地理信息系統中測量數據的管理探究

薛兵兵

摘 要：地理信息系統在我國出現與發展已經有了20年的歷史，就目前來看，其在我國已經具有了完備成熟的市場，被廣泛運用于各個行業與生活的方方面面，尤其是在工程建設方面。在地理信息系統使用中，其中最重要的步驟是測量數據的采集和管理，為了更好的使用與發展地理信息系統，我們應該對測量數據進行一定的管理。

關鍵詞：地理信息系統；測量數據；管理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.090

1 地理信息系統起源與發展

從20世紀90年代以來，人類社會正在經歷第三次偉大的變革。第一次及第二次世界戰爭是為了尋求資源與土地，如今正發生第三次不見硝煙的戰爭則是以信息技術為核心的各國之爭，隨著現代化水平的不斷提高，我們以往未知的信息技術漸漸普及到我們日常生活中，像浪潮一般的蔓延至各個領域。作為這場信息化浪潮的重要組成部分——地理信息系統，其在日常生活中的運用，如：GPS車載定位系統，網絡GIS地圖查詢等，相信大家都不會陌生。地理信息系統在我們國家至今已經發展了20年有余，已經由最開始的閉塞，只有很少一部分人知道并運用，經過一代人的發展到至今在我國已經具有了成熟的市場。對地理信息系統這一門新興邊緣的市場人才，管理人才，運用人才的需求，也成為了一種市場熱門需求。在成熟市場的條件下，地理信息系統正在向著信息規模產業化的方向發展，由此為國家為社會提供了大量的就業崗位，其附屬產物，如：很多大學和機構專門開設這門學科，為國家和為社會培養有關方面人才。又或者是發展了關地理信息系統的運用產品的產業鏈，惠及到我們生活的方方面面。由此可稱得上是我們國家的一種支柱產業。其重要性不言而喻。在此我們不涉及太多，本文主要對地理信息系統運用的一個不可缺少的部分——測量數據的管理進行一定的探究與交流，旨在分享一下自己對測量數據的管理的看法與體會。

2 地理信息系統中的測量數據

測量工作的主要成果是與地理位置相關的信息，這種信息稱為空間信息或空間信息的描述信息。

2.1 空間數據的特點

空間特征：空間特征即幾何特征，表示的是所測量物體所處的空間位置在給定范圍內的坐標位置，一般用經度和緯度表示其實際位置，用空間三維坐標系表示其空間位置，用數據化坐標表示。空間特征是GIS獨有的特征，是其他測繪軟件所沒有具備的；它通常是通過在一定的空間坐標參照的基礎上，所反映出所測物體與參照物的空間位置關系。一般所得到的度量信息包括：體積、土方量、一塊土地的面積，兩點之間距離等物理關系；其空間關系一般有：拓撲關系、方位關系。

專題屬性特征：表示的是所測物體具有的實際現象或者特點，例如：一個地區當季的降雨量、人口密度，空氣質量，植被覆蓋率等等，是所測物體在一段時間內所具有的區別于空間特征等實際情況的物體本身所具有的屬性，這類屬性通常以數字、符號、文本和圖像等形式來表示。

時間特征：指的是物體隨著時間的變化所產生的變化，例如人口的遷移，土地的增減，交通量的變化。其測量范圍一般分為：短期，中期，長期，超長期不等，這根據實際情況來選用。時間特征與空間特征的運用往往是相結合的一般表達一個物體的變化都是從空間和時間上的變化來說明。

2.2 空間數據的質量

（1）在地理信息系統中，數據采集與選用的質量，決定著整個計算機軟件、硬件給定條件下的處理質量，進一步決定了測量的有效性。在很多時候由于工作人員的疏漏，所使用的GIS不注意數據的質量的把控導致了數據處理的無效。就目前來說GIS的運用范圍之廣，為了保證其有效性，我們應該強調數據在采集選取處理優化等各環節的質量控制，提高數據質量。

（2）空間數據質量問題的來源。首先從客觀情況上說，空間本身就具備一定的不穩定性例如分布的不確定性，屬性類型劃分和表達多樣性。其次是空間特征的表達方式與過程中存在測量誤差控制程度、地圖投影使用、數據采樣的標準不同等人為誤差與系統誤差。第三是在數據處理中產生的質量問題：投影轉換，地圖數字抽象化，空間分析等；最后是空間數據在人為使用中的問題因為程序設定者（生產商）和使用者對數據的理解和使用觀念不同所導致的誤差。

（3）空間數據誤差分析。空間數據的誤差一般有：幾何誤差，物體自身屬性誤差，時態誤差和邏輯上的誤差；邏輯誤差：涉及文字上面解讀的誤差。幾何誤差：即為空間信息表達的誤差，就如我們的基本認識點線面上確定的誤差；線誤差分布可以用等寬模型或者不等寬模型來表達。物體屬性誤差如：地圖固有的誤差，地圖掃描誤差及數字轉換誤差。RS數據的質量問題：RS數據測量過程誤差，空間上的分辨率，光譜分辨率，幾何畸變以及輻射誤差等都受到客觀因素的影響，圖文轉換過程出現的誤差，最后是對儀器的使用中因為儀器的精度等級，還有操作者的使用不當造成的誤差。

2.3 數據質量的控制

上面分析了空間數據誤差的來源和途徑，我們知道應該從數據的產生，處理，使用等人為造成的系統誤差上進行控制，但不能消除，我們可以通過改變測量方式或者改變測量途徑的方式盡量減小誤差，降低其影響。對于偶然誤差，如測量儀器的精度，人為的使用方法不對，測量的時間空間等因素上控制偶然誤差，提高數據的質量。

3 地理信息系統的數據管理方式

由于工作者的不懈努力和探究，總結出的管理方式有如下幾種：

3.1 文件與關系數據庫管理系統

由于空間數據的特殊性，平常的數據管理模式沒有效果，因此常取長補短的方法管理地理信息系統的空間數據。用文檔管理方法管理圖文數據，用普通數據庫管理方法管理特征數據。

3.1.1 關聯對象型空間數據庫管理系統

關聯對象型即全關系型空聞數據庫管理系統，是指圖文和特征數據都用普遍的數據管理方法管理。關聯型數據庫，在CIS軟件基礎上進行研發，使之不僅能管理系統化的屬性數據，也能管理非系統化的圖文數據。

3.1.2 對象一關系數據庫管理系統

由于空間數據的特殊性，采用普通的數據管理方式則會使工作效率不能得到提高，而非系統化空間數據對GIS來說是不可或缺的一部分，因為人們通過設計空間對象的API函數，讓其能夠運用直儲和管理非系統化的空間數據的功能。

3.2 空間數據的無縫管理

現在的管理方式均是將測區按所需求的比例劃分成不同的圖幅來管理，因此在呈現方式上不直觀。地理信息系統能夠同時管理較多測量數據，通過地理信息系統的空間數據的無縫管理，將測量的結果形成一個全面的供求模式，在地理測繪的實際運作中，讓我們能夠直接明了的了解不同的測量地區，從而提高了工作效率。達成空間數據的“seamless”存在兩個階段。一是在邏輯概念上的“seamless”組織階段，它們僅僅只是邏輯概念上的“seamless”組織，可以完成數據的空間接軌和邏輯接軌，但本質上仍然按照普通圖形的方式進行儲存管理，對同一地物實體有多個幾何表示進行后臺聯系操作，用戶對此是看不到的。因而說是邏輯上的“seamless”組織。

優點：系統具有簡單的操作，在一定程度上改善了傳統地理空間數據庫的管理缺陷。

缺點：從根本上對于地圖的管理方式仍然是分幅管理的方式，其機制依然沒有改變，則造成了靈活性不高，使用者對于地圖的檢索程序繁瑣依然。所以邏輯上“seamless”在根本依然沒有得到改進。

物理方面和語言方面實現數據的seamless處理。物理方面上真正的地理數據無縫處理是從基礎，從設計者的視角解決了圖像分幅管理的問題，使地物等對象以有且只有一個的特殊標記被記錄。這樣從物理層面上，使地物對象更加完整的在計算機中儲存。這樣不但使用戶所看到的，在邏輯上是無縫的，同時從設計者視角看，在設計結構上也是無縫的。

優點：實現了邏輯與實際上的”seamless”，從根本上解決了數據的缺陷問題。

缺點：因為對數據本身的精度要求較高，所以在實際中，存在一定的困難。對地理信息系統數據庫的改善工作造成了一定的難度。

4 結語

地理信息系統存在多種多樣的空間數據管理模式，但殊歸同途目的都是實現更好的數據與管理控制，使測量者，使用者，及相關管理人員的工作效率，工作質量提高。如果真的利用地理信息系統來實現測量數據的管理，測量工作者的任務還艱巨，這就要求其不斷的學習，在實踐中不斷的探索并大膽實踐，總結來提升自我。利用不斷更新的技術為社會提供更好的數字產品。

參考文獻：

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