关于土地信息系统建立过程中的数据质量问题的探讨

1、关于土地信息系统建立过程中的数据质量问题的探讨、八1一、刖5土地是人类的宝贵财富，是人类社会进行物质生产所 必需的基本条件和自然基础。如何科学、合理地利用有限 的土地资源，如何及时了解与掌握土地利用变化数量和空 间特点，对于保持耕地总量动态平衡和土地持续利用具有 十分重要的意义。随着社会经济的日趋多样化，土地部门 的业务工作及范围也在不断扩大，原有的靠手工操作，图 纸管理的模式已经越来越不能满足高效率的需求。为强化土地管理，满足社会 对土地资源信息更多、更细、更完善的服务要求，各土地 管理部门纷纷加入信息化、数字化的改革大潮。特别是在 市场经济条件下，因土地管理部门工作的严肃性、准确性、 科学

2、性和规范化要求，管理中任何规定的确定和变更都需 要完成大量的信息收集、分析、综合、决策和评估等工作, 土地管理也只有强有力的信息技术（it）的支持下，才能 做到真正的科学决策和管理。土地信息系统（lis）是地理信息系统的一个分支，是 一种基于宗地以宗地（地块）为单位的计算机管理信息 系统。是一种利用计算机技术及其属性数据进行采集、处 理、管理、查询、分析、应用和维护更新的空间信息系统, 是土地管理的现代化工具，是土地规划和管理定量化、科 学化的方法、手段。但是，在土地信息系统的建设过程中, 还存在许多问题，给土地信息系统的建设及发挥带来一定 困难。这里仅对土地信息系统建设中的数据质量问题进行

3、探讨。二、对lis数据质量的认识数据是一种未经加工的原始资料，是客观对象的表示, 它可以是数字、文字、符号、图像，数据是信息的具体表 达形式。一个lis系统包括空间数据、属性数据、空间数 据之间的关系以及空间数据与属性数据之间的关联。人们往往以为计算机为基础的信息系统的数据质量是 可靠的，很少怀疑利用信息系统产生的分析结果在数据质 量方面会有问题，但事实远非如此。在某些情况下，由于 多种原因，计算机分析的结果甚至会比手工分析的误差更 大。这里除软件、硬件的质量问题，计算方法上的问题， 以及分类、编码、输入、操作的明显疏忽外，数据本身的 质量是重要的原因。众所周知，数据是lis的“血液”，是组成

4、系统的重要 元素。数据质量的好坏是土地信息系统成功与否的关键所 在；数据质量的高低优劣，都直接影响到土地信息系统的 经济效益和社会效益，决定了系统应用价值的大小；数据 的可靠，质量的好坏将直接影响到整个系统的成败。系统 如果不能提供正确、可靠的信息，这个系统也就失去了存 在的价值。数据质量的好坏是一个相对概念，并具有一定的针对 性。衡量其好坏主要有以下几个指标：误差、数据的准确 度、数据的精度和不确定性1。数据质量是数据整体性能 的综合体现。统而言之，数据的质量问题主要表现在两个方面：一 是数据是否及时反映了现实世界；二是数据是否保持了一 致性和完整性。土地信息系统的数据量大，数据来源广，数据

5、采集的 任务重，在数据库建立过程中会出现许多人为和系统的误 差，甚至还有可能产生数据错误，最后采集的数据无法准 确反映规划和管理的实际状况，建立在此数据库基础上的 系统往往也就达不到管理自动化辅助决策的目的，而只不 过是“看看而已”的一种“摆设”罢了。数据库（包括空间数据库和非空间数据库）是土地信 息系统最基本、最重要的组成部分，也是投资比重最大的 部分。数据质量的好坏，直接影响系统的功能和应用。不 仅要根据技术规程衡量数据质量，还要从数据使用角度分 析数据质量问题。数据质量通常是指数据的可靠性和精 度，它主要用数据的误差来度量的。现就土地信息系统建 立过程中的数据质量问题作进一步的探讨。三、

6、数据源质量的问题土地信息系统的数据源指建库中所需要的各种数据类 型的来源。它是土地信息系统最基本、最重要的组成部份。 土地信息系统的数据源多种多样，主要包括有：地图，地 图是系统最主要的数据源，因为地图是地理数据的传统描 述形式，是具有共同参考坐标系统的点、线、面的二维平 面形式的表示，内容丰富，图上实体间的空间关系直观， 而且实体的类别和属性可以用各种不同的符号加以识别和 表示。土地信息系统其图形数据大部分都来自地图，土地 信息系统的属性数据主要有地籍图、宗地图、土地详查图、 土地利用现状图、行政区划图、专题图、乃至地形图等各 种图件的矢量化地图数据。二是遥感影像数据，遥感影像数 据是一个极

7、其重要的信息源。通过遥感影像可以快速、准 确地获得大面积的、综合的各种专题信息，航天遥感影像还可以取得周期性的资料，这些都为土地信息系统提供了 丰富的信息。三是统计数据，包括土地的分类、面积、权 属、分布及质量、等级状况、利用状况、非法占地等统计 资料。四是实测数据，包括g点位数据、地籍测量数据等。 五是数字数据，包括数字图形数据和属性数据。数字数据 主要有地籍号、档案卷宗号、地类号、图号、手簿号、宗 地界址点点号及坐标控制点坐标，宗地面积，面积中误差、 年代、日期等等。属性 数据包括图形、图像以外的各种文字、数字信息。其 中文字信息主要是与宗地档案，文件档案组成相关的各种 检索和查询信息（如

8、：土地权利人姓名或单位各称、土地座 落，文件档案的标题、发文机关、公文字号等等），以及土 地登记、地籍调查、权属审核、登记发证各办公流程中的 各种键盘输入信息。六是各种立法文件和文字档案，主要 有地籍档案、文件档案等具有法律效力或需要经常查阅的原始文件材料，它们是土地信息 的重要组成部分，在土地的规划管理中起着很大的作用。数据源质量问题指数据的采集和录入中可能产生的误 差，建库所需的各种类型的数据的可靠性和精度。从土地信息系统建立的过程来看，它的主要因素有： 各种测量数据，地图和遥感数据等的误差；调查和统计造 成的属性数据误差，以及文档数据的错误等，数字化前的 预处理、手扶足足自动化的分辨率和

9、矢量化精度。1、遥感数据地理信息系统、遥感和计算机辅助制图是现代地理学 的重要技术手段。遥感作为一种获取和更新空间数据的强 有力手段，能及时地提供准确、综合和大范围进行动态监 测的各种资源与环境的信息，因此遥感数据是土地信息系 统的一个重要数据源。所谓遥感(remotesei ng)就是遥远感知的意思，也就 是不直接接触目标物和现象，在距离地物几公里到几百里、 甚至上千里的飞机、飞船、卫星上，使用光学或电子仪器 接受地面物体或发射的电磁波信号，并从图像胶片或数据 磁带形式记录下来，传送到地面，经过信息处理，判读分 析和野外实地验证，最终服务于有关部门的规划决策2。 土地管理部门可以运用遥感技术

10、快速获取现状空间的信息。尽管遥感技术有很多好处，但因其自身特性，获取的 遥感数据可能存在一些误差。如：不同的高度引起的问 题，由于传感器的结构及稳定性产生的问题，对信号进行 数字化产生的误差。传感器在航线、航向上出现的误差， 大气辐射产生的误差，地形和地貌等因素产生的误差等等。 在遥感资料的获取时，有些误差是可以控制的，有些则不 可控。因此必须对原始数据进行预处理，包括利用地面控 制对原始数据进行几何校正，图像增强和分类。对获取的 遥感数据进行光谱校正，特征提取，自动识别分类、自动 成图等处理3。2、测量数据各种原始的测量数据是土地信息系统的主要来源之一。 包括宗地的权属界线、位置、形状、数量

11、、面积、各级行 政界线、地形图测量等。由于人和环境的因素，测量数据 不可避免地受到人为误差(对中、读数、平分等误差)、仪 器、环境的影响。来源于地面测量的数字数据中含有控制 测量和碎部测量误差。其中控制点误差又受控制网的参考 基准、网形和观测精度以及观测费用等因素的影响。碎部 点误差除了继承了控制点的误差外，还受自身观测方法， 观测精度和地界的人为判断，以及地物地貌的取舍等因素 的影响。当然原始数据误差受观测仪器、观测者和外界环 境三种因素影响。除此之外，还有测量数据的实时性以及 数据老化，采集数据的密度不合理，或概括取舍不合理， 选取测量规范标准不一致或精度等级不一致造成测量数据 的不一致的

12、影响。地籍要素是构建土地信息系统极为关键的一步，其测 量数据的精度高低决定了系统功能能否得到正确和充分发 挥。从地籍测量成果的有效性和土地管理的可能性来考虑, 为了保证各权属单元之间的界线清晰，边界无争议，并且 双方都能接受而不损害他人和国家的利益，地籍测量要达到 一定精度。因此，必须要有相应的数据采集方法作为保证。 地籍要素的采集方法目前主要有两种，一种是传统的模拟 式外业测图方法，另一种是野外全数字化数据采集方法。 传统方法的主要作法是在地籍控制测量的基础上，用解析 法测量出权属界址点坐标，以控制点或以界址点为基础施 测成地籍图，要形成入库数据信息，则要通过对原图数字化来实现。用传统数据采

13、集方法形成地籍要素数字信息其 误差影响因素较多，主要误差来源为：测站点误差ml,量 距误差m2 ,在测图板上描绘方向线误差为m3,刺点误差 m4,数字化仪采点误差m5等。按有关专著论述，一般情况 下，ml±, m2心±,土，土，这四项误差为野外采集误差。数字化m5的影响因素比较复杂，误差产生首先与 图形要素有关，要素本身的复杂程度对数字化精度有显著 影响，数字化仪本身的精度更应引起重视。正常情况下， 用常规数字化仪进行数字化时，精度一般可达到土。综合 上述得，地籍要素釆集精度m采为： m采二土=±二土按1： 5 00比例尺来考虑，实地误差将达到±10c

14、m, 由此可见，按传统方法施测，则拟入库的地籍要素信息很 难达到规定的± 5cm的精度标准4 o釆用野外全数字化方法，界址点野外数据采集一般釆 用直接测定坐标法，即将全站仪或测距仪置于测站点上， 对界址点上的移动棱镜进行水平角和距离测定，电子手薄 记录计算。此种方法的主要误差来源为水平角测角误差m3 和测距误差nid,测角中误差角保守为±5，测距误差主要 来自移动棱镜偏离界址点位置误差，其偏离值按2cm考虑。 测距平均边长取10 0m,按点位误差精度估算公式m2二来计 算，则m±2cm,即便考虑测站误差和其他偶然的联合影响, 点位精度也肯定在规定范围内，所以地籍要

15、素信息数据的 野外全数字化有利于提高界址点精度，从而保证地籍数据 的质量。3、调查、统计、文档数据问题土地信息系统的建设过程中，涉及大量的调查统计数据，这些资料尚存在许多不足之处，为土地信息系统的建 设带来了一定困难。建立土地信息系统，必须首先进行土地基本信息的搜 集，开展地籍调查工作，核实宗地权属，掌握土地利用状 况，获得宗地位置、形状及其面积的准确数据，为建库奠 定基础。现就地籍调查工作加以探讨，众所周知，权属调查的工作之一是填写地籍调查表。由于权属调查技术性强，工 作量大，参与人员多且水平不同等原因，填写后的地籍调 查表或多或少会出现下面一些问题。在填土地使用者名称 时，单位本应填写全称

16、，可出现了类似这样的情况：某林 业局有3宗地，而在3份地籍调查表上出现了 xx林业局、 县林业局、林业局等名称。按这样的名称录入建立信息系 统，将导致不能正确地自动的归户。在填写土地使用者性 质时，本应该写“全民”或“集体”或“个体”或“个人”, 而出现了 “国营"或“国有”或“私营”这样的名词。在 填写宗地四至时应说明权属界线所经地物名称及归属、位 置、与誰接壤。但出现了东（南、西、北）至xx,而未填 出接xx。且有的四至填写错误，如两宗地共用一堵墙时， 则只能出现两宗都至墙中，或一宗至墙内另一宗至墙外， 但填出了两宗都至墙外或墙内等情况。在填写界址标示处 的界址线位置时也有类似错

17、误，有的表填写字迹潦草，或 使用简化字，让人难以辨认。有的内容还可以猜出，但户 主的姓名、调查员、勘丈员的签名等内容实在难辩；有的 表中该填的内容而未填，任意涂改。共用宗的处理，一个地块被几个权属单位共同使用,而其间又难以划清权属界线，这样的地块称为共用宗5。不少县（市）是这样处理的：有多少土地使用者就填多少 份地籍调查表，表上的内容按各分宗填写。这样做的好处 是所填的内容详细，调查表和土地登记申请书、审批表形 成一一对应的关系。但其弊端也是显而易见的，其一较大 地增大了填表的工作量，其二增大了复杂程度，在填写四 至时，如遇一个土地使用者使用几个地块则不得不写清几 个地块的四至；为填清界址指标

18、，又得设置内部界址点，增加了宗地草图和地籍图的负荷量，填表时如不小心还会 造成表与表之间的相互矛盾。为了和地调表统一，有的在 形成宗地界址点成果表时，除了有宗地界址点成果表外, 还有分宗的界址点成果表。如果内部界址点是在纸图上图 解的，则将该宗地的宗地界址点和内部界址点和计算机展 点后，会出现界址线混乱的情况。在土地信息系统建库时, 这些内部点是不能当界址点录入进库的。如进库则在面积 统计时，这种内部界址点所围成的区域的面积就被多统计 了一次。建立完备的信息系统，必须具备这样的条件：大比例的地形图或地籍图；野外测量的界址点数据；宗地的属性 数据（土地登记申请书、地籍调查表、审批表等）。全省在

19、进行大大规模的城镇地籍时，由于受当时的条件限制，自 动化程度低，各作业单位作业水平的不同，或多或少出现 一些问题。在建库时所发现的问题主要是界址点的坐标成 果与地籍上的位置不吻合；相邻宗的同一界址点坐标不同; 界址边长、宗地面积计算有误。某些县（市）为了进行土 地登记，由于多方面的原因，在进行初始地籍调查时，只 作权属调查，不作规范的地籍测量。为了计算面积，用皮 尺或钢尺丈量界址边长及相关尺寸，用几何图形法计算岀 宗地面积，而不测址点坐标和地籍图。这样做不利于信息 化的管理。4、图形数字化影响数据质量的因素是多方面的，有相当一部分来自 于建库过程中的数字化过程。建库过程中的数据质量，包 括数字

20、化前的预处理，纸张变形、手扶跟踪数字化精度或 扫描数字化的分辨率和矢量化精度。(1) 数字化前的预处理用于数字化作业的地形图(工作底图)一般采用聚酯 薄膜图，其变形一般小于。采用纸质图纸时，图纸的尺 寸随湿度和温度的变化而变化，温度不变的情况下，温度 由0增至25,则纸的尺寸可能改变6。因为纸的膨胀率和 收缩率不相同，即使温度回到原来的大小，图纸也不能恢 复原来的尺寸。因此在数字化时要适当的比例因子，通过 仿射变换进行几何纠正，以减小工作底图变形产生的位置 误差，达到相应的精度。对不同种类和比例的工作底图进行数字化时，应注意 它的投影方式是否一致，比例是否匹配。对于不同投影方 式应在数字化后及

21、时变换为系统要求的投影方式。对于不 同比例应将比例尺和精度记录到元数据中，以便估记由此 可能产生的误差。(2) 跟踪数字化手扶跟踪数字是一种自动化精度较低的数字化方式， 其数字化精度也因操作员及其工作的疲劳程度而异，操作 员的劳动强度较高。随着大幅面扫描仪的成本不断降低， 扫描和矢量化技术不断完善，这种数字化方式可能成为自 动扫描数字化的一种补充。手扶数字化是从地形图输入空间数据的最广泛采用的 输入方法。把地形图放置于数字化桌上，用手持设备，跟 踪每一个地图特征、数字化设备精确量测鼠标的位置，产 生数据形式的坐标数据。影响跟踪数字化数据质量的因素很多；主要有：数字 化底图中地理要素的宽度、密度

22、和复杂程度对数字化结果 的质量有着显著影响。数字化仪的分辨率和精度对数字化 数据质量有着直接的决定性的影响。地形图数字化规范 规定，数字化仪的分辨率不能小于每厘米394线（约 1000dpi），精度不低于（英寸）。常见数字化仪在分辨率方 面通常能满足要求，而在精度方面却有相当一部分不能达 到要求。在选择数字化仪时要特别注意其精度指标，以满 足lis工程的需要。数字化操作员的技能与经验不同而引 入的人为因素误差是不同的，由于操作员视力、操作习惯, 熟练程度和疲劳程度的不同，最佳采样点位值判断，十字 丝与目标点重合程度的判断会有一定程度的差异，影响数 字化的质量。操作方式（如曲线采点方式和采点数目

23、）也 会影响数字化数据的质量。假定各种误差影响符合误差传播规律，手扶跟踪数字 化的综合精度应按下式求得：7 m数=±其中：m数表示手扶跟踪数字化的综合精度；m定表示 工作底图定向误差，m仪表示数字化仪精度，m人表示人为 因素误差。(3) 、扫描数字化扫描数字化用高精度扫描仪将图像等扫描并形成栅格 数据文件进行处理，将之转化矢量图形数据。规范规定： 图形定位控制点扫描误差不大于，相对于工作底图，矢量 化后的扫描点误差不大于，线划误差不大于。影响扫描数 字化质量的因素除原图质量外，还包括：扫描精度、定向 精度、矢量化精度损失等。 扫描仪的分辨率和精度扫描仪的分辨率和精度对扫描数字化质量的

24、影响是至 关重要的。因此，要根据具体情况选择适当的扫描仪。目 前，大幅面扫描仪大致有，滚筒式(drum),平板式 (flate bed),直进式(d irectfeed) 3种。这些扫描仪 能够输出一种或多种形式栅格数据文件(二值、灰度和彩 色)。滚筒式扫描仪精度较高价格较贵，能以较高的分辨率 扫描a0或更大的图纸。平板式扫描仪与滚筒式一样精度高、价格贵、分辨率 很高，但一般幅面不会超过a 1幅面。由于平板式扫描仪幅 面小，扫描后多需进行拼接，从而增加了工作难度，引入 了更多的误差源。lisi程一般不选用这种扫描仪。直接式扫描仪精度较低，价格也较便宜。通常能够满 足一般lis工程的需要。目前，

25、需要的大幅面扫描仪品牌有：con tex. vider、 anatech 等。在选择扫描仪时，应注意其是否采用硬件消蓝。光学 分辨率代表了扫描仪的分辨率能力，而经销商往往只是给 出插值分辨。同时，应注意扫描仪的歪斜失真，歪斜失真 的大小与扫描仪的走纸方式有关。 栅格数据矢量化的精度损失在土地信息系统中，栅格数据与矢量数据各具特点与 适用性，为了在一个系统中可以兼容这两种数据，以便有 利于进一步分析处理，常常需要实现两种结构的转换。栅格的矢量转换处理的目的，是为了将栅格数据分析 的结果，通过矢量绘图装置输出，或者为了数据压缩的需 要，将大量的面状栅格数据转换为由少量数据表示的多边 形边界，但是主

26、要目的是为了能将自动扫描仪获取的栅格 数据加入矢量形式的数据库。在栅格数据矢量的过程中的细化、跟踪等均可能引入 一些误差。复杂图形全自动化矢量化效果极差，会产生众 多的交叉线，导致多边形跟踪错误。对此，应采用交互式 矢量化方法。因此在选择矢量化软件时不应仅仅关心自动 化程度（全自动矢量化软件价格往往很高）。还要特别注意 是否具有以下功能：智能去斑，裁剪，扭曲较正，比例控 制，水平校正，光栅编辑和交互式矢量化等。 扫描数字化方法误差扫描数字化的几何分辨率是扫描数字化方法误差中最 重要的误差源，减小这种误差的唯一方法就是提高扫描仪 的几何分辨率。但是，随着分辨率的提高，栅格数据量以 平方级速度增长

27、。这往往造成计算机存储资源耗尽，数据 处理时间平方级延长。以300dpi （约每mml2个点）的分辨 率扫描时，独立点间距离的相对精度为/ 10 00左右。全自 动矢量化细化过程所产生的点位误差为12个像素点， 而交互跟踪矢量化最大点位误差可以控制在一个像素点。 按30 0dpi计，每个像素点相当于图上。扫描数字化综合精 度可按下式计算：m扫=±其中：m扫表示扫描数字化的综合精度；m定表示底图 定向误差；m仪表示扫描仪精度；m矢表示矢量化误差。这 里，m定取土，按300 dpi计算m仪取土，m矢取土。则m 扫二土 8 o四、数据处理质量土地信息系统的数据库建立后，其中已经包含了数据

28、源和数据库建库所引入的误差。数据库中的多源数据，经 过系统的各种分析处理后，在形成新的数据和最后产品的 过程中还会产生新的数据质量问题。这些问题包括：几何 改正，坐标变换和比例变换，几何数据的编辑、属性数据 的编辑、空间分析，数据格式的转换等。1、空间分析空间分析是对分析空间数据的技术的通称。从客观上 区分，可归纳为：空间的图形数据的拓扑运算；非空间属 性数据的运算；空间和非空间属性的联合运算等9。空间 分析赖以进行的基础是空间数据库，土地信息系统的空间 数据分析，是实现土地资源信息系统的实际运用的重点途 径。空间分析中的叠加分析是土地信息系统中十分常用的 一种分析方法，是用户经常用以提取数据

29、的手段之一。通 过同一地区不同内容的多幅地图的叠加组合，产生新的图 形和属性信息。在这个过程中往往产生拓扑匹配、位置和 属性方面的数据质量问题。由于叠加时多边形的边界可能 不完全重合，从而产生若干无意义多边形。对这些无意义 多边形进行处理的结果往往会改变界线的位置，叠加后形 成的新的多边形的属性值也可能存在由于属性组合带来的 误差。2、坐标变换土地信息系统数据来源较多，各种数据输入信息系统 应便于系统对数据进行图形显示，叠加查询，统计分析处 理。lis要实现这些功能，一个首要和基本的前提就是各种 不同来源的数据在系统内必须在一致的地形图坐标系下。 但是，在实际的数据采集过程中，大量的数据坐标并

30、不一 定属于系统用户所要求的坐标系，原始数据为一种坐标系, 系统要求的数据为另一种地图坐标系，有的数据坐标根本 没有地理意义，对此情况，必须提供从一种地图坐标系到 另一中坐标系的坐标变换。在具体的操作过程中，有可能产生新的误差。在不同 比例尺下对坐标数据的重新设立产生误差，进行投影变换 和/或基准面变换时产生的误差。生产实践中为提高数据 质量，确保系统的数据精度和可靠性，通常用仿射变换和 相似变换等模型来进行数据处理，以减小或消除误差。坐标变换的实质是建立两个平面点之间的一一对应关 系，现有一般g is (lis是gis的专题)软件大都提供了以 下两种模型实现坐标变换。一是仿射变换：仿射变换也

31、称六参数变换，其变换公 式为：10x' =a xbyc ( i )y'二dxeyf(ii)其中，x'、y'为地图输出坐标系中的坐标点对；x、y 为输入坐标中的坐标点时；a, b, c, d, e, f为方程参数。参数 在坐标系空间上的几何意义为：a和a分别确定点(x, y) 在输出坐标中x方面和y方向上的缩放尺度。e和d确定旋 转角度，c和f分别确定在x方向和y方向上的水平移尺寸o二是相似变换：当式（i ）、（ii）中的参数满足条件 a=e=sco s, b二-d二in时，则得到四参数的相似变换公式： x'二axbyb （iii） y'=-bxa

32、yd （iv）式中，x'、y'为输岀地图坐标系中的坐标点对；x、y 为输入地图坐标中的坐标点对；a、b> c、d为方程参数， 相似变换实质上也是坐标系间的平移，旋转和缩放尺度的 变换，式中c和d分别为坐标在x轴和y轴上的平移大小, 为缩放比例，=arctg（b/a）为旋转角度。为了求出以上公式中的参数，建立两种坐标之间的仿 射（或相似）转换关系，至少需要三个（或两个）已知的 控制点坐标。而实际上，应选择多于三个（或两个）控制 点，方能按照最小二乘法原理进行平差，得出系数值，代 入上述方程即建立输入和输出坐标系之间的仿射（或相似） 变换数学模型。可以看出，仿射变换和相似变换

33、都为线性函数变换模 型，可实现对原图形的平移、旋转和缩放，相比较而言， 相似变换不能进行x轴、y轴不均匀缩放的变换，而仿射变 换能保证更高的数据精度。3、数据变换(l)cad向gis的转换目前我国土地管理中存在一个较为普遍的问题是土地 信息系统的构建与图形数据采集较少作用一个整体来通盘 考虑，地籍测绘大大超前于信息管理系统构建。中小城市 这种问题表现得更为突出。为满足土地确权发证，土地定 级估价等需要，1995年前测绘的地籍图等图件因受技术条 件的限制绝大部分是采用传统白纸测图方法完成的。随着 计算机技术的发展和在测绘工作中的普及应用，1995年之 后数字地图逐渐取代传统测绘。但一个不容忽视的

34、事实是, 绝大多数测绘图软件是在autoca d上进行二次开发完成的。 有些甚至是采用低版本的cad,有些测绘图软件虽然测的是 数字图，但只有非编码的图形文件，不保留信息，或者图 形编辑以后，返不成信息。这种数字图说到底仅仅是从传 统的白纸图过渡到计算机驱动绘制的白纸图。本质上与传 统测绘没有什么区别。有些虽然采用了较高版本的cad基 础软件二次开发成数字测图软件并采用了数字编码技术， 但由于较少考虑cad与gis的数据共享问题(土地信息系统 属于专题gis )0在着手考虑构建土地信息系统时，遇到的 突出问题则是如何充分，有效利用已有数字信息资料，并 确保数据转换质量。对于传统模拟图或难以返成

35、信息的所谓数字图只能采 用原图数字化，形成数字信息后方可加以利用，但其精度 丢失是不可避免的。对于采用了编码技术，也能返成信息的数字图，其数 字信息可以通过数据转换来实现数据共享，但由于cad与 gis图形数据之间其数据格式，数据内容甚至数据概念都有 很大差异，数据转换时应注意以下三个方面：11数据 格式转换。不同的软件有不同的数据格式，有些可以通过 通用数据格式如dxf实现转换，但转换过程中的数据丢失也 的确令人烦恼。数据元素转换。cad与g is两者之间的 图形元素不是一一对应关系，cad图形中的图形元素种类要 比gis图形文件中的图形元素种类多，gis中只有点、线、 面三类基本图形元素，

36、而cad中包括有点、线、面、注记、 矩形等多种图形元素，在具体转换中，cad的图形元素哪些 转换成g is的点，哪些元素转换面面，什么元素需要转换 成gis的属性数据，什么元素则不需要转换到gis中去 等。cad与gis图形元素之间的对应关系，都需要认真细致 地加以技术处理，使空间数据和属性数据在输入系统后正 确地连接起来。拓扑关系的形成。因为c ad的图形元素 之间没有拓扑关系，实现ca d向gis数据转换的一个重要 内容就是要将转换后的图形数据按照一定的技术要求经过 编辑，在gis环境下建立几何元素的拓扑关系。在实际转换中，还会出现许多意想不到的技术问题，会影响数据转换质量，有待进一步解决

37、。(2)矢量数据结构向栅格数据结构的转换土地信息系统的建设中，许多数据如行政边界，交通 干线，土地利用类型、土壤类型等都是用矢量数字化的方 法输入计算机或以矢量的方式存在计算机中，表现为点、 线、多边形数据。然而，矢量数据直接用于多种数据的复 合分析等处理将比较复杂，特别是不同数据要在位置上一 一配准，寻找交点并进行分析。相比之下利用栅格数据模 式进行处理则容易得多。加之土地覆盖的叠置复合分析更 需要把其从矢量数据的形式转变为栅格数据的形式。矢量数据的基本坐标是直角坐标(x, y),其坐标原点 一般取图的左下角。网格数据的基本坐标是行和列(i, j), 其坐标原点一般取图的左上角。两种数据变换

38、时，令直角 坐标x和y分别与行与列平行。由于矢量数据的基本要素 是点、线、面，因而只要实现点、线、面的转换，各种线 划图形的变换问题基本上都可以解决12。矢量数据变成栅格数据的原理与方法并不困难，但由 于矢量数据的记录方式各不相同，也会产生一些问题。如 多边形之间公共边原来只有一条交界线，转变成网格后成 为有一定宽度的界线，产生了一定的近似性。特别是几条 线交叉处，一个网格元素中包括了相邻的几种类别，转换 时只能用其中的一种类别作为交叉点所在的元素的类别， 这种误差应在允许的范围以内。而减小网格尺寸，虽提高 了精度，但大大提高了数据的冗余量。栅格数据结构需要大量的计算机内存来存贮和处理数 据，

39、才能达到与矢量数据结构相同的空间分辨率，而矢量 结构在某些特定形式的处理中，如象多边形叠置，空间均 值处理等尚有大量的技术问题来解决。值得注意的是，无 论采用哪种转换方法，转换的结果都会不同程度地引起原 始信息的损失。4、空间数据的编辑通过矢量数字化或扫描数字化所获取的原始空间数据, 都不能避免地存在错误或误差。属性数据在建库时，也难 免会存在错误。诸如：空间数据的不完整或重复，空间点、 线、面数据的丢失或重复，区域中心点的遗漏，栅格数据 矢量化时引起的断线等，空间数据位置的不准确、线段过 长或过短，线段的断裂、相邻多边形结点的不重合及空间 数据的变形等。因此，必须对图形数据和属性数据进行一

40、定的编辑。土地信息系统数据编辑是消耗时间的交互处理工作， 对空间数据不完整或位置的误差，主要是利用lis图形编 辑功能，如删除（目标、属性、坐标），修改（平移、拷贝、 连接、分裂、合并、装饰）、插入等进行处理。对空间数据 比例尺的不准确和变形，可以通过比例尺变换和纠正来处 理。在数据的编辑过程中，由可能产生一些新的问题。如: 线段的相关与延伸出现的问题，图形的平移与旋转出现的 问题，删除"细部多边形”时产生的误差，数值计算与变 化的误差；文件的合并以及形成新文件的问题；属性数据 的重新定义和更新的问题。有的问题时可能避免的，有的 问题则无法避免。因此，必须进行检核。通过耐心细致的 检

41、查，主要误差都能从数据中寻找岀来，并有效消除误差。一般采用叠合比较法，目视检查法和逻辑法。叠合比较法是空间数字化正确与否的最佳检核方法,按与原图相同的比例尺把数字化的内容绘在透明材料上,此后与原图叠合在一起，在透光桌上仔细的观察和比较。 一般。对于空间数据的比例尺不准确和空间数据的变形马 上就可以观察出来，对于空间数据的位置不完整和不准确则须把遗漏、位置错误的地方明显地标注出来。目视检查指在屏幕上用目视检查的方法，检查一些明显的数字化误 差与错误，包括线段过长或过短，多边形的重叠和裂口、 线段的断裂等。5、由计算机引起的问题在计算机中，数据是由一定字长的编辑数码表示的,由计算机字长可能引起一种

42、误差。这种误差出现在各种数 值运算和模型分析中，由这种误差引起的问题很多13, 例如lis空间数据库中整数编码对面积和周长计算的影响, 比例尺变换和旋转变换对拓扑关系的影响等。削弱误差影 响的主要方法有：改变数据在计算机中的表示方式,采用合 适的算法等。除了数据处理精度外，数据存储精度也与计算机字长 有关。16位的计算机在存储低分辨率的栅格图像时不会出 现问题，但存储高精度的控制点坐标或点位精度要求高的 地理数据时，则不能胜任。五、数据应用质量土地信息数据在使用过程中往往出现一些质量问题， 这些问题包括数据的完备程度，时间的有效性，拓扑关系 的正确等。1、数据的完备程度数据的完备程度指地理数据

43、在范围、内容、及结构方 面满足所有要求的完整程度。包括数据范围、空间实体类 型、空间关系分类、属性特征分类等方面的完整性。一般来说，空间范围越大，数据的完整性就越差。在 土地信息系统的建库过程中，数据不完整最简单的例子是 缺少数据。如计算机从g接收机传输位置数据时，由于软 件受干扰或其它因素的缘故，只记录下经度而丢失纬度， 以至造成数据不完整。另外由于g接收机无法收到四颗或 更多的卫星信号而无法计算高程数据也会造成数据的不完 整。又如某个应用项目需要1 :5000的基础底图，但现在的地图数据只覆盖项目区的一部分，底图数据便不完整。在土地信息系统底建库中，涉及大量的地籍档案。地 籍档案来源于土管机关的地籍部门，数量大、形式多、浩 繁、零乱，随着时间地推移，以及人为和自然的各种因素 地影响，有可能遭到损坏。如档案老化，书写材料低劣、地籍档案变到污染，变色、虫蛀等现象,进而影响到整个系统的质量。2、数据的现势性数据的现势指数据反映客观现象目前状况的程度。数据的现势差，反映的客观现象就可能不准确。不同现象的 变化频率是不同的。如地形的变化一般来说比人类建设要 缓慢，地形可能会由于山崩、雪崩、泥石流、人工挖掘及 填海等原因而在局部区域改变。但由于地图制作周期较长, 局部的变化往往不能及时地反映在地形图上，对