地理信息系統(tǒng)中測量數(shù)據(jù)的管理探究

薛兵兵

摘 要：地理信息系統(tǒng)在我國出現(xiàn)與發(fā)展已經(jīng)有了20年的歷史，就目前來看，其在我國已經(jīng)具有了完備成熟的市場，被廣泛運(yùn)用于各個(gè)行業(yè)與生活的方方面面，尤其是在工程建設(shè)方面。在地理信息系統(tǒng)使用中，其中最重要的步驟是測量數(shù)據(jù)的采集和管理，為了更好的使用與發(fā)展地理信息系統(tǒng)，我們應(yīng)該對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的管理。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；測量數(shù)據(jù)；管理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.090

1 地理信息系統(tǒng)起源與發(fā)展

從20世紀(jì)90年代以來，人類社會(huì)正在經(jīng)歷第三次偉大的變革。第一次及第二次世界戰(zhàn)爭是為了尋求資源與土地，如今正發(fā)生第三次不見硝煙的戰(zhàn)爭則是以信息技術(shù)為核心的各國之爭，隨著現(xiàn)代化水平的不斷提高，我們以往未知的信息技術(shù)漸漸普及到我們?nèi)粘Ｉ钪?，像浪潮一般的蔓延至各個(gè)領(lǐng)域。作為這場信息化浪潮的重要組成部分——地理信息系統(tǒng)，其在日常生活中的運(yùn)用，如：GPS車載定位系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)GIS地圖查詢等，相信大家都不會(huì)陌生。地理信息系統(tǒng)在我們國家至今已經(jīng)發(fā)展了20年有余，已經(jīng)由最開始的閉塞，只有很少一部分人知道并運(yùn)用，經(jīng)過一代人的發(fā)展到至今在我國已經(jīng)具有了成熟的市場。對地理信息系統(tǒng)這一門新興邊緣的市場人才，管理人才，運(yùn)用人才的需求，也成為了一種市場熱門需求。在成熟市場的條件下，地理信息系統(tǒng)正在向著信息規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的方向發(fā)展，由此為國家為社會(huì)提供了大量的就業(yè)崗位，其附屬產(chǎn)物，如：很多大學(xué)和機(jī)構(gòu)專門開設(shè)這門學(xué)科，為國家和為社會(huì)培養(yǎng)有關(guān)方面人才。又或者是發(fā)展了關(guān)地理信息系統(tǒng)的運(yùn)用產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈，惠及到我們生活的方方面面。由此可稱得上是我們國家的一種支柱產(chǎn)業(yè)。其重要性不言而喻。在此我們不涉及太多，本文主要對地理信息系統(tǒng)運(yùn)用的一個(gè)不可缺少的部分——測量數(shù)據(jù)的管理進(jìn)行一定的探究與交流，旨在分享一下自己對測量數(shù)據(jù)的管理的看法與體會(huì)。

2 地理信息系統(tǒng)中的測量數(shù)據(jù)

測量工作的主要成果是與地理位置相關(guān)的信息，這種信息稱為空間信息或空間信息的描述信息。

2.1 空間數(shù)據(jù)的特點(diǎn)

空間特征：空間特征即幾何特征，表示的是所測量物體所處的空間位置在給定范圍內(nèi)的坐標(biāo)位置，一般用經(jīng)度和緯度表示其實(shí)際位置，用空間三維坐標(biāo)系表示其空間位置，用數(shù)據(jù)化坐標(biāo)表示?？臻g特征是GIS獨(dú)有的特征，是其他測繪軟件所沒有具備的；它通常是通過在一定的空間坐標(biāo)參照的基礎(chǔ)上，所反映出所測物體與參照物的空間位置關(guān)系。一般所得到的度量信息包括：體積、土方量、一塊土地的面積，兩點(diǎn)之間距離等物理關(guān)系；其空間關(guān)系一般有：拓?fù)潢P(guān)系、方位關(guān)系。

專題屬性特征：表示的是所測物體具有的實(shí)際現(xiàn)象或者特點(diǎn)，例如：一個(gè)地區(qū)當(dāng)季的降雨量、人口密度，空氣質(zhì)量，植被覆蓋率等等，是所測物體在一段時(shí)間內(nèi)所具有的區(qū)別于空間特征等實(shí)際情況的物體本身所具有的屬性，這類屬性通常以數(shù)字、符號(hào)、文本和圖像等形式來表示。

時(shí)間特征：指的是物體隨著時(shí)間的變化所產(chǎn)生的變化，例如人口的遷移，土地的增減，交通量的變化。其測量范圍一般分為：短期，中期，長期，超長期不等，這根據(jù)實(shí)際情況來選用。時(shí)間特征與空間特征的運(yùn)用往往是相結(jié)合的一般表達(dá)一個(gè)物體的變化都是從空間和時(shí)間上的變化來說明。

2.2 空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量

（1）在地理信息系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集與選用的質(zhì)量，決定著整個(gè)計(jì)算機(jī)軟件、硬件給定條件下的處理質(zhì)量，進(jìn)一步?jīng)Q定了測量的有效性。在很多時(shí)候由于工作人員的疏漏，所使用的GIS不注意數(shù)據(jù)的質(zhì)量的把控導(dǎo)致了數(shù)據(jù)處理的無效。就目前來說GIS的運(yùn)用范圍之廣，為了保證其有效性，我們應(yīng)該強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)在采集選取處理優(yōu)化等各環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。

（2）空間數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的來源。首先從客觀情況上說，空間本身就具備一定的不穩(wěn)定性例如分布的不確定性，屬性類型劃分和表達(dá)多樣性。其次是空間特征的表達(dá)方式與過程中存在測量誤差控制程度、地圖投影使用、數(shù)據(jù)采樣的標(biāo)準(zhǔn)不同等人為誤差與系統(tǒng)誤差。第三是在數(shù)據(jù)處理中產(chǎn)生的質(zhì)量問題：投影轉(zhuǎn)換，地圖數(shù)字抽象化，空間分析等；最后是空間數(shù)據(jù)在人為使用中的問題因?yàn)槌绦蛟O(shè)定者（生產(chǎn)商）和使用者對數(shù)據(jù)的理解和使用觀念不同所導(dǎo)致的誤差。

（3）空間數(shù)據(jù)誤差分析?？臻g數(shù)據(jù)的誤差一般有：幾何誤差，物體自身屬性誤差，時(shí)態(tài)誤差和邏輯上的誤差；邏輯誤差：涉及文字上面解讀的誤差。幾何誤差：即為空間信息表達(dá)的誤差，就如我們的基本認(rèn)識(shí)點(diǎn)線面上確定的誤差；線誤差分布可以用等寬模型或者不等寬模型來表達(dá)。物體屬性誤差如：地圖固有的誤差，地圖掃描誤差及數(shù)字轉(zhuǎn)換誤差。RS數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題：RS數(shù)據(jù)測量過程誤差，空間上的分辨率，光譜分辨率，幾何畸變以及輻射誤差等都受到客觀因素的影響，圖文轉(zhuǎn)換過程出現(xiàn)的誤差，最后是對儀器的使用中因?yàn)閮x器的精度等級(jí)，還有操作者的使用不當(dāng)造成的誤差。

2.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量的控制

上面分析了空間數(shù)據(jù)誤差的來源和途徑，我們知道應(yīng)該從數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，處理，使用等人為造成的系統(tǒng)誤差上進(jìn)行控制，但不能消除，我們可以通過改變測量方式或者改變測量途徑的方式盡量減小誤差，降低其影響。對于偶然誤差，如測量儀器的精度，人為的使用方法不對，測量的時(shí)間空間等因素上控制偶然誤差，提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

3 地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理方式

由于工作者的不懈努力和探究，總結(jié)出的管理方式有如下幾種：

3.1 文件與關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

由于空間數(shù)據(jù)的特殊性，平常的數(shù)據(jù)管理模式?jīng)]有效果，因此常取長補(bǔ)短的方法管理地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)。用文檔管理方法管理圖文數(shù)據(jù)，用普通數(shù)據(jù)庫管理方法管理特征數(shù)據(jù)。

3.1.1 關(guān)聯(lián)對象型空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

關(guān)聯(lián)對象型即全關(guān)系型空聞數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，是指圖文和特征數(shù)據(jù)都用普遍的數(shù)據(jù)管理方法管理。關(guān)聯(lián)型數(shù)據(jù)庫，在CIS軟件基礎(chǔ)上進(jìn)行研發(fā)，使之不僅能管理系統(tǒng)化的屬性數(shù)據(jù)，也能管理非系統(tǒng)化的圖文數(shù)據(jù)。

3.1.2 對象一關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

由于空間數(shù)據(jù)的特殊性，采用普通的數(shù)據(jù)管理方式則會(huì)使工作效率不能得到提高，而非系統(tǒng)化空間數(shù)據(jù)對GIS來說是不可或缺的一部分，因?yàn)槿藗兺ㄟ^設(shè)計(jì)空間對象的API函數(shù)，讓其能夠運(yùn)用直儲(chǔ)和管理非系統(tǒng)化的空間數(shù)據(jù)的功能。

3.2 空間數(shù)據(jù)的無縫管理

現(xiàn)在的管理方式均是將測區(qū)按所需求的比例劃分成不同的圖幅來管理，因此在呈現(xiàn)方式上不直觀。地理信息系統(tǒng)能夠同時(shí)管理較多測量數(shù)據(jù)，通過地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)的無縫管理，將測量的結(jié)果形成一個(gè)全面的供求模式，在地理測繪的實(shí)際運(yùn)作中，讓我們能夠直接明了的了解不同的測量地區(qū)，從而提高了工作效率。達(dá)成空間數(shù)據(jù)的“seamless”存在兩個(gè)階段。一是在邏輯概念上的“seamless”組織階段，它們僅僅只是邏輯概念上的“seamless”組織，可以完成數(shù)據(jù)的空間接軌和邏輯接軌，但本質(zhì)上仍然按照普通圖形的方式進(jìn)行儲(chǔ)存管理，對同一地物實(shí)體有多個(gè)幾何表示進(jìn)行后臺(tái)聯(lián)系操作，用戶對此是看不到的。因而說是邏輯上的“seamless”組織。

優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)具有簡單的操作，在一定程度上改善了傳統(tǒng)地理空間數(shù)據(jù)庫的管理缺陷。

缺點(diǎn)：從根本上對于地圖的管理方式仍然是分幅管理的方式，其機(jī)制依然沒有改變，則造成了靈活性不高，使用者對于地圖的檢索程序繁瑣依然。所以邏輯上“seamless”在根本依然沒有得到改進(jìn)。

物理方面和語言方面實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的seamless處理。物理方面上真正的地理數(shù)據(jù)無縫處理是從基礎(chǔ)，從設(shè)計(jì)者的視角解決了圖像分幅管理的問題，使地物等對象以有且只有一個(gè)的特殊標(biāo)記被記錄。這樣從物理層面上，使地物對象更加完整的在計(jì)算機(jī)中儲(chǔ)存。這樣不但使用戶所看到的，在邏輯上是無縫的，同時(shí)從設(shè)計(jì)者視角看，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上也是無縫的。

優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)了邏輯與實(shí)際上的”seamless”，從根本上解決了數(shù)據(jù)的缺陷問題。

缺點(diǎn)：因?yàn)閷?shù)據(jù)本身的精度要求較高，所以在實(shí)際中，存在一定的困難。對地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的改善工作造成了一定的難度。

4 結(jié)語

地理信息系統(tǒng)存在多種多樣的空間數(shù)據(jù)管理模式，但殊歸同途目的都是實(shí)現(xiàn)更好的數(shù)據(jù)與管理控制，使測量者，使用者，及相關(guān)管理人員的工作效率，工作質(zhì)量提高。如果真的利用地理信息系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的管理，測量工作者的任務(wù)還艱巨，這就要求其不斷的學(xué)習(xí)，在實(shí)踐中不斷的探索并大膽實(shí)踐，總結(jié)來提升自我。利用不斷更新的技術(shù)為社會(huì)提供更好的數(shù)字產(chǎn)品。

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