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1、第6讲 空间数据处理及数据质量控制3/29/20231空间数据库三、空间数据质量一、空间数据采集二、空间数据处理第6讲 空间数据处理及数据质量控制3/29/20232空间数据库空间数据处理和质量控制空间数据处理和质量控制现实世界现实世界文字报文字报告、遥告、遥感图象感图象等等数字化仪数字化仪扫描仪扫描仪解析测图仪解析测图仪键盘键盘 等等编辑、接边、分层、图形与编辑、接边、分层、图形与属性连接、加注记等属性连接、加注记等空间数据库空间数据库数据源数据源?采集和处理采集和处理?质量如何质量如何?3/29/20233空间数据库一、一、GISGIS的数据源：的数据源：地图数据地图数据 ，遥感数据，遥感
2、数据，文本数据，统计数据文本数据，统计数据 实测数据，多媒体数据，已有系统的数据实测数据，多媒体数据，已有系统的数据二、空间数据采集与处理二、空间数据采集与处理 将现有的上述类型数据转换成将现有的上述类型数据转换成GISGIS可以处理与接收可以处理与接收的的数字形式，通常要经过数字形式，通常要经过验证、修改、编辑验证、修改、编辑等处理。等处理。空间数据处理和质量控制空间数据处理和质量控制3/29/20234空间数据库各种定位各种定位设备设备野外测量：大平板、全站仪、GPS、移动测绘系统特 点：精度高、效率较低适合范围：小范围GIS数据采集或局部数据更新1 空间图形数据的采集一、空间数据采集一、
3、空间数据采集3/29/20236空间数据库数字化数字化设备设备数字化设备：数字化仪、扫描仪、摄影测量设备特 点：范围大，速度快使 用 范 围：大面积GIS数据采集、资源普查等数字化仪扫描仪数字摄影测量工作站1 空间图形数据的采集一、空间数据采集一、空间数据采集3/29/20237空间数据库 包括各类包括各类调查报告、文件、统计数据、实验调查报告、文件、统计数据、实验数据与野外调查的原始记录数据与野外调查的原始记录等，如人口数据、经等，如人口数据、经济数据、土壤成份、环境数据。济数据、土壤成份、环境数据。对于要输入属性库的属性数据，通过键盘直对于要输入属性库的属性数据，通过键盘直接键入或文件、表
4、格、数据库导入。接键入或文件、表格、数据库导入。对于要直接记录到栅格或矢量数据文件中的对于要直接记录到栅格或矢量数据文件中的属性数据，则必须进行属性数据，则必须进行编码输入编码输入。2 空间属性数据的采集一、空间数据采集一、空间数据采集3/29/20238空间数据库3 3 扫描矢量化扫描矢量化扫描扫描转换转换拼接子拼接子图块图块裁剪裁剪地图地图屏屏幕幕跟跟踪踪矢矢量量化化矢量图合矢量图合成、接边成、接边矢量图矢量图编辑编辑纸纸质质地地图图空间空间数据库数据库扫描矢量化处理流程：扫描矢量化处理流程：一、空间数据采集一、空间数据采集3/29/202310空间数据库4 4 屏幕跟踪矢量化流程屏幕跟踪
5、矢量化流程：准备扫描图像准备扫描图像栅格图像配准栅格图像配准新建数字化图层新建数字化图层屏幕跟踪矢量化地图屏幕跟踪矢量化地图选择投影和单位选择投影和单位输入控制点输入控制点编辑控制点编辑控制点一、空间数据采集一、空间数据采集3/29/202311空间数据库2 数据处理的内容数据处理的内容u数踞编辑u数据压缩u数据变换u数据格式转换u边沿匹配u数据提取二、空间数据处理二、空间数据处理3/29/202313空间数据库误差修正一般过程：误差修正一般过程：设定容许值设定容许值连接接点连接接点重建拓扑关系重建拓扑关系3 空间数据的编辑与处理空间数据的编辑与处理二、空间数据处理二、空间数据处理3/29/2
6、02315空间数据库不同图幅的连接不同图幅的连接自动、手工自动、手工 对准两幅图的一条边缘线，对准两幅图的一条边缘线，然后再小心地调整其它线段然后再小心地调整其它线段使其取得连续。使其取得连续。数数字字化化边边界界调调整整3空间数据的编辑与处理空间数据的编辑与处理二、空间数据处理二、空间数据处理边界匹配（图幅接边）3/29/202316空间数据库3 空间数据的编辑与处理空间数据的编辑与处理二、空间数据处理二、空间数据处理投影变换3/29/202318空间数据库q纠正原因纠正原因地图变形地图变形(均匀变形、非均匀变形）均匀变形、非均匀变形）数字化中的位置移动数字化中的位置移动遥感影像本身存在几何
7、变形遥感影像本身存在几何变形投影方式不同投影方式不同分幅扫描分幅扫描q实质实质建立纠正图像与标准地图的一一对应关系建立纠正图像与标准地图的一一对应关系q变换方法变换方法精确方法：仿射变换、双线性变换、平方变换、立方变换等精确方法：仿射变换、双线性变换、平方变换、立方变换等近似方法：橡皮板变换近似方法：橡皮板变换q纠正步骤纠正步骤纠正点纠正点数据采集数据采集函数建立函数建立逐点或网格逐点或网格纠纠正正图像纠正3 空间数据的编辑与处理空间数据的编辑与处理二、空间数据处理二、空间数据处理3/29/202319空间数据库从图像中提取有用信息的过程。从图像中提取有用信息的过程。图像解译需要一定的能力：图
8、像解译需要一定的能力：研究地理区域的一般知识研究地理区域的一般知识 具有一定的图像处理能力具有一定的图像处理能力掌握影像分析的经验和技能掌握影像分析的经验和技能 对影像特征的深入理解对影像特征的深入理解 遥感图像的解译有目视判读和计算机自动解遥感图像的解译有目视判读和计算机自动解译两种方法，其中，自动解译又可分为监督分类译两种方法，其中，自动解译又可分为监督分类和非监督分类两种。和非监督分类两种。3 空间数据的编辑与处理空间数据的编辑与处理二、空间数据处理二、空间数据处理图像解译3/29/202320空间数据库 所谓空间数据质量是指空间数据在表达所谓空间数据质量是指空间数据在表达实体空实体空间
9、位置、特征和时间间位置、特征和时间所能达到的所能达到的准确性、一致性、完准确性、一致性、完整性整性和三者统一性的程度，以及数据适用于不同应用和三者统一性的程度，以及数据适用于不同应用的能力。的能力。1 空间数据质量空间数据质量三、空间数据质量三、空间数据质量空间数据质量评价空间数据质量评价空间数据质量问题的来源空间数据质量问题的来源数据质量控制数据质量控制3/29/202321空间数据库1 1）位位置置（几几何何）精精度度：如如数数学学基基础础、平平面面精精度度、高高程程精精度度等，用以描述等，用以描述几何数据的误差几何数据的误差。2)2)属属性性精精度度：如如要要素素分分类类的的正正确确性性
10、、属属性性编编码码的的正正确确性性、注记的正确性等，用以反映注记的正确性等，用以反映属性数据的质量属性数据的质量。3)3)逻逻辑辑一一致致性性：如如多多边边形形的的闭闭合合精精度度、结结点点匹匹配配精精度度、拓拓扑关系的正确性等，由几何或属性误差也会扑关系的正确性等，由几何或属性误差也会引起引起。2 GIS数据质量数据质量 的基本内容的基本内容三、空间数据质量三、空间数据质量3/29/202322空间数据库4)4)完完备备性性：如如数数据据分分类类的的完完备备性性、实实体体类类型型的的完完备备性性、属属性性数数据据的的完完备备性性、注注记记的的完完整整性性，数数据据层层完完整整性性，检检验验完
11、完整性整性等。等。5)5)现势性现势性：如数据的：如数据的采集时间采集时间、数据的、数据的更新时间更新时间等等6）不确定性）不确定性：指某现象不能精确测得，当真值不可测或无：指某现象不能精确测得，当真值不可测或无法知道时，我们就无法确定误差，因而用法知道时，我们就无法确定误差，因而用不确定性取代误不确定性取代误差差。2 GIS数据质量数据质量 的基本内容的基本内容三、空间数据质量三、空间数据质量3/29/202324空间数据库3 3 空间数据质量评价空间数据质量评价q数据情况说明（元数据）q时间精度(现势性)q位置精度(几何精度)q分类精度(属性精度)q可靠性q逻辑的一致性、完整性q数据采集与
12、编码方法三、空间数据质量三、空间数据质量重点重点3/29/202325空间数据库阶段阶段误差来源误差来源数据采集数据采集 实测实测误差，误差，地图制图地图制图误差（制作地图的每一过程都有误差），误差（制作地图的每一过程都有误差），航测航测遥感数据遥感数据分析误差（获取、判读、转换、人工判读（识别分析误差（获取、判读、转换、人工判读（识别要素）误差）要素）误差）数据输入数据输入 数字化过程数字化过程中操作员和设备造成的误差，某些地理属性中操作员和设备造成的误差，某些地理属性没有明没有明显边界显边界引起的误差（地类界）引起的误差（地类界）数据存贮数据存贮 数字存贮数字存贮有效位有效位不能满足（由计
13、算机字长引起，单精度、双精不能满足（由计算机字长引起，单精度、双精度类型）度类型）空间精度不能满足空间精度不能满足数据操作数据操作 类别间类别间的不明确、边界误差（不规则数据分类方法引起）的不明确、边界误差（不规则数据分类方法引起）多层数据多层数据叠加叠加误差误差多边形叠加产生的多边形叠加产生的裂缝裂缝（无意义多边形）（无意义多边形）各种各种内插内插引起的误差引起的误差 数据输出数据输出比例尺比例尺误差、误差、输出设备输出设备误差、误差、媒质媒质不稳定（如图纸伸缩）不稳定（如图纸伸缩）成果使用成果使用 用户用户错误理解错误理解信息、信息、不正确不正确使用信息使用信息4 空间数据质量问题的来源和
14、分析空间数据质量问题的来源和分析三、空间数据质量三、空间数据质量3/29/202326空间数据库4 4）数字化限差）数字化限差 包包括括：采采点点密密度度（0.2mm0.2mm）、接接边边误误差差（0.02mm0.02mm）、接合距离接合距离(0.02mm)(0.02mm)等。等。5 5）数据的精度检查）数据的精度检查 输输出出图图与与原原始始图图之之间间的的点点位位误误差差，一一般般要要求求对对直直线线地地物物和和独独立立地地物物，误误差差小小于于0.2mm0.2mm，对对曲曲线线地地物物和和水水系系，误差小于误差小于0.3mm0.3mm，对，对边界模糊边界模糊的要素应小于的要素应小于0.5
15、mm0.5mm。三、空间数据质量三、空间数据质量5 5 数字化过程中的质量控制数字化过程中的质量控制3/29/202328空间数据库6 空间数据质量的检查三、空间数据质量三、空间数据质量其内容主要包括：其内容主要包括：（1 1）入库数据文件是否齐全、完备入库数据文件是否齐全、完备；（2 2）空间数据的地理参考系统是否正确空间数据的地理参考系统是否正确，是否满足整个数据，是否满足整个数据库入库的基本要求；库入库的基本要求；（3 3）数据格式检查数据格式检查：不同软件数据格式及转换的可行性；：不同软件数据格式及转换的可行性；（4 4）空间位置的几何精度空间位置的几何精度；（5 5）空间地理特征的完整性空间地理特征的完整性：是否所有的内容均数字化，数：是否所有的内容均数字化，数据是否漏空或重叠等；据是否漏空或重叠等；3/29/202329空间数据库