第3章 数据的输入与输出技术-150329

1、第3章 数据输入与输出技术内容提要：内容提要： 1 1、数、数 据据 2 2、数据源、数据源 3 3、数据输入、数据输入 4 4、数据输出与表达、数据输出与表达 5 5、空间数据质量、空间数据质量 6 6、空间数据的元数据、空间数据的元数据土地信息系统LIS23.1 数数 据据3.1.2土地数据的特征土地数据的特征 在LIS中,土地数据可分为三种类型：空间特征数据空间特征数据（定位数据）、时间属性数据时间属性数据（尺度数据）和专题属专题属性数据性数据（非定位数据）。对于大部分土地信息系统的应用来说，时间和专题属性数据结合在一起共同作为属性特征数据，而空间数据和属性特征数据统称为空空间数据间数据

2、（或土地数据土地数据）。3.1.1数据数据与数据处理与数据处理u数据的形式数据的形式：可以是数字、文字、图形或声音等u数据处理数据处理：对数据的采集、存储、检索、加工、变换和传输,以便获得数据中的信息土地信息系统LIS3图3-1 土地数据的基本特性u专题特征专题特征：是土地实体所具有的各种性质，如地面的坡度、坡向、某地的年降雨量等。通常以数字、符号、文本和图像等形式来表示。 u空间特征空间特征：表示地块的空间位置、形状和大小及其与相邻地块的拓扑关系。位置和拓扑特征是空间信息系统所独有的。 u时间特征时间特征：指土地实体的时间变化或数据采集的时间等。即空间数据总是在某一特定时间或时段内得到或计算

3、的。 土地数据一般具有三个基本特征: 土地信息系统LIS4命名或类型次序间隔比率 测量测量是根据一定的标准对特定现象赋值或打分；测量的尺度大致可以分成四个层次，由粗略至详细依次为：尺尺度度层层次次粗细3.1.3空间数据的测量尺度空间数据的测量尺度土地信息系统LIS5 也称类型量类型量，是对数据定性定性而非定量的描述。例如，可以用不同数值表示不同的土地利用类型、植被类型或岩石类型，但是这些数值之间无数量关系无数量关系,对命名数据的逻辑运算只有“等于”或“不等于”两种形式，不能进行任何算术运算。命名（命名（NominalNominal）量）量次序（次序（OrdinalOrdinal）量）量 通过排

4、序排序来区分和标识地理现象的量称为次序量次序量。它是按照等级序列，由低到高（或由高到低）进一步细分的，不同次序之间的间隔大小可以不同不同次序之间的间隔大小可以不同。如山峰按高度分级为如山峰按高度分级为极高山、高山、中山、低山和丘陵。极高山、高山、中山、低山和丘陵。可进行“等于”、“不等于” “大于”或“小于”等逻辑运算，但不能进行任何算术运算。土地信息系统LIS6间隔（间隔（IntervalInterval）量）量 间隔量间隔量是不参照某个固定点, 而是按间隔表示相对位置的数，无真实零值无真实零值。间隔量之间可以比较大小，且它们之间的差值是有意义的。如温度是间隔量温度是间隔量，因为它的“0”测

5、量值随所用测量单位而不同，不能说40比20暖一倍，因为这个比例在使用华氏温度时就改变了。比率（比率（RatioRatio）量）量 比率量比率量是间隔量的精确化，是指那些有真零值有真零值而且测量单位的间隔是相等的数据。如年降雨量、海拔高度、人口密度、发病率等。比例数据和间隔数据可用于加、减、乘、除等运算，而且可以求算术平均。土地信息系统LIS7比较比较：（1)高层次的测量尺度含有更多的信息，而且可以向低层次的测量尺度转换。 （2）高层次尺度都具有低层次尺度的一切特征，反之则不然；高层次尺度可能获得更多、更精确的信息，但调查和分析的工作量更大，而低层次尺度则相反。因此，选择尺度要结合系统的要求与研

6、究条件。 （3）命名数据或次序数据便于使用，易于理解，但有时不够精确，不能用于较高级的算术运算；而比率数据或间隔数据比较精确，便于计算机处理。因此，在较复杂的LIS中，往往上述几种测量尺度的数据均需用到。土地信息系统LIS8 图3-2 空间数据的各种测量尺度及其制图表现土地信息系统LIS9 土地数据一般包括空间数据与属性数据，其获获取途径取途径主要有五种：野外实地测量；摄影测量与遥感；现场专题考察与调查； 社会调查与统计；利用已有资料。 3.2 数据源数据源遥感、现场调查、社会调查、已有资料属性数据属性数据测量、遥感、现场调查、已有资料空间数据空间数据获取途径获取途径数据类型数据类型表3-1

7、LIS数据的获取途径土地信息系统LIS10u野外测量野外测量 野外测量是传统的测量方法，这种方法获得的资料具体、准确资料具体、准确，但花费人工多人工多，工作周期长周期长。一般是测得资料后制成地图，再输入土地信息系统的数据库中。土地信息系统LIS11u全球定位系统（全球定位系统（GPS） GPS技术是依靠导航卫星来决定地球上某一位置坐标的技术，它已成为目前既便宜又既便宜又精确精确的一种数据采集技术。GPS 所采集的数据点的信息可以文本的形式存储，然后根据数据库和LIS软件的要求，使用一些很简单的程序便能够将其转换成有拓扑关系的图形。土地信息系统LIS12u摄影测量摄影测量 航空摄影测量航空摄影测

8、量指的是在航空器上用航摄仪器对地面连续摄取像片，结合地面控制点测量、调绘和立体测绘等步骤，绘制出地形图地形图的作业。 数字摄影测量数字摄影测量是以立体数字影像为基础，由计算机进行影像处理和影像匹配，自动识别相应像点及坐标，运用解析摄影测量的方法确定所摄物体的三维坐标，并输出数字高程模型、正射数字影像和线划地图。土地信息系统LIS 如右下图为一野外数据采集系统，该系统是由GPS、INS 和 CCD 设备集成，组装在一台测量车上。GPS 用来确定测量车在任一时刻的位置。INS 用来确定摄影平台在三维坐标系中的姿态（定向）参数，两台 CCD 相机用来摄取地面物体的图像。 当测量车以50-70km/h

9、的速度行驶时，可使摄影距离在50cm范围内的物体的绝对精读达到30cm，相对精读达到10cm，这个精读基本上能满足城市地籍图的要求。 CCD数字摄影测量在野外数据快速采集中的应用数字摄影测量在野外数据快速采集中的应用土地信息系统LIS14u遥遥 感感 利用遥感仪器遥感仪器不直接接触被研究的目标，感测目标特征（一般是指反射或发射电磁波）的信息。将遥测得到的光学图象光学图象或数字图像数字图像经过几何纠正、信息增强、信息提取及信息复合和分类等影像处理便能得到所需要的信息。 用遥感技术获取信息有范围大范围大、速度快速度快、信息广信息广的特点，长期在地球轨道上运行的遥感卫星可时时刻刻地向地面传送探测到的

10、信息。土地信息系统LIS15u地图与经济数据地图与经济数据 任何一个信息系统，都应尽量利用已有的资料，以减少工人成本，缩短工作周期。比如，现有各种比如，现有各种专题地图、政府统计部门的各种调查、统计报表等，专题地图、政府统计部门的各种调查、统计报表等，都是最常用的信息来源。都是最常用的信息来源。一些发达国家已公开提供计算机的数据资料，以及将社会调查和地图结合在一起的地理数据等等，这简化了各种简化了各种 LIS 的数据收的数据收集工作，也为不同信息系统之间的数据共享带来方集工作，也为不同信息系统之间的数据共享带来方便。便。土地信息系统LIS16 土地数据输入土地数据输入是从不同数据源、用不同设备

11、、方法和技术来获取数据并进行必要的编码和输入数据库的过程，即通常所说的土地利用建库土地利用建库工作工作。 土地数据输入主要考虑以下三方面的问题：统一的地理基础空间数据输入问题属性数据输入问题3.3 数据输入数据输入土地信息系统LIS173.3.1地理基础地理基础u地理基础是土地数据表示格式与规范的重要组成部分，包括统一的地图投影系统统一的地图投影系统、统一的地理坐标系统统一的地理坐标系统以及统一的编码系统统一的编码系统；u投影坐标系统配置的一般特征一般特征：各个国家的LIS采取的投影系统应与该国基本地图系列所用的投影系统一致；各地区的LIS中的投影系统与其所在区域适用的投影系统一致；u一般LI

12、S中地图投影的配置与设计配置与设计：应与相应比例尺的国家基本图投影系统一致；一般至多采用两种投影系统，一种用于大比例尺的数据处理，另一种服务于中小比例尺数据处理，如我国如我国1:501:50万时采用高斯万时采用高斯- -克吕格投影克吕格投影,1:100,1:100万采用正轴等角割圆锥投影万采用正轴等角割圆锥投影。土地信息系统LIS183.3.2空间数据的输入空间数据的输入u通常在LIS中用到的图形数据类型图形数据类型包括：各种地图如地形图、航空像片、遥感数据、点采样数据等。u输入方法可以采用数字化仪数字化仪、扫描仪扫描仪以及摄摄影测量仪影测量仪、测量全站型速测仪测量全站型速测仪、GPSGPS接

13、收机接收机等能以数字形式自动记录测量数据的测量仪器。选哪种方法需根据应用图形数据的方式与类型、现有设备状况、人力资源状况和经济状况等因素综合考虑，可选一种或几种方法结合起来输入所需的图形数据。u空间数据输入的重要途径是地图数字化地图数字化。土地信息系统LIS19u地图数字化地图数字化：将纸质地图经过计算机图形图像系统光电转换量化为点阵数字图像，经图像处理和曲线矢量化，或者或者直接进行手扶跟踪数字化后，生成可以为土地信息系统显示、修改、标注、漫游、计算、管理和打印的矢量地图数据文件的过程。u地图数字化有两种方式地图数字化有两种方式：手扶跟踪数字化手扶跟踪数字化和扫扫描数字化描数字化。土地信息系统

14、LIS20 手扶跟踪数字化手扶跟踪数字化l涵义涵义：把地图放置于数字化桌上，用手持设备（定位装置游标）跟踪地图上的各种地理特征，数字化设备精确量测游标的位置，产生数据形式的坐标数据。土地信息系统LIS21（1 1）手扶跟踪数字化仪的连接和参数设置）手扶跟踪数字化仪的连接和参数设置 通过RS-232(串口)接口与计算机进行连接的，进行通讯参数（包括波特率、数据位、校验位、停止位等）以及坐标原点、分辨率、采点方式、数据格式等参数的设置。为了保证数据录入的正确，必须设置数字化软件的参数与数字化仪相一必须设置数字化软件的参数与数字化仪相一致致。 （2 2）地图的预处理）地图的预处理 首先要确定需要数字

15、化哪些信息，输入哪些图层，以及每个图层包含的具体内容。l手扶跟踪数字化的步骤：手扶跟踪数字化的步骤：土地信息系统LIS22土地信息系统LIS23（3 3）确定定位点）确定定位点 定位点用于确定数字化文件相对于数字化板的位定位点用于确定数字化文件相对于数字化板的位置。置。由于数字化过程不可能一次完成，在两次输入之间地图的位置可能相对于数字化板发生错动，这样前后两次录入的坐标就会偏移。解决该问题的办法就是在每次录人之前，先输人至少3个定位点(TickMarks)，这些点相对于地图的位置是固定的，这样两次输入的内容就可以根据定位点坐标之间的关系进行匹配。 土地信息系统LIS24（4 4）确定控制点）

16、确定控制点 控制点的作用是进行地图配准控制点的作用是进行地图配准，用来将数字化后的数据校准（配准）到一个指定的地图坐标系，以便这些数据与其它的数据集成。以便这些数据与其它的数据集成。控制点的选择对于空间实体地理位置的确定具有至关重要的意义。土地信息系统LIS25关于控制点的选取关于控制点的选取控制点可以是经纬线经纬线网格的交点、公里网格公里网格的交点或者一些典型地物典型地物的坐标；控制点的数目数目取决于你打算使用哪一种数学方法来实现坐标转换；但是，过多的控制点并不一定能够保证高精度的配准。要尽可能使控制点均匀分布均匀分布于整个栅格图像，而不是只在图像的某个较小区域选择控制点；通常,先在图像的四

17、个角选择4 4个控制点个控制点，然后在中间的位置有规律地选择一些控制点能得到较好的效果。土地信息系统LIS26图3-3 控制点的布设土地信息系统LIS27（5 5）选择数字化方式）选择数字化方式 通常，数字化仪采用两种数字化方式，即点方式（Point Mode）和流方式（Stream Mode）。 点方式点方式：由数字化作业员自行选择采样点自行选择采样点和确定采样密度确定采样密度，逐点地对目标进行数字化的方法。 流方式流方式：作业员只需仔细保持使游标的十字丝沿待数字化的线段连续移动，而由计算机自动地按等时间间隔等时间间隔或等距间隔等距间隔来控制点位的数据录入。 土地信息系统LIS28(a)(b

18、)图3-4 距离流方式和时间流方式(a)距离流方式距离流方式是当前接收的点与上一点距离超过一定阈值，才记录该点； (b)时间流方式时间流方式是按照一定时间间隔对接收的点进行采样。土地信息系统LIS29l距离流方式与时间流方式的比较：距离流方式与时间流方式的比较： 距离流方式的特点距离流方式的特点是容易遗漏曲线拐点，从而使曲线失真；时间流方式的特点时间流方式的特点是当数字化曲线比较平滑时，可以加快鼠标移动的速度，使采样点的数目相对减少；而当曲线比较弯曲时，鼠标移动较慢，采样点的数目就多。l流方式与点方式的比较：流方式与点方式的比较： 流方式录入能够加快数字化的速度，但其采集的点的数量往往要多于点

19、方式，造成数据量过大。 因此，在数字化过程中，需要根据不同的对象选择不同的数字化方式。 土地信息系统LIS30（6）曲线离散化曲线离散化（对点方式数字化而言）（对点方式数字化而言） 在数字化过程中，需要对曲线进行采样简化，即在曲线上取有限个点，将其变为折线，并且能够在一定程度上保持原有的形状。下面介绍Douglas-Douglas-Peucker(Peucker(道格拉斯道格拉斯- -派克尔派克尔) )算法：在曲线首尾两点A、B之间连接一条直线段AB，该直线称为曲线的弦；找到曲线上离该直线段距离最大的点C，并计算其与AB的距离d；比较该距离与预先给定阈值的大小，如果小于，则将该直线段作为曲线的

20、近似，该段曲线处理完毕；如果距离大于阈值，则用C将曲线分为两段AC和BC，并分别对两段曲线进行-步的处理；当所有曲线都处理完毕后，依次连接各个分割点形成的折线，即可以作为曲线的近似。土地信息系统LIS31(a)(b)(c)(d)(e)(f)ABCd图3-5 曲线离散化算法 土地信息系统LIS32 扫描数字化扫描数字化l分类分类：栅格扫描栅格扫描数字化与矢量扫描矢量扫描数字化。l栅格扫描数字化栅格扫描数字化：将纸质地图扫描后得到的栅格图像转换成矢量地图的过程。 栅格图像转换成矢量地图有两种方式两种方式： 一是将显示在屏幕上的栅格图像作进一步手工矢手工矢量化量化。手工矢量化又可分为完全的手工跟踪完

21、全的手工跟踪和借助软件的半自动跟踪半自动跟踪两种； 二是由软件自动转换自动转换成矢量地图。（） l矢量扫描数字化矢量扫描数字化：是直接跟踪被扫描图上的线划并产生矢量数据的扫描方式。土地信息系统LIS33 完全手工跟踪方法完全手工跟踪方法把扫描获得的图像作为底图显示出来，操作员用鼠标器在屏幕上进行操作，这和手扶跟踪数字化输入很相似。 图3-6 完全手工跟踪的地图信息处理流程 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幕跟踪屏幕跟踪矢量化矢量化矢量图合矢量图合成、编辑成、编辑纸纸质质地地图图空间空间数据库数据库地地图图配配准准 半自动的矢量化方法半自动的矢量化方法是由操作人员用鼠标器点

22、一下屏幕上需要矢量化的线条，软件沿着栅格线条找到线的一个端点或在与其他线条相交处停下来，提示操作员，由操作员控制需要进一步矢量化的方向或下一点，计算机则自动地记录下有关的关键点并连成线。 自动矢量化方法自动矢量化方法是由软件自动完成指定区域内的栅格数据的矢量化。自动矢量化之前，若栅格数据中有注记等其他不需要矢量化的部分，要先将其清除。 土地信息系统LIS34Coredraw软件软件(手工手工) 土地信息系统LIS35R2V软件软件(自动或半自动矢量化自动或半自动矢量化 ) 土地信息系统LIS36ArcMap软件软件(手工手工,也可用也可用ArcGIS中中ArcScan自动矢量化自动矢量化) 土

23、地信息系统LISu地图数字化方式的比较地图数字化方式的比较 手扶跟踪数字化手扶跟踪数字化采集的数据数据量小，数据处理的软件也比较完备，但由于数字化的速度比较慢，工作量大，自动化程度低，数字化的精度与作业员的操作有很大关系，所以，目前很多单位在大批量数字化时，已不再采用它。 栅格扫描数字化栅格扫描数字化中完全手工跟踪矢量化完全手工跟踪矢量化和半自动跟踪矢半自动跟踪矢量化量化(要为二值图)因其输入速度快、不受人为因素的影响、操作简单而越来越受到大家的欢迎，再加之计算机运算速度、存储容量的提高和矢量化软件的踊跃出现，使其已成为图形数据输入的主要方法。自动矢量化自动矢量化由于要求的数据很理想（底图十分

24、清晰，且要为二值图），并且还要清除栅格数据中不需要矢量化的部分(如注记)，且矢量化后的数据量大、矢量化后还需修改，使得其应用受到一定限制。 矢量扫描数字化矢量扫描数字化速度极快，且不易产生错漏，但仪器价格昂贵，使用并不普遍。37土地信息系统LIS383.3.3属性数据的输入及其与空间数据的连接属性数据的输入及其与空间数据的连接u土地信息中的属性数据土地信息中的属性数据主要是从社会经济的角度来描述地理实体及其相关特征的，主要包括三个方面： （1）描述地理实体的数量、质量、权属和利用状况的数据； （2）描述有关地理实体的基本特征的数据； （3）描述地理实体与地理实体相互关系的数据。土地信息系统LI

25、S39u属性数据如何输入？属性数据如何输入？l 属性数据输入方式输入方式有两种： 与空间数据一起用键盘输入，把属性数据与空间数据组织在数据文件的同一记录中； 属性数据文件与空间数据文件并存于文件系统中，即预先建立属性表输入属性，或从其他统计数据库中导入属性，然后根据关键字关键字与空间数据自动连接。u属性数据如何与空间数据连接？属性数据如何与空间数据连接？l 用特定的程序把属性与已数字化的点、线、面空间实体通过具有惟一性的关键字关键字(标识符标识符)联系起来。土地信息系统LIS40 土地信息系统LIS413.4 数据输出与表达数据输出与表达u数据输出与表达：数据输出与表达：是指借助一定的设备和介

26、质，将土地信息分析或查询检索结果表示为某种用户需要的可以理解的形式的过程；或者是将上述结果传送到其它计算机系统的过程。u数据的输出形式分为三种：数据的输出形式分为三种：（1）硬拷贝）硬拷贝输出是永久显示，信息被打印在纸上、摄影胶片或类似材料上。地图和表格通常用这种格式输出。 （2）软拷贝）软拷贝是一种能在计算机屏幕上观察的输出方式。它用于操作员与计算机之间的交互操作和正式硬拷贝之前对数据的浏览。（3）电子输出）电子输出是由计算机兼容文件组成的输出方法，通常用于计算机系统之间的数据传递、进一步分析或带往远地产生硬拷贝输出之用。土地信息系统LIS42u输出设备输出设备：（1）屏幕显示器）屏幕显示器

27、具有代价低、速度快、得到的图形、图像色彩鲜艳，且可以动态刷新等特点；一般只是作为暂时性输出，供人机交互操作时参考之用。在LIS运行中的人机交互操作量是很大的，屏幕显示从数据输入、编辑到空间操作等各个阶段都要用到。（2）打印机）打印机两种：行式打印机行式打印机具打印速度快、售价成本低的特点，但输出图形质量粗糙、精度低；点阵打点阵打印机印机具有打印速度快、精度较高、成本较低的特点，但输出幅面较小，大的输出图需进行拼接，因而限制了其应用范围，目前可在小型LIS系统中采用。（3）绘图仪）绘图仪两种：笔式绘图仪笔式绘图仪是一种矢量输出的设备，具有输出精度高、表现精美、输出图幅大等优点。但成本较高、软件开

28、发较复杂、对用户要求较高。喷墨喷墨绘图仪绘图仪是栅格显示输出设备的一种。价格比较昂贵，成本太高。土地信息系统LIS433.5.1空间数据质量的概念空间数据质量的概念u空间数据质量空间数据质量：是空间数据在表达空间位置、专题特征和时间信息这三个基本要素时，所能够达到的准确性、一致性、完整性以及它们三者之间统一性的程度。u与数据质量相关的几个概念：与数据质量相关的几个概念： 误差误差(Error)：反映了数据与真实值或者大家公认的真值之间的差异，它是一种常用的数据准确性的表达方式；3.5 空间数据质量空间数据质量土地信息系统LIS44 数据的准确度数据的准确度(Accuracy)(Accuracy

29、)：被定义为结果、计算值或估计值与真实值或者大家公认的真值的接近程度。 数据的精密度数据的精密度(Resolution)(Resolution)：指数据表示的精密程度，即数据表示的有效位数；准确度准确度和精密度精密度常结合在一起称为精度精度； 不确定性不确定性(Uncertainty)(Uncertainty)：是关于空间过程和特征不能被准确确定的程度，是自然界各种空间现象自身固有的属性； 空间分辨率空间分辨率(Resolution)(Resolution)：是空间目标可辨识的最小尺寸； 比例尺比例尺(Scale)(Scale)：是地图上两个点间图面距离和它所表现的真实世界的距离之间的一个比值

30、。土地信息系统LIS453.5.2空间数据质量评价空间数据质量评价数据情况说明（Source） 属性精度（Attribute accuracy） 时间精度（Temporal accuracy） 数据完整性（Completeness） 表达形式的合理性（Rationality） 逻辑一致性（Logical consistency） 位置精度（Metric accuracy） u空间数据质量标准空间数据质量标准土地信息系统LIS46u空间数据质量的评价空间数据质量的评价 表现形式准确性 数据完整性 逻辑一致性 属性精度 位置精度 世系(继承性)专题专题特征特征 时间时间 特征特征 空间空间 特征特

31、征 数据描述数据描述数据标准数据标准土地信息系统LIS473.5.3空间数据的误差来源及分析空间数据的误差来源及分析u空间数据的误差来源空间数据的误差来源空间现象自身存在复杂性、不稳定性和模糊性；空间数据源误差及获取过程中产生的误差； 空间数据处理过程中产生的误差；空间数据应用中产生的误差。土地信息系统LIS48空间数据源误差及获取过程中产生的误差空间数据源误差及获取过程中产生的误差地图数据的误差地图数据的误差测量数据的误差测量数据的误差遥感数据的误差遥感数据的误差土地信息系统LIS49地图数据的误差地图数据的误差地图固有误差地图固有误差控制点误差、投影误差材料变形误差材料变形误差温度和湿度变

32、化图形数字化误差图形数字化误差手扶跟踪数字化手扶跟踪数字化： 1、数字化要素对象 2、数字化操作 3、数字化仪扫描数字化扫描数字化：原图质量、扫描精度、扫描分辨率、配准精度、校正精度等土地信息系统LIS50遥感数据的误差遥感数据的误差遥感仪器的观测遥感仪器的观测过程过程 空间分辨率、几何畸变和辐射误差（即灰度失真） 遥感图像的处理遥感图像的处理和解译和解译影像或图像校正和匹配、遥感解译判读和分类土地信息系统LIS51测量数据的误差测量数据的误差系统系统误差误差受环境因素、仪器结构与性能、操作人员的技能等影响。它不能通过重复观测加以检查或消除。操作操作误差误差操作人员在使用设备、读数或记录观测值

33、时，因粗心或操作不当而产生的。通过重复观测检查并消除操作误差。 偶然偶然误差误差一种随机性误差，由一些不可预料、不可控制的因素引入。可采用随机模型进行估计和处理。土地信息系统LIS52空间数据处理过程中的误差空间数据处理过程中的误差投影变换投影变换数据格式转换数据格式转换 数据抽象数据抽象 建立拓扑关系建立拓扑关系 与主控数据层的匹配与主控数据层的匹配数据叠加操作和更新数据叠加操作和更新数据集成处理数据集成处理数据的可视化表达数据的可视化表达数据处理过程中误差的传递和扩散数据处理过程中误差的传递和扩散 （远远小于数据源的误差）土地信息系统LIS53B.栅格表示形式C.矢量表示形式图3-7 矢量

34、数据和栅格数据的表示形式 数据格式转换数据格式转换 土地信息系统LIS54 数据抽象数据抽象u 在数据发生比例尺变换时，对数据进行的聚类、归并、合并等操作；合并合并：在类型转换之后将拓扑相邻且属于同一类型的多个对象合并成一个对象。 土地信息系统LIS55聚合聚合：将两个或多个类型相同、不相邻接但彼此间距离小于最小距离域值的多边形联合生成一个多边形，或者或者将两条类型相同、首尾相对但不相接，且两点之间的距离小于最小距离域值的线对象，聚合生成一个新对象。 土地信息系统LIS56压缩压缩：在缩小比例尺状态下，将不满足最小尺寸条件的多边形压缩成点或线，或或将线压缩成点。 土地信息系统LIS57融合融合

35、：指将不同类型的拓扑邻接对象合并成新对象，其实质是将不重要的地块（比如面积较小）归并到与其拓扑邻接的某个邻域多边形中。 土地信息系统LIS58图3-8 建立拓扑关系时结点匹配示意图 建立拓扑关系建立拓扑关系 土地信息系统LIS59空间数据应用中的误差空间数据应用中的误差对数据的解释过程对数据的解释过程：不同用户对它的内容的解释和理解可能不同。例如，对于土壤数据，城市开发部门、农业部门、环境部门对某一级别土壤类型内涵的理解和解释会有很大的差异。缺少文档缺少文档：缺少对某一地区不同来源的空间数据的说明，如缺少投影类型、坐标系统、数据定义等描述信息。土地信息系统LIS60表3-2 数据的主要误差来源

36、数据处数据处理过程理过程 误差来源误差来源数据搜集野外测量误差：仪器误差、记录误差遥感数据误差：辐射和几何纠正误差、信息提取误差地图数据误差：原始数据误差、坐标转换、制图综合及印刷数据输入数字化误差：仪器误差、操作误差不同系统格式转换误差：栅格-矢量转换、三角网-等值线转换数据存储数值精度不够空间精度不够：每个格网点太大、地图最小制图单元太大数据处理分类间隔不合理数据叠合引起的误差传播：插值误差、多源数据综合分析误差 比例尺太小引起的误差数据输出输出设备不精确引起的误差输出的媒介不稳定造成的误差数据使用对数据所包含信息的误解对数据信息使用不当土地信息系统LIS61u常见空间数据的误差分析常见空

37、间数据的误差分析 归纳起来，空间数据的误差主要有四大类，即几何误差、属性误差、时间误差和逻辑误差。 LIS特有属性误差、时间误差和几何误差可能导致土地信息系统LIS62逻辑误差逻辑误差 由数据的逻辑关系错误所引起的误差。数据的不完整性是通过上述四类误差反映出来的。事实上检查逻辑误差，有助于发现不完整的数据和其他三类误差。对数据进行质量控制或质量评价，一般先从数据的逻辑性检查入手。 土地信息系统LIS63 图3-9 各种逻辑误差 土地信息系统LIS64几何误差几何误差 某点的点误差即为测量位置（x，y）与其真实位置（x0，y0）的差异。点误差可通过计算坐标误差和距离的方法得到。坐标误差定义为：

38、x=x-x0 y=y-y0 为了衡量整个数据采集区域或制图区域内的点误差，一般抽样测算（x，y）。抽样点应随机分布于数据采集区内，并具有代表性。这样抽样点越多，所测的误差分布就越接近于点误差的真实分布。点误差点误差土地信息系统LIS65线误差线误差 线在LIS中既可表示线性现象，又可以通过连成的多边形表示面状现象。线误差分两类：第一第一类类是线上的点在真实世界中是可以找到的，这类线性特征的误差主要产生于测量和对数据的后处理；第二类第二类是现实世界中找不到的，如气候区划线、等高线和土壤类型界限等，这类线性特征的线误差是在确定线的界线时产生的。土地信息系统LIS663.5.4空间数据质量控制空间数

39、据质量控制u空间数据质量控制的方法空间数据质量控制的方法 传统的手工方法传统的手工方法 主要是将数字化数据与数据源进行比较，图形部分的检查包括目视方法、绘制到透明图上与原图叠加比较，属性部分的检查采用与原属性逐个对比；（）元数据方法元数据方法 元数据中包涵了大量的有关数据质量的信息，通过跟踪元数据可以了解数据质量的状况和变化；地理相关法地理相关法 用空间数据的地理特征要素自身的相关性来分析数据的质量。 （） 土地信息系统LIS67几何数据错误几何数据错误 (a)为区域标识点遗漏 (b)为线段过长 土地信息系统LIS68土地信息系统LIS69u空间数据生产过程中的质量控制空间数据生产过程中的质量