第三章GIS數(shù)據(jù)采集和質(zhì)量控制第一節(jié)緒論一、GIS數(shù)據(jù)源1.

地圖數(shù)據(jù)2.

遙感數(shù)據(jù)3.

文本資料4.

統(tǒng)計(jì)資料（電子和非電子數(shù)據(jù)）5.

地表實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)6.

GPS數(shù)據(jù)7.

多媒體數(shù)據(jù)8.

已有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)二、空間數(shù)據(jù)采集的任務(wù)將上述類型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成GIS可以處理與接收的數(shù)字形式，通常要經(jīng)過(guò)驗(yàn)證、修改、編輯等處理。三、研究GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的目的和意義1.數(shù)據(jù)質(zhì)量GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量是指GIS中空間數(shù)據(jù)(幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù))的可靠性，通常用空間數(shù)據(jù)的誤差來(lái)度量。2.GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量研究的目的建立一套空間數(shù)據(jù)的分析和處理的體系，包括誤差源的確定、誤差的鑒別和度量方法、誤差傳播的模型、控制和消弱誤差的方法等（注：誤差是指數(shù)據(jù)與真值的偏離），使未來(lái)的GIS在提供產(chǎn)品的同時(shí)，提供產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)，即建立GIS產(chǎn)品的合格制度。3.研究GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的意義研究GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量對(duì)于評(píng)定GIS的算法、減少GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)的盲目性都具有重要意義。精度越高，代價(jià)越大。GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量對(duì)保證GIS產(chǎn)品的可靠性有重要意義。第二節(jié)GIS地理基礎(chǔ)

一、空間數(shù)據(jù)的地理參照系和控制基礎(chǔ)1.

地球的形狀描述①球體②橢球體③不規(guī)則橢球體④大地水準(zhǔn)面2.

坐標(biāo)系介紹為地表位置的確定，坐標(biāo)系引入（球面坐標(biāo)和平面坐標(biāo)）二、地圖投影及投影變換1.

地圖投影2.

投影變形3.

投影類型第三節(jié)地理實(shí)體分類與數(shù)據(jù)編碼一、

地理實(shí)體分類1.

點(diǎn)、線、面、體實(shí)體類型和空間維（0、1、2、3維）和時(shí)間維2.

地理目標(biāo)數(shù)據(jù)分層（圖層）①按專題分②按時(shí)間序列分二、

地理實(shí)體屬性數(shù)據(jù)編碼1.

屬性數(shù)據(jù)分類、分級(jí)基本原則2.

屬性數(shù)據(jù)分類、分級(jí)基本方法3.

代碼的功能（鑒別、分類和排序）4.

代碼類型①數(shù)字型②字母型③混合型5.

舉例第四節(jié)空間數(shù)據(jù)采集一、輸入前準(zhǔn)備資料準(zhǔn)備，區(qū)域標(biāo)定1、基礎(chǔ)原始數(shù)據(jù)的確定2、數(shù)據(jù)分類項(xiàng)目的確定3、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確性的確定進(jìn)行三個(gè)統(tǒng)一地理基礎(chǔ)統(tǒng)一，即確定投影、比例尺、分類分級(jí)編碼）。所用軟件的檢查、試用菜單準(zhǔn)備及其它輔助工作4、

硬件檢查。5、

精度試驗(yàn)。6、

試驗(yàn)，樣區(qū)、單項(xiàng)試驗(yàn)。二、幾何圖形數(shù)據(jù)的采集（一）步驟1.地圖數(shù)字化前需要對(duì)數(shù)字化底圖進(jìn)行適當(dāng)處理，主要包括：①減少圖紙變形的影響②線劃要素的分段③選取控制點(diǎn)2.地圖數(shù)字化:是指把傳統(tǒng)的紙質(zhì)地圖或其它材料上的地圖（模擬信號(hào)）轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的圖形數(shù)據(jù)（數(shù)字信號(hào)）的過(guò)程，以便進(jìn)一步在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行存儲(chǔ)、分析和輸出。3.確定數(shù)字化路線：在數(shù)字化之前一定要設(shè)計(jì)好數(shù)字化所采用的技術(shù)路線，這關(guān)系到地圖數(shù)字化的效率。確定數(shù)字化路線包括：①

選擇底圖，底圖的選取主要考慮底圖的精度和要素的繁簡(jiǎn)。②

地圖分層與分幅，即對(duì)哪些要素?cái)?shù)字化，對(duì)要數(shù)字化的要素進(jìn)行分層并確定圖名；對(duì)圖幅大的還要涉及對(duì)數(shù)字化地圖的分幅與拼接。（二）地圖數(shù)字化1.手工數(shù)字化：是指不借用任何數(shù)字化設(shè)備對(duì)地圖進(jìn)行數(shù)字化，即手工讀取并錄入地圖的地理坐標(biāo)數(shù)據(jù)。手工數(shù)字化按照空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)格式的不同分為：①手工矢量數(shù)字化：是指直接讀取地理實(shí)體坐標(biāo)數(shù)據(jù)并按一定格式記錄下來(lái)，具體步驟：

對(duì)地理實(shí)體編碼；

量取地理實(shí)體的坐標(biāo)；錄入坐標(biāo)數(shù)據(jù)。②手工柵格數(shù)字化：是指將圖面劃分成柵格單元矩陣，按地理實(shí)體的類別對(duì)柵格單元進(jìn)行編碼，然后依次讀取每個(gè)柵格單元代碼值的數(shù)字化方法。一般步驟：

確定柵格單元大小；

準(zhǔn)備柵格網(wǎng)；

對(duì)柵格單元進(jìn)行編碼；

讀取柵格單元值；數(shù)據(jù)錄入。2.數(shù)字化儀數(shù)字化①流程：

設(shè)置好數(shù)字化儀；

確定投影方式和坐標(biāo)系。②考慮因素地圖投影方式和坐標(biāo)系選擇得是否恰當(dāng)，直接影響地圖得精度和使用價(jià)值。選擇時(shí)，主要考慮以下因素：

制圖區(qū)域的范圍、形狀和地理位置；

地圖的用途、出版方式及其它特殊要求等；

其中制圖區(qū)域范圍、形狀和地理位置是主要因素。③用數(shù)字化軟件進(jìn)行數(shù)字化3.掃描矢量化①掃描矢量化處理流程：紙質(zhì)地圖，掃描轉(zhuǎn)換，拼接子圖塊，裁剪地圖，屏幕跟蹤矢量化，矢量圖合成、接邊，矢量圖編輯，空間數(shù)據(jù)庫(kù)。②屏幕跟蹤矢量化流程：準(zhǔn)備掃描圖像，選擇要數(shù)字化的地圖，識(shí)別該圖的投影和坐標(biāo)系統(tǒng)，在圖上選取至少4個(gè)控制點(diǎn)并獲取控制點(diǎn)的實(shí)際地理坐標(biāo)，然后將地圖掃描成GIS軟件可識(shí)別的柵格圖像格式保存。如果沒(méi)有現(xiàn)成的坐標(biāo)系統(tǒng)，也可以在圖上建立自己的坐標(biāo)系統(tǒng)并讀取相應(yīng)的控制點(diǎn)的坐標(biāo)。③實(shí)踐

柵格圖像配準(zhǔn)：選擇投影和單位，輸入控制點(diǎn)，編輯控制點(diǎn)。

新建數(shù)字化圖層

屏幕跟蹤數(shù)字化地圖4.解析測(cè)圖法5.已有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入三、屬性數(shù)據(jù)采集1、鍵盤，人機(jī)對(duì)話方式2、程序批量輸入。四、屬性和幾何數(shù)據(jù)的連接1、

可手工輸入（用標(biāo)識(shí)符）；2、

由系統(tǒng)自動(dòng)生成（如用順序號(hào)代表標(biāo)識(shí)符）五、空間數(shù)據(jù)的編輯和檢查1、空間數(shù)據(jù)輸入的誤差①幾何數(shù)據(jù)的不完整或重復(fù)。②幾何數(shù)據(jù)的位置不正確。③比例尺不正確。④變形。⑤幾何數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的連接有誤。⑥屬性數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、不完整。⑦鍵盤輸入錯(cuò)誤，漏輸數(shù)據(jù)或?qū)傩藻e(cuò)誤分類、編碼等。2．空間數(shù)據(jù)的檢查①通過(guò)圖形實(shí)體與其屬性的聯(lián)合顯示，發(fā)現(xiàn)數(shù)字化中的遺漏、重復(fù)、不匹配等錯(cuò)誤；②在屏幕上用地圖要素對(duì)應(yīng)的符號(hào)顯示數(shù)字化的結(jié)果，對(duì)照原圖檢查錯(cuò)誤；③把數(shù)字化的結(jié)果繪圖輸出在透明材料上，然后與原圖疊加以發(fā)現(xiàn)錯(cuò)漏；④對(duì)等高線，通過(guò)確定最低和最高等高線的高程及等高距，編制軟件來(lái)檢查高程的賦值是否正確；⑤對(duì)于面狀要素，可在建立拓?fù)潢P(guān)系時(shí)，根據(jù)多邊形是否閉合來(lái)檢查，或根據(jù)多邊形與多邊形內(nèi)點(diǎn)的匹配來(lái)檢查等；⑥對(duì)于屬性數(shù)據(jù)，通常是在屏幕上逐表、逐行檢查，也可打印出來(lái)檢查；⑦對(duì)于屬性數(shù)據(jù)還可編寫檢核程序，如有無(wú)字符代替了數(shù)字，數(shù)字是否超出了范圍，等等；⑧對(duì)于圖紙變形引起的誤差，應(yīng)使用幾何糾正來(lái)進(jìn)行處理。（目標(biāo)檢核，機(jī)器檢核，圖形疊合比較，屬性數(shù)據(jù)檢核）

第五節(jié)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量一、

GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量?jī)?nèi)容和類型1.

數(shù)據(jù)質(zhì)量的基本內(nèi)容①位置精度②屬性精度③邏輯一致性④完備性⑤現(xiàn)勢(shì)型2.

空間數(shù)據(jù)的誤差類型①源誤差②處理誤差3.

GIS中誤差傳播①代數(shù)關(guān)系下的誤差傳播②邏輯關(guān)系下的誤差傳播③推理關(guān)系下的誤差傳播二、

研究數(shù)據(jù)質(zhì)量的方法1.

GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法①直接評(píng)價(jià)方法（計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢測(cè)和隨機(jī)抽樣檢測(cè)）②間接評(píng)價(jià)方法（通過(guò)外部知識(shí)或信息進(jìn)行推理）③非定量描述法2.

研究GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的常用方法①敏感度分析法②尺度不變空間分析法③MonteCarlo實(shí)驗(yàn)仿真④空間濾波⑤其它三、

數(shù)據(jù)采集中數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)1.

地圖固有誤差的來(lái)源和類型2.

數(shù)字化誤差四、

數(shù)據(jù)處理中數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)1.

DEM的精度2.

矢量數(shù)據(jù)柵格化的誤差3.

多邊形疊加產(chǎn)生的誤差第六節(jié)空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)一、

空間數(shù)據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)1.

分類原則①遵循已有的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，以利于全國(guó)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)共享②遵循國(guó)務(wù)院有關(guān)部委以及軍隊(duì)正在使用的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)③遵循各領(lǐng)域中普遍使用和認(rèn)同的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)④當(dāng)各種數(shù)據(jù)互相矛盾時(shí)，應(yīng)遵循由上而下的原則進(jìn)行處理⑤制定新的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡量可能參考同類標(biāo)準(zhǔn)2.

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)如：①GB2260-95《中華人民共和國(guó)行政區(qū)劃代碼》②GB13923-92《國(guó)土基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)分類與代碼》③GB11708-89《公路橋梁命名和編碼規(guī)則》④GB14804-93《1:500、1:1000、1:2000地形要素分類與代碼》二、

空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)1.

外部數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)2.

空間數(shù)據(jù)