第二章
GIS的基础及数据获取 的基础及数据获取
2.1 地图简介 2.2 GIS工作的硬件配置 工作的硬件配置 2.3 GIS工作的软件构成 工作的软件构成 2.4 GIS中的数据源 中的数据源 2.5 空间数据的质量及精度分析 2.6 地理信息的标准 2.7 空间元数据
第二章 GIS的基础及 的基础及 数据获取
一．数据的种类与形式 二．空间数据的质量及精度分析 三．地理信息的标准 空间数据的元数据（metadata） 四．空间数据的元数据（metadata）
2.5空间数据的质量及精度分析 空间数据的质量及精度分析 一、空间数据质量
数据的准确度（ 数据的准确度（accuracy）指记录值和真实值之间接近的程度； ）指记录值和真实值之间接近的程度； 数据的精密度（ 数据的精密度（precision）指数据表示的精密程度，如数据有效 ）指数据表示的精密程度， 位数； 位数； 数据的分辨率（ 数据的分辨率（spatial resolution）指两个可测量数据之间可识别 ） 的最小差异，常用最小线宽来表示； 的最小差异，常用最小线宽来表示； 数据的不确定性（ 数据的不确定性（uncertainty）包括空间位置不确定性、属性不 ）包括空间位置不确定性、 精度 确定性、时域不确定性、逻辑上的不一致性、及数据的不完整性； 确定性、时域不确定性、逻辑上的不一致性、及数据的不完整性； 数据的误差（ 数据的误差（error）表达数据准确性的一种表达方式。 ）表达数据准确性的一种表达方式。
1:50万， 1:20万，1:10万地形图的分幅和编号 万 万 万地形图的分幅和编号
40 1 39 40’ 13 39 20’ 25 (7) 37 49 (13) 61 38 73 (19) 85 97 (25) 109 121 (31) 133 134
36
2 (1)
3 (2)
4
5 (3)
6
7 (4)
4、高斯--克吕格投影 、高斯 克吕格投影
x y
四、地形图的分幅和编号
我国，基本地形图的分幅和编号按国际规定的在 我国，基本地形图的分幅和编号按国际规定的在1:100万地形图 万地形图 基础上，按径纬度进行。 基础上，按径纬度进行。 1） 1:100万地形图的分幅和编号 ） 万地形图的分幅和编号 按纬差4度 径差6度分 按纬差 度，径差 度分 2） 1:50万， 1:20万，1:10万地形图的分幅和编号 ） 万 万 万地形图的分幅和编号 1:50万按纬差 1:50万按纬差2度，径差3度分,即一幅1:100万地形图包含4幅 万按纬差2度 径差3度分 即一幅1:100万地形图包含 度分,即一幅 万地形图包含4幅 1:50万地形图； 万地形图； 万地形图 1:20万按纬差 ，径差 度分 分36幅图 万按纬差40‘，径差1度分 度分, 幅图; 万按纬差 幅图 1:10万按纬差 ，径差 分,分144幅图 万按纬差20‘，径差30’分 分 幅图; 万按纬差 幅图 3） 1:5， 1:2.5万，1:1万地形图的分幅和编号 ） ， 万 万地形图的分幅和编号 这三种图在1:10万地形图基础上，按径纬度划分。 万地形图基础上， 这三种图在 万地形图基础上 按径纬度划分。
2、 2、从管辖范围看制定信息技术的标准和机构
（1）国际级的标准化组织如 ISO(International Standard Organization)； ） ； （2）区域级标准化组织； ）区域级标准化组织； （3）国家级标准化组织，如美国国家标准化组织 ）国家级标准化组织，如美国国家标准化组织ANSI、美国联邦地理数据委员 、 会FGDC； ； 领域中的OGC（OpenGIS）； （4）政府和用户级标准化组织 如GIS领域中的 ） 领域中的 （ ）； （5）其它标准化组织。 ）其它标准化组织。 如美国联邦空间数据委员会在1992年颁布了美国空间数据交换标准 年颁布了美国空间数据交换标准SDTS 如美国联邦空间数据委员会在 年颁布了美国空间数据交换标准 （Spatial Data Transfer Standard)
投影面和球面的关系
圆锥投影
圆柱投影
方位投影
正轴
斜轴
横轴
几种投影方式展开图： 几种投影方式展开图：
方位投影展开图
圆柱图投影的选择 、
我国的主要用高斯--克吕格投影地图投影。（横轴等角墨卡托投 我国的主要用高斯 克吕格投影地图投影。（横轴等角墨卡托投 克吕格投影地图投影。（ 影） 72－136：13－23共11个投影带 － ： － 共 个投影带
四、空间数据误差的种类 1、源误差 、
1）地面测量数据的误差 ） 2）地图数字化的误差 ） 3）RS数据误差 ） 数据误差
2、GIS处理过程引起的误差 、 处理过程引起的误差
1）计算机字长引起的误差 ） 2）拓朴分析引起的误差 ） 3）数据的分类和内插引起的误差 ）
2.6地理信息的标准 地理信息的标准
二、空间数据质量评价 空间数据质量评价
空间数据质量评价就是用空间数据质量标准要素对数据所描述的空间、 空间数据质量评价就是用空间数据质量标准要素对数据所描述的空间、专题 和时间特性进行评价，可用空间数据质量评价矩阵如下来表示： 和时间特性进行评价，可用空间数据质量评价矩阵如下来表示：
空间特性 空间要素 位置精度 属性精度 逻辑一致性 数据完整性 表现形式准确性 空间特性 时间特性 专题特性
8
9 (5)
10
11 (6)
12 24 36
A
B
(12) 48 60 (18) 72 84 (24) 96 108
C
D
(30) 120 132 (36) 143 144 126
(32) 135 136
(33) 137 138 123
(34) 139 140
(35) 141 142
120
第二节
GIS的数据及其质量标准 GIS的数据及其质量标准
一、地理信息标准化的意义 1、促进地理信息的交换和使用 、 2、促进地理信息的共享 、
。
二、信息技术的标准和机构
1、信息技术标准分类 、
接口； （1）硬件设备标准 如RS232接口； ） 接口 查询语言； （2）软件标准 如SQL查询语言； ） 查询语言 如数据格式标准； （3）数据和格式标准 如数据格式标准； ） 数据存放标准； （4）数据集标准 数据存放标准； ） 用于指导数据开发过程。 （5）过程标准 用于指导数据开发过程。 ）
国际上几个主要的GIS标准 三、 国际上几个主要的 标准
1、地理信息/地球信息科学专业会员会制定的地理信息标准 ISO/TC211。 、地理信息 地球信息科学专业会员会制定的地理信息标准 。 ISO/TC211主要用于指导 主要用于指导GIS的开发和使用，它定义和描述了一系列地理信息、 的开发和使用， 主要用于指导 的开发和使用 它定义和描述了一系列地理信息、 地理数据管理和地理过程的标准。该标准共分25部分 包括框架和参考模型、 部分， 地理数据管理和地理过程的标准。该标准共分 部分，包括框架和参考模型、数 据模型和算子、地理空间数据管理、空间数据服务等内容，分别由美国、英国、 据模型和算子、地理空间数据管理、空间数据服务等内容，分别由美国、英国、 澳大利亚、加拿大等国负责。 澳大利亚、加拿大等国负责。 参考资料 ISO/TC211 Geographic Information/ Geomatics, 1998 ISO 2、美国 、美国OGC（OpenGIS Consorti，)制定的开放地理数据互操作规范 OpenGIS （ ， 制定的开放地理数据互操作规范 （Open Geodata Interoperation Specification)。很多 。很多GIS厂商参于该组织 厂商参于该组织 OpenGIS的目标是制定一个规范，以建立分布的、无边界的、基于构件的地理数 的目标是制定一个规范， 的目标是制定一个规范 以建立分布的、无边界的、 据互操作环境， 软件具有可操作性、 据互操作环境，使GIS软件具有可操作性、可移植性、可升级性、开放性、互操 软件具有可操作性 可移植性、可升级性、开放性、 作性和易用性。目前国内的GIS开发机构也提出了中间交换数据文件格式，也提 开发机构也提出了中间交换数据文件格式， 作性和易用性。目前国内的 开发机构也提出了中间交换数据文件格式 出平开发了组件式GIS工具。这同 工具。 尚有距离。 出平开发了组件式 工具 这同OpenGIS尚有距离。 尚有距离 OpenGIS的实质是制定出一套各方均能接受的空间数据操作函数 的实质是制定出一套各方均能接受的空间数据操作函数API 的实质是制定出一套各方均能接受的空间数据操作函数 OpenGIS主要定义了三个模型 主要定义了三个模型 模型号定义了一个概括的、 （1）开放的地理数据（Open Geodata) 模型号定义了一个概括的、共用的基本 ）开放的地理数据（ 地理信息类型的集合； 地理信息类型的集合； （2）OpenGIS服务 ） 服务 （3）信息团体模型 ）
3、美国联邦地理数据委员会FGDC制定的美国空间数据元数据标 、美国联邦地理数据委员会 制定的美国空间数据元数据标 准。空间数据的元数据标准从7个方面对元数据进行了描述：标识 空间数据的元数据标准从 个方面对元数据进行了描述： 个方面对元数据进行了描述
产生该数据的原始数据， （Identification)、数据质量 、数据质量(Data Quality)产生该数据的原始数据，数据的精度， 产生该数据的原始数据 数据的精度， 一致性，完整性等；空间数据的组织(Spatial Data Organization)数字编码的组 一致性，完整性等；空间数据的组织 数字编码的组 属性信息等；空间参照(Spatial Reference)数据采用的投影方式，地球参照 数据采用的投影方式， 织，属性信息等；空间参照 数据采用的投影方式 系等；实体和属性信息(Entity &Attribute Information)数据中的地理信息，信 数据中的地理信息， 系等；实体和属性信息 数据中的地理信息 息的编码等；分发(Distribuution)数据的格式，存储介质，价格等；元数据参考 数据的格式， 息的编码等；分发 数据的格式 存储介质，价格等； 信息(Metadata Reference)数据完成日期和人等。 数据完成日期和人等。 信息 数据完成日期和人等