地理信息系統數據誤差來源

❹ GIS數據輸入過程中可能產生的誤差有哪些形式

1.掃描或數字化誤差
2.投影誤差
3.源數據誤差
僅供參考

❺ GIS數據質量的基本特點及常見的誤差原因

1．數據質量的基本概念
1．1准確性（）
1．2精度（Precision）
1．3空間解析度(Spatial Resolution)
1．4比例尺（Scale）
1．5誤差（Error）
1．6不確定性（Uncertainty）

2．空間數據質量問題的來源
2．1空間現象自身存在的不穩定性
2．2空間現象的表達
2．3空間數據處理中的誤差
2．4空間數據使用中的誤差
表1：數據的主要誤差來源
數據處理過程 誤差來源
數據搜集
野外測量誤差：儀器誤差、記錄誤差
遙感數據誤差：輻射和幾何糾正誤差、信息提取誤差
地圖數據誤差：原始數據誤差、坐標轉換、制圖綜合及印刷
數據輸入
數字化誤差：儀器誤差、操作誤差
不同系統格式轉換誤差：柵格-矢量轉換、三角網-等值線轉換
數據存儲
數值精度不夠
空間精度不夠：每個格網點太大、地圖最小制圖單元太大
數據處理
分類間隔不合理
多層數據疊合引起的誤差傳播：插值誤差、多源數據綜合分析誤差
比例尺太小引起的誤差
數據輸出
輸出設備不精確引起的誤差
輸出的媒介不穩定造成的誤差
數據使用
對數據所包含的信息的誤解
對數據信息使用不當

3．空間數據質量控制
數據質量控制是個復雜的過程，要控制數據質量應從數據質量產生和擴散的所有過程和環節入手，分別用一定的方法減少誤差。空間數據質量控制常見的方法有：
3．1傳統的手工方法
質量控制的人工方法主要是將數字化數據與數據源進行比較，圖形部分的檢查包括目視方法、繪制到透明圖上與原圖疊加比較，屬性部分的檢查採用與原屬性逐個對比或其他比較方法。
3．2元數據方法
數據集的元數據中包含了大量的有關數據質量的信息，通過它可以檢查數據質量，同時元數據也記錄了數據處理過程中質量的變化，通過跟蹤元數據可以了解數據質量的狀況和變化。
3．3地理相關法
用空間數據的地理特徵要素自身的相關性來分析數據的質量。如從地表自然特徵的空間分布著手分析，山區河流應位於微地形的最低點，因此，疊加河流和等高線兩層數據時，如河流的位置不在等高線的外凸連線上，則說明兩層數據中必有一層數據有質量問題，如不能確定哪層數據有問題時，可以通過將它們分別與其它質量可靠的數據層疊加來進一步分析。因此，可以建立一個有關地理特徵要素相關關系的知識庫，以備各空間數據層之間地理特徵要素的相關分析之用。

❻ 地理信息系統中的數據來源及獲取方式（明天考試，急）

GIS的數據源，是指建立的地理資料庫所需的各種數據的來源，主要包括地圖、遙感圖像、文本資料、統計資料、實測數據、多媒體數據、已有系統的數據等。
①地圖
點――居民點、采樣點、高程點、控制點等。
線――河流、道路、構造線等。
面――湖泊、海洋、植被等。
注記――地名注記、高程注記等。
②遙感數據
遙感數據是GIS的重要數據源。遙感數據含有豐富的資源與環境信息，在GIS支持下，可以與地質、地球物理、地球化學、地球生物、軍事應用等方面的信息進行信息復合和綜合分析。遙感數據是一種大面積的、動態的、近實時的數據源，遙感技術是GIS數據更新的重要手段。
③文本資料
文本資料是指各行業、各部門的有關法律文檔、行業規范、技術標准、條文條例等，如邊界條約等。這些也屬於GIS的數據。
④統計資料
國家和軍隊的許多部門和機構都擁有不同領域（如人口、基礎設施建設、兵要地誌等）的大量統計資料，這些都是GIS的數據源，尤其是GIS屬性數據的重要來源。
⑤實測數據
野外試驗、實地測量等獲取的數據可以通過轉換直接進入GIS的地理資料庫，以便於進行實時的分析和進一步的應用。GPS（全球定位系統）所獲取的數據也是GIS的重要數據源。
⑥多媒體數據
多媒體數據（包括聲音、錄像等）通常可通過通訊口傳入GIS的地理資料庫中，目前其主要功能是輔助GIS的分析和查詢。
⑦已有系統的數據
GIS還可以從其它已建成的信息系統和資料庫中獲取相應的數據。由於規范化、標准化的推廣，不同系統間的數據共享和可交換性越來越強。這樣就拓展了數據的可用性，增加了數據的潛在價值。

❼ 什麼是地理信息系統的數據質量具體包括哪些內容

-關於數據質量
質量：是一個用來表徵人造物品的優越性或者證明其所具有技術含量的多少回或

者表答示其藝術性高低的常用術語。
近年來由於一下原因，關注數據質量：
1， 增加私營部門的數據生產 。
2，進一步利用地理信息作為決策支持工具。
3，日益依賴二手數據來源。
—空間數據質量的概念：
1，誤差：反映了數據與真值或者大家公認的真值之間的關系。
2，數據的准確度：被定義為結果計算值或估計值或公認值之間的接近程度。
3，數據的精密度（儀器本身）：是指在數量上能夠辨別的程度，指數據的有效位

數，表示測量值本身的離散程度。解析度影響到一個資料庫對某個具體應用的適用

程度。
4，不確定性：是關於空間過程和特徵，不能被准確確定的程度。

❽ 遙感影像的校正與誤差來源探究——以雞西市為例

馬海濤

（黑龍江省國土資源勘測規劃院，哈爾濱，150056）

摘要：衛星影像的坐標准確性對土地利用資料庫更新至關重要，根據雞西市的遙感數據源應用ERDAS IMAGINE 對雞西市遙感影像進行校正和誤差分析，探討衛星遙感影像的內部、外部誤差產生原因。

關鍵詞：衛星影像；遙感；誤差；正射；DEM

1 高解析度衛星遙感技術現狀及應用前景

高解析度的衛星影像通常指像素的空間解析度在10 m以內的遙感影像。早期高解析度感測器的研製與應用主要是在軍事領域，以大比例尺遙感制圖、對地物的分析和監測人類活動為目的，20 世紀90年代以後才逐漸進入商業和民用領域的范圍，並迅速地發展起來。

我國自行研製和發射了包括太陽和地球同步軌道在內的六顆氣象衛星。1999年10月我國第一顆以陸地資源和環境為主要觀測目標的中巴地球資源衛星發射成功，結束了我國沒有較高空間解析度傳輸型資源衛星的歷史。同時我國還建立了多個國家級遙感應用機構，這些遙感應用機構廣泛地開展氣象預報、國土普查、作物估產、森林調查、地質找礦、海洋預報、環境保護、災害監測、城市規劃和地圖測繪等遙感業務。

高解析度衛星遙感影像的出現使得在較小的空間尺度上觀察地表的細節變化，進行大比例尺遙感制圖以及監測人為活動對環境的影響成為可能，具有廣闊的應用前景。高空間解析度圖像數據和地理信息系統緊密結合，它已經在城市生態環境評價、地形圖更新、地籍調查、精準農業等方面被證實有巨大的應用潛力。

2 遙感影像的處理流程

遙感影像從接收到最後的應用一般要經過以下幾個步驟（圖1）：

3 雞西市影像數據源與遙感影像的變形原因

3.1 雞西市影像數據源

雞西市影像數據源為 SOPT－5 衛星數據，A1 級數據，共兩景。

圖1 遙感影像處理流程

軌道編號：305－258；307－258

成像時間：2005/11/22；2005/11/12

入射角度：R11.52；R18.28

SPOT 對地觀測衛星系統是由法國空間研究中心發展的，參與的國家還有比利時和瑞典。SPOT－5 解析度為2.5m，成像方式為 CCD 陣列推掃成像，具體參數見表1。

表1 SPOT-5 衛星參數

SPOT 影像產品共分為5 級：

1A 級：圖像僅做輻射校正，無幾何校正。

1B 級：在1A 級基礎上，做部分幾何校正，校正了全景變形和地球自轉及曲率、軌道高度變化等帶來的變形。

2A 級：加入了標准地圖投影。

2B 級：地理校正，加入了大地控制點和平均高度改正。

正射級：完全地理校正，經數字高程模型處理，消除了因地形起伏而導致的投影誤差。

3.2 遙感影像變形原因及誤差來源分析

遙感影像的總體變形是平移、縮放、旋轉、偏扭、彎曲及其他變形綜合作用的結果。遙感數據接收後，首先由接收部門根據遙感平台、地球自身、感測器的各種參數進行校正處理，根據預處理的級別不同，提供影像的等級也不同。

3.2.1 遙感平台位置和運動狀態變化的影響

無論是飛機還是衛星，運動過程中都會由於種種原因產生飛行姿態的變化從而引起影像變形。

（1）偏航 指遙感平台在前進過程中，相對於原前進航向偏轉了一個小角度，從而引起掃描行方向的變化，導致圖像的傾斜畸變，如圖2 （a）。

（2）航速 衛星的橢圓軌道本身就導致了衛星飛行速度的不均勻，航速快時，掃描帶超前；航速慢時，掃描帶滯後。由此可導致圖像在衛星前進方向上（圖像上下方向）的位置錯動，如圖2 （b）。

（3）航高 當平台運動過程中受到力學因素影響，產生相對於原標准航高偏離，或者說衛星運行的軌道本身就是橢圓的。航高始終發生變化，而感測器的掃描視場角不變，導致圖像掃描行對應的地面長度發生變化。航高越往高處偏離，圖像對應的地面越寬，如圖2 （c）。

（4）俯仰 遙感平台的俯仰變化能引起圖像上下方向的變化，即星下點俯時後移，仰時前移，發生行間位置錯動，如圖2 （d）。

（5）翻滾 遙感平台姿勢翻滾指以前進方向為軸旋轉了一個角度，可導致星下點在掃描線方向偏移，使整個圖像的行向翻滾角引起偏離的方向錯動，如圖2 （e）。

圖2 遙感平台位置與運動狀態改變對圖像的影響

3.2.2 地形起伏的影響

當地形存在起伏時，會產生局部像點的位移，使原來本應是地面點的像點被同一位置上某高點的像點代替。

3.2.3 地球表面曲率的影響

地球是橢球體，因此地球的表面是曲面。曲面主要影響兩個方面，一是像點位置的移動，二是像元對應於地面寬度的不等。當感測器掃描角度即入射角度較大時，影響更加突出，造成邊緣景物在圖像顯示時被壓縮。假定原地面真實景物是一條直線，成像時中心窄、邊緣寬，單圖像顯示時像元大小相同，這時直線被顯示成反 S 形彎曲，這種現象又叫全景畸變。

3.2.4 大氣折射的影響

大氣折射的影響即大氣對輻射的傳播產生折射。由於大氣的密度分布從下向上越來越小，折射率不斷變化，因此折射後的輻射傳播不再是直線而是一條曲線，從而導致感測器接收的像點發生位移。

3.2.5 地球自轉的影響

衛星行進過程中，感測器對地面掃描獲得圖像時，由於地球自轉會產生影像偏離。因為多數衛星在軌道運行的降段接收圖像，即衛星自北向南運動，這時地球自西向東自轉，結果使衛星的星下點位置逐漸產生偏離。

通過以上對遙感圖像的變形分析，大致可以看出誤差基本可以分為三類：遙感器本身引起的內部誤差，隨遙感器的結構、特性和工作方式的不同而異，此類誤差一般較小；外界因素引起的外部誤差，如上對遙感影像變形原因的分析；處理過程中產生的處理誤差，即人為誤差。

4 雞西市遙感影像的正射校正

4.1 雞西市自然條件及數據資料

4.1.1 自然條件

雞西市位於黑龍江省東南部，素有「北國春城」之美譽。西與牡丹江市的林口縣、穆棱縣接壤，北與雙鴨山市的饒河縣、寶清縣和七台河市區、勃利縣相連，東以烏蘇里江、松阿察河，南以興凱湖、白棱河及陸地邊界與俄羅斯毗鄰，是省內東部邊境城市，國境線長687.5km。雞西市行政轄區內有六區二縣一市，轄區土地總面積為22488.46km²。雞西市有豐富的礦產資源，旅遊景點星羅棋布，冰雪、湖泊、濕地、森林古墓遺址等特色旅遊資源豐富，地形較為復雜。

4.1.2 數據資料

雞西市採用2 景 SPOT－5 數據和14 幅1∶5 萬 DEM，全覆蓋雞西市六區。

原始 DEM 為1∶50000 數字高程模型、GRID 格式、等高距10 m、1980 西安坐標系、1985年國家高程基準、高斯－克呂格投影、6 度分帶。

控制點採取 GPS 實測控制點，2 景影像共實測80個GPS點。

4.2 雞西市影像糾正工作流程

4.2.1 控制點選取及 DEM 數據處理

每景影像選取40個控制點，由外業人員實地GPS 測算大地坐標，由於其他各種環境因素的限制，按照原刺點測量的36個，其餘4個點由外業測繪人員根據實際情況選取相鄰近明顯地物點測量，並在底圖上作標記，記錄詳細點之記。

GPS 型號為南方靈銳 S80；精度5 mm＋1 ppm。

圖3 影像糾正工作流程

原始 DEM 共14 幅，國家測繪局標准格式，為1∶50000 數字高程模型、GRID 格式、等高距10 m、1980 西安坐標系、1985年國家高程基準、高斯－克呂格投影、6 度帶。

最終影像需要校正到1954 北京坐標系，3 度帶，因此 DEM 也需校正到此坐標系。

採取先轉換格式、再鑲嵌為一個文件、最後進行1954 坐標系轉1980 坐標系並投影到3度帶。

經處理後 DEM 為1∶50000 數字高程模型、格式為 IMG 格式、等高距10 M、1954 北京坐標系、高斯－克呂格投影、3 度帶。所有 DEM 數據鑲嵌為一個IMG文件，覆蓋整個監測區。

4.2.2 全色影像的糾正

作業軟體採用 ERDAS 8.7，由軟體讀取原始全色影像的 DIM 文件，將衛星參數加入到糾正模型中，再加入處理後的 DEM 數據，此時的全色影像數據已具有比較粗略的地理坐標，誤差仍很大，根據影像上的特徵地物點輸入外業實測的 GPS 點位坐標，對GPS 點位對應的影像特徵地物點進行微調，使其位置更接近於真實坐標，縮小控制點誤差。對誤差很大的點位進行原因分析，根據具體情況進行調整和刪減，滿足校正條件後對影像進行糾正處理。影像重采樣解析度為2.5m，重采樣方法為三次卷積處理。影像控制點坐標分布及糾正誤差如表2所示。

應用高解析度影像進行校正中，對於數據源的選取很重要，不同衛星、不同時像、不同質量的衛星影像對採取的校正方法和最後的校正精度有較大的影響。對於山區來說，DEM數據至關重要。良好的衛星影像、精確的特徵地物點坐標和適宜的DEM數據可以把衛星影像糾正中的外部誤差因素降到最低。

表2 雞西市糾正影像 307 -258 景控制點殘差統計

參考文獻

胡明成.衛星遙感技術的發展和最新成就［J］.測繪科學，2000，25 （1）

仇肇悅，李軍，郭宏俊.遙感應用技術［M］.武漢：武漢測繪科技大學出版社1995

孫家炳.遙感原理與應用［M］，武漢：武漢大學出版社.2003

梅安新等.遙感導論［M］，北京：高等教育出版社.2003

黨安榮，王曉東，陳小峰等.ERDAS IMAGINE 遙感圖像處理方法［M］.北京：清華大學出版社，2003

CH/T 1008－2001.基礎地理信息數字產品1∶10000、1∶50000數字高程模型［S］.北京：中國標准出版社，2001

❾ 地理信息系統的數據來源

GPS 系統由3 部分組成：
空間部分：主動式工作衛星：26 顆衛星分布 個橢圓軌道上，長半軸26600km，高度20200km，時間基準10-12?/FONT>10-13 秒。
控制部分：軌道預報（監測和控制衛星系統），確定系統時間，預報衛星星歷、衛星鍾狀態，更新衛星導航電文。
用戶部分：不同類型的接收機（由帶前置放大器的天線、信號識別和處理的射頻倉、微處理器、精密振盪器、電源、顯示屏、內存和數據存儲器組成）。利用GPS 進行GIS 地理數據更新具有及時、高效、高精度、不受惡劣環境氣候影響等優勢，GPS 作為一種便捷的科學工具將在空間科學領域獲得廣泛的應用。GPS 定位方法精度高,方便靈活。GPS 定位技術在測繪中的應用和普及,是測繪科技的一個重大的突破性進展。隨著GPS 接收站的全面建成和發展,GPS 技術在普通測量與工程測量中的應用將越來越廣泛。
2 全站儀數據用全站儀進行實地測量,將野外採集的數據自動傳輸到電子手簿,磁卡或便攜機內記錄,並在現場繪制地形(草)圖,到室內將數據自動傳輸到計算機,人機交互編輯後由計算機自動生成數字地圖,並控制繪圖儀自動繪制地形圖。這種方法是從野外實地採集數據的,又稱地面數字測圖。由於測繪儀器測量精度高,而電子記錄又如實地記錄和處理,所以地面數字測圖是幾種數字測圖方法中精度最高的一種,也是城市地區的大比例尺(尤其是1∶500 的)測圖中最主要的測圖方法。現在,各類建設使城市面貌日新月異,在已建(或將建)的城市測繪信息系統中,多採用野外數字測圖作為測量與更新系統,發揮地面數字測圖機動、靈活、易於修改的特點,局部測量,局部更新,始終保持地形圖的現勢性。MAPGIS 提供了一個完整的數字測圖成圖軟體-MAPSUV,它既可以採用野外測記,室內成圖;也可以採用電子平板測繪模式,內外業一體化,實時成圖。它具有數據採集、輸入、數據處理、成圖、圖形編輯與修改及繪圖等功能。可以自動生成和維護拓撲關系,輸入圖形屬性信息,同時可以輸出符合國家標准圖式的圖形。
原圖數據採集在已進行過測繪工作的測區，有存檔的紙介質(或聚酯薄膜)地形圖，即原圖，也稱底圖。為了圖的計算機存檔和修測,為了建立該區的GIS 或進行工程CAD,就必須將原圖數字化,才能將圖輸入計算機。數字化的方法有兩種：
1 數字化儀數字化數字化儀是—種將圖示坐標轉換為數字信息的設備。數字化的過程－即用數字化儀對原圖的地形特徵點逐點進行採集(稱手按數字化)，將數據自動傳輸到計算機，處理成數字地圖的過程，採集的數據為矢量數據結構。由於數字化圖的精度一般低於原圖的精度，尤其當作業員疲勞時，精度更易受影響。數字化儀數字化在實際中的應用越來越少，基本上轉向掃描矢量化。
2 掃描儀數字化原始紙介質（或聚酯薄膜）圖件在掃描儀上走—遍，即完成圖的掃描數字化，將數據輸入計算機中存儲、處理並可再回放成圖。掃描數字化速度較快，獲得數據為柵格數據。柵格數據結構比矢量數據結構簡單，但圖形數據量大，其空間數據的疊置和組合十分簡便，圖像表現比較真切，因此在GIS 中，它與矢量數據結構並用。在數字測圖中，對原圖掃描數字化，獲得柵格圖形數據後，還必須將柵格數據轉換為矢量數據，即矢量化。

❿ 地理信息系統（GIS）

地理信息系統（GIS）是計算機科學、地理學、測量學、地圖學等多門學科綜合的技術。目前國際上普遍承認。雖然GIS是一門多學科綜合的邊緣學科，但其核心是計算機科學，基本技術是資料庫、地圖可視化及空間分析，是處理地理數據的輸入、輸出、管理、查詢、分析和輔助決策的計算機系統。地質環境評價主要是綜合考慮影響環境地質諸多方面的要素，藉助恰當的數學模型和專家經驗，對研究區的環境地質進行分區。

利用GIS可以實現地質環境信息的管理、可視化、查詢、輸出等功能，操作簡單、移植性強。把GIS技術應用在地質環境評價與災害預測中，其優點固然很多，但總的說來也存在如下的一些問題：

（1）在生態環境評價中，一般的GIS軟體雖然都能夠提供諸如數據檢索、疊加分析、屬性統計分析、數字地面模型（DTM）等各種空間分析功能，但是要想滿足為解決實際問題進行的專業分析的數據要求，僅僅依靠這些空間分析方法往往還很不夠，這就要求我們在GIS基礎軟體平台的基礎上進行二次開發，拓展其空間分析功能，提取我們感興趣的信息，但是具體如何操作，目前仍是一個亟需與相關學科的專家學者們相互協作、共同探討的問題。

（2）地質環境評價具有多因素、多層次、不確定性強等特點，目前在利用GIS眾多的評價預測模型中，不管是多災種還是單災種評價，人們都在努力尋求一種普遍適合的模型來解決地質環境的評價。雖然普遍的評價模型在宏觀決策中有重要的意義，適合建立面向大眾和政府的決策支持系統，但對中小尺度范圍的評價時往往不盡如人意，因此尋求特定地區特定的地質環境評價模型很有必要。

（3）地質環境評價工作是一項復雜的系統工程，數據採集和處理的工作量非常大，會涉及到地層、水文、地震及人類活動等各個方面，對於這些資料的搜集和整理，必然會涉及輸入到GIS中資料的准確性問題，因為GIS所能完成的工作只是依據所得到的資料，對其作出相應的處理，也就是說「如果輸入GIS的數據是『垃圾』，輸出的結果也只會是『垃圾』，這不會因昂貴的設備和高級技術人才而改變」。因此，我們必須對所有的資料做出必要的、合理的取捨，以保證輸入GIS的數據合理。

（4）從GIS在地質災害研究中的應用來看，就兩者的結合方式而言，大部分應用都集中在將GIS用於數據的前後期處理和結果的顯示輸出方面，兩者的結合還處於低階水平。作為緊緊追隨工業標准化要求發展的GIS技術，標准化適當數據的缺乏也構成其廣泛應用的桎梏；此外，GIS軟體處理分析能力以及對於數據誤差分析能力的不足、GIS處理包括時間在內的四維能力的不足、災害模型建立的高難度性以及機構間協調不夠而造成的成果用戶面太窄等因素都暫時限制了GIS在地質災害研究中的應用。