层次分析法辅助空间数据质量评价

法进 行评价 的方 式 ， 评价 更加 系统性 、 使 科学性 。
２ 空 间数据质量评价元素
目前 ， 对空 间数 据 的质 量评 价元素 较多 ， 同 的元 不 素分 别描 述数 据 的空 间位 置 、 征 和 时 间。根 据 数 据 特
质量研究 内容及对空间数据误差的量化 ， 通过综合分
方法 进行 空 间数 据 质 量评 价 ， 变 现 有 的采 用 主 观方 改
３ 层 次 分 析 法概 述
３ １ 层次分 析法 定义 ．
层 次分 析法 是一种 定性 和定 量相结 合 的 、 系统化 、 层次化 的分 析 方 法 。所 谓 层 次 分 析法 ， 是指 将 一 个 复
杂 的多 目标 决策 问题 作 为一 个 系 统 ， 目标 分 解 为 多 将
关 键 词 ： 次 分 析 法 ； 间数 据 ； 量 评 价 元 素 层 空 质
１ 引 言
所 谓空 间数据 质量 是指 空间数 据在表 达实 体 空 间 位 置 、 征 和 时间所 能 达 到 的准 确性 、 致 性 、 特 一 完整 性 和三者 统一 性 的 程度 以及 数 据 适 用 于 不 同应 用 的能 力 。正 是 因为 空 间数 据 的 质 量 需 要 对 数 据 的空 间位
一
系符合 逻辑 规则 的程 度 。可 以分 为 概 念 一 致性 、 扑 拓
致性 和结构 一致 性三 个子要 素 。
（） ３ 位置精 度 ： 描述 要 素 空 间位 置 的精 度 ， 为 平 分 面精度 和高程 精度 。 （ ） 间精 度 ： 述要 素 的 时 间 属性 和 时 间关 系 ４时 描
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（） １ 完整性 ： 描述要素 、 素属 性及要素关系存 在或 要 不存在 。完整 ｌ通过 多余 或遗漏两个子要素来 体现。 生
（） ２ 逻辑 一 致 性 ： 述数 据结 构 （ 括 概 念 的 、 描 包 逻
数 据 的质量评 价元 素 的确 定 以及 不 同 的质 量评 价元 素 之 间 的关 系 ， 以构 建层 次结构 模 型如 图 １ 可 所示 。
置 、 征 和 时 间三 个方 面 进 行评 价 ， 特 在评 价 的过程 中 ， 这 三个 有一 定 的关 联 性 的评 价 标 准 既可 能定 性 评 价 ， 又可能 定量 评价 ， 而且 针对不 同的应 用 ， 要评 价 的侧 需 重 点也 不 同 。所 以 目前 的评 价方式 多是 根据经 验 人为
数据 的质量 情 况 进行 评 价 。同时 在评 价 过 程 中 ， 可 也 以对 需要评 价 的 多组 数 据 的错 误 情 况 进行 比较 ， 评 使
ｍ ａｘ
—
ｎ
空 间数 据 ， 质 量评 价 过 程 中 ， 据 实 际情 况 ， 以确 在 根 可 定 其逻 辑一致 性 相 对 于时 间 精 度就 更 重 要 一 些 ， 以 可 使 用量 化值 ７， 而时 间精度 和 完 整性 同样 重要 ， 在 判 则 读 矩阵 中填入 １见表 １ ， 。通过 同一 层次 中 的不 同评 价
个 目标 或 准则 ， 而分 解 为 多 指 标 （ 准 则 、 束 ） 进 或 约 的 若干层 次 ， 通过 定性 指 标 模 糊 量化 方 法 算 层次 单 排 序 （ 权数 ） 总排 序 ， 和 以作 为 目标 （ 多指 标 ） 多 方 案 优 化 、
决策 的 系统方法 。 ３ ２ 层次 分析 法步骤 ． （ ） 立层 次结构 模型 ＿ １建 ５
第 ５期
张彦等 ．层次分析法辅助空间数据质量评价
５ ｌ
第一层的权值 ， 最后求得 的权值即为该评价元 素的权
重 。 因本 文 中 子 层 级 中 的评 价 元 素 两 两 相 比 同样 重
要， 例如 多余 和遗 漏 两个 评 价 因素 在实 际 检查 中可 以
视为同样的评价因素 ， 故子层级的判读矩阵均取值为
４ １ 采集￣ －建库 类 ． ｊｒ ｎ
化； 对每 行归一 化后 的 向量 即为所 求 权 重 向量 。公
式如 下 ：
２０
＝
专 其中Ｐ为判读矩阵Ｐ的第ｉ 行第 列的
身 ｉ ｊ
采 集加 工建库 类 数 据 主要 针 对 外业 数 据 采 集 ， 一 般 应用 采集 工具如 Ｇ Ｓ全 站仪 等 ， 场实 地采 集 外业 Ｐ、 现 数 据后 ， 内业 进行加 工 录入处 理 。对 于此类 数 据 ， 在质 量 控制 中 ， 采集 的逻辑 一致 性要求 比较 高 （ 对 需要 判读 采 集 的地物 之间 的逻辑关 系 ， 采集结 构 的规 范 性等 ， 容 易 产生采 集误 差 ， 质 量要 求 较 高 ） 而采 集 的 时 间精 故 ，
的精度 。
（） ５ 专题 （ 性 ） 度 ： 属 精 描述 要 素 定 量 或 非 定 量 属
性 精度 和要 素属性 分类 正确性 及 它们 间的相互 关 系 。
主观评 价判 断 ， 评价 元素 的选定 没有统 一 的标 准 ， 对 也 没有 形成一 整套 的评 价体 系 。 层 次分 析法 （ Ｈ ） Ａ Ｐ 原理 简 单 ， 定量 与 定 性 方法 是 相 结合 的优 秀决 策方 法 。因此本 文尝试 采用层 次 分析 法辅 助选取 空 间数 据 质 量评 价 元 素 ， 力争 通 过 量 化 的
同 用途 的 空 间数 据 ， 质 量评 价 的 关 注点 不 同 ， 其 选取 的评 价 元 素 也 不 相 同 。 目前 多是 通 过 人 为 经 验进 行 质 量评 价元 素
的确 定。本文介绍 了使 用层次分析法确定空间数据质 量评价元素 的方法 ， 解决 了现有 的使 用主观判 断确 定质量评价 元素 的问题 ， 空间数 据的质量评价 可量化 ， 使 也更加 系统性 、 科学性。
析 ， 以基 本 确 定 数 据 质 量 评 价 元 素 主 要 有 以 下 ５ 可
个 ：
通过 深入分 析 实 际 问题 ， 有 关 的各 个 因素 按 照 将 不 同属性 自上 而 下地 分 解 成若 干 层 次 ， 同一 层 的诸 因
素从 属 于上一 层 的 因素 或 对 上层 因素 有 影 响 ， 时又 同 支 配下一 层 的因素 或受到 下层 因素 的作用 。根 据 空 间
度和位置精度一般很准确 ， 故质量要求较低。采集数
量 的完整 性 以及属 性 的正 确性 质量要 求适 中 。
５ ２
城
市
勘
测
根 据 以上要 求 ， 造判读 矩 阵如表 ３所示 。 构
采 集 加 工 建 库 类 判读 矩 阵 表３
计算 Ａ ， 进行 一致 性检 验得 出 Ｃ ／ １ ０ ０ ４３ ９ ＩＲ ＝ ． ５ ８ ＜． （ ８ ， ０ １ 表 ） 通过 检验 ， 权重值 可 以采 用 。
数值 。分子 ｐ 为判读矩阵第 ｊ 行数值之和， 分母 ｐ ｉ
为判 读矩 阵所 有元 素之 和。 （ ） 行层次 总排 序 ４进
计算 出每 一个 层 级 中 的判 读矩 阵 的特 征 向量 后 ， 需要 计算各 层 次对 于 系 统 的 总排 序权 重 ， 具体 可 以先 求 出每一层 相对 上 一 层 的权 值 ， 后 求 出最后 一 层 对 然
更 新 数 据 类 检 验 值 表８
４ ３ 实 际评 价 过程 ．
数据归一化处理后 ， 出权重 向量 ， 得 如表 ４所示。
采 集 加 工 建 库 类权 重 表４
根据 以上 的分析 ， 运用 层次 分析法 ， 定 了在 实 际 确
评价 采集加 工 建库 类 和 更 新类 空 问数 据质 量 过 程 中 ， 不 同评价 因素 的权 重 值 ， 而 可 以定 量 地 对一 组 采 集 从
Ｃ Ｒ实现 。
（） ２ 构造判 读矩 阵 分 析各个 层次 中各 因 素 间 的关 系 ， 同一 层 次 各 对
判读 矩 阵 的最 大 特 征 根 Ａ ． 算公 式 如 下 ， 中 ｍ计 ｘ 其 表示 的第 ｉ 分量 ， 个 ｎ为矩 阵阶数 。
＝
元 素关 于上 一 层 次 中某 一 准 则 的 重 要 性 进 行 两 两 比 较， 构造 判读矩 阵。在实 际操 作 中通常根 据 专家 意见 ， 并 结合 项 目质 量评 价特 点 ， 各 因素 的重 要性 程度 ， 确定
中图分类号 ：２ ８ １ Ｐ ０ ．
文 献 标 识 码 ： Ａ
层次 分 析 法辅 助 空 问数 据质 量 评 价
张彦 ， 于丽君
（．重庆数字城市科技有限公 司 ， １ 重庆 ４０２ ； ２ ０００ ．中国科学院遥感与应用研究所 ， 北京 １０ ０ ） ０ １１
摘
要： 目前对于空间数据 的质量评价 ， 参与评价 的元素种 类繁 多 ， 而且各 个评价元 素之 间存在 关联性 。并且对 于不
完整性 逻辑一致性 位置精度
时 间 精 度 属 性 精 度
一
若 Ｃ ＜ ． ， 说 明判 读 矩 阵满 足一 致 性 。否则 ， Ｒ Ｏ １则
需要 检查判 读矩 阵 中是否有 对权 重影 响 比较 大 的特殊
１
值 ， 重 新 咨询 专 家 意见 ， 特殊 值 进 行调 整 后 ， 并 对 重新
１所 以针对 本项 目实 验 中不需要 进行 层次 总排序 。 ，
（ ） 致性 检验 ５一
在计 算 出每个 判 读矩 阵 的特 征 向量 后 ， 要 检 验 需
图 １ 空 间 数 据 质 量 评价 元素 层 次 结 构 模 型
判读 矩 阵的一 致 性 ， 以保 证结 果 的精 确性 。一 致 性 的 检验 通过计 算矩 阵 的最大 特征 根 Ａ 和一致 性 检验 值 …
辑 的或物 理 的数据 结构 ） 要素 属性 和它们 间 的相 互关 、
收 稿 日期 ：０ ２ ５ ｏ ２ １ —Ｏ — ４