喀斯特石漠化綜合防治決策系統空間數據不確定性分析

摘 要：研究喀斯特石漠化綜合防治決策系統空間數據的不確定性來源，通過對比樣點GPS測量坐標與系統顯示坐標得出系統定位顯示誤差，并對遙感解譯數據進行誤差分析，綜合系統空間數據來源得出以下結論：喀斯特石漠化綜合防治決策系統空間數據不確定性主要來源于GPS測量數據、地圖數據、遙感數據的不確定性、數據轉換及GIS分析處理過程中引起的誤差。系統定位顯示誤差為0.0158。

關鍵詞：喀斯特石漠化；空間數據；不確定性

中圖分類號：F124.5 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2013）24-0279-03

引言

地理系統本身的復雜性從本質上決定了地理數據的不確定性[1]。地理信息系統空間模型的表示方法存在著不確定性問題，并通過GIS的分析操作而傳播。喀斯特石漠化綜合防治決策系統是結合地理信息系統和決策支持系統，利用Visual Basic開發軟件與MapObject控件開發的建立村一級管理分析系統和土地圖斑類別、面積查詢分析系統，并根據目前已頒布的國家標準（GB）相應編碼數字化，有較強的多媒體數據和矢量數據庫管理功能。它是以貴州省畢節鴨池示范區的基礎信息及石漠化決策信息為數據源、以有助于實現喀斯特石漠化綜合防治為目的、以GIS分析方法、決策支持和軟件開發技術為手段開發的GIS應用系統。本文以此決策系統空間數據為研究對象，對GPS野外調查數據及遙感解譯數據進行分析，從而得出系統數據的不確定性問題。

一、系統空間數據的獲取

GIS所涉及的空間數據主要是指以地球表面空間位置為參照的自然人文社會經濟和景觀等信息，這種信息可以是數字、圖像、圖形、表格和文字等[2]。

喀斯特石漠化綜合防治決策系統的空間數據主要來自于人工收集的現有地圖數據（研究區1∶1萬地形圖、石漠化現狀圖、石漠化防治工程布置圖等）、文本資料、遙感解譯數據、GPS野外調查數據等。系統數據管理采用混合數據模型，空間數據采用空間數據文件的方式存儲和管理，屬性數據使用Access數據庫管理系統。

二、喀斯特石漠化綜合防治決策系統空間數據誤差分析

（一）系統定位顯示的誤差分析

系統定位顯示是地理信息系統軟件必備的功能，當鼠標滑動到某一點可以在狀態欄內顯示出此點經緯度坐標。在此以GPS測量數據為驗證標準分析喀斯特石漠化綜合防治決策系統定位顯示的誤差。系統建設前期在野外調查中，使用手持GPS儀在示范區內共測定了80個樣點，現選擇20個樣點進行系統定位顯示誤差的分析（見下頁表1）。由于GPS儀本身的精度以及操作過程中的誤差，測量數據具有位置不確定性，與真值存在一定偏差，此處忽略測量數據與真值之間的偏差。

結論與討論

喀斯特石漠化綜合防治決策系統空間數據主要來自于現有地圖數據、文本資料、遙感數據、野外調查數據等。通過對紙質地圖的掃描校正以及數字化得到基礎矢量數據，數字化過程中產生的人為誤差不可避免；不考慮遙感數據本身，在其解譯過程中不可避免同物異譜和同譜異物的現象發生；利用手持GPS儀進行野外調查得到的數據是對遙感解譯數據的驗證，但在定點定位的過程中儀器本身以及人為操作帶來的誤差也不可避免。因此，系統空間數據不確定性來源包含GPS實測、數字化地圖、遙感數據、GIS空間分析等方面。通過對比樣點GPS測量坐標與系統顯示坐標，運用加權平均法得出喀斯特石漠化綜合防治決策系統定位顯示的誤差約為0.0158。

空間數據的不確定性決定空間數據質量。目前空間數據不確定性的研究還處于初步階段，綜合利用各種研究空間數據不確定性的理論和GIS空間分析方法是本文今后研究的切入點。

參考文獻：

[1] 徐建華.現代地理學中的數學方法：第2版[M].北京：高等教育出版社，2002.

[2] 戴洪磊.矢量GIS中的不確定性理論及應用[M].北京：地震出版社，2004.

[3] 張海榮.GIS中數據不確定性研究綜述[J].徐州師范大學學報：自然科學版，2001，（4）：66-68.

[4] 宋軍林.地圖對GIS空間數據誤差的影響初探[J].寶雞文理學院學報：自然科學版，2004，（1）：70-72.

[5] 承繼成，郭華東，史文中，等.遙感數據的不確定性問題[M].北京：科學出版社，2004.

[6] 胡圣武，潘正風，王新洲，等.地理信息系統不確定性的研究[J].測繪通報，2004，（9）：13-16.

[7] 張燕燕，張家慶.GIS分析中的空間數據不確定性問題[J].測繪與空間地理信息，2005，（1）：16-19.

[8] 顏加斌，李義，張勤輝.GIS空間數據的不確定性研究[J].露天采礦技術，2008，（1）：33-35.

[9] 程濤，鄧敏，李志林.空問目標不確定性的表達方法及其在GIS中的應用分析[J].武漢大學學報：信息科學版，2007，（5）：389-393.

[10] 趙春燕，李際平，王國華.林業GIS中數據不確定性分析[J].湖北農業科學，2009，（12）.