四頁，創作于2022年6月空間數據質量的重要性空間數據庫查詢和分析空間數據輸入和管理輸出: 顯示防止 “Garbage in，Garbage out！”G I S第三張，PPT共二十四頁，

2、創作于2022年6月空間數據質量的內容 空間數據的完整性數據是否覆蓋到應該覆蓋的范圍空間數據的數據邏輯一致性數據定義的統一性在同一個空間數據庫中，數據的定義應該保持一致空間數據位置精度數據的地理位置精度空間數據屬性精度數據所載負的地理信息的正確性空間數據時間精度數據本身所代表的時間信息的正確性關于數據的說明元數據 第四張，PPT共二十四頁，創作于2022年6月空間數據質量的相關概念準確性（Accuracy）精度（Precision）空間分辨率（Spatial Resolution）比例尺（Scale）誤差（Error）不確定性（Uncertainty）第五張，PPT共二十四頁，創作于2022年

3、6月空間數據質量的相關概念(1)準確性（Accuracy）一個記錄值（測量或者觀察值）與它的真實值之間的接近程度空間數據的準確性通常是根據所指的位置、拓撲或者非空間屬性來分類的可以用誤差（Error）來衡量空間數據的準確性精度（Precision）表示數據對現象描述的詳細程度數據精度和數據準確性的區別： 精度低的數據不一定準確度也低；數據精度如果超出了測量儀器的已知準確度，這樣的紀錄數字在效率上是冗余的；例如：在設計精度為0.1mm的數字化儀上測量返回的坐標數據為（10.11mm, 12.233mm），其中就含有冗余的數據；第六張，PPT共二十四頁，創作于2022年6月空間數據質量的相關概念(

4、2)空間分辨率（Spatial Resolution）分辨率是兩個可測量數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：地圖上最細線寬度對應的地理范圍，遙感圖像上一個像素代表的實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的“真實世界”的距離之間的比例如這幅地圖的比例尺=10cm:1000m=1:10000比例尺是刻畫數據精度的量（如最小線寬為地圖的空間分辨率）真實世界矢量數據柵格數據1 pixel = 10mX10m 分辨率 = 10m10M10M1 Pixel第七張，PPT共二十四頁，創作于2022年6月空間數據質量的相關概念(3)誤差（

5、Error）描述測量值和真實值之間的差別在大部分情況下，誤差的大小是很不準確的，因為待測量的真實值往往無法得到研究如何給出誤差大小的最佳估計以及誤差傳播規律，是很有用的誤差的分析包括位置誤差（如點、線、多邊形的位置誤差）屬性誤差位置和屬性誤差之間的聯系第八張，PPT共二十四頁，創作于2022年6月空間數據質量的相關概念(4)不確定性（Uncertainty）指客觀世界或實體本身就具有的變異，表現為不精確性、隨機性和模糊性 由于人對客觀實體和現象認識的局限性和表達的模糊性，使原始數據本身存在不確定性，以此數據進行GIS 的分析與處理，必然使分析結果也具有不確定性 第九張，PPT共二十四頁，創作于

6、2022年6月GIS數據的不確定性GIS數據不確定性的產生一方面是由于客觀世界存在的固有的復雜性，不穩定性，和人們對其認識的不完備性另一方面，在數據采集、錄入、編輯、處理、分析和表述過程中出現的各種誤差，包括如系統誤差或隨機誤差帶來的不確定性 GIS數據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性邏輯上的不一致性數據的不完整性第十張，PPT共二十四頁，創作于2022年6月GIS數據的不確定性主要研究內容部分主要研究方法GIS數據本身不確定性研究內容位置數據的不確定性數據源的不確定性原始測量數據的不確定性（GPS、全站儀、數字測圖成果不確定性）數字地圖獲取（手扶跟蹤數字化和掃描矢量化

7、）以及遙感數據的不確定性1）經典誤差理論以及在此基礎上的空間統計理論2）模糊集合理論3）灰色理論方法4）熵理論5）神經網絡理論等方法6）模糊仿真方法GIS中基本實體不確定性點實體的不確定性、線實體的不確定性、面實體的不確定性、體實體的不確定性數據處理、空間分析過程不確定性數據格式轉換的不確定性、緩沖區分析不確定性、疊加分析不確定性其他空間分析的不確定性屬性數據的不確定性屬性定義的不確定性對現實世界定義不明確模糊實體關系定義不確定1）目標模型和域模型2）概率論3）證據理論4）空間統計學5）模糊集合理論6）云理論7）粗集理論數據源的不確定性實體邊界界定不確定性遙感數據邊界提取不確定性查詢分析的不確

8、定性疊加分析的不確定性、查詢過程的不確定性其他分析的不確定性時域數據的不確定性時間定義的不確定性關于時間語義表達的模糊性帶來的不確定性界定事件開始與結束的不確定性邏輯不確定性屬性一致性的不確定性、格式一致性的不確定性拓撲關系一致性的不確定性數據的不完整性幾何數據的不完整性、屬性數據的不完整性模型的不確定性模型選擇的不確定性、模型參數的不確定性模型不確定性的傳播與累加1）總體平均可靠性評價方法2）蒙特卡羅模擬不確定復合疊加屬性數據不確定性對位置數據不確定的影響時間變更對屬性數據不確定性的影響時間變更對位置數據不確定性的影響位置與屬性數據不確定性疊加時空不確定性疊加缺陷率統計方法第十一張，PPT共

9、二十四頁，創作于2022年6月GIS數據的不確定性主要研究內容部分主要研究方法不確定性建模分析與表達不確定性建模數據不確定值的數據模型建立科學計算可視化方法GIS可視化方法數據不確定性可視化表達數據的不確定性的顯示與表達數據的不確定性可視化結果分析數據產品的不確定性評價電子地圖電子地圖不確定性評價不確定性的疊加與傳播4D產品DLG、DEM、DRG、DOQ產品的不確定性評價GIS工程不確定性評價與控制GIS組件最優（不確定性最小）分割GIS組件不確定性預測與評價GIS組件間不確定性的疊加與傳播GIS組件最優分割模型運籌學方法GIS工程不確定性估計與控制GIS工程不確定性預測與評價GIS工程不確定

10、性的控制方法與策略建立預測模型軟件工程方法、項目管理方法第十二張，PPT共二十四頁，創作于2022年6月空間數據質量問題的來源空間現象自身存在的不穩定性空間上的不確定性：空間現象在空間位置分布上的不確定性變化時間上的不確定性：空間現象在發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，非數值型屬性值表達的不精確性空間現象的表達測量誤差、地圖投影、數值采樣和量化等空間數據處理中的誤差投影轉換地圖數字化與掃描矢量化格式轉換數據抽象空間分析可視化表達數據處理過程中誤差的傳遞和擴散 第十三張，PPT共二十四頁，創作于2022年6月空間數據使用中的誤差來源主要包括兩個方面：對數據的解釋過程、缺

11、少文檔 數據處理過程誤差來源數據搜集野外測量誤差：儀器誤差、記錄誤差遙感數據誤差：輻射和幾何糾正誤差、信息提取誤差地圖數據誤差：原始數據誤差、坐標轉換、制圖綜合及印刷數據輸入數字化誤差：儀器誤差、操作誤差不同系統格式轉換誤差：柵格-矢量轉換、三角網-等值線轉換數據存儲數值精度不夠空間精度不夠：每個格網點太大、地圖最小制圖單元太大數據處理分類間隔不合理多層數據疊合引起的誤差傳播：插值誤差、多源數據綜合分析誤差比例尺太小引起的誤差數據輸出輸出設備不精確引起的誤差輸出的媒介不穩定造成的誤差數據使用對數據所包含的信息的誤解對數據信息使用不當第十四張，PPT共二十四頁，創作于2022年6月空間數據誤差的

12、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差和幾何誤差為GIS特有第十五張，PPT共二十四頁，創作于2022年6月邏輯誤差語義角度判斷數據的合理性第十六張，PPT共二十四頁，創作于2022年6月幾何誤差幾何誤差的含義空間數據表達的位置信息誤差在二維平面上主要反映在點誤差和線誤差上分類點誤差：測量位置與真實位置的差異 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）第十七張，PPT共二十四頁，創作于2022年6月其他數據質量問題地圖數據的質量問題地圖固有誤差：控制點誤差、

13、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生地圖掃描及數字化誤差遙感數據的質量問題遙感儀器觀測過程誤差表現為空間分辨率、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、分類等測量數據的質量問題選定的大地坐標系及投影環境影響測量儀器精度操作誤差、偶然誤差等第十八張，PPT共二十四頁，創作于2022年6月空間數據質量的控制通過采用科學的方法，制定出空間數據的生產技術規程，并采取 一系列切實有效的方法在空間數據的生產過程中，針對空間數據質量的關鍵性問題予以精度控制和錯誤改正，以保證空間數據的質量應從數據質量產生和擴散的所有過程和環節入手，分別用一定

14、的方法減少誤差常見的數據質量空間方法有：傳統的手工方法與原始地圖或者屬性數據比較；元數據方法閱讀元數據了解數據質量的信息；地理相關法利用空間數據描述的地理特征要素自身的相關性第十九張，PPT共二十四頁，創作于2022年6月空間數據的元數據元數據（Metadata）是描述數據的數據是關于數據的描述性數據信息，盡可能多的反映數據集自身的特征規律，以便于用戶對數據集的準確、高效與充分的開發與利用如數據的內容、質量、狀況和其他有關特征的背景信息目的就是促進數據集的高效利用、共享 不同領域的數據庫，其元數據的內容會有很大差異元數據的內容對數據集的描述：數據項、數據來源、數據所有者及數據歷史 數據質量的描

15、述：數據精度、數據的邏輯一致性、數據完整性、分辨率 數據處理信息的說明數據轉換方法的描述數據更新、集成等說明空間元數據的作用幫助數據生產者管理和維護空間數據便于數據用戶查詢檢索地理空間數據幫助用戶了解數據，以便就數據是否能夠滿足其需求做出這功能的判斷提供有關信息，以便用戶或者GIS軟件進行數據的處理和轉換元數據成為數據共享和有效使用的重要工具第二十張，PPT共二十四頁，創作于2022年6月空間數據元數據內容及示例。數據生產者數據生產時間數據質量數據組織空間參照系數據內容以及其他屬性。第二十一張，PPT共二十四頁，創作于2022年6月FGDC空間元數據標準FGDC美國聯邦地理數據委員會（Fede

16、ral Geographic Data Committee）CSDGM數字化地理空間元數據內容標準（Content Standard for Digital Geospatial Metadata）基本情況在1993年首先發布，現在已經成為了世界范圍內其它標準的基礎作為一個內容標準，CSDGM描述了元數據檔案中需要包括的條目但是沒有準確給出它們的具體格式和組織方式這使得開發者可以根據自己的軟件環境實現該標準但是需要保證其實現能夠被另外一個軟件實現所理解軟件實現必須是可以互操作的 第二十二張，PPT共二十四頁，創作于2022年6月FGDC元數據CSDGM的主要內容標識信息關于數據集的基本信息數據質量信息對數據集質量的總體評估空間數據組織信息在數據