淺析GIS空間數(shù)據(jù)處理與質(zhì)量控制系統(tǒng)

姚亞麗

寧波市正源測繪有限公司 浙江 寧波 315000

前言

空間數(shù)據(jù)是GIS研究的主要對象和內(nèi)容?？臻g數(shù)據(jù)是指空間實(shí)體或時間信息，空間位置和專題特征的數(shù)據(jù)記錄中的現(xiàn)象?？臻g數(shù)據(jù)質(zhì)量表達(dá)的三個基本要素是空間數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，一致性和完整性?？臻g數(shù)據(jù)質(zhì)量通常以誤差來衡量，增加數(shù)量精度是減少空間數(shù)據(jù)錯誤的根本途徑。GIS空間數(shù)據(jù)質(zhì)量研究與地理信息系統(tǒng)的最終運(yùn)作效果直接相關(guān)，后者又與地理信息有關(guān)系統(tǒng)各種宏觀決策的正確制定和信息化進(jìn)程的推進(jìn)息息相關(guān)[1]。

1 空間數(shù)據(jù)的內(nèi)容與基本特征

時間間隔數(shù)據(jù)是空間數(shù)據(jù)庫中管理和處理的主要對象。它使用基于地球表面空間位置的自然社會和人類經(jīng)濟(jì)景觀數(shù)據(jù)作為圖形、圖像、文本、表單和數(shù)字。

1.1 空間數(shù)據(jù)的內(nèi)容

在GIS中，空間數(shù)據(jù)主要包括：在已知坐標(biāo)系中的位置，即“where”的問題；實(shí)體之間的空間關(guān)系主要是指拓?fù)潢P(guān)系，這是對空間關(guān)系的一個明確定義。與幾何位置無關(guān)的屬性的數(shù)學(xué)方法和內(nèi)容。

1.2 空間數(shù)據(jù)的基本特征

空間數(shù)據(jù)通常具有三個基本特征：空間特征、時間特征和專題特征。

（1）空間特征：也稱為定位特征，指幾何特征，例如空間物體的位置，形狀，大小以及與鄰近物體的拓?fù)潢P(guān)系。人類對空間目標(biāo)的定位通常不是由存儲空間的坐標(biāo)決定的，而是由某個目標(biāo)與其他更為熟悉的目標(biāo)之間的空間位置關(guān)系決定的。這種關(guān)系通常也是一種拓?fù)潢P(guān)系。

（2）時間特征：也稱為縮放特征，意味著空間數(shù)據(jù)總是在特定的時間或時間段被采集或計算。因此，GIS數(shù)據(jù)是必須動態(tài)更新和維護(hù)的動態(tài)空間數(shù)據(jù)。

（3）主題特征：也稱為非定位特征，是指除空間和時間特征以外的其他空間現(xiàn)象特征，即事物或現(xiàn)象的“特征”是什么。它可以分為定性和定量兩種。前者是事物或現(xiàn)象的名稱、類型和特征，后者則包括數(shù)量、等級和地位[2]。

2 基于GIS空間數(shù)據(jù)挖掘存在問題

基于GIS的數(shù)據(jù)挖掘主要是空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的綜合挖掘模型。它是比通過查詢方法獲得的傳統(tǒng)知識更深層次的數(shù)據(jù)處理分析。目前，該領(lǐng)域的研究取得了一些成果。然而，在未來的發(fā)展中還有許多理論和方法需要進(jìn)一步研究。

2.1 提高挖掘算法和效率

基于GIS數(shù)據(jù)挖掘，由于其自身的領(lǐng)域知識，不僅增加了挖掘算法的搜索空間，而且增加了盲目搜索的可能性。因此，必須結(jié)合GIS數(shù)據(jù)和場自身的特點(diǎn)來改進(jìn)算法，提高算法效率，設(shè)計出更好的相關(guān)挖掘算法。

2.2 綜合式挖掘模式

在挖掘基于GIS的隱式知識規(guī)則時，使用單一方法往往缺乏挖掘知識。因此，為了挖掘更多的GIS數(shù)據(jù)，必須將多種開采技術(shù)與綜合開采模式并行使用，挖掘更有用的知識。

2.3 G1S軟件、空間數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的集成

目前的GIS軟件和空間數(shù)據(jù)庫不能有效地支持?jǐn)?shù)據(jù)挖掘。相反，它會提取相關(guān)數(shù)據(jù)，然后使用挖掘技術(shù)挖掘數(shù)據(jù)[3]。

3 空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

空間數(shù)據(jù)質(zhì)量是指空間數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性，通常由空間數(shù)據(jù)的誤差來衡量?？臻g數(shù)據(jù)質(zhì)量控制基于空間數(shù)據(jù)的基本特征，可以概括為空間特征精度，時間特征精度和主題特征精度。

3.1 空間特征精度

空間特征精度主要是指標(biāo)精度和關(guān)系精度。數(shù)學(xué)精度是空間數(shù)據(jù)精度的空間因素。它指的是GIS數(shù)據(jù)庫中描述的對象的坐標(biāo)數(shù)據(jù)與真實(shí)地面位置的接近程度，包括基本精度、平面精度、仰角精度、邊緣精度等。

3.2 時間特征精度

時間特征的準(zhǔn)確性主要是指空間數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀。它應(yīng)該反映數(shù)據(jù)表示的時間信息的正確性。例如，20世紀(jì)50年代的湖泊數(shù)據(jù)和20世紀(jì)90年代的湖泊數(shù)據(jù)有很大不同。

3.3 專題特征精度

主題特征精度主要指空間數(shù)據(jù)的空間和時間精度，包括屬性精度和元數(shù)據(jù)精度[4]。

4 GIS空間數(shù)據(jù)質(zhì)量研究階段與控制

GIS空間數(shù)據(jù)質(zhì)量可以分為三個階段。第一階段是在20世紀(jì)六七十年代GIS誕生時，在開發(fā)地理信息系統(tǒng)作為數(shù)字地圖制作工具時，要注意地理信息系統(tǒng)的質(zhì)量。本研究主要運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計的原理對圖形和圖形操作進(jìn)行操作。分析質(zhì)量和精度;在第二階段，在20世紀(jì)80年代，GIS數(shù)據(jù)的質(zhì)量得到了真正的重視。研究主要集中在解釋過程中的空間數(shù)據(jù)誤差模型，圖像分類和誤差分析;第三階段，自20世紀(jì)90年代以來，越來越多的專家學(xué)者開始從事GIS空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的研究和應(yīng)用?，F(xiàn)階段的研究開發(fā)非常迅速，取得了許多顯著成果。

空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的含義主要是指在數(shù)據(jù)生產(chǎn)過程中可能引入錯誤的步驟和過程的控制，以達(dá)到保證數(shù)據(jù)質(zhì)量的目的。數(shù)據(jù)質(zhì)量控制是一個復(fù)雜的過程，反映在數(shù)據(jù)生產(chǎn)和處理的各個方面。為了控制數(shù)據(jù)質(zhì)量，從所有生成和傳播數(shù)據(jù)質(zhì)量的流程和鏈接開始。使用適當(dāng)?shù)姆椒▉頊p少錯誤。

空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的常用方法有以下三種：

（1）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，通過它檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量，了解跟蹤元可以了解數(shù)據(jù)質(zhì)量的狀況和變化；

傳統(tǒng)的手工方法：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、繪制到透視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其他比較方法；

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)性分析數(shù)據(jù)的質(zhì)量[5]。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，GIS空間數(shù)據(jù)處理技術(shù)也將更加成熟，通過建立可靠的質(zhì)量控制系統(tǒng)，大大提高了數(shù)據(jù)的處理能力。

[1] 毋河海,龔健雅.地理信息系統(tǒng)(GIS)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與處理技術(shù)[M].北京:測繪出版社,2016:297.

[2] 胡鵬,吳艷蘭,李圣權(quán),等.GIS遠(yuǎn)程教育[M].北京:高等教育出版社,2015:107.

[3] 徐衛(wèi),張艷玲.關(guān)于地理信息系統(tǒng)(GIS)數(shù)據(jù)精度與質(zhì)量探討[J].吉林地質(zhì),2016,23(3):98-101.

[4] 宋軍林.地圖對GIS空間數(shù)據(jù)誤差的影響初探[J].寶雞文理學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2017,(3):70-72.

[5] 韓李濤,趙軍.空間數(shù)據(jù)質(zhì)量相關(guān)問題探討[J].東北測繪,2017,26(11):11-14.