地理信息系统基础(2018版) j2.6.4-1 GIS数据质量的分析与评价(理论教材).pdf

模块二空间数据采集

知识点一空间数据的质量

一、GIS的数据质量的内容和类型

㈠GIS数据质量的基本内容

GIS数据质量包含如下五个方面：

1．位置精度：如数学基础、平面精度、高程精度等，用以描述几何数据的质量。

2．属性精度：如要素分类的正确性、属性编码的正确性、注记的正确性等，用以反映属性数

据的质量。

3．逻辑一致性：如多边形的闭合精度、结点匹配精度、拓扑关系的正确性等。

4．完备性：如数据分类的完备性、实体类型的完备性、属性数据的完备性、注记的完整性等。

5．现势性：如数据的采集时间、数据的更新时间等。

㈡空间数据的误差类型

GIS空间数据的误差可分为源误差和处理误差。

1．源误差：源误差是指数据采集和录入中产生的误差，包括：

①遥感数据：摄影平台、传感器的结构及稳定性、分辩率等。

②测量数据：人差(对中误差、读数误差等)、仪差(仪器不完善、缺乏校验、未作改正等)、环

境(气候、信号干扰等)。

③属性数据：数据的录入、数据库的操作等。

④GPS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。

2．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，容易产生处理误差的工

作环节包括：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；

⑩矢量栅格数据的相互转换。

㈢GIS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。误差传播公式：

yFxxxn

=(1，2，…)

xi:空间数据子变量，带有误差

F：为GIS空间数据操作过程中的函数关系式

误差传播在GIS中可归结为三种方式。

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。

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。

推理关系下的误差传播：这是指不精确推理所造成的误差。

二、空间数据质量分析

地理信息系统数据主要有图形数据和属性数据两大类。图形数据包括基础数据和专题数据，如

测量数据、地图数据和遥感图像数据等。这些数据的各种数据源都带有一定的误差因素并将之引入

地理信息系统数据库中，从而影响空间数据的质量。另外，数据源在时间精度（即现势性）和数据

空间范围与数据内容方面若不能满足系统应用的需要，也会严重影响系统数据和应用结果的质量。

㈠图形数据的质量分析

1.地图数据的质量分析

地图数据是指由现有地图数字化产生的数据。地图数据质量问题中，不仅含有地图固有误差，

还包括图纸变形、图形数字化等误差。

⑴地图固有误差：是指用于数字化的原始图件本身所具有的误差，包括控制点误差、投影误

差、展绘控制点误差、编绘误差、清绘误差、地图复制误差、分色版套合误差等。这些误差在相应

的制图和制印规范中都有明确的规定，但由于这些误差间的关系很难确定，所以很难对其综合效果

做出准确评价。

⑵材料变形产生的误差：这些是由图纸的大小随着湿度和温度的变化而变化所引起的误差。

温度不变的情况下，若湿度由0%增至25%，则纸的尺寸可能改变1.6%。纸的膨胀率和收缩率并

不相同，即使湿度又恢复到原来的大小，图纸也不能恢复到原来的尺寸。一张90cm长的图纸因湿

度变化而产生的误差可能高达1.46cm。在印刷过程中，纸张先随温度的升高而变长变宽，又由于

冷却，而产生收缩，最后，图纸在长、宽方向的净增长约为1.25%和2.5%，变形误差的范围为0.24～

0.48mm。聚脂薄膜图与纸质地图相比，材料变形产生的误差相对较小。

⑶图