浅谈GIS空间数据质量控制

李作銮

摘要：本人通过对GIS空间数据质量检查和质检部门验收意见，积累一些检查经验与体会，提出空间数据误差来源与误差内容，并对误差产生原因进行分析，制定有效的质量控制检查方法，最终对数据生产和检查人员提出要求与建议，以保证空间数据的质量。

关键词：空间数据；误差分析；质量控制

1、前言

随着地理信息系统（GIS）应用日益广泛，用户对地理空间数据产品质量要求越来越高。空间数据是GIS的核心与操作对象，数据质量在极大程度上决定GIS应用和决策的成效。对于数据质量的优劣，直接影响GIS分析及应用结果的可靠性，如果不考虑GIS的数据质量，当用户发现GIS的结论与实际的地理状况相差较大时，GIS就会失去信誉。因此，空间数据质量控制是GIS生存和发展的保障。本文主要根据笔者在GIS空间数据检查过程中，浅谈获得经验与建议，与同行们一起交流、探索空间数据误差来源、质量控制方法等。

2、GIS空间数据误差来源分析

空间数据主要是通过数据采集、数据处理完成的，而数据采集是利用不同的仪器设备及不同手段将现有地图、外业观测成果、摄影像片、遥感图像文本资料经过编辑处理，转换成GIS数据格式，由于仪器及人为原因，在GIS空间数据生产过程中都会发生不同程度的数据误差，根据误差内容及误差类型，对误差产生的来源进行分析。

2.1空间数据误差内容

GIS空间数据需要采集与录入几何数据和属性数据，至于拓扑数据，一般在几何数据的基础上，按需要通过“挖掘”逻辑处理形成。因此误差类型主要为数据的源误差和处理误差，而现阶段数据来源基本为数字产品，主要误差内容、产生原因如下表：

2.2空间数据误差分析

根据以上误差内容及误差产生原因，说明数据误差可以是系统的，或者人为产生的。他包含位置（几何）误差、属性误差、逻辑误差、完整性误差及时间误差，在这几种误差中，涉及生产人员引起注意的是位置、属性、逻辑、时间四种误差，因此要重点对这四种误差产生进行分析。

（1）位置误差：指空间实体的坐标信息与实际地理位置的几何误差，为空间数据的源误差，主要包括平面误差和高程误差，是在外业测量过程中引起的，通常考虑的是系统误差、操作误差和偶然误差。

（2）属性误差：指空间实体的属性值与实际属性值的一致性，通常取决数据的类型，他与实际位置精度有关，包括要数分类的正确性、属性编码的正确性、注记的正确性、属性字段和属性值的准确性等，是在外业调查不当和内业输入的粗心大意引起，包含源误差与处理误差。

（3）逻辑误差：是指GIS对空间数据进行数据处理时产生误差，如多边形叠置误差、多元数据异构误差、结点匹配误差、拓扑关系的正确性，因此逻辑误差的产生，常常与几何误差、属性误差有关。主要是在基础地理数据转换到GIS空间数据时引起数据丢失，产生转换误差，以及在对转换后GIS数据编辑处理过程中，内业编辑人员对地图数据逻辑结构、地形综合处理表达等相关测量技术不熟悉引起。

3、GIS空间数据质量控制

对空间数据误差分析，目的是针对数据源生产和数据入库转换预处理过程中的空间数据质量控制，制定相应质量检查和控制方法，减少源数据误差，防止粗差，以达到质量控制的目的，满足空间数据质量要求。关于源数据外业生产质量控制已按照相关规范执行，并已经质检部门验收通过，这里不再赘述。主要针对不同数据源按照GIS入库标准要求进行质量控制，即数据质量的再检查。

3.1数据质量检查内容

主要包括数据转换前检查和数据转换后检查：

1、数据转换前检查：（a）空间数据的地理参考系是否统一；（b）不同软件生产的数据格式是否一致；（c）空间地理特征的数据内容是否遗漏、悬挂、连续或重叠等，（d）分类、分层、代码唯一性和矢量几何精度一致性；（e）拓扑关系、多边形闭合等检查；（f）同比例尺接边处理、相邻图幅要素属性及几何图形接边检查、各时期各种类型数据接边检查。

2、数据转换后：指包括数据转换前检查内容外，重点对点、线、面目标丢失及逻辑关系的检查。

3.1数据质量检查控制方法

根据数据质量检查内容，空间数据检查方法一般采用计算机专用软件自动检查结合人工目视计算机屏幕漫游检查。通过图形实体与其属性的联合显示，用计算机专用软件检测，会自动出现数据的遗漏、重复、不匹配等逻辑与拓扑错误，如房屋面与房屋线必须重叠、无空隙、无相交。对检查软件检测不能自动发现错误的，如数据转换后，图形要素表达的文字信息丢失等，要对照原图进行人工目视计算机屏幕数据漫游检查，逐个改正，以满足规范、技术要求。

4、结论与建议

GIS空间数据质量控制是个复杂的过程，它不仅对外业数据采集过程进行质量控制，还要对数据预处理过程及数据入库后进行质量控制，这就要求我们工作人员既要具有丰富的外业数据测量知识和经验，又要具备CAD作图、GIS空间数据处理能力，在数据采集、编辑、处理过程中做到一丝不苟，严格执行二级检查、一级验收制度，加强质量检查措施，通过循环检查，达到质量控制目的。

参考文献：

[1]胡鹏等，地理信息系统教程[M]，第1版，武汉：武汉大学出版社，2002.2

[2]国家测绘局职业技能鉴定指导中心，注册测绘师资格考试辅导教材测绘综合能力[M]，第2版，北京：测绘出版社，2012.4endprint