空間數據質量控制初探

□ 韓祚鵬 □范占永 □李勇華（黔南州水利水電勘測設計研究院）

1 概述

伴隨著物理技術水平的不斷提高，信息共享的速度也逐漸加快，與此同時，空間數據的應用范圍也逐漸加大，尤其表現在空間數據的分析。因此，這也就更加強調了緊抓數據質量的關鍵性，使得空間數據的質量能夠得到一定的保證，這在一定程度上也為GIS的良好生存提供了基礎，為GIS技術的設計以及開發也指明了方向。

2 空間數據質量的不確定性研究

2.1 空間數據不確定性概述

數據不確定性的概念，大概在20世紀70年代就被提出來了，但是因為各種因素的限制，尤其是人們表達能力的欠缺，對于空間數據的不確定性一直都沒有一個清晰明確的定義。近年來，隨著測量技術的不斷提高以及空間數據逐漸趨向多樣化，使得人們對測量數據的誤差有了一定的認識，認識的范圍也逐漸擴大，主要包括大地的測量技術、測繪技術以及制圖技術、地理信息系統的技術、遙感技術以及GPS等等技術的應用。就目前人們對于數據的了解程度來看，對于數據不確定的分析以及了解逐漸趨向于對于數據真實性肯定程度的評估，其主要表現為隨機性和模糊性的特點，也就是說既包括人們對數據測量的偏差，還包括人們無法測量的偏差，此外，還有相關資料將空間的不確定性總結為四個要素：即誤差、模糊、歧義以及不一致。從表達方式來看，包括方位數據的不確定性、屬性數據的不確定性、邏輯的協調性、數據的周全性等。

2.2 空間數據不確定性來源

空間數據的不確定性由多種因素引起，主要包括人們認知程度的繁瑣性、對于新技術認知的盲目性、錯誤操作等等。

2.2.1 隨機不確定性來源

2.2.1.1 空間數據采集過程中產生的不確定性(源誤差)

源誤差以及數據獲取與具體使用的方式有著很大的聯系，主要包含地面測量的原始數據的偏差、地圖數字化數據的偏差以及航測感應信息的偏差等等。

2.2.1.2 空間數據處理及操作過程中產生的不確定性

在空間數據的偏差處理的時候，比較容易產生的誤差包含計算機的字符長度導致的偏差，以及進行空間數據處理導致的偏差。

2.2.1.3 空間數據使用過程中產生的不確定性

使用偏差，顧名思義，指的就是用戶在進行空間數據使用階段遇到的偏差，具體體現在數據的直接使用者對于資料的不正確理解而導致的偏差。因為數據的說明較簡單，使得使用者無法正確利用信息而導致的偏差。

2.2.1.4 不同操作平臺及軟件選擇引起的不確定性

從空間數據的角度出發，如果是相同的問題而采用不相同的GIS軟件作為基礎，其數據計算的結果以及處理都會產生不同。

2.2.2 模糊不確定性來源

2.2.2.1 人為判斷過程中引起的模糊不確定性

在空間數據的獲取階段，通過人為的控制而獲得空間數據,大致包括對于邊界的目標點的分析會存在不確定性。

2.2.2.2 人的認識具有的模糊不確定性

基于目前產生的新技術或者是新產業，人們大多數還是處于基本了解的階段，例如：在進行GPS的測量的時候，人們對于電離層也是缺乏一定的認識，對于其實際知識的了解還是不夠清晰。所以，在進行數據的總結與處理時，只能夠做出一些假設，這也在一定程度上增加了數據的模糊性。

2.2.2.3 由模糊概念產生的模糊不確定性

在處理現實的數據時，對于模糊信息是無法避免的，如果無法進行合理處理，在進行數據轉換的時候，還是難免會存在模糊信息的現象。

2.2.2.4 由空間關系描述的模糊性產生的模糊不確定性

在進行地理事物的描述的時候，通常存在的問題就是表述術語的不準確性，比如：村子的周圍，這部分區域建議生產畜牧業等等，這一系列的表述都將影響著數據的準確性。

3 空間數據質量元素的分類

國家有關機構對空間質量因素進行了一系列的總結與分析，而且還頒布了相關的條例以及相關規范標準等等，空間數據的質量元素可以分為兩大類，即定量因素和非定量因素，而每一種質量因素又被分為不同級別。

4 空間數據質量控制

4.1 質量控制的主要內容

4.1.1 前期資料的質量控制內容

對于原始信息的質量管理、數據源的質量管理是相當關鍵的，其在一定程度上影響著產品的整體質量。下面通過DRG為實例，展示其管理的主要內容：首先應該保證的就是圖紙的整潔與光滑，不能發生變形，當圖紙進行分塊掃描時，其拼接的地方不可以進行錯位處理：在進行分辨率的掃描時應該注意的是，一定要確保圖像的清晰，并要做到按照操作的要求進行作業。

4.1.2 作業過程中矢量數據的檢查內容

4.1.2.1 位置的精確性

位置的精確性也就是坐標的精確性，在正常的坐標系統下，利用坐標的形式進行不同種要素的表達，主要包含了位置描述的數學基礎、控制點的精確程度等等。

4.1.2.2 屬性的精度

實際上指的就是屬性數值的精確性，主要包含的范圍有：屬性具體類別的整理，相關代碼、屬性的數值以及名稱標示的準確性等等。

4.1.2.3 邏輯的統一性

具體指的就是數據表述的一致以及闡述空間的數據集合之間特定邏輯關系的準確程度，對于邏輯統一性檢驗大致包含：屬性的統一性、分層的統一性、格式的統一性。

4.1.3 空間數據入庫的檢查內容

檢查內容包括入庫處理的資料是否齊全，空間資料的對照坐標是否準確，有沒有滿足整個數據庫的各項要求。數據的格式是否符合相關的要求，各個差別軟件之間的數據形式在轉換的時候是否匹配。

4.2 質量控制檢查的方法

4.2.1 圖形數據的測試方式

通常情況下，使用的方式有3種，第一種是軟件的自行測試，第二種是人工與機器相互測試的方式，第三種是進行圖形繪制的測試方式。

4.2.1 屬性數據的檢查與方法

實際上屬性數據是圖形數據搜集融入到相關的數據庫當中的，完成之后，再進行對應的操作以及處理，使得圖形與數據兩者能夠相互連接，這整個過程實施都是在GIS的基礎之上進行的。

4.2.3 空間數據之間關系正確性的檢查與方法

為了能夠不斷提高操作系統的分析能力以及應用的準確性，需要對空間數據之間聯系的精密程度進行專業的質量測試以及管理，具體包含了復雜圖像的閉合狀況、拓撲聯系的準確性等。

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