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第三章 地理信息系统数据库的组织 主要内容 空间数据库的概念 空间数据库的建立 确定投影和坐标 空间数据的输入与处理 地理信息的分类与编码 空间数据的质量控制 空间数据库设计的步骤 GIS中空间数据库的组织 3、空间数据的质量控制 数据质量是空间数据在表达空间位置、专题特征以及时间这三 个基本要素时，所能够达到的准确性、一致性、完整性，以及它们三者之间统一性的程度。 （1）误差(Error) （2）数据的准确度(Accuracy) （3）数据的精密度(Resolution) （4）不确定性（Uncertainty) 空间位置、属性特征和时间是表示实体空间变化的三个基本要素，空间数据是这三者信息的符号记录。而数据质量则是表达它们一致性、完整性和统一性的程度。 衡量空间数据质量标准的几个要素 （1）位置精度 — 空间实体的真实位置与坐标数据的接近程度 （2）属性精度 — 空间实体的属性与其真值相符程度 （3）时间精度 — 数据更新的时间和频度来衡量 （4）逻辑一致性— 数据结构、数据内容、拓扑关系的一致 （5）数据完整性 — 空间数据覆盖的范围、类型、关系 误差的类型 源误差 操作误差 空间数据质量问题的来源 空间数据质量控制 应从数据质量产生和扩散的所有过程和环节入手，分别用一定的方法减少误差，常见的方法有： 传统的手工方法： 质量控制的人工方法主要是将数字化数据与数据源进行比较，图形部分的检查包括目视方法、绘制到透明图上与原图叠加比较，属性部分的检查采用与原属性逐个对比或其他比较方法； 地理相关法：用空间数据的地理特征要素自身的相关性来分析数据的质量。如叠加河流和等高线两层数据时，如河流的位置不在等高线的外凸连线上，则说明两层数据中必有一层数据有质量问题 元数据方法：数据集的元数据中包含了大量的有关数据质量的信息，通过它可以检查数据质量，同时元数据也记录了数据处理过程中质量的变化，通过跟踪元数据可以了解数据质量的状况和变化。 4、空间数据库的设计步骤 空间数据库设计的实质是将地理空间实体以一定的组织形式在数据库系统中加以表达的过程，也就是说GIS中空间实体的模型化问题。 步骤如下： 5、空间数据库的组织 GIS中的数据大多数都是地理数据，它与通常意义上的数据相比，具有自己的特点： 地理数据类型多样，各类型实体之间关系复杂，数据量很大，而且每个线状或面状地物的字节长度都不是等长的等等。地理数据的这些特点决定了利用目前流行的数据库系统直接管理地理空间数据，存在着明显的不足，GIS必须发展自己的数据库-空间数据库。 传统数据库系统管理地理空间数据有以下几个方面的局限性： (1)传统数据库系统管理的是不连续的、相关性较小的数字和字符；而地理信息数据是连续的，并且具有很强的空间相关性。 (2)传统数据库系统管理的实体类型较少，并且实体类型之间通常只有简单、固定的空间关系；而地理空间数据的实体类型繁多，实体类型之间存在着复杂的空间关系，并且还能产生新的关系(如拓扑关系)。 (3)传统数据库系统存贮的数据通常为等长记录的数据；而地理空间数据通常由于不同空间目标的坐标串长度不定，具有变长记录，并且数据项也可能很大，很复杂。 (4)传统数据库系统只操纵和查询文字和数字信息；而空间数据库中需要有大量的空间数据操作和查询，如相邻、连通、包含、叠加等。 目前，大多数商品化的GIS软件都不是采取传统的某一种单一的数据模型，也不是抛弃传统的数据模型，而是采用建立在关系数据库管理系统(RDBMS)基础上的综合的数据模型，归纳起来，主要有以下三种： 混合结构模型（Hybrid Model） 扩展结构模型（Extended Model） 统一数据模型（Integrated Model） 本章重点 空间数据库的概念及其特点 GIS的空间数据库（系统）的组成 数据的输入方法有那些？ 空间数据录入后的处理包括那些？ 能分辨识别码与标识码 空间数据质量控制的方法 空间数据库的数据结构模型 * * 复杂 难探测 计算机字长引起的误差 拓扑分析引起的误差：逻辑错误、地图叠置操作 分类与综合引起的误差：分类方法、分类间隔、内插方法 GIS处理过程引起的误差 不明显 难测定 位置误差；属性误差：质量和数量方面的误差 数据偏差：输入输出错误，观测者偏差，自然变化 由自然变化或原始测量引起的误差 明显、易探测 数据年代；数据的空间覆盖范围；地图比例尺；观测密度数据的可访问性，数据格式；数据与用途的一致性；数据的采集处理费用 源误差 误差特征 误差来源 误差类型 误差来源 数据采集 数据使用 数据前处理 野外测量 遥感仪器 人为误差 数据转换 数据输入 遥感解译 理解与随意性 数据处理过程 误 差 来 源 数据搜集 野外测量误差