第六章 GIS的数据获取与处理

第六章 GIS的数据获取与处理

一、空间数据集及数据源的种类

1、数据源。是指建立GIS的地理数据库所需的各种数据的来源，主要包括地图、遥感图像、文本资料、统计资料、实测数据、多媒体数据、已有系统的数据等。可归纳为原始采集数据、再生数据和交换数据三种来源。 (1)、地图数据

地图是GIS的主要数据源，因为地图包含着丰富的内容，不仅含有实体的类别和属性，而且含有实体间的空间关系。地图数据主要通过对地图的跟踪数字化和扫描数字化获取。地图数据不仅可以作宏观的分析(用小比例尺地图数据)，而且可以作微观的分析(用大比例尺地图数据)。在使用地图数据时，应考虑到地图投影所引起的变形，在需要时进行投影变换，或转换成地理坐标。

地图数据通常用点、线、面及注记来表示地理实体及实体间的关系，如：

点——居民点、采样点、高程点、控制点等。 线——河流、道路、构造线等。 面——湖泊、海洋、植被等。 注记——地名注记、高程注记等。

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地图数据主要用于生成DLG、DRG数据或DEM数据。 (2)、遥感数据(影象数据)

遥感数据是GIS的重要数据源。遥感数据含有丰富的资源与环境信息，在GIS支持下，可以与地质、地球物理、地球化学、地球生物、军事应用等方面的信息进行信息复合和综合分析。遥感数据是一种大面积的 、动态的、近实时的数据源，遥感技术是GIS数据更新的重要手段。

遥感数据(影象数据)用于提取线划数据和生成数字正射影象数据、DEM数据。

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（3）、文本资料

文本资料是指各行业、各部门的有关法律文档、行业规范、技术标准、条文条例等，如边界条约等。这些也属于GIS的数据。 （4）、统计资料

国家和军队的许多部门和机构都拥有不同领域(如人口、基础设施建设、兵要地志等)的大量统计资料，这些都是GIS的数据源，尤其是GIS属性数据的重要来源。 (5)、实测数据

野外试验、实地测量等获取的数据可以通过转换直接进入GIS的地理数据库，以便于进行实时的分析和进一步的应用。GPS(全球定位系

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统)所获取的数据也是GIS的重要数据源。 (6)、多媒体数据

多媒体数据(包括声音、录像等)通常可通过通讯口传入GIS的地理数据库中，目前其主要功能是辅助GIS的分析和查询。 (7)、已有系统的数据

GIS还可以从其它已建成的信息系统和数据库中获取相应的数据。由于规范化、标准化的推广，不同系统间的数据共享和可交换性越来越强。这样就拓展了数据的可用性，增加了数据的潜在价值。 2、数据集。一个结构化的相关数据的集合体，包括数据本身和数据间的联系。数据集独立于应用程序而存在，是数据库的核心和管理对象。 GIS 的主要数据集。数字线划数据（DLG）、数字扫描数据（DRG）、影像数据（DOM）、数字高程数据（DEM）和属性数据（包括社会经济数据）、专业数据。

二、空间数据采集的任务

空间数据采集的任务是将现有的地图、外业观测成果、航空像片、遥感图像、文本资料等转换成GIS可以处理与接收的数字形式，通常要经过验证、修改、编辑等处理。

不同数据输入需要用到不同的设备。例如，对于文本数据通常用交互的方式通过键盘录入，也可用扫描仪扫描后用字符识别软件自动录入；对于矢量地图数据，可用平板数字化仪，采用手扶跟踪的方法输入，也可用扫描仪扫描成图像后，用栅格数据矢量化的方法自动追踪输入；等等。

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GIS软件的这一部分还应具有数据转换装载的功能，即能把其它GIS或专题数据库中的数据通过转换装载到当前的GIS系统中。 这一部分GIS软件的数据处理工作主要是几何纠正、图形和文本数据的编辑、图幅的拼接、拓扑关系的生成等，即完成GIS的空间数据在装入GIS的地理数据库前的各种工作。

三、空间数据主要采集技术

在GIS的几何数据采集中，如果几何数据已存在于其它的GIS或专题数据库中，那么只要经过转换装载即可；对于由测量仪器获取的几何数据，只要把测量仪器的数据传输进入数据库即可，测量仪器如何获取数据的方法和过程通常是与GIS无关的。

对于栅格数据的获取，GIS主要涉及使用扫描仪等设备对图件的扫描数字化，这部分的功能 也较简单。因为通过扫描获取的数据是标准格式的图像文件，大多可直接进入GIS的地理数据库。

从遥感影像上直接提取专题信息，需要使用几何纠正、光谱纠正、影像增强、图像变换、结构信息提取、影像分类等技术，主要属于遥感图像处理的内容。

因此，以下主要介绍GIS中矢量数据的采集。GIS中矢量数据的采集主要包括地图跟踪数字化与地图扫描数字化。 1、地图跟踪数字化

跟踪数字化是目前应用最广泛的一种地图数字化方式，是通过记录数字化板上点的平面坐标来获取矢量数据的。其基本过程是：将需数字化的图件(地图、航片等)固定在数字化板上，然后设定数字化范围、

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输入有关参数、设置特征码清单、选择数字化方式(点方式和流方式等)，就可以按地图要素的类别分别实施图形数字化了。

由于跟踪数字化本身几乎不需要GIS的其它计算功能，所以跟踪数字化软件往往可以与整个GIS系统脱离开，因而可单独使用。 地图跟踪数字化时数据的可靠性主要取决于操作员的技术熟练程度，操作员的情绪会严重影响数据的质量。操作员的经验和技能主要表现在能选择最佳点位来数字化地图上的点、线、面要素，判断十字丝与目标重合的程度等能力。为了保持一致的精度，每天的数字化工作时间最好不要超过6小时。

GIS中的地图跟踪数字化软件为了获取矢量数据应具有下列基本功能：

1°、图幅信息录入和管理功能

即对所需数字化的地图的比例尺、图幅号、成图时间、坐标系统、投影等信息进行录入和管理。这是所采集的矢量数据的数据质量的基本依据。

2°、特征码清单设置

特征码清单是指安放在数字化仪台面或屏幕上的由图例符号构成的格网状清单，每种类型的符号占居清单中的一格。在数字化时只要点中特征码清单区的符号所在的网格，就可知道所数字化要素的编码，以方便属性码的输入。地图跟踪数字化软件应能使用户方便地按自己的意愿设置和定义特征码清单。 3°、数字化键值设置

即设置数字化标识器上各按键的功能，以符合用户的习惯。 4°、数字化参数定义

主要是指系统应能选定不同类型的数字化仪，并确定数字化仪与主

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机的通讯接口。 5°、数字化方式的选择

主要是指选择点方式还是流方式等进行数字化。 6°、控制点输入功能

应能提示用户输入控制点坐标，以便于进行随后的几何纠正。 2、地图扫描数字化

扫描数字化是目前较为先进的地图数字化方式，也是今后的发展方向，但要实现完全自动化还要做大量艰巨的努力，目前所能提供的扫描数字化软件是半自动化的，还需做相当的人机交互工作。地图扫描数字化的基本思想是：首先通过扫描将地图转换为栅格数据，然后采用栅格数据矢量化的技术追踪出线和面，采用模式识别技术识别出点和注记，并根据地图内容和地图符号的关系，自动给矢量数据赋属性值。

根据目前的技术水平，首先要对所扫描的彩色地图进行分版处理，通常分为黑版要素、水系版要素、植被要素和地貌要素，也可以直接对分版图进行扫描，然后由软件进行二值化，去噪音等处理，经常需要进行一些编辑，以保证自动跟踪和识别的进行；在软件自动进行跟踪和识别时，仍需要进行部分的人机交互，如处理断线、确定属性值等，有时甚至要人工在屏幕上进行数字化。

与地图跟踪数字化相比，地图扫描数字化具有速度快、精度高、自动化程度高等优点，正在成为GIS中最主要的地图数字化方式。 地图扫描数字化的自动化程度高，但必须具有一些对扫描后的地图数据的预处理能力，同时，由于其最后结果同地图跟踪数字化的结果是相同的，因而还必须具有地图跟踪数字化所具有的一些功能。因此，

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其基本功能可描述为： 1°、地图扫描输入功能

即能使用各种扫描仪把地图扫描数字化为栅格数据。 2°、图像格式转换和图像编辑功能

能接受不同格式的栅格数据，并具有基本的图像编辑功能。 3°、彩色地图图像数据的分版功能

能够将所扫描的彩色地图图像分成不同要素版的图像数据，以便于跟踪和识别。

4°、线状要素的矢量化功能

能够对线状要素进行细化、断线修复、跟踪，也即具有自动提取线状要素中心线的功能。由于目前的自动化程度还不够高，经常需要进行人机交互，诸如在多条线的交叉点找到粘连及断开处，原实体连续担图形中断处（桥下河，桥中路??），需人机交互指明继续追踪的方向。

5°、点状符号和注记的自动识别功能

应该能对点状符号和注记字进行自动识别，但完全自动化目前仍有困难，因此，有时需要人工在屏幕上进行数字化。 6°、属性编码的自动赋值

应能对已数字化的要素自动根据其符号特征赋以相应的编码(包括等高线的高程)。这方面目前还需要较多的人机交互。 7°、图幅信息录入与管理功能

同地图跟踪数字化一样，地图扫描数字化也需要录入图幅信息，以便于管理和质量控制。 8°、要素编码设置功能

为了能进行属性编码的自动赋值，以及人机交互地进行属性编码赋值，

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都必须针对不同的要求进行地图要素的编码设置。 9°、控制点输入功能

为了进行数字化后的数据纠正，必须具有控制点输入功能。 3、属性数据的采集

属性数据在GIS中是空间数据的组成部分。例如，道路可以数字化为一组连续的象素或矢量表示的线实体，并可用一定的颜色、符号把GIS的空间数据表示出来，这样，道路的类型就可用相应的符号来表示。而道路的属性数据则是指用户还希望知道的道路宽度、表面类型、建筑方法、建筑日期、入口覆盖、水管、电线、特殊交通规则、每小时的车流量等。这些数据都与道路这一空间实体相关。这些属性数据可以通过给予一个公共标识符与空间实体联系起来。

属性数据的录入主要采用键盘输入的方法，有时也可以辅助于字符识别软件。

当属性数据的数据量较小时，可以在输入几何数据的同时，用键盘输入；但当数据量较大时，一般与几何数据分别输入，并检查无误后转入到数据库中。

为了把空间实体的几何数据与属性数据联系起来，必须在几何数据与属性数据之间有一公共标识符，标识符可以在输入几何数据或属性数据时手工输入，也可以由系统自动生成(如用顺序号代表标识符)。只有当几何数据与属性数据有一共同的数据项时，才能将几何数据与属性数据自动地连接起来；当几何数据或属性数据没有公共标识码时，只有通过人机交互的方法，如选取一个空间实体，再指定其对应的属性数据表来确定两者之间的关系，同时自动生成公共标识码。 当空间实体的几何数据与属性数据连接起来之后，就可进行各种

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GIS的操作与运算了。当然，不论是在几何数据与属性数据连接之前或之后，GIS都应提供灵活而方便的手段以对属性数据进行增加、删除、修改等操作。

4、数据格式转换

因GIS软件的原因，不同的GIS软件对空间数据定义和存储结构的差别，GIS数据库中的数据格式之间存在不兼容的问题。即不同的GIS软件所支持的数据存储格式不能直接相互利用。需经过格式转换才能相互被对方使用。 （1） 数据格式转换的内容

数据格式转换的内容包括三个方面的内容： ? 空间定位信息，即几何信息，主要是实体的坐标。 ? 空间关系信息，几何实体之间的拓扑或几何关系数据。 ? 属性信息，几何实体的属性说明数据。 （2） 数据格式转换的方式

A、通过外部数据交换文件进行。大部分GIS工具软件都定义了外部交换文件格式，如：

ARCINFO E00; MapInfo MID; AutoCAD DXF;

MGE ASCII Loader 等。

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系统文件格式的转换需经过三次转换才能完成。 B、通过标准空间数据文件转换。实现二次转换。

C、通过标准的API函数进行转换。实现一次转换。

三、空间数据的基本操作算法

1、基本计算

（1）几何计算（距离、周长、面积、重心）。 （2）线目标基本操作算法 A、直线求交算法

B、曲线光滑处理算法（张力样条、多项式拟合等）

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C、曲线简化（与B相反的操作）。 D、平行线处理 E、直角化处理 例：p123~134 (自学)。

2、多边形基本操作算法 例：p134~138(自学) 3、图形屏幕编辑的基本操作算法

图形编辑的关键是点、线、面的捕捉，即如何根据光标的位置找到需要编辑的要素，以及图形编辑的数据组织。下面分别作简要介绍。 (1) 点的捕捉算法

图形编辑是在计算机屏幕上进行的，因此首先应把图幅的坐标转换为当前屏幕状态的坐标系和比例尺。设光标点为S(x,y)，图幅上某一点状要素的坐标为A(X，Y)，则可设一捕捉半径D(通常为3～5个象素，这主要由屏幕的分辩率和屏幕的尺寸决定)。若S和A的距离d小于D则认为捕捉成功，即认为找到的点是A，否则失败，继续搜索其它点。d可由下式计算：

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但是由于在计算d时需进行乘方运算，所以影响了搜索的速度，因此，把距离d的计算改为：

即把捕捉范围由圆改为矩形，这可大大加快搜索速度.

(2) 线的捕捉算法

设光标点坐标为S(x,y)，D为捕捉半径，线的坐标为(x1,y1),(x2,y2),?(xn,yn)。通过计算S到该线的每个直线段的距离di(如图4—11所示)，若min(d1,d2,?dn-1)＜D，则认为光标S捕捉到了该条线，否则为未捕捉到。在实际的捕捉中，可每计算一个距离di就进行一次比较，若di＜D，则捕捉成功，不需再进行下面直线段到点S的距离计算了。

为了加快线捕捉的速度，可以把不可能被光标捕捉到的线以简单

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算法去除。如图,对一条线可求出其最大最小坐标值Xmin，Ymin，Xmax，Ymax，对由此构成的矩形再向外扩D的距离，若光标点S落在该矩形内，才可能捕捉到该条线，因而通过简单的比较运算就可去除大量的不可能捕捉到的情况。

对于线段与光标点也应该采用类似的方法处理。即在对一个线段进行捕捉时，应先检查光标点是否可能捕捉到该线段。即对由线段两端点组成的矩形再往外扩D的距离，构成新的矩形，若S落在该矩形内，才计算点到该直线段的距离，否则应放弃该直线段，而取下一直线段继续搜索。

如图4—13所示，点S(x,y)到直线段(x1,y1),(x2,y2)的距离d的计算公式为：

可以看出计算量较大，速度较慢，因此可按如下方法计算。即从S(x,y)向线段(x1,y1)(x2,y2)作水平和垂直方向的射线，取dx,dy的最小值作为S点到该线段的近似距离。由此可大大减小运算量，提高搜索速度。计算方法为：

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(3)面的捕捉算法

面的捕捉实际上就是判断光标点S(x,y)是否在多边形内，若在多边形内则说明捕捉到。判断点是否在多边形内的算法主要有垂线法或转角法，这里介绍垂线法。

垂线法的基本思想是从光标点引垂线(实际上可以是任意方向的射线)，计算与多边形的交点个数。若交点个数为奇数则说明该点在多

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边形内；若交点个数为偶数，则该点在多边形外。

为了加速搜索速度，可先找出该多边形的外接矩形，即由该多边形的最大最小坐标值构成的矩形，如图4—15。若光标点落在该矩形中，才有可能捕捉到该面，否则放弃对该多边形的进一步计算和判断，即不需进行作垂线并求交点个数的复杂运算。通过这一步骤，可去除大

量不可能捕捉的情况，大大减少了运算量，提高了系统的响应速度。 在计算垂线与多边形的交点个数时，并不需要每次都对每一线段进行交点坐标的具体计算。对不可能有交点的线段应通过简单的坐标比较迅速去除。对图4—16所示的情况，多边形的边分别为1～8，而其中只有第3、7条边可能与S所引的垂直方向的射线相交。即若直线段为(x1,y1)(x2,y2)时，若x1≤x≤x2，或x2≤x≤x1时才有可能与垂线相交，这样就可不对1，2，4，5，6，8边进行继续的交点判断了。

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对于3、7边的情况，若y＞y1且y＞y2时，必然与S点所作的垂线相交(如边7)；若y＜y1且y＜y2时，必然不与S点所作的垂线相交。这样就可不必进行交点坐标的计算就能判断出是否有交点了。 对于y1≤y≤y2或y2≤y≤y1，且x1≤x≤x2或x2≤x≤x1时，如图4—17。这时可求出铅垂线与直线段的交点(x,y′)，若y′＜y则是交点；若y′＞y，则不是交点；若y′＝y则交点在线上，即光标在多边形的边上。

以上都是一些提高面捕捉算法的常用技术。

四、空间数据的错误检查

1、空间数据错的误类型

图形和属性数据的错误类型主要有：

? 空间数据的不完整或重复，包括点、线、面数据的丢失或重复，多边形中心点的遗漏，数据断线、多边形不封闭等。

? 空间数据位置不准确，点位不准确，线段过长或过短，结点不重合.。

? 比例尺不准确。 ? 数据变形。

? 属性与空间数据连接错误。 ? 属性不完整。

2、检查方法

无论是地图跟踪数字化还是地图扫描数字化，都不可能完全正确，因此，必须进行空间数据的检查。常用的空间数据检查方法为：

1°、通过图形实体与其属性的联合显示，发现数字化中的遗漏、

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重复、不匹配等错误；

2°、在屏幕上用地图要素对应的符号显示数字化的结果，对照原图检查错误；

3°、把数字化的结果绘图输出在透明材料上，然后与原图叠加以发现错漏；

4°、对等高线，通过确定最低和最高等高线的高程及等高距，编制软件来检查高程的赋值是否正确；

5°、对于面状要素，可在建立拓扑关系时，根据多边形是否闭合来检查，或根据多边形与多边形内点的匹配来检查等；

6°、对于属性数据，通常是在屏幕上逐表、逐行检查，也可打印出来检查；

7°、对于属性数据还可编写检核程序，如有无字符代替了数字，数字是否超出了范围，等等；

8°、对于图纸变形引起的误差，应使用几何纠正来进行处理。

3、GIS支持数据检查的功能

GIS一般都能提供下列功能：

1°、符号设计与符号库建立功能。为了能以不同符号表示不同类型的矢量数据，必须具有符号设计与符号库建立功能。如新符号的创建、旧符号的修改等等。

2°、符号设置功能。即为每一类空间数据指定选用的符号，包括符号的形状、色彩、尺寸、图案等。

3°、注记配置功能。注记是地图上不可缺少的重要信息，也是数据检查的重要内容和参照信息。注记应确定其字体、大小、间隔、色彩、

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排列、旋转等，最重要的确定其定位点。

4°、图形显示功能。应能将所采集的矢量数据，以符号化的方式显示在屏幕上，并能进行放大、缩小、漫游、分层显示等操作。

5°、查询功能。通过查询来发现问题，可以由几何数据查询其属性信息，也可由属性信息查询其空间数据。

6°、绘图输出功能。即通过绘图机把所数字化的地图再以符号化的形式输出，这是数据检查的基本方法。

五、图形编辑

图形编辑的内容：

? 结点吻合 ? 结点与线的吻合 ? 清楚假结点 ? 删除与增加角点 ? 移动角点 ? 删除与增加弧段 ? 数据清理 ? 更新数据 例：p138~141（自学）

六、GIS空间数据的基本处理方法

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由数据输入软件获取的图形数据在进入地理数据库之前还需进行一些图形处理，主要包括：

1°、几何变换处理。

包括几何纠正处理和坐标变换处理。为了纠正由纸张变形所引起的数字化数据的误差，几何纠正要以控制点的理论坐标和数字化坐标为依据来进行。坐标变换的目的是将不同坐标系的数据统一到一个共同坐标系的处理。

2°、投影变换处理。为了GIS地理数据库中空间数据的一致性，须将原图投影下的矢量数据转换为地理坐标或指定投影下的数据。

3°、图形接边和拼接处理。在相邻地图的接合处可能会产生裂隙。包括几何裂隙和属性裂隙。在自动接边无法处理时，需要人机交互进行。接边处理完成后，还需要进行图幅的合并处理，以得到无缝图层。 4°、图形图象的压缩处理。

5°、数据格式的转换处理。矢量数据格式和栅格数据格式的转换。

1、图形图象的几何变换处理

在图形编辑中，只能消除数字化产生的明显误差，而图纸变形产生的误差难以改正，因此要进行几何纠正。几何纠正常用的有高次变换、二次变换和仿射变换。 (1)、高次变换

其中A、B代表二次以上高次项之和。上式是高次变换方程，符合

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4°、GPS数据：信号的精度、接收机精度、定位方法、处理算法等。

5°、地图：控制点精度，编绘、清绘、制图综合等的精度。 6°、地图数字化精度：纸张变形、数字化仪精度、操作员的技能等。 B 处理误差

处理误差是指GIS对空间数据进行处理时产生的误差，例如在下列处理中产生的误差就是处理误差。

1°、几何纠正； 2°、坐标变换； 3°、几何数据的编辑； 4°、属性数据的编辑；

5°、空间分析(如多边形叠置等)； 6°、图形化简(如数据压缩)； 7°、数据格式转换； 8°、计算机截断误差； 9°、空间内插；

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10°、矢量栅格数据的相互转换。 C GIS中的误差传播

误差传播是指对有误差的数据，经过处理生成的GIS产品也存在着误差。误差传播在GIS中可归结为三种方式。

1°、代数关系下的误差传播：这是指对有误差的数据进行代数运算后，所得结果的误差。

2°、逻辑关系下的误差传播：即指在GIS中对数据进行逻辑交、并等运算所引起的误差传播，如叠置分析时的误差传播。

3°、推理关系下的误差传播：这是指不精确推理所造成的误差。

5、几个相关的概念

误差：数据与真值的差异，衡量数据准确性的指标。 准确度：数据与真值的接近程度的指标 精度：数据的精密程度

不确定性：空间过程和特征不能被准确确定的程度。内容上是一个以真值为中心的范围，范围越大，数据的不确定性越大。

6、研究GIS数据质量的方法 (1) GIS数据质量的评价方法

A 直接评价法

1°用计算机程序自动检测

某些类型的错误可以用计算机软件自动发现，数据中不符合要求的

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数据项的百分率或平均质量等级也可由计算机软件算出。例如，可以检测文件格式是否符合规范、编码是否正确、数据是否超出范围等。 2°随机抽样检测

在确定抽样方案时，应考虑数据的空间相关性。 B、间接评价法

所谓间接评价法是指通过外部知识或信息进行推理来确定空间数据的质量的方法。用于推理的外部知识或信息如用途、数据历史记录、数据源的质量、数据生产的方法、误差传递模型等。 C 、非定量描述法

非定量描述法是指通过对数据质量的各组成部分的评价结果进行的综合分析来确定数据的总体质量的方法。 2、研究GIS数据质量的常用方法 A、敏感度分析法

一般而言，精确确定GIS数据的实际误差非常困难。为了从理论上了解输出结果如何随输入数据的变化而变化，可以通过人为地在输入数据中加上扰动值来检验输出结果对这些扰动值的敏感程度。然后根据适合度分析，由置信域来衡量由输入数据的误差所引起的输出数据的变化。

为了确定置信域，需要进行地理敏感度测试，以便发现由输入数据的变化引起输出数据变化的程度，即敏感度。这种研究方法得到的并不是输出结果的真实误差，而是输出结果的变化范围。对于某些难以确定实际误差的情况，这种方法是行之有效的。

在GIS中，敏感度检验一般有以下几种：地理敏感度、属性敏感度、

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面积敏感度、多边形敏感度、增删图层敏感度等。敏感度分析法是一种间接测定GIS产品可靠性的方法。 B、尺度不变空间分析法

地理数据的分析结果应与所采用的空间坐标系统无关，即为尺度不变空间分析，包括比例不变和平移不变。尺度不变是数理统计中常用的一个准则，一方面在能保证用不同的方法能得到一致的结果，另一方面又可在同一尺度下合理地衡量估值的精度。

也就是说，尺度不变空间分析法使GIS的空间分析结果与空间位置的参考系无关，以防止由基准问题而引起分析结果的变化。 C、Monte Carlo实验仿真

由于GIS的数据来源繁多，种类复杂，既有描述空间拓扑关系的几何数据，又有描述空间物体内涵的属性数据。对于属性数据的精度往往只能用打分或不确定度来表示。对于不同的用户，由于专业领域的限制和需要，数据可靠性的评价标准并不相同。因此，想用一个简单的、固定不变的统计模型来描述GIS的误差规律似乎是不可能的。在对所研究问题的背景不十分了解的情况下，Monte Carlo实验仿真是一种有效的方法。

Monte Carlo实验仿真首先根据经验对数据误差的种类和分布模式进行假设，然后利用计算机进行模拟试验，将所得结果与实际结果进行比较，找出与实际结果最接近的模型。对于某些无法用数学公式描述的过程，用这种方法可以得到实用公式，也可检验理论研究的正确性。 D、空间滤波

获取空间数据的方法可能是不同的，既可以采用连续方式采集，也

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可采用离散方式采集。这些数据采集的过程可以看成是随机采样，其中包含倾向性部分和随机性部分。前者代表所采集物体的实际信息，而后者是由观测噪声引起的。

空间滤波可分为高通滤波和低通滤波。高通滤波是从含有噪声的数据中分离出噪声信息；低通滤波是从含有噪声的数据中提取信号。例如经高通滤波后可得到一随机噪声场，然后用随机过程理论等方法求得数据的误差。

对GIS数据质量的研究，传统的概率论和数理统计是其最基本的理论基础，同时还需要信息论、模糊逻辑、人工智能、数学规划、随机过程、分形几何等理论与方法的支持。

7、数据采集中数据质量的评价内容

GIS中数据采集的方法通常可分为直接方法和间接方法两种。直接方法是指直接从野外采集，以获取观测数据、图像等，间接方法是指从已有的图件上进行采集。

直接方法获 取的数据受人差、仪差、环境等的影响，但已有传统的方法可以解决。间接方法获取的数据中，除了含有直接方法中的误差外，还有展绘控制点的误差、编绘的误差、制图综合的误差，数字化的误差等。

地图数字化是获取矢量数据的主要方法之一，也是GIS中的重要误差源，是GIS数据质量研究的重点之一。在地图数字化中，原图固有误差和数字化过程中引入的误差是两个主要的误差源。下面对地图数字化的数据误差作一分析。

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