淺談GIS空間數據質量控制

李作鑾

摘要：本人通過對GIS空間數據質量檢查和質檢部門驗收意見，積累一些檢查經驗與體會，提出空間數據誤差來源與誤差內容，并對誤差產生原因進行分析，制定有效的質量控制檢查方法，最終對數據生產和檢查人員提出要求與建議，以保證空間數據的質量。

關鍵詞：空間數據；誤差分析；質量控制

1、前言

隨著地理信息系統（GIS）應用日益廣泛，用戶對地理空間數據產品質量要求越來越高。空間數據是GIS的核心與操作對象，數據質量在極大程度上決定GIS應用和決策的成效。對于數據質量的優劣，直接影響GIS分析及應用結果的可靠性，如果不考慮GIS的數據質量，當用戶發現GIS的結論與實際的地理狀況相差較大時，GIS就會失去信譽。因此，空間數據質量控制是GIS生存和發展的保障。本文主要根據筆者在GIS空間數據檢查過程中，淺談獲得經驗與建議，與同行們一起交流、探索空間數據誤差來源、質量控制方法等。

2、GIS空間數據誤差來源分析

空間數據主要是通過數據采集、數據處理完成的，而數據采集是利用不同的儀器設備及不同手段將現有地圖、外業觀測成果、攝影像片、遙感圖像文本資料經過編輯處理，轉換成GIS數據格式，由于儀器及人為原因，在GIS空間數據生產過程中都會發生不同程度的數據誤差，根據誤差內容及誤差類型，對誤差產生的來源進行分析。

2.1空間數據誤差內容

GIS空間數據需要采集與錄入幾何數據和屬性數據，至于拓撲數據，一般在幾何數據的基礎上，按需要通過“挖掘”邏輯處理形成。因此誤差類型主要為數據的源誤差和處理誤差，而現階段數據來源基本為數字產品，主要誤差內容、產生原因如下表：

2.2空間數據誤差分析

根據以上誤差內容及誤差產生原因，說明數據誤差可以是系統的，或者人為產生的。他包含位置（幾何）誤差、屬性誤差、邏輯誤差、完整性誤差及時間誤差，在這幾種誤差中，涉及生產人員引起注意的是位置、屬性、邏輯、時間四種誤差，因此要重點對這四種誤差產生進行分析。

（1）位置誤差：指空間實體的坐標信息與實際地理位置的幾何誤差，為空間數據的源誤差，主要包括平面誤差和高程誤差，是在外業測量過程中引起的，通常考慮的是系統誤差、操作誤差和偶然誤差。

（2）屬性誤差：指空間實體的屬性值與實際屬性值的一致性，通常取決數據的類型，他與實際位置精度有關，包括要數分類的正確性、屬性編碼的正確性、注記的正確性、屬性字段和屬性值的準確性等，是在外業調查不當和內業輸入的粗心大意引起，包含源誤差與處理誤差。

（3）邏輯誤差：是指GIS對空間數據進行數據處理時產生誤差，如多邊形疊置誤差、多元數據異構誤差、結點匹配誤差、拓撲關系的正確性，因此邏輯誤差的產生，常常與幾何誤差、屬性誤差有關。主要是在基礎地理數據轉換到GIS空間數據時引起數據丟失，產生轉換誤差，以及在對轉換后GIS數據編輯處理過程中，內業編輯人員對地圖數據邏輯結構、地形綜合處理表達等相關測量技術不熟悉引起。

3、GIS空間數據質量控制

對空間數據誤差分析，目的是針對數據源生產和數據入庫轉換預處理過程中的空間數據質量控制，制定相應質量檢查和控制方法，減少源數據誤差，防止粗差，以達到質量控制的目的，滿足空間數據質量要求。關于源數據外業生產質量控制已按照相關規范執行，并已經質檢部門驗收通過，這里不再贅述。主要針對不同數據源按照GIS入庫標準要求進行質量控制，即數據質量的再檢查。

3.1數據質量檢查內容

主要包括數據轉換前檢查和數據轉換后檢查：

1、數據轉換前檢查：（a）空間數據的地理參考系是否統一；（b）不同軟件生產的數據格式是否一致；（c）空間地理特征的數據內容是否遺漏、懸掛、連續或重疊等，（d）分類、分層、代碼唯一性和矢量幾何精度一致性；（e）拓撲關系、多邊形閉合等檢查；（f）同比例尺接邊處理、相鄰圖幅要素屬性及幾何圖形接邊檢查、各時期各種類型數據接邊檢查。

2、數據轉換后：指包括數據轉換前檢查內容外，重點對點、線、面目標丟失及邏輯關系的檢查。

3.1數據質量檢查控制方法

根據數據質量檢查內容，空間數據檢查方法一般采用計算機專用軟件自動檢查結合人工目視計算機屏幕漫游檢查。通過圖形實體與其屬性的聯合顯示，用計算機專用軟件檢測，會自動出現數據的遺漏、重復、不匹配等邏輯與拓撲錯誤，如房屋面與房屋線必須重疊、無空隙、無相交。對檢查軟件檢測不能自動發現錯誤的，如數據轉換后，圖形要素表達的文字信息丟失等，要對照原圖進行人工目視計算機屏幕數據漫游檢查，逐個改正，以滿足規范、技術要求。

4、結論與建議

GIS空間數據質量控制是個復雜的過程，它不僅對外業數據采集過程進行質量控制，還要對數據預處理過程及數據入庫后進行質量控制，這就要求我們工作人員既要具有豐富的外業數據測量知識和經驗，又要具備CAD作圖、GIS空間數據處理能力，在數據采集、編輯、處理過程中做到一絲不茍，嚴格執行二級檢查、一級驗收制度，加強質量檢查措施，通過循環檢查，達到質量控制目的。

參考文獻：

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