空间数据采集与处理.ppt

空空间间数数据据采采集集与与处处理理 •教学内容：教学内容： 数据采集方式，空间数据编辑，数据处理，空间数据数据采集方式，空间数据编辑，数据处理，空间数据相互转换，空间数据质量与精度，空间数据的元数据相互转换，空间数据质量与精度，空间数据的元数据•重点难点重点难点：： 空间数据相互转换；空间数据质量与精度空间数据相互转换；空间数据质量与精度•学习要求：学习要求： •1、理解数据采集方式；、理解数据采集方式；•2、理解空间数据编辑；、理解空间数据编辑；•3、理解数据处理的概念、内容及意义；、理解数据处理的概念、内容及意义；•4、掌握空间数据质量的相关概念；、掌握空间数据质量的相关概念；•5、理解空间数据误差及质量控制；、理解空间数据误差及质量控制；•6、理解空间数据的元数据理解空间数据的元数据 第一节第一节 空间数据采集空间数据采集 第二节第二节 空间数据的编辑与处理空间数据的编辑与处理 第三节第三节 空间数据质量空间数据质量 第四节第四节 空间数据的元数据空间数据的元数据第一节第一节 空间数据采集空间数据采集•地图地图•遥感影像数据遥感影像数据•统计数据统计数据•实测数据实测数据•数字数据数字数据•各种文字报告和立法文件各种文字报告和立法文件一、数据源种类一、数据源种类1. 手工方式手工方式2. 手扶跟踪数字化方式手扶跟踪数字化方式3. 扫描方式扫描方式4. 影像处理和信息提取方式影像处理和信息提取方式5. 数据通讯方式数据通讯方式通过手工在计算机通过手工在计算机终端上输入数据，终端上输入数据，主要是键盘输入。

主要是键盘输入主要用于属性数据主要用于属性数据的输入的输入二、数据采集方式二、数据采集方式1. 手工方式手工方式2. 手扶跟踪数字化方式手扶跟踪数字化方式3. 扫描方式扫描方式4. 影像处理和信息提取方式影像处理和信息提取方式5. 数据通讯方式数据通讯方式手扶跟踪数字化仪手扶跟踪数字化仪是一种图形数字化是一种图形数字化设备，是目前常用设备，是目前常用的地图数字化方式的地图数字化方式生成矢量数据生成矢量数据数据采集方式数据采集方式数字化仪数字化仪数据采集方式数据采集方式数字化仪示意图数字化仪示意图 底座底座感应板感应板定标器定标器手扶跟踪数字化方法手扶跟踪数字化方法有效区域有效区域手扶跟踪数字化方法手扶跟踪数字化方法数数字字化化仪仪板板面面组组成成示示意意图图1. 手工方式手工方式2. 手扶跟踪数字化方式手扶跟踪数字化方式3. 扫描方式扫描方式4. 影像处理和信息提取方式影像处理和信息提取方式5. 数据通讯方式数据通讯方式扫描仪是一种图扫描仪是一种图形、图象输入设形、图象输入设备，可以快速地备，可以快速地将图形、图象输将图形、图象输入计算机系统，入计算机系统，是目前发展最快是目前发展最快的数字化设备的数字化设备生成栅格数据。

生成栅格数据数据采集方式数据采集方式小小型型扫扫描描仪仪工程扫描仪工程扫描仪数据采集方式数据采集方式1. 手工方式手工方式2. 手扶跟踪数字化方式手扶跟踪数字化方式3. 扫描方式扫描方式4. 影像处理和信息提取方式影像处理和信息提取方式5. 数据通讯方式数据通讯方式从从遥遥感感影影像像上上直直接接提提取取专专题题信息数据采集方式数据采集方式1. 手工方式手工方式2. 手扶跟踪数字化方式手扶跟踪数字化方式3. 扫描方式扫描方式4. 影像处理和信息提取方式影像处理和信息提取方式5. 数据通讯方式数据通讯方式联网方式下，信息系统联网方式下，信息系统内部各子系统之间以及内部各子系统之间以及与其它信息系统之间实与其它信息系统之间实现信息交流和信息共享现信息交流和信息共享的主要方式的主要方式数据采集方式数据采集方式第二节第二节 空间数据编辑处理空间数据编辑处理•一、空间数据编辑一、空间数据编辑•空间数据编辑的必要性空间数据编辑的必要性• ⑴⑴修正数据输入错误修正数据输入错误• ⑵⑵维护数据的完整性和一致性维护数据的完整性和一致性• ⑶⑶更新地理信息更新地理信息空间数据一般性错误空间数据一般性错误 ⑴⑴数据不完整、重复数据不完整、重复 ⑵⑵空间数据位置不正确空间数据位置不正确 ⑶⑶空间数据比例尺不准空间数据比例尺不准确确 ⑷⑷空间数据变形空间数据变形 ⑸⑸几何和属性连接有误几何和属性连接有误 ⑹⑹属性数据不完整属性数据不完整错误检查主要方法错误检查主要方法 ⑴⑴叠合比较法叠合比较法 ⑵⑵目视检查法目视检查法 ⑶⑶逻辑检查法逻辑检查法 二、空间数据处理二、空间数据处理 数据处理的概念数据处理的概念 数据处理的内容数据处理的内容 数据处理的意义数据处理的意义对采集的各种数据，按对采集的各种数据，按照不同的方式方法对数照不同的方式方法对数据进行编辑运算，清除据进行编辑运算，清除数据冗余，弥补数据缺数据冗余，弥补数据缺失，形成符合用户要求失，形成符合用户要求的数据文件格式的数据文件格式 数据处理的概念数据处理的概念 数据处理的内容数据处理的内容 数据处理的意义数据处理的意义数踞编辑数踞编辑数据压缩数据压缩数据变换数据变换数据格式转换数据格式转换空间数据内插空间数据内插边沿匹配边沿匹配数据提取数据提取 数据处理的概念数据处理的概念 数据处理的内容数据处理的内容 数据处理的意义数据处理的意义空间数据有序化空间数据有序化检验数据质量检验数据质量实现数据共享实现数据共享提高资源利用效果提高资源利用效果1.1.平面坐标变换平面坐标变换2.2.图幅变形校正图幅变形校正3.3.空间数据的压缩处理空间数据的压缩处理4.4.空间数据类型的转换空间数据类型的转换5.5.空间数据插值空间数据插值6.6.边界匹配（图幅接边）边界匹配（图幅接边） 空间数据处理的方法空间数据处理的方法平移变换平移变换 0yxP（（x，，y））P′(x′，，y′)xyx′=x+Δx′y′=y+Δy′1 1、空间数据处理的方法、空间数据处理的方法- -平面坐标变换平面坐标变换旋转变换旋转变换 yP（（x，，y））0xθP′(x′，，y′)x′=x•cosθ-y •sin θy′=x•sinθ+y •cosθx′=x0+(x- x0)cosθ-(y- y0) •sinθy′=y0+(x- x0) sinθ+(y- y0) cosθ1 1、空间数据处理的方法、空间数据处理的方法- -平面坐标变换平面坐标变换比例变换（图形缩放比例变换（图形缩放）） 点可以通过对其点可以通过对其P（（x，，y））坐标分别乘以各自的比坐标分别乘以各自的比例因子例因子Sx和和Sy来改变它们到坐标原点的距离。

来改变它们到坐标原点的距离 x′=x·Sxy′=y·Syx′=x0+(x- x0) ·Sx y′=y0+(y- y0) ·Sy1 1、空间数据处理的方法、空间数据处理的方法- -平面坐标变换平面坐标变换地图投影变换地图投影变换 当系统使用的数据来自不同地图投影的图幅当系统使用的数据来自不同地图投影的图幅时，需要将一种投影的数字化数据转换为所需时，需要将一种投影的数字化数据转换为所需要投影的坐标数据要投影的坐标数据地图投影变换地图投影变换正解变换正解变换反解变换反解变换数值变换数值变换1 1、空间数据处理的方法、空间数据处理的方法- -平面坐标变换平面坐标变换通过建立两个投通过建立两个投影的解析关系式，影的解析关系式，直接把一种投影直接把一种投影坐标坐标 ( x , y ) 变变换成另一种投影换成另一种投影的坐标的坐标 ( X , Y )等面积伪圆锥投影等面积伪圆锥投影地图投影变换地图投影变换 当系统使用的数据来自不同地图投影的图幅当系统使用的数据来自不同地图投影的图幅时，需要将一种投影的数字化数据转换为所需时，需要将一种投影的数字化数据转换为所需要投影的坐标数据要投影的坐标数据地图投影变换正解变换正解变换反解变换反解变换数值变换数值变换1 1、空间数据处理的方法、空间数据处理的方法- -平面坐标变换平面坐标变换由一种投影的坐由一种投影的坐标标 (x,y)反解出反解出地理坐标地理坐标（（λ,φ) ，然后，然后再将地理坐标代再将地理坐标代入另一种投影公入另一种投影公式中，求出该投式中，求出该投影下的直角坐标影下的直角坐标（（X,Y)地图投影变换地图投影变换 当系统使用的数据来自不同地图投影的图幅当系统使用的数据来自不同地图投影的图幅时，需要将一种投影的数字化数据转换为所需时，需要将一种投影的数字化数据转换为所需要投影的坐标数据要投影的坐标数据地图投影变换地图投影变换正解变换正解变换反解变换反解变换数值变换数值变换1 1、空间数据处理的方法、空间数据处理的方法- -平面坐标变换平面坐标变换根据两种投影在根据两种投影在变换区内若干同变换区内若干同名的坐标点，采名的坐标点，采用插值法、有限用插值法、有限差分法、待定系差分法、待定系数法等，实现不数法等，实现不同投影之间的转同投影之间的转换换斜轴等面积方位投影斜轴等面积方位投影2、空间数据处理的方法、空间数据处理的方法- -图幅变形校正图幅变形校正 “橡皮伸缩法橡皮伸缩法”(rubber sheeting)(rubber sheeting)。

如图所示：如图所示：　　图幅变形校正最常用的方法是六系数的线性变换法图幅变形校正最常用的方法是六系数的线性变换法( (SprhskySprhsky，，19871987；；黄杏元等，黄杏元等，1989)1989)：：　　上式中上式中x x，，y y为数字化的坐标，为数字化的坐标，X X，，Y Y为转换后的坐标，为转换后的坐标，A A0 0，，A A1 1，，A A2 2，，B B0 0，，B B1 1，，B B2 2为六个未知系数设有为六个未知系数设有n n个控制点个控制点(n(n＞＞2)2)，，可用最小二乘法原理来计算这六个未知数：可用最小二乘法原理来计算这六个未知数：上式上式中中xi，，yi为第为第i个控制点的数字化坐标，个控制点的数字化坐标，ui，，vi认为对应的认为对应的实测坐标，由　　最小和　　最小，可以解出实测坐标，由　　最小和　　最小，可以解出A0，，A1，，A2，，B0，，B1，，B2，实现图幅的变形校正实现图幅的变形校正3 3、空间数据处理的方法、空间数据处理的方法- -压缩处理压缩处理数据压缩的数据压缩的目的目的 节省存贮空间节省存贮空间 节省处理时间节省处理时间数据压缩途径数据压缩途径压缩软件压缩软件:原数据信息基本不丢失而且可以大大原数据信息基本不丢失而且可以大大节省存贮空间，节省存贮空间，缺点缺点是压缩后的文件必须在解是压缩后的文件必须在解压缩后才能使用压缩后才能使用数据消冗处理数据消冗处理:原数据信息不会丢失，得到的文原数据信息不会丢失，得到的文件可以直接使用，件可以直接使用，缺点缺点是技术要求高，工作量是技术要求高，工作量大，对冗余度不大的数据集合效用小大，对冗余度不大的数据集合效用小用数据子集代替数据全集用数据子集代替数据全集:在规定的精度范围内在规定的精度范围内,从原数据集合中抽取一个子集，从原数据集合中抽取一个子集，缺点缺点以信息损以信息损失为代价，换取空间数据容量的缩小失为代价，换取空间数据容量的缩小3 3、空间数据处理的方法、空间数据处理的方法- -压缩处理压缩处理常见空间数据的压缩方法常见空间数据的压缩方法 曲线数据的压缩曲线数据的压缩面域栅格数据的压缩面域栅格数据的压缩 面域邻接线段的删除面域邻接线段的删除 特征点筛选法：特征点筛选法：筛选抽取曲线筛选抽取曲线特征点，并删特征点，并删除全部多余点除全部多余点以达到节省存以达到节省存贮空间的目的。

贮空间的目的 3 3、空间数据处理的方法、空间数据处理的方法- -压缩处理压缩处理常见空间数据的压缩方法常见空间数据的压缩方法 曲线数据的压缩曲线数据的压缩面域栅格数据的压缩面域栅格数据的压缩 面域邻接线段的删除面域邻接线段的删除 通过压缩编码通过压缩编码技术来消除冗技术来消除冗余数据：余数据：链码链码游程长度编码游程长度编码块码块码四叉树编码四叉树编码3 3、空间数据处理的方法、空间数据处理的方法- -压缩处理压缩处理常见空间数据的压缩方法常见空间数据的压缩方法 曲线数据的压缩曲线数据的压缩面域栅格数据的压缩面域栅格数据的压缩 面域邻接线段的删除面域邻接线段的删除 数据属性的重数据属性的重新分类和空间新分类和空间图形的化简需图形的化简需要对数据进行要对数据进行压缩压缩相邻界线的删相邻界线的删除除共同属性的合共同属性的合并并3 3、空间数据处理的方法、空间数据处理的方法- -压缩处理压缩处理面域邻接线段的删除面域邻接线段的删除 3 3、空间数据处理的方法、空间数据处理的方法- -压缩处理压缩处理矢量向栅格转换矢量向栅格转换网格尺寸的确定网格尺寸的确定点的网格化点的网格化直线网格化直线网格化 多边形网格化多边形网格化 栅格向矢量转换栅格向矢量转换 网格尺寸的确定网格尺寸的确定点的网格化点的网格化直线网格化直线网格化 多边形网格化多边形网格化 4 4、空间数据处理的方法、空间数据处理的方法- -类型转换类型转换栅格数据与矢量数据的相互转换栅格数据与矢量数据的相互转换　　　　矢量数据转换成栅格数据也称矢量数据转换成栅格数据也称栅格化栅格化。

矢量空矢量空间数据一般是以点、线、面存放的点状数据转成间数据一般是以点、线、面存放的点状数据转成栅格数据时是取离点最近的一个栅格单元来存放，栅格数据时是取离点最近的一个栅格单元来存放，线状数据转成栅格数据时就变成连续的锯齿状的栅线状数据转成栅格数据时就变成连续的锯齿状的栅格点，必要时可以加宽，面状数据的转换主要是在格点，必要时可以加宽，面状数据的转换主要是在每个多边形内部用等值的栅格填满每个多边形内部用等值的栅格填满　　　　栅格数据转换成矢量数据也称栅格数据转换成矢量数据也称矢量化普通地普通地图经扫描仪输入后可以通过软件自动或半自动的转图经扫描仪输入后可以通过软件自动或半自动的转成矢量数据把栅格数据转成矢量点的方法比较简成矢量数据把栅格数据转成矢量点的方法比较简单栅格数据转成线栅格数据转成线大致有三个步骤：大致有三个步骤：　　　　 (1)(1)分类；分类；(2)(2)线的细化；线的细化； (3) (3) 线的提取线的提取栅格矢量化举例（栅格数据）栅格矢量化举例（栅格数据）栅格矢量化得到的弧段数据栅格矢量化得到的弧段数据弧段数据自动生成多边形弧段数据自动生成多边形 离散空间：离散空间：空间具有跳跃特征（土地利用类型），空间具有跳跃特征（土地利用类型），重要变化发生在边界上，边界内的变化则是重要变化发生在边界上，边界内的变化则是均匀均匀的的，，同质的，同质的，即在各个方面都是相同的。

即在各个方面都是相同的 邻近元邻近元法：法：以最相邻近图元的特征值表征未知图元的特以最相邻近图元的特征值表征未知图元的特征值 连续空间：连续空间：空间具有渐变特征（地形表面），内空间具有渐变特征（地形表面），内插技术必须采用连续的空间渐变模型实现这些连插技术必须采用连续的空间渐变模型实现这些连续变化，可用一种平滑的数学表面加以描述这续变化，可用一种平滑的数学表面加以描述这类技术可分为类技术可分为整体拟合整体拟合和和局部拟合技术局部拟合技术两大类5 5、空间数据处理的方法、空间数据处理的方法- -空间数据插值空间数据插值  整体拟合技术整体拟合技术:拟合模型是由研究区域内所拟合模型是由研究区域内所有采样点上的全部特征观测值建立的通有采样点上的全部特征观测值建立的通常采用的技术是整体趋势面拟合这种内常采用的技术是整体趋势面拟合这种内插技术一般用于模拟大范围内的变化，而插技术一般用于模拟大范围内的变化，而不能提供内插区域的局部特性不能提供内插区域的局部特性 局部拟合技术：局部拟合技术：是仅仅用邻近的数据点来是仅仅用邻近的数据点来估计未知点的值，而不受局部范围外其它估计未知点的值，而不受局部范围外其它点的影响。

这类技术包括双线性多项式内点的影响这类技术包括双线性多项式内插、样条函数、移动拟合法等等插、样条函数、移动拟合法等等5 5、空间数据处理的方法、空间数据处理的方法- -空间数据插值空间数据插值 基本提取基本提取 按照属性或窗口按照属性或窗口 找出所需要的数找出所需要的数据据查询检索查询检索 满足一定范围条件的限定性查询满足一定范围条件的限定性查询 （相邻分析检索、相关分析检索、（相邻分析检索、相关分析检索、 叠置分析检索、边沿匹配检索）叠置分析检索、边沿匹配检索）布尔处理布尔处理 是指根据用户规定的布尔标准或条是指根据用户规定的布尔标准或条件表达式所进行的限定性的多重属性的查询件表达式所进行的限定性的多重属性的查询和数理统计和数理统计5 5、空间数据处理的方法、空间数据处理的方法- -空间数据插值空间数据插值 克里格（克里格（KrigingKriging）内插法举例）内插法举例插值结果插值结果克里格（克里格（KrigingKriging）内插法举例）内插法举例三维显示三维显示克里格（克里格（KrigingKriging）内插法举例）内插法举例克里格（克里格（KrigingKriging）内插法举例）内插法举例设置参数设置参数数字化边界调整6、空间数据处理的方法－、空间数据处理的方法－边界匹配（图幅接边）边界匹配（图幅接边）•不同图幅的连接不同图幅的连接•自动、手工自动、手工第一种方法是小心地修改第一种方法是小心地修改空间数据库中点和矢量空间数据库中点和矢量的坐标，以维护数据库的坐标，以维护数据库的连续性；的连续性；第二种方法是先对准两幅第二种方法是先对准两幅图的一条边缘线，然后图的一条边缘线，然后再小心地调整其它线段再小心地调整其它线段使其取得连续。

使其取得连续第三节第三节 空间数据质量空间数据质量•一、空间数据质量的概念一、空间数据质量的概念•1、空间数据质量、空间数据质量• 空间位置空间位置、、专题特征专题特征以及以及时间时间是表达现实世是表达现实世界空间变化的三个基本要素界空间变化的三个基本要素• 空间数据是有关空间位置、专题特征以及时空间数据是有关空间位置、专题特征以及时间信息的符号记录间信息的符号记录• 而数据质量则是空间数据在表达这三而数据质量则是空间数据在表达这三 个基本个基本要素时，所能够达到的准确性、一致性、完整性，要素时，所能够达到的准确性、一致性、完整性，以及它们三者之间统一性的程度以及它们三者之间统一性的程度 2、与数据质量相关的几个概念、与数据质量相关的几个概念（（1）误差）误差(Error)：：误差反映了数据与真实误差反映了数据与真实值或者大家公认的真值之间的差异，它是值或者大家公认的真值之间的差异，它是一一 种常用的数据准确性的表达方式种常用的数据准确性的表达方式2）数据的准确度）数据的准确度(Accuracy)：：数据的准数据的准确度被定义为结果、计算值或估计值与真确度被定义为结果、计算值或估计值与真实值或者大家公认的真值的接近程度。

实值或者大家公认的真值的接近程度 （（3）数据的精密度）数据的精密度(Resolution)：：数据的精数据的精密度指数据表示的精密程度，亦即数据表密度指数据表示的精密程度，亦即数据表示的有效位数它表现了测量值本身的离示的有效位数它表现了测量值本身的离散程度 由于精密度的实质在于它对数据准确度由于精密度的实质在于它对数据准确度的影响，同时在很多情况下它可以通过的影响，同时在很多情况下它可以通过准确度而得到体现，故常把二者结合在一准确度而得到体现，故常把二者结合在一起称为起称为精确度精确度，简称，简称精度精度（（4）不确定性（）不确定性（Uncertainty)：：不确定性是不确定性是关于空间过程和特征不能被准确确定的程关于空间过程和特征不能被准确确定的程度，是自然界各种空间现象自身固有的属度，是自然界各种空间现象自身固有的属性在内容上，它是以真值为中心的一个性在内容上，它是以真值为中心的一个范围，这个范围越大，数据的不确定性也范围，这个范围越大，数据的不确定性也就越大二、空间数据质量评价二、空间数据质量评价1、空间数据质量标准、空间数据质量标准 空间数据质量标准是生产、使用和评价空间数据质量标准是生产、使用和评价空间数据的依据，数据质量是数据整体性空间数据的依据，数据质量是数据整体性能的综合体现。

目前，世界上已经建立了能的综合体现目前，世界上已经建立了一些数据质量标准，如美国一些数据质量标准，如美国FGDC的数据质的数据质量标准等量标准等 空间数据质量标准的建立必须考虑空间空间数据质量标准的建立必须考虑空间过程和现象的认知、表达、处理、再现等过程和现象的认知、表达、处理、再现等全过程空间数据质量标准要素如下：空间数据质量标准要素如下：•数据情况说明数据情况说明•位置精度或称定位精度位置精度或称定位精度•属性精度属性精度•时间精度时间精度•逻辑一致性逻辑一致性•数据完整性数据完整性•表达形式的合理性表达形式的合理性2、空间数据质量的评价、空间数据质量的评价 空间数据质量的评价，就是用空间数据空间数据质量的评价，就是用空间数据质量标准要素对数据所描述的空间、专题质量标准要素对数据所描述的空间、专题和时间特征进行评价和时间特征进行评价 下面给出了空间数据质量评价矩阵表下面给出了空间数据质量评价矩阵表 空间数据描述空间数据描述空间数据要素空间数据要素空间特征空间特征时间特征时间特征 专题特征专题特征世系世系(继承性继承性) √ √ √位置精度位置精度 √ √ √属性精度属性精度 √ √ √逻辑一致性逻辑一致性 √ √ √完整性完整性 √ √ √ 表现形式准确性表现形式准确性 √ √ √三、误差的类型三、误差的类型 空间数据的质量通常用误差来衡量，空间数据的质量通常用误差来衡量，而误差定义为空间数据与其真值的差别。

而误差定义为空间数据与其真值的差别一般将一般将GIS数据误差的来源归纳为三类，数据误差的来源归纳为三类，如表所示如表所示误差类型误差类型误差来源误差来源误差特征误差特征源误差源误差数据年代；数据的空间覆盖范数据年代；数据的空间覆盖范围；地图比例尺；观测密度数据围；地图比例尺；观测密度数据的可访问性，数据格式；数据与的可访问性，数据格式；数据与用途的一致性；数据的采集处理用途的一致性；数据的采集处理费用费用 明显明显 易探测易探测 由自然变化由自然变化或原始测量或原始测量引起的误差引起的误差位置误差；属性误差：质量和数位置误差；属性误差：质量和数量方面的误差量方面的误差数据偏差：输入输出错误，观测数据偏差：输入输出错误，观测者偏差，自然变化者偏差，自然变化不明显不明显难测定难测定 GIS处理过程处理过程引起的误差引起的误差计算机字长引起的误差计算机字长引起的误差拓扑分析引起的误差：逻辑错拓扑分析引起的误差：逻辑错误、地图叠置操作误、地图叠置操作、、分类与综合分类与综合引起的误差引起的误差复杂复杂难探测难探测源误差源误差（与数据获取方法有关）（与数据获取方法有关） 测量数字数据的误差测量数字数据的误差 •①①控制测量误差控制测量误差•②②碎部测量误差碎部测量误差•③③空中三角测量误差空中三角测量误差•④④测图误差测图误差地图数字化数据的误差地图数字化数据的误差• ①① 制图误差制图误差• ②② 数字化误差数字化误差遥感数据误差遥感数据误差•①① 数据获取误差数据获取误差•②② 数据预处理误差数据预处理误差•③③ 数据转换误差数据转换误差•④④ 人工判读误差人工判读误差操作误差操作误差 •由计算机字长引起的误差由计算机字长引起的误差•由拓扑分析引起的误差由拓扑分析引起的误差•数据分类和内插引起的误差数据分类和内插引起的误差四、空间数据质量的控制四、空间数据质量的控制 空间数据质量控制常见的方法有：空间数据质量控制常见的方法有：•传统的手工方法传统的手工方法•元数据方法元数据方法•地理相关法地理相关法空间数据质量的控制环节空间数据质量的控制环节•数据预处理工作数据预处理工作•数字化设备的选用数字化设备的选用•数字化对点精度数字化对点精度(准确性准确性) •数字化限差数字化限差•数据的精度检查数据的精度检查 数据质量控制应体现在数据生产和处理的各个环数据质量控制应体现在数据生产和处理的各个环节。

下面节下面以地图数字化生成地图数据过程为例，以地图数字化生成地图数据过程为例，说说明数据质量控制的方法明数据质量控制的方法 第四节第四节 空间数据的元数据空间数据的元数据一、元数据的概念一、元数据的概念 1、、 到目前为止，一般关于元数据认识的到目前为止，一般关于元数据认识的共同点是：共同点是： 元数据的目的就是促进数据集的高元数据的目的就是促进数据集的高效利用，并为计算机辅助软件工程服务效利用，并为计算机辅助软件工程服务2、元数据的主要内容包括：、元数据的主要内容包括： (1)(1)对数据集的描述，对数据集中各数据项、数对数据集的描述，对数据集中各数据项、数据来源、数据所有者及数据序代据来源、数据所有者及数据序代( (数据生产历史数据生产历史) )等的说明；等的说明； (2)(2)对数据质量的描述，如数据精度、数据的逻对数据质量的描述，如数据精度、数据的逻辑一致性、数据完整性、分辨率、元数据的比例辑一致性、数据完整性、分辨率、元数据的比例尺等；尺等；　　　　(3)(3)对数据处理信息的说明，如量纲的转换等；对数据处理信息的说明，如量纲的转换等；　　　　(4)(4)对数据转换方法的描述；对数据转换方法的描述；　　　　(5)(5)对数据库的更新、集成等的说明。

对数据库的更新、集成等的说明 3、在地理信息系统应用中，元数据的主要作用可以、在地理信息系统应用中，元数据的主要作用可以归纳为如下几个方面：归纳为如下几个方面：　　　　(1)(1)帮助数据生产单位有效地管理和维护空间数帮助数据生产单位有效地管理和维护空间数据，建立数据文档，并保证即使其主要工作人员据，建立数据文档，并保证即使其主要工作人员离退时，也不会失去对数据情况的了解；离退时，也不会失去对数据情况的了解；　　　　(2)(2)提供有关数据生产单位数据存储、数据分类、提供有关数据生产单位数据存储、数据分类、数据内容、数据质量、数据交换网络及数据销售数据内容、数据质量、数据交换网络及数据销售等方面的信息，便于用户查询检索空间数据：等方面的信息，便于用户查询检索空间数据：　　　　(3)(3)帮助用户了解数据，以便就数据是否能满足帮助用户了解数据，以便就数据是否能满足其需求做出正确的判断；其需求做出正确的判断；　　　　(4)(4)提供有关信息，以便于用户处理和转换有用提供有关信息，以便于用户处理和转换有用的数据•二、元数据的类型二、元数据的类型•1、根据元数据描述对象分类、根据元数据描述对象分类　　　　(1)数据层元数据数据层元数据　　　　(2)属性元数据属性元数据　　　　(3)实体元数据实体元数据•2、根据元数据在系统中的作用分类、根据元数据在系统中的作用分类　　　　(1)(1)系统级别元数据系统级别元数据　　　　(2)(2)应用层元数据应用层元数据•3 3、根据元数据的作用分类、根据元数据的作用分类　　　　(1)(1)说明元数据说明元数据　　　　(2)(2)控制元数据控制元数据•空间数据元数据中所用到的概念：空间数据元数据中所用到的概念：•空间数据空间数据(Geospatial data)：：用于确定具用于确定具有自然特征或者人工建筑特征的地理实体有自然特征或者人工建筑特征的地理实体的地理位置、属性及其边界的信息。

的地理位置、属性及其边界的信息•类型类型(Type) ：：在元数据标准中，数据类型在元数据标准中，数据类型指该数据能接收的值的类型指该数据能接收的值的类型• 对象对象(Object) ：：对地理实体的部分或对地理实体的部分或整体的数字表达整体的数字表达•点点(Point) ：：用于位置确定的零维地理用于位置确定的零维地理对象•结点结点(Node) ：：拓扑连接两个或多个链或拓扑连接两个或多个链或环的一维对象环的一维对象•线段线段(Line segment)：： 两个点之间的直线两个点之间的直线段•线线(String) ：：由相互连接的一系列线段组由相互连接的一系列线段组成的没有分支线段的序列，线可以自身或与成的没有分支线段的序列，线可以自身或与其它线相切其它线相切•弧弧(Arc)：： 由数学表达式确定的点集组成的由数学表达式确定的点集组成的弧状曲线弧状曲线•链链(Link) ：：两个结点之间的拓扑关联两个结点之间的拓扑关联•多边形多边形(Polygon)：： 在二维平面中由封闭在二维平面中由封闭弧段包围的区域弧段包围的区域•格网格网(Grid) ：：组成一规则或近似规则的棋组成一规则或近似规则的棋盘状镶嵌表面的格网集合，或者组成一规盘状镶嵌表面的格网集合，或者组成一规则或近似规则的棋盘状镶嵌表面的点集合。

则或近似规则的棋盘状镶嵌表面的点集合•矢量矢量(Vector) ：：有方向线的组合有方向线的组合•栅格栅格(Raster) ：：同一格网或数字影像的一同一格网或数字影像的一个或多个叠加层个或多个叠加层•像元像元(Pixel) ：：二维图形要素，它是数字二维图形要素，它是数字影象最小要素影象最小要素•栅格对象栅格对象(Raster object)：： 一个或多个影一个或多个影象或格网，每一个影象或格网表示一个数象或格网，每一个影象或格网表示一个数据层，各层之间相应的格网单元或像元一据层，各层之间相应的格网单元或像元一致且相互套准致且相互套准•三、空间数据元数据的获取三、空间数据元数据的获取 空间数据元数据的获取是一个较复杂空间数据元数据的获取是一个较复杂的过程，相对于基础数据的形成时间，它的过程，相对于基础数据的形成时间，它的获取可的获取可分为三个阶段：数据收集前、数分为三个阶段：数据收集前、数据收集中和数据收集后据收集中和数据收集后 　　 空间数据元数据的获取方法主要空间数据元数据的获取方法主要有五种：键盘输入、关联表、测量法、计有五种：键盘输入、关联表、测量法、计算法和推理法。

算法和推理法四、空间数据元数据的应用四、空间数据元数据的应用1、为什么在地理信息系统中使用元数据、为什么在地理信息系统中使用元数据•完整性完整性•可扩展性可扩展性 •特殊化特殊化•安全性安全性•查错功能查错功能•浏览功能浏览功能•程序生成程序生成2、空间数据元数据的应用、空间数据元数据的应用•（（1）帮助用户获取数据）帮助用户获取数据 •（（2）空间数据质量控制）空间数据质量控制 •（（3）在数据集成中的应用）在数据集成中的应用 •（（4）数据存贮和功能实现）数据存贮和功能实现 复习思考题复习思考题•1、空间数据源的种类有哪些？、空间数据源的种类有哪些？•2、不同类型数据适用哪种数据采集方式？、不同类型数据适用哪种数据采集方式？•3、空间数据处理方法有哪些？、空间数据处理方法有哪些？•4、空间数据质量控制的意义？、空间数据质量控制的意义？•5、元数据的作用有哪些？、元数据的作用有哪些？。