空间数据库技术应用电子教材-空间数据质量问题来源分析.pdfVIP

空间数据质量问题来源分析

1.空间数据质量

数据是GIS建库的基础资料，是GIS中最基本和最重要的组成部分。质量是产品的生命

线，数据质量直接关系到GIS系统的应用，从根本上影响着系统应用的质量、水平以及广度

和深度。地理信息数据库的建设者和用户越来越认识到数据质量控制的重要性。

空间数据质量包含以下五个方面。

（1）位置精度：指空间数据库中的空间实体位置信息相对与现实世界中的真实空间位置的

接近程度，用以描述几何数据的质量。空间实体的位置通常以三维或二维坐标来表示，而位置

精度则是表示实体的坐标数据与真实位置的接近程度，因而常以坐标数据的精度来表示。位置精

度包括数学基础精度、平面精度、高程精度、像元定位精度、接边精度、形状再现精度等。

（2）属性精度：指空间数据库中的信息相对于真实空间属性的正确表达程度，用以反映

属性数据的质量。属性精度是空间实体的属性值与其现实世界真实值的相符程度。通常取决

于数据的类型，常与位置精度有关。属性精度包括要素分类正确性、要素代码正确性、要素

名称正确性及要素属性值正确性等。

（3）逻辑一致性：逻辑一致性是指数据元素之间要维护良好的逻辑关系，也指数据之间

的关系可靠性。包括拓扑、空间属性以及专题属性的一致性。例如，在土地利用规划数据库

中，对于所有点、线、图斑地块，数据库必须能够完整地表达出各种必要的数据关联，包括

拓扑关联与属性关联。

（4）完整性：指空间数据集是否完整表达了期望表达的实体。例如，土地利用规划数据

库中用编码完整地表达出每个地块以及线状地物的用地类型、行政权属、所有制形式（即集

体或国有）等质量的关系，具备了准确测算其面积的全部信息数据。完整性包括如数据分类

的完整性、实体类型的完整性、属性数据的完整性、注记的完整性等。

（5）时间精度：指空间数据库中的事件时间与现实世界中真实事件时间的差异程度。主

要指的是数据的现势性，一般体现在数据的采集时间、数据的更新时间及更新频率等方面。

2.空间数据质量问题的来源

从空间数据的形式表达到空间数据的生成，从空间数据的获取、处理到空间数据库的建

立、应用，在数据生产的整个流程中都有数据质量问题的发生。下面按照空间数据自身存在

的规律性，从以下几个方面来阐述空间数据质量问题的来源。

（1）空间现象自身存在的不确定性

空间数据质量问题首先来源于空间现象自身存在的不确定性。空间现象自身存在的不确

定性包括空间特征和空间过程在空间、属性和时间上的不确定性。空间现象在空间上的不确

定性表现为空间位置分布上的不确定变化；在属性上的不确定性表现为属性类型划分的多样

-1-

性，非数值型属性值表达的不精确性等；在时间上的不确定性表现为其在发生时间段上的移

动性。产生不确定性问题的原因有二。其一，某些地理现象本身就没有确定的数值表达。最

典型的例子是海岸线长度，用1km为单位，可测得某海岸线长度，有一个数值；用1m为单

位，测同一海岸线的长度，又有一个数值，即所谓“一个尺度、一个世界”。其二，大量地

理现象本身有确定的数值，但由于多种原因无法精确测量，比如山的体积，海水容积等。因

此，空间数据存在质量问题是不可避免的。

（2）空间现象的表达

数据采集中的测量方法以及量测精度的选择等受到人类自身认识和表达的影响，会导致

数据生成的误差。可以将其归纳为以下几个方面：

1）定义。在传统测绘方面，需要量测的各种变量的概念大多都有明确的定义，而在地理、地

质、土壤、林业等学科中，许多概念还没有取得一致性认识。这些概念理解的不一致必然会导

致空间现象表达的不确定性。

2）表达方式。地理特征与过程类型千差万别，它们在空间和时间上的表现形式或连续或

离散，但最终都以点、线、面、体等图形要素的形式来表达。实体以何种图形要素及其组合

来表达取决于实体本身的地理特征以及用户的要求，因此，存在图形表达的合理性问题，不

合理的表达必然导致空间现象表达的不确定性。

3）物理介质的变化。空间数据存在于不同的介质上也会引起空间现象表达的变化，如纸

质地图上的各种图形会随时间的延续而产生形变。把纸质地图转存到光盘上时，由于介质发

生了变化，相应存储方式发生了变化，必将导致空间现象表达的变化。

（3）空间数据采集中的误差

地理信