维普资讯 http://www.cqvip.com 第２１卷第３期 ２００２年８月 中南林业调壹规划 ａ ｍ ＡＩ．Ｓ０ＵＴＨ Ｒ］Ｉ礓：ｓ，ｒ ＩＮＶＥＮＩＩ）ＲＹ ＡＮＤ ＰＬＡＮＮＩＮＧ Ｖ０Ｉ．２１ Ｎｏ．３ Ａｕｇ．２００２ 林业地理信息系统空问数据质量及误差初探 戴前石 （国家林业局中南院，湖南长沙４１００１４） 摘要：空间数据质量控制是建立林业地理信息系统的重要环节，文中着重对林业地理信息系 统空间数据质量误差的来源与空间数据质量控制的方法、措施进行了初步探讨。 关键词：空间数据；质量；误差；林业地理信息系统 中图分类号：ＴＰ３９；￥７５７．２文献标识码：Ａ文章编号：１００３—６０７５（２００２）０３—４１—０３ Ａ Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｔｏ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ ＧＩＳ Ｓｐａｃｅ Ｄａｔａ Ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ Ｅｒｒｏｒ ＤＡＩ Ｑｉａｎ——ｓｈｉ （Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ＳＦＡ．Ｈｕｎａｎ Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００１４．Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｐａｃｅ ｄａｔａ ｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｓｅｃｔｏｒ ｔｏ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ｆｏｒｅｓｔｒｙ ＧＩＳ（Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）．Ｔｈｉｓ ｅｓｓａｙ ｉｓ ｅｍｐｈａｔｉｃａｌｌｙ ｍａｋｉｎｇ ａ ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｅｒｒｏｒ ｓｏｕｒｃｅ ｏｆ ｆｏｒｅｓｔｒｙ ＧＩＳ ｓｐａｃｅ ｄａｔａ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ＆ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｓｐａｃｅ ｄａｔａ ｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏ１． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：Ｓｐａｃｅ Ｄａｔａ；Ｑｕａｌｉｔｙ；Ｅｒｒｏｒ；Ｆｏｒｅｓｔｒｙ ＧＩＳ 随着科学技术的发展和林业事业的需求，越来 同仁参考。 越多的新技术被引人到林业生产经营中。地理信息 系统（ＧＩＳ）是集计算机科学、信息科学、测绘遥感科 学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴边缘 科学。目前，地理信息系统这一新技术已在林业上 得到了广泛地应用，林业地理信息系统通过对各种 空间数据和属性数据进行综合分析和管理，建立各 种数学模型，提供了林业规划、管理和研究等林业生 产所需的各种信息，直接参与了林业生产的和 决策，并产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为 １ 空间数据质量的概念 １．１空间数据质量 在地理信息系统中，空间数据是有关空间位置、 专题特征以及时间信息数据记录，而空间数据质量 则是空间数据在表达这三个基本要素时，所能够达 到的准确性、一致性、完整性，以及三者之间统一性 的程度。一方面，由于现实世界的复杂性和模糊性， 以及人类认识和表达能力的局限性，这种抽象表达 总是不可能完全达到真值的，而只能在一定程度上 接近真值。从这种意义上讲，空间数据质量发生问 题是不可避免的；另一方面，对空间数据的录人处理 及地理信息系统本身也会导致出现一定的质量问 题。因此，空间数据质量的好坏是一个相对的概念， 具有一定程度的相对性。 林业生产经营的有力工具。 空间数据质量控制和空间数据误差分析是建立 林业地理信息系统的重要环节，在建立林业地理信 息系统过程中，进行空间数据质量控制至关重要，因 为空间数据质量的好坏将直接影响到林业地理信息 系统本身质量及其输出产品如林业专题图等质量的 好坏，甚至影响到林业决策的正确性。笔者根据这 １．２与空间数据质量相关的几个概念 空间数据误差：反映空间数据与真实值或者大 家公认的真值之间的差异，它是一种常用的衡量空 间数据准确性的表达方式。 些年在林业地理信息系统开发应用方面的经验，着 重探讨在建立林业地理信息系统过程中空间数据误 差的来源及空间数据质量控制的方法与措施，以供 ・收稿日期：２ｏ０２一ｏ２—０４ 作者简介：或前石（１９６６一），男，湖南新化人，工程师，主要从事林业遥感技术开发应用工作。 ・４１・ 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００２年第３期 中南林业调查规划 第２１卷 空间数据的准确度：空间数据的准确度被定义 为结果、计算值或估计值与真实值或者大家公认的 真值之间的接近程度。 空间数据的精密度：空间数据的精密度是指空 间数据表示的精密程度，亦即数据表示的有效位。 在大多数情况下，它可以通过准确度而得到体现，故 常把两者结合在一起称为精确度，简称精度。 ２ 空间数据误差来源 空间数据的质量通常用空间数据误差来衡量， 而空间数据误差被定义为空间数据与其真值的差 别。在林业地理信息系统中，空间数据一般包括基 础地理空间数据和林业专题空间数据。空间数据质 量主要是指这两类数据的质量，空间数据误差也是 这两类数据的误差。空间数据误差的来源是多方面 的，林业地理信息系统从空间数据的采集、录入到空 间数据库以及随后的空间数据分析处理和结果输出 过程中都会产生误差。根据Ｐ．Ａ．Ｂｕｒｒｏｕｇｈ（１９８６） 的建议，结合林业地理信息系统的具体情况，按误差 来源可将空间数据误差分为源误差、录入处理误差 和软硬件平台误差３类。 ２．１空间数据源误差 空间数据源误差是指原始空间数据本身在数据 采集过程中产生的误差。在林业地理信息系统中， 空间数据源误差主要是基础地理空间数据源误差和 林业专题数据源误差两大类。 ２．１．１基础地理空间数据源误差 在林业地理信息系统中，基础地理空间数据一 般是指林业用的地形图。基础地理空间数据源误差 是指地形图本身含有的误差，主要有：①控制测量 和碎部测量误差，这是在测量过程中产生的误差；② 制图误差，在地形图绘制过程中产生的误差，主要包 含控制点展绘误差、编绘误差、绘图误差、综合误差、 复制误差等；③存储误差，地形图多为纸质，由于存 放条件和存放时间等原因引起地形图变形而产生的 误差；④现势性较差引起的误差，地形图更新时间 较长，造成地形图与现状不符引起的误差。在建立 林业地理信息系统时，控制测量和碎部测量误差与 制图误差一般不考虑。 ２．１．２林业专题空间数据源误差 林业专题空间数据源误差是指林业专题原始录 用空间数据在采集过程中产生的误差。林业专题原 始录用空间数据一般来源于林业专题调查，由于受 ・４２・ 现有技术条件和专业调查人员素质等因素的影响， 林业专题原始录用空间数据必定会产生误差。现在 很多林业专题空间数据是通过卫星影像获取的。卫 星遥感空间数据的源误差可分为：①卫星遥感数据 获取误差；②卫星遥感数据预处理误差，即对卫星 遥感数据进行几何校正、图像增强和分类等过程中 产生的误差；③数据转换误差，在矢量一栅格数据互 换过程中产生的误差；④人工判读误差，判读人员 进行目视解译时产生的误差，它与判读人员从卫星 遥感影像中提取信息的能力和技能有关。 ２．２空间数据录入处理误差 在林业地理信息系统建立过程中，原始录用空 间数据如地形图、林业专题图等进入计算机的空间 数据库主要是通过数字化仪与扫描仪等设备，也可 以说，原始录用空间数据进入到计算机空间数据库 的过程就是数字化过程，数字化完成后再进行编辑 处理。在这些过程中会产生一定的误差，主要有：① 采点误差，用数字化仪对原始录用空间数据进行数 字化采点时所产生的误差；②扫描误差，扫描过程 产生的误差，包括扫描仪本身固有误差和扫描操作 误差；③编辑处理误差，空间数据的编辑处理过程 中产生的误差，如接边、接幅误差等。 ２．３软硬件平台误差 软硬件平台误差是指地理信息系统运行的软硬 件环境本身原因造成空间数据在地理信息系统的模 型分析和数据处理等操作中产生的误差。如由计算 机字长引起的误差，拓扑分析引起的误差，数据分类 和内插引起的误差等。随着计算机技术的发展，软 硬件平台误差会变得越来越小。 一般来说，空间数据源误差与空间数据录入处 理误差远远大于软硬平台误差。 ３ 空间数据质量控制 空间数据质量控制是个复杂的过程，要控制空 间数据质量，要从空间数据误差的来源人手，尽可能 地减少误差。空间数据质量控制的常用方法有：① 传统的手工方法，主要是将已数字化的空间数据与 空间数据源比较，包括目视方法、绘制到透明图上与 原图叠加比较等方法；②元数据方法，数据集的元 数据包含的大量有关空间数据质量的信息，通过跟 踪元数据可以了解空间数据质量的变化情况；③地 理知识与林业知识相关法，用空间数据的地理特征 与林业知识的相关性来分析空间数据的质量。 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００２年第３期 戴前石：林业地理信息系统空间数据质量及误差初探 第２１卷 在林业地理信息系统中，空间数据质量控制主 要是对空间数据源误差和空间数据录入处理误差进 行控制，而软硬件平台误差一般不考虑。 ３．１空间数据源误差控制 描的方法，减少空间数据的录人处理误差。②选用 合符分辨率与精度要求的数字化设备。根据林业地 理信息系统设计的空间数据精度要求，选用数字化 仪、扫描仪等设备。③误差限的控制。按林业地理 信息系统设计的空间数据精度要求，对数字化过程 要保证林业地理信息系统产品质量，首先必须 对空间数据的源误差控制。一般应采取以下措施： ①用四点纠正法或逐网格纠正法对地形图进行纠 正，以减少因地形图变形而引起的误差；②把地形图 上已经发生变化或没有的信息尽可能多地补充进 去，以减少地形图现势性较差引起的误差；③在进行 林业专题空间数据调查时，应运用最先进的技术、最 先进的方法，用高素质的专业调查队伍，以减少林业 专题空间数据的源误差。 ３．２空间数据录入处理误差的控制 中的对点精度、采点密度、接边误差、接合距离、细化 距离、接幅距离等进行控制。 ４ 结语 由于地理信息系统在林业中的应用时间不长， 对如何处理空间数据误差，控制空间数据质量，没有 成熟的规范可循，还有许多问题有待于进一步研究。 参考文献： ［１］王学军，贾冰嫒，地理信息系统［Ｍ］．中国环境科学出版社， １９９３． 空间数据录人和处理是建立林业地理信息系统 的最基本的步骤，减少空间数据录入处理误差，对空 ［２］毋河海，龚健雅．地理信息系统（ＧＩＳ）空问数据结构与处理技 术［Ｍ］．测绘出版社，，１９９７， ［３］张超，陈丙咸，邬伦，地理信息系统［Ｍ］．高等教育出版社， １９９５． 间数据质量控制非常重要。一般采取以下措施对空 间数据录人处理误差进行控制：①对空间数据进行 预处理工作，主要是对地形图进行整理，对林业专题 ［４］蒋景瞳．中国地理信息元数据标准研究［Ｍ］．科学出版社， １９９９． 图进行整理、清绘。通过预处理工作，不仅可以减少 空间数据录入处理误差，还可提高数字化工作效率。 对于扫描数字化的林业专题图，还可以采用分版扫 ［５］祝国瑞，张根寿．地图分析［Ｍ］．测绘出版社，１９９４ ［６］龚健雅，当代ＧＩＳ的若干理论与技术［Ｍ］．武汉测绘科技大学 出版社，１９９９． ◆－ｌ◆●・● －●＿・◆ 一● 一●＿・ ◆●・●●・●■－● ・◆ ・● ●・Ｉ－◆ ＋● ・● －◆ －●●・◆●－● －● ・● －●＾－● ・● ・◆ －● ・● ・●●・● ・● ・● ・●●－◆ －●●・● ・● 一● ・●●－● ◆ －● －● — ●・■ （上接第４０页）的培训与认证工作，从导游、职工素 质的外观形象人手，实行挂牌上岗制度，开展评选 “十佳导游”、“十佳职工”活动，树立良好的服务意识 和形象，提高旅游服务质量，保证“五一”、“十一”、春 节假日黄金周旅游接待工作。 是森林，象征绿色的森林成为游人神往已久的人间 美景。中国加人ＷＴＯ后，桂林的森林旅游将面临 新的机遇和更严峻的挑战，要在立足观光型旅游产 品的基础上，进一步调整优化森林旅游产品的品种 组合、时间组合、空间组合，促进转型，营造绿色、纯 朴的旅游环境，要广泛采用横向联合、整体联合、联 合促销，打造品牌，共同受益，提高旅游产品在市场 的竞争力，推动森林旅游业的发展。 ５ 结语 森林旅游作为目前国际上盛行的生态旅游业的 主要形式，发展前景十分广阔，未来１０ａ人们在消费 热点中，最想做的事是外出旅游，最理想的旅游胜地 ・４３・
