空间数据质量与元数据

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空间数据质量与元数据
元数据
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空间数据质量与元数据
•元数据概念
• Metadata，原意是关于数据变化的描述 ，即关于数据的数据。
目的 1、促进数据集的高效利用 2、为计算机辅助软件工程(CASE)服务。
内容 性质
对数据集的描述；对数据项、数据所有者、数 据生产历史等的说明；对数据质量的描述；对数 据处理信息的说明；对数据转换方法的描述；对 数据库的更新、集成方法等的说明。
元数据方 元数据包含大量有关数据的信息， 法 通过跟踪元数据可以了解数据质 量的状况和变化。
地理相关 用空间数据的地理特征要素自身 法 的相关性来分析数据的质量。如 山区河流应当位于微地形的最低 点。
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空间数据质量与元数据
数字化过程的质量控制
❖ 数据预处理工作 ❖ 数字化设备的选用 ❖ 数字化对点的精度（<0.1mm） ❖ 数字化限差 ❖ 数据的精度检查(直<0.2mm;曲<0.3mm)
被准确确定的程度。
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空间数据质量与元数据
空间数据质量评价
空间数据质量标准要素
✓数据情况说明 ✓位置精度 ✓属性精度 ✓时间精度 ✓逻辑一致性 ✓数据完整性 ✓表达形式的完整性
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数据情况说明
要求对地理数据的来源、数据内容 及其处理过程等做出准确、全面和详尽 的说明。
事实、发生的事件、状态等；
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名称 分辨率 Resolution
质量 Quality 详述 Explicit
介质 Media
概念 由涉及到或使用的测量工具或分析方法能 区分的两个独立测量或计算的值的最小差 异； 数据符合一定要求的基本或独特的性质；
由一对或三个数分别直接描述水平位置和 三位位置的方法 用于记录、存贮或传递数据的物理设备；
空间数据质量与元数据
• 空间数据元数据获取的五种方法
•
•
键盘输入
•
关联表
•
测量法
•
计算法
•
推理法
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空间数据元数据的管理
•通常采用元数据库的方式管理元数据。
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•概念层
•元数据管理系统
•逻辑层
• 已存在的软件工具系统
•RDBM •WAIS •ODBM
S
✓ ✓
✓ ✓ ✓
Baidu Nhomakorabea
时间 特征
✓
✓ ✓ ✓ ✓
专题
特征
✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓
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空间数据质量评价矩阵表
空间数据质量与元数据
空间数据质量问题的来源
✓空间现象自身存在的不稳定性 ✓空间现象的表达 ✓空间数据处理中的误差 ✓空间数据使用中的误差
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空间现象的表达
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空间数据质量与元数据
位置精度
指空间实体的坐标数据与实体真实位 置的接近程度，通常表现为空间三维坐 标数据精度。它包括数学基础精度、平 面精度、高程精度、接边精度、形状再 现精度、像元定位精度。平面精度又分 为相对精度和绝对精度。
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属性精度
指空间实体的属性与其真值相符的 程度。通常取决于地理数据的类型，且 常常与位置精度有关，包括要素分类与 标准的正确性、要素属性值的准确性、 名称的正确性等。
两个结点之间的拓扑关联；
封闭状不相切链环或弧段序列；
非相切线段或由结点区分的弧段构成的有 方向无分支序列；
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名称 多边形 Polygon 外多边形 Universe Polygon 内部区域 Interior area 格网 Grid
格网单元 Grid cell 矢量 Vector 栅格 Raster
• 空间数据的质量具有相对性。
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几个概念
➢误差—— 误差反映了数据与真实值或大 家公认的真值之间的差异。
➢数据的准确度 ——结果、计算值、估计
值与真实值之间的差异。
➢数据的精密度——数据表示的精密程度， 亦即数据表示的有效
位数。 ➢不确定性——关于空间过程和特征不能
S
•物理层
空间数据质量与元数据
空间数据元数据的应用
•为什么使用元数据 ？
➢完整性 ➢可扩展性 ➢特殊化 ➢安全性 ➢查错功能 ➢浏览功能 ➢程序生成
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3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
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2020/11/24
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空间数据质量与元数据
表达形式的合理性
主要指数据抽象、数据表达与真实 地理世界的吻合性，包括空间特征、专 题特征、时间特征表达的合理性。
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空间数据质量的评价
数据描述 数据要素 世系(继承性) 位置精度 属性精度 逻辑一致性 完整性 表现形式准确性
空间 特征
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空间数据元数据标准
• 美国联邦空间数据委员会（FGDC） 的空间数据元数据内容标准的影响最大。
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空间数据元数据的获取
• 获取的三个阶段：
•
数据收集前（键入、关联表）
•
数据收集中（采样测量）
•
数据收集后（计算和参考）
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空间数据质量与元数据
空间数据使用中的误差
✓ 对数据的解释过程 ✓ 缺少文档
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空间数据质量与元数据
常见空间数据源的误差分析
✓地图数据的质量问题 ✓遥感数据的质量问题 ✓测量数据的质量问题
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地图数据的质量问题
地图固有误差 如控制点误差、投影物差 材料变形误差 热胀冷缩
二维图形要素，它是数字影像最小要素；
栅格对象
一个或多个影像或格网，每一个影像或格
Raster object 网表示一个数据层，各层之间的格网单元
或像元一致且相互套准。
图形 Graph
与预定义的限制规则一致的0维、一维、二 维有拓扑相关的对象集；
数据层 Layer 集成到一起的面域分布空间数据集，它用 于表示一个主体中的实体，或者有一公共 属性或属性值的空间对象的联合；
层 Stratum 在有序系统中数据层、级别或梯度系列；
经度 Longitude 纬度 Latitude
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经线面到格林尼治中央经线面的角度距离；
在中央经线上度量，以角度为单位度量离 开赤道的距离；
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名称
概念
中央经线
穿过地球两极的地球的大圆圈；
Meridian
坐标 Ordinate 在笛卡尔坐标系中沿平行于X轴和Y轴测量 的坐标值。
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2020/11/24
空间数据质量与元数据
空间数据质量 元数据
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空间数据
• 空间数据是有关空间位置、专题特征以及 时间信息的符号记录。
• 空间数据质量是指空间数据在表达空间位 置、专题特征以及时间信息时能够达到的准确 性、一致性、完整性，以及他们三者之间同一 性的程度。
元数据应尽可能多地反映数据集自身的特征规律。
作用
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通过元数据可以检索、访问数据库，可以有效的
利用计算机资源，可以对数据进行加工处理和二 次开发等。
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•元数据的类型（1 ）
分类标准
类型
1、科研型元数据 内容 2、评估型元数据
3、模型元数据 描述对象 1、数据层元数据
2、属性元数据 3、实体元数据
受环境因素、仪器结构、操作人 员的技能等影响。它不能通过重 复观测以检查或消除。
操作误差可通过几何或代数关系 检查其一致性，或通过重复观测 检查并消除操作误差。
它由不可预料、不可控制的因素 引起。可采用随机模型进行估计 和处理。
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空间数据的质量控制
传统手工 图形：目视方法等 方法 属性：逐个检查
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•元数据的类型（2 ）
分类标准
类型
在系统 1、系统级别元数据 中的作用 2、应用层元数据
元数据的 1、控制层元数据 作用 2、说明元数据
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空间数据质量与元数据
•空间元数据的概念和标准
名称
空间数据 Geospatial data 类型 Type
概念 用于确定具有自然特征或者人工建筑特征的地 理实体的地理位置、属性及其边界的信息。
跟踪数字化 1、数字化要素对象
图形数字化误差 2、数字化仪 3、数字化操作
扫描数字化 原图质量、扫描精度等
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空间数据质量与元数据
遥感数据的质量问题
遥感仪器 遥感图像的处理 空间位置和属性方面的误差 和解译
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空间数据质量与元数据
测量数据的质量问题
系统 误差
操作 误差
偶然 误差
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名称 线 Line 线段 Line segment 线 String
弧 Arc 链 Link 环 Ring 链环 Chain
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概念 一维对象的一般术语； 两个点之间的直线段；
由相互连接的一系列线段组成的没有分支 线段，线可以自身或与其他线相切； 由数学表达式确定的点集组成的弧状曲线；
✓ 定义 变量概念理解的不一致性导致
数据测量误差。
✓ 测量 测量仪器本身有一定的设计精度。 ✓ 表达方式 图形的不合理表达产生误差。 ✓ 物理介质的变化
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空间数据质量与元数据
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数据处理中的误差
投影变换 地图数字化和扫描后的矢量化处理 数据格式转换 数据抽象 建立拓扑关系 与主控数据层的匹配 数据叠加操作和更新 数据集成处理 数据的可视化表达 数据处理过程中误差的传递和扩散
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概念 在二维平面中由封闭弧段包围的区域；
数据覆盖区域内最外侧的多边形；
不包括其边界的区域；
组成一规则或近似规则的棋盘状镶嵌表面的 格网或表面的点的集合； 表示格网最小可分要素的二维对象；
有方向线的组合； 同一格网或数字影像的一个或多个叠加层；
空间数据质量与元数据
名称
概念
像元 Pixel
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空间数据质量与元数据
时间精度
指数据的现势性。可以通过数据更 新的时间和频度来表现。
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空间数据质量与元数据
逻辑一致性
指地理数据关系上的可靠性，包括 数据结构、数据内容，以及拓扑性质上 的内在一致性。
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空间数据质量与元数据
数据完整性
指地理数据在范围、内容和结构等 方面满足所有要求的完整程度，包括数 据范围、空间实体类型、空间关系分类、 属性特征分类等方面的完整性。
数据类型指该数据能接受的值的类型。
对象Object
指地理实体的部分或整体的数字表达。
实体类型 Entity type 点Point
对于具有相似地理特征的地理实体集合的定义 和描述。
确定位置的0维地理对象。
结点Node
拓扑连接两个或多个链或环的一维对象。
标识点 Label
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显示地图或图表时用于特征标识的参考点。
投影 Projection
投影参数 Projection Parameters
地图 Map
将地球球面坐标系中的空间特征（集）转 化到平面坐标系时使用的数学方法； 对数据集进行投影操作时用于控制投影误 差、变形实际分布的参考特征；
空间现象的空间表征，通常以平面图形表 示；
现象 Phenomenon
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