淺談GIS空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

李作鑾

摘要：本人通過對GIS空間數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查和質(zhì)檢部門驗(yàn)收意見，積累一些檢查經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)，提出空間數(shù)據(jù)誤差來源與誤差內(nèi)容，并對誤差產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，制定有效的質(zhì)量控制檢查方法，最終對數(shù)據(jù)生產(chǎn)和檢查人員提出要求與建議，以保證空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：空間數(shù)據(jù)；誤差分析；質(zhì)量控制

1、前言

隨著地理信息系統(tǒng)（GIS）應(yīng)用日益廣泛，用戶對地理空間數(shù)據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高?？臻g數(shù)據(jù)是GIS的核心與操作對象，數(shù)據(jù)質(zhì)量在極大程度上決定GIS應(yīng)用和決策的成效。對于數(shù)據(jù)質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響GIS分析及應(yīng)用結(jié)果的可靠性，如果不考慮GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量，當(dāng)用戶發(fā)現(xiàn)GIS的結(jié)論與實(shí)際的地理狀況相差較大時(shí)，GIS就會(huì)失去信譽(yù)。因此，空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制是GIS生存和發(fā)展的保障。本文主要根據(jù)筆者在GIS空間數(shù)據(jù)檢查過程中，淺談獲得經(jīng)驗(yàn)與建議，與同行們一起交流、探索空間數(shù)據(jù)誤差來源、質(zhì)量控制方法等。

2、GIS空間數(shù)據(jù)誤差來源分析

空間數(shù)據(jù)主要是通過數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理完成的，而數(shù)據(jù)采集是利用不同的儀器設(shè)備及不同手段將現(xiàn)有地圖、外業(yè)觀測成果、攝影像片、遙感圖像文本資料經(jīng)過編輯處理，轉(zhuǎn)換成GIS數(shù)據(jù)格式，由于儀器及人為原因，在GIS空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)過程中都會(huì)發(fā)生不同程度的數(shù)據(jù)誤差，根據(jù)誤差內(nèi)容及誤差類型，對誤差產(chǎn)生的來源進(jìn)行分析。

2.1空間數(shù)據(jù)誤差內(nèi)容

GIS空間數(shù)據(jù)需要采集與錄入幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，至于拓?fù)鋽?shù)據(jù)，一般在幾何數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，按需要通過“挖掘”邏輯處理形成。因此誤差類型主要為數(shù)據(jù)的源誤差和處理誤差，而現(xiàn)階段數(shù)據(jù)來源基本為數(shù)字產(chǎn)品，主要誤差內(nèi)容、產(chǎn)生原因如下表：

2.2空間數(shù)據(jù)誤差分析

根據(jù)以上誤差內(nèi)容及誤差產(chǎn)生原因，說明數(shù)據(jù)誤差可以是系統(tǒng)的，或者人為產(chǎn)生的。他包含位置（幾何）誤差、屬性誤差、邏輯誤差、完整性誤差及時(shí)間誤差，在這幾種誤差中，涉及生產(chǎn)人員引起注意的是位置、屬性、邏輯、時(shí)間四種誤差，因此要重點(diǎn)對這四種誤差產(chǎn)生進(jìn)行分析。

（1）位置誤差：指空間實(shí)體的坐標(biāo)信息與實(shí)際地理位置的幾何誤差，為空間數(shù)據(jù)的源誤差，主要包括平面誤差和高程誤差，是在外業(yè)測量過程中引起的，通?？紤]的是系統(tǒng)誤差、操作誤差和偶然誤差。

（2）屬性誤差：指空間實(shí)體的屬性值與實(shí)際屬性值的一致性，通常取決數(shù)據(jù)的類型，他與實(shí)際位置精度有關(guān)，包括要數(shù)分類的正確性、屬性編碼的正確性、注記的正確性、屬性字段和屬性值的準(zhǔn)確性等，是在外業(yè)調(diào)查不當(dāng)和內(nèi)業(yè)輸入的粗心大意引起，包含源誤差與處理誤差。

（3）邏輯誤差：是指GIS對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)產(chǎn)生誤差，如多邊形疊置誤差、多元數(shù)據(jù)異構(gòu)誤差、結(jié)點(diǎn)匹配誤差、拓?fù)潢P(guān)系的正確性，因此邏輯誤差的產(chǎn)生，常常與幾何誤差、屬性誤差有關(guān)。主要是在基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到GIS空間數(shù)據(jù)時(shí)引起數(shù)據(jù)丟失，產(chǎn)生轉(zhuǎn)換誤差，以及在對轉(zhuǎn)換后GIS數(shù)據(jù)編輯處理過程中，內(nèi)業(yè)編輯人員對地圖數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)、地形綜合處理表達(dá)等相關(guān)測量技術(shù)不熟悉引起。

3、GIS空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

對空間數(shù)據(jù)誤差分析，目的是針對數(shù)據(jù)源生產(chǎn)和數(shù)據(jù)入庫轉(zhuǎn)換預(yù)處理過程中的空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，制定相應(yīng)質(zhì)量檢查和控制方法，減少源數(shù)據(jù)誤差，防止粗差，以達(dá)到質(zhì)量控制的目的，滿足空間數(shù)據(jù)質(zhì)量要求。關(guān)于源數(shù)據(jù)外業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量控制已按照相關(guān)規(guī)范執(zhí)行，并已經(jīng)質(zhì)檢部門驗(yàn)收通過，這里不再贅述。主要針對不同數(shù)據(jù)源按照GIS入庫標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行質(zhì)量控制，即數(shù)據(jù)質(zhì)量的再檢查。

3.1數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查內(nèi)容

主要包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換前檢查和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后檢查：

1、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換前檢查：（a）空間數(shù)據(jù)的地理參考系是否統(tǒng)一；（b）不同軟件生產(chǎn)的數(shù)據(jù)格式是否一致；（c）空間地理特征的數(shù)據(jù)內(nèi)容是否遺漏、懸掛、連續(xù)或重疊等，（d）分類、分層、代碼唯一性和矢量幾何精度一致性；（e）拓?fù)潢P(guān)系、多邊形閉合等檢查；（f）同比例尺接邊處理、相鄰圖幅要素屬性及幾何圖形接邊檢查、各時(shí)期各種類型數(shù)據(jù)接邊檢查。

2、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后：指包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換前檢查內(nèi)容外，重點(diǎn)對點(diǎn)、線、面目標(biāo)丟失及邏輯關(guān)系的檢查。

3.1數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查控制方法

根據(jù)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查內(nèi)容，空間數(shù)據(jù)檢查方法一般采用計(jì)算機(jī)專用軟件自動(dòng)檢查結(jié)合人工目視計(jì)算機(jī)屏幕漫游檢查。通過圖形實(shí)體與其屬性的聯(lián)合顯示，用計(jì)算機(jī)專用軟件檢測，會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)的遺漏、重復(fù)、不匹配等邏輯與拓?fù)溴e(cuò)誤，如房屋面與房屋線必須重疊、無空隙、無相交。對檢查軟件檢測不能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的，如數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后，圖形要素表達(dá)的文字信息丟失等，要對照原圖進(jìn)行人工目視計(jì)算機(jī)屏幕數(shù)據(jù)漫游檢查，逐個(gè)改正，以滿足規(guī)范、技術(shù)要求。

4、結(jié)論與建議

GIS空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制是個(gè)復(fù)雜的過程，它不僅對外業(yè)數(shù)據(jù)采集過程進(jìn)行質(zhì)量控制，還要對數(shù)據(jù)預(yù)處理過程及數(shù)據(jù)入庫后進(jìn)行質(zhì)量控制，這就要求我們工作人員既要具有豐富的外業(yè)數(shù)據(jù)測量知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，又要具備CAD作圖、GIS空間數(shù)據(jù)處理能力，在數(shù)據(jù)采集、編輯、處理過程中做到一絲不茍，嚴(yán)格執(zhí)行二級檢查、一級驗(yàn)收制度，加強(qiáng)質(zhì)量檢查措施，通過循環(huán)檢查，達(dá)到質(zhì)量控制目的。

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