地理信息系统作为信息咨询产业的一个重要组成部分,其发展对提高决策和管理的科学化、民主化,促进社会主义市场经济体制的建立和发展,争取与全球高速信息公路的接轨等都具有重要的作用.但地理信息系统中,空间数据质量的好坏直接影响到地理信息系统的经济效益和社会效益.因此,这个问题已引起有关人员的高度重视.
　　空间数据和社会经济数据都是地理信息系统中数据处理的对象.空间数据用来描述现实世界的目标,它具有定位、定性、时间和空间关系(包含、联接、邻接)的特性.定位是指在一个已知的坐标系里空间目标都具有唯一的空间位置,通常用几何坐标和地理坐标来描述;定性是指空间目标的自然属性,如数量和质量特征等,它伴随着目标的空间位置,可用属性值来描述;时间特性是指空间目标随时间变化而变化的性质,这通常是隐含的;空间关系通常又称空间拓扑关系,在数据库中的表示可以是隐式的,也可以是显式的.
　　考虑到空间数据本身固有的性质和地理数据库的特点,空间数据质量按其特性可分为一级质量特性和二级质量特性,它们是:
　　1.位置精度,包括数学基础、平面精度、高程精度和接边精度等,2.属性精度,包括要素分类与代码的正确性、要素属性值的正确性和要素注记的正确性等;3.逻辑一致性,包括多边形闭合精度、结点匹配精度和拓扑关系的正确性等;4.完备性,包括数据分层的完备性、实体类型的完备性、属性数据的完备性、注记的完备性等;5.现势性,包括数据采集日期说明和数据更新日期说明.为了描述方便起见,还可以将二级质量特性再细分为三级质量特性或四级质量特性.当然,以上的质量特性分类是否正确、合理和完善,这都是值得讨论和研究的.质量本身是一个模糊的概念,其好坏也是相对而言的.因此,对空间数据质量我们可以用精度和可靠性来描述.精度用误差的大小来度量,可靠性用正确率(%)来度量.
　　在地理信息系统中,为建立误差模型需考虑5个层次的间题:
　　误差源的识别空间数据的误差来源是多方面的,通常包括数据获取过程中的误差(源误差)和数据处理过程中的误差(处理误差).源误差取决于数据源、如遥感数据的误差源来自摄影平台、传感器的结构及其稳定性、信号数字化、光电转换、分辨率等;测量数据的误差源来自人差(对中误差、读数误差、平分误差),仪器(仪器不完善、缺乏仪器检校、未作改正)及环境影响(天气、磁场、信号干扰、照明度)等;GPS测量的误差涉及到发射信号的相对精度、接收机的精度、定位方法、信号处理的算法、坐标变换、轨道精确定位等;地图数字化涉及到数字化原图本身的误差(如展绘控制点、编清绘、印刷、纸张变形等)和数字化的误差(如数字化仪的精度、操作员的技能、采样点的密度、要素的宽度、分类与代码的正确性等).处理误差主要指数据预处理过程中的误差,不包括应用过程中对空间数据操作的误差.例如,对纸张变形的几何改正,坐标变换和比例尺变·7·换、几何数据的图形编辑和属性数据的编辑、数据压缩和曲线光滑、数据格式转换和计算机的舍入误差等.'由上面不全面的分析可知,空间数据误差源的识别和分类是研究空间数据质量的第一步,必须认真对待.
　　误差的探测和量测误差探测和量测的目的是确定空间数据误差的大小或等级或空间数据质量的置信区间.不同的误差来源应采用不同的误差探测和量测方法.目前常用的有推演的方法、对比的方法和实地量测的方法,前两种方祛主要用于非实测数据(如数字化数据)的误差检测.推演的方法是利用一定的数学法则和统计规律来确定空间数据误差的大小.例如自动回归移值法就是其中的一种,它是从统计学角度出发来对数字化过程中的误差进行模型化.在对线划进行数字化时,每隔一定的时间或距离就记录一次坐标值,由此可以产生一系列的在空间和时间上密切相关的点,而某一点位误差的大小和方向除受到该点本身产生的误差影响外,还要受到前一点误差的影响.在统计学上,这样的误差序列既是一个随机序列又是一个时间序列.因此,采用概率统计中的时间序列分析法,对数字化过程中产生的误差进行模型化处理,以数字化线上的点到该线真实位置上的点的垂线距离为变量进·8·行自动回顾,并对每项回顾得到的均值进行逐项移动变换,最后得出误差的大小.对比的方法是将数字化的数据通过绘图机产生回放图件,将此回放图件(一般用透明片基)套合在数字化原图上,选择明显地位点进行量测目标位移的误差(分别量测x方向和Y方向的位移量或量测两点间的距离),然后统计并计算出点位的平面位置中误差;或者是在数据库中读出某个目标的数值与相应的理论值或实测值进行比较,如图廓线的长度和控制点坐标系,经比较就可确定其误差的大小.实地检测法主要适用于野外实测的数据.通常是抽测一定数量的点的坐标和线的长度,然后将数据库中相应点的坐标和线的长度与实测数据作比较,而确定其位置精度.例如加拿大有关标准中规定,凡实测数据每幅图必须抽查25、个点和25条边.
　　误差传播模型误差传播模型的建立也是一个非常复杂的问题,它涉及到某个地理信息系统对空间数据操作的次序和顺序,误差传播模型是研究空间数据本身的误差以及在对它们进行各种操作中产生的新的误差是如何对结果产生影响的.
　　在地理信息系统中,空间数据通常是分层存贮的,空间分析的结果又取决于这些分层数据.由此可见,每层空间数据的误差如何传播,这就是误差传播模型要解决的主要间题.黝缨摸式识剔豹发展现状黄文岑(海军大连舰艇学院海浏系116018)地图模式识别是由计算机来对地图进行识别与理解,并借助一定的技术手段研究和分析地图上的各种模式信息,获取地图要素的信息.其过程类似于沐汉寸地图的阅读,它是近年来在地图制图领域中新兴起来的一门高技术,是信息时代人工智能、模式识别技术在地图制图中的具体应用.由于它是传统地图制图迈向数字地图制图的一座桥梁,因此,地图模式识另吐代表了当前地图制图领域发展的前沿和主攻方向,它与遥感技术、地理信息系统一起,被称为现代地图制图的三大技术.
　　由于地图模式识别具有广泛的应用价值和发展潜力,因而受到了人们的普遍重视.尤其是随着计算机及其外部硬件环境的不断改进,从事地图模式识别的研究也越来越多.在国内外,都有许多政府机构、公司、大学、研究所正在致力于这方面的研究.例如美国工程兵测绘研究所和美国地质测量局从七十年代中期就开始对栅格数据处理技术进行研究,并取得了不少的成就.
　　误差管理方法目前对误差的管理可采用两种方法:一种是将所提供的数据或最终产品的数据的误差作为一种属性分别存贮在相关目标的记录之中,这种方法正在研究中;另一种是提供一份数据质量报告,并附一张误差分布略图..
　　减少或把误差减到最小程度的方法这里主要是指如何减少或降低原始数据误差对分析结果的影响.最简单的方法是建立执行特定操作可遵循的"探索程序"和"决策树",一当然也包括利用专家知识、辅助数据和逻辑一致性检查等.这是一个更为复杂的研究问题.随着我国地理信息产业的逐渐形成和发展,对地理信息系统中空间数据质量的研究将会逐步深入,也必将会取得丰硕的研究成果.

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