地理信息系统数据误差来源

❹ GIS数据输入过程中可能产生的误差有哪些形式

1.扫描或数字化误差
2.投影误差
3.源数据误差
仅供参考

❺ GIS数据质量的基本特点及常见的误差原因

1．数据质量的基本概念
1．1准确性（）
1．2精度（Precision）
1．3空间分辨率(Spatial Resolution)
1．4比例尺（Scale）
1．5误差（Error）
1．6不确定性（Uncertainty）

2．空间数据质量问题的来源
2．1空间现象自身存在的不稳定性
2．2空间现象的表达
2．3空间数据处理中的误差
2．4空间数据使用中的误差
表1：数据的主要误差来源
数据处理过程 误差来源
数据搜集
野外测量误差：仪器误差、记录误差
遥感数据误差：辐射和几何纠正误差、信息提取误差
地图数据误差：原始数据误差、坐标转换、制图综合及印刷
数据输入
数字化误差：仪器误差、操作误差
不同系统格式转换误差：栅格-矢量转换、三角网-等值线转换
数据存储
数值精度不够
空间精度不够：每个格网点太大、地图最小制图单元太大
数据处理
分类间隔不合理
多层数据叠合引起的误差传播：插值误差、多源数据综合分析误差
比例尺太小引起的误差
数据输出
输出设备不精确引起的误差
输出的媒介不稳定造成的误差
数据使用
对数据所包含的信息的误解
对数据信息使用不当

3．空间数据质量控制
数据质量控制是个复杂的过程，要控制数据质量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。空间数据质量控制常见的方法有：
3．1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。
3．2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。
3．3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。如从地表自然特征的空间分布着手分析，山区河流应位于微地形的最低点，因此，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，如不能确定哪层数据有问题时，可以通过将它们分别与其它质量可靠的数据层叠加来进一步分析。因此，可以建立一个有关地理特征要素相关关系的知识库，以备各空间数据层之间地理特征要素的相关分析之用。

❻ 地理信息系统中的数据来源及获取方式（明天考试，急）

GIS的数据源，是指建立的地理数据库所需的各种数据的来源，主要包括地图、遥感图像、文本资料、统计资料、实测数据、多媒体数据、已有系统的数据等。
①地图
点――居民点、采样点、高程点、控制点等。
线――河流、道路、构造线等。
面――湖泊、海洋、植被等。
注记――地名注记、高程注记等。
②遥感数据
遥感数据是GIS的重要数据源。遥感数据含有丰富的资源与环境信息，在GIS支持下，可以与地质、地球物理、地球化学、地球生物、军事应用等方面的信息进行信息复合和综合分析。遥感数据是一种大面积的、动态的、近实时的数据源，遥感技术是GIS数据更新的重要手段。
③文本资料
文本资料是指各行业、各部门的有关法律文档、行业规范、技术标准、条文条例等，如边界条约等。这些也属于GIS的数据。
④统计资料
国家和军队的许多部门和机构都拥有不同领域（如人口、基础设施建设、兵要地志等）的大量统计资料，这些都是GIS的数据源，尤其是GIS属性数据的重要来源。
⑤实测数据
野外试验、实地测量等获取的数据可以通过转换直接进入GIS的地理数据库，以便于进行实时的分析和进一步的应用。GPS（全球定位系统）所获取的数据也是GIS的重要数据源。
⑥多媒体数据
多媒体数据（包括声音、录像等）通常可通过通讯口传入GIS的地理数据库中，目前其主要功能是辅助GIS的分析和查询。
⑦已有系统的数据
GIS还可以从其它已建成的信息系统和数据库中获取相应的数据。由于规范化、标准化的推广，不同系统间的数据共享和可交换性越来越强。这样就拓展了数据的可用性，增加了数据的潜在价值。

❼ 什么是地理信息系统的数据质量具体包括哪些内容

-关于数据质量
质量：是一个用来表征人造物品的优越性或者证明其所具有技术含量的多少回或

者表答示其艺术性高低的常用术语。
近年来由于一下原因，关注数据质量：
1， 增加私营部门的数据生产 。
2，进一步利用地理信息作为决策支持工具。
3，日益依赖二手数据来源。
—空间数据质量的概念：
1，误差：反映了数据与真值或者大家公认的真值之间的关系。
2，数据的准确度：被定义为结果计算值或估计值或公认值之间的接近程度。
3，数据的精密度（仪器本身）：是指在数量上能够辨别的程度，指数据的有效位

数，表示测量值本身的离散程度。分辨率影响到一个数据库对某个具体应用的适用

程度。
4，不确定性：是关于空间过程和特征，不能被准确确定的程度。

❽ 遥感影像的校正与误差来源探究——以鸡西市为例

马海涛

（黑龙江省国土资源勘测规划院，哈尔滨，150056）

摘要：卫星影像的坐标准确性对土地利用数据库更新至关重要，根据鸡西市的遥感数据源应用ERDAS IMAGINE 对鸡西市遥感影像进行校正和误差分析，探讨卫星遥感影像的内部、外部误差产生原因。

关键词：卫星影像；遥感；误差；正射；DEM

1 高分辨率卫星遥感技术现状及应用前景

高分辨率的卫星影像通常指像素的空间分辨率在10 m以内的遥感影像。早期高分辨率传感器的研制与应用主要是在军事领域，以大比例尺遥感制图、对地物的分析和监测人类活动为目的，20 世纪90年代以后才逐渐进入商业和民用领域的范围，并迅速地发展起来。

我国自行研制和发射了包括太阳和地球同步轨道在内的六颗气象卫星。1999年10月我国第一颗以陆地资源和环境为主要观测目标的中巴地球资源卫星发射成功，结束了我国没有较高空间分辨率传输型资源卫星的历史。同时我国还建立了多个国家级遥感应用机构，这些遥感应用机构广泛地开展气象预报、国土普查、作物估产、森林调查、地质找矿、海洋预报、环境保护、灾害监测、城市规划和地图测绘等遥感业务。

高分辨率卫星遥感影像的出现使得在较小的空间尺度上观察地表的细节变化，进行大比例尺遥感制图以及监测人为活动对环境的影响成为可能，具有广阔的应用前景。高空间分辨率图像数据和地理信息系统紧密结合，它已经在城市生态环境评价、地形图更新、地籍调查、精准农业等方面被证实有巨大的应用潜力。

2 遥感影像的处理流程

遥感影像从接收到最后的应用一般要经过以下几个步骤（图1）：

3 鸡西市影像数据源与遥感影像的变形原因

3.1 鸡西市影像数据源

鸡西市影像数据源为 SOPT－5 卫星数据，A1 级数据，共两景。

图1 遥感影像处理流程

轨道编号：305－258；307－258

成像时间：2005/11/22；2005/11/12

入射角度：R11.52；R18.28

SPOT 对地观测卫星系统是由法国空间研究中心发展的，参与的国家还有比利时和瑞典。SPOT－5 分辨率为2.5m，成像方式为 CCD 阵列推扫成像，具体参数见表1。

表1 SPOT-5 卫星参数

SPOT 影像产品共分为5 级：

1A 级：图像仅做辐射校正，无几何校正。

1B 级：在1A 级基础上，做部分几何校正，校正了全景变形和地球自转及曲率、轨道高度变化等带来的变形。

2A 级：加入了标准地图投影。

2B 级：地理校正，加入了大地控制点和平均高度改正。

正射级：完全地理校正，经数字高程模型处理，消除了因地形起伏而导致的投影误差。

3.2 遥感影像变形原因及误差来源分析

遥感影像的总体变形是平移、缩放、旋转、偏扭、弯曲及其他变形综合作用的结果。遥感数据接收后，首先由接收部门根据遥感平台、地球自身、传感器的各种参数进行校正处理，根据预处理的级别不同，提供影像的等级也不同。

3.2.1 遥感平台位置和运动状态变化的影响

无论是飞机还是卫星，运动过程中都会由于种种原因产生飞行姿态的变化从而引起影像变形。

（1）偏航 指遥感平台在前进过程中，相对于原前进航向偏转了一个小角度，从而引起扫描行方向的变化，导致图像的倾斜畸变，如图2 （a）。

（2）航速 卫星的椭圆轨道本身就导致了卫星飞行速度的不均匀，航速快时，扫描带超前；航速慢时，扫描带滞后。由此可导致图像在卫星前进方向上（图像上下方向）的位置错动，如图2 （b）。

（3）航高 当平台运动过程中受到力学因素影响，产生相对于原标准航高偏离，或者说卫星运行的轨道本身就是椭圆的。航高始终发生变化，而传感器的扫描视场角不变，导致图像扫描行对应的地面长度发生变化。航高越往高处偏离，图像对应的地面越宽，如图2 （c）。

（4）俯仰 遥感平台的俯仰变化能引起图像上下方向的变化，即星下点俯时后移，仰时前移，发生行间位置错动，如图2 （d）。

（5）翻滚 遥感平台姿势翻滚指以前进方向为轴旋转了一个角度，可导致星下点在扫描线方向偏移，使整个图像的行向翻滚角引起偏离的方向错动，如图2 （e）。

图2 遥感平台位置与运动状态改变对图像的影响

3.2.2 地形起伏的影响

当地形存在起伏时，会产生局部像点的位移，使原来本应是地面点的像点被同一位置上某高点的像点代替。

3.2.3 地球表面曲率的影响

地球是椭球体，因此地球的表面是曲面。曲面主要影响两个方面，一是像点位置的移动，二是像元对应于地面宽度的不等。当传感器扫描角度即入射角度较大时，影响更加突出，造成边缘景物在图像显示时被压缩。假定原地面真实景物是一条直线，成像时中心窄、边缘宽，单图像显示时像元大小相同，这时直线被显示成反 S 形弯曲，这种现象又叫全景畸变。

3.2.4 大气折射的影响

大气折射的影响即大气对辐射的传播产生折射。由于大气的密度分布从下向上越来越小，折射率不断变化，因此折射后的辐射传播不再是直线而是一条曲线，从而导致传感器接收的像点发生位移。

3.2.5 地球自转的影响

卫星行进过程中，传感器对地面扫描获得图像时，由于地球自转会产生影像偏离。因为多数卫星在轨道运行的降段接收图像，即卫星自北向南运动，这时地球自西向东自转，结果使卫星的星下点位置逐渐产生偏离。

通过以上对遥感图像的变形分析，大致可以看出误差基本可以分为三类：遥感器本身引起的内部误差，随遥感器的结构、特性和工作方式的不同而异，此类误差一般较小；外界因素引起的外部误差，如上对遥感影像变形原因的分析；处理过程中产生的处理误差，即人为误差。

4 鸡西市遥感影像的正射校正

4.1 鸡西市自然条件及数据资料

4.1.1 自然条件

鸡西市位于黑龙江省东南部，素有“北国春城”之美誉。西与牡丹江市的林口县、穆棱县接壤，北与双鸭山市的饶河县、宝清县和七台河市区、勃利县相连，东以乌苏里江、松阿察河，南以兴凯湖、白棱河及陆地边界与俄罗斯毗邻，是省内东部边境城市，国境线长687.5km。鸡西市行政辖区内有六区二县一市，辖区土地总面积为22488.46km²。鸡西市有丰富的矿产资源，旅游景点星罗棋布，冰雪、湖泊、湿地、森林古墓遗址等特色旅游资源丰富，地形较为复杂。

4.1.2 数据资料

鸡西市采用2 景 SPOT－5 数据和14 幅1∶5 万 DEM，全覆盖鸡西市六区。

原始 DEM 为1∶50000 数字高程模型、GRID 格式、等高距10 m、1980 西安坐标系、1985年国家高程基准、高斯－克吕格投影、6 度分带。

控制点采取 GPS 实测控制点，2 景影像共实测80个GPS点。

4.2 鸡西市影像纠正工作流程

4.2.1 控制点选取及 DEM 数据处理

每景影像选取40个控制点，由外业人员实地GPS 测算大地坐标，由于其他各种环境因素的限制，按照原刺点测量的36个，其余4个点由外业测绘人员根据实际情况选取相邻近明显地物点测量，并在底图上作标记，记录详细点之记。

GPS 型号为南方灵锐 S80；精度5 mm＋1 ppm。

图3 影像纠正工作流程

原始 DEM 共14 幅，国家测绘局标准格式，为1∶50000 数字高程模型、GRID 格式、等高距10 m、1980 西安坐标系、1985年国家高程基准、高斯－克吕格投影、6 度带。

最终影像需要校正到1954 北京坐标系，3 度带，因此 DEM 也需校正到此坐标系。

采取先转换格式、再镶嵌为一个文件、最后进行1954 坐标系转1980 坐标系并投影到3度带。

经处理后 DEM 为1∶50000 数字高程模型、格式为 IMG 格式、等高距10 M、1954 北京坐标系、高斯－克吕格投影、3 度带。所有 DEM 数据镶嵌为一个IMG文件，覆盖整个监测区。

4.2.2 全色影像的纠正

作业软件采用 ERDAS 8.7，由软件读取原始全色影像的 DIM 文件，将卫星参数加入到纠正模型中，再加入处理后的 DEM 数据，此时的全色影像数据已具有比较粗略的地理坐标，误差仍很大，根据影像上的特征地物点输入外业实测的 GPS 点位坐标，对GPS 点位对应的影像特征地物点进行微调，使其位置更接近于真实坐标，缩小控制点误差。对误差很大的点位进行原因分析，根据具体情况进行调整和删减，满足校正条件后对影像进行纠正处理。影像重采样分辨率为2.5m，重采样方法为三次卷积处理。影像控制点坐标分布及纠正误差如表2所示。

应用高分辨率影像进行校正中，对于数据源的选取很重要，不同卫星、不同时像、不同质量的卫星影像对采取的校正方法和最后的校正精度有较大的影响。对于山区来说，DEM数据至关重要。良好的卫星影像、精确的特征地物点坐标和适宜的DEM数据可以把卫星影像纠正中的外部误差因素降到最低。

表2 鸡西市纠正影像 307 -258 景控制点残差统计

参考文献

胡明成.卫星遥感技术的发展和最新成就［J］.测绘科学，2000，25 （1）

仇肇悦，李军，郭宏俊.遥感应用技术［M］.武汉：武汉测绘科技大学出版社1995

孙家炳.遥感原理与应用［M］，武汉：武汉大学出版社.2003

梅安新等.遥感导论［M］，北京：高等教育出版社.2003

党安荣，王晓东，陈小峰等.ERDAS IMAGINE 遥感图像处理方法［M］.北京：清华大学出版社，2003

CH/T 1008－2001.基础地理信息数字产品1∶10000、1∶50000数字高程模型［S］.北京：中国标准出版社，2001

❾ 地理信息系统的数据来源

GPS 系统由3 部分组成：
空间部分：主动式工作卫星：26 颗卫星分布 个椭圆轨道上，长半轴26600km，高度20200km，时间基准10-12?/FONT>10-13 秒。
控制部分：轨道预报（监测和控制卫星系统），确定系统时间，预报卫星星历、卫星钟状态，更新卫星导航电文。
用户部分：不同类型的接收机（由带前置放大器的天线、信号识别和处理的射频仓、微处理器、精密振荡器、电源、显示屏、内存和数据存储器组成）。利用GPS 进行GIS 地理数据更新具有及时、高效、高精度、不受恶劣环境气候影响等优势，GPS 作为一种便捷的科学工具将在空间科学领域获得广泛的应用。GPS 定位方法精度高,方便灵活。GPS 定位技术在测绘中的应用和普及,是测绘科技的一个重大的突破性进展。随着GPS 接收站的全面建成和发展,GPS 技术在普通测量与工程测量中的应用将越来越广泛。
2 全站仪数据用全站仪进行实地测量,将野外采集的数据自动传输到电子手簿,磁卡或便携机内记录,并在现场绘制地形(草)图,到室内将数据自动传输到计算机,人机交互编辑后由计算机自动生成数字地图,并控制绘图仪自动绘制地形图。这种方法是从野外实地采集数据的,又称地面数字测图。由于测绘仪器测量精度高,而电子记录又如实地记录和处理,所以地面数字测图是几种数字测图方法中精度最高的一种,也是城市地区的大比例尺(尤其是1∶500 的)测图中最主要的测图方法。现在,各类建设使城市面貌日新月异,在已建(或将建)的城市测绘信息系统中,多采用野外数字测图作为测量与更新系统,发挥地面数字测图机动、灵活、易于修改的特点,局部测量,局部更新,始终保持地形图的现势性。MAPGIS 提供了一个完整的数字测图成图软件-MAPSUV,它既可以采用野外测记,室内成图;也可以采用电子平板测绘模式,内外业一体化,实时成图。它具有数据采集、输入、数据处理、成图、图形编辑与修改及绘图等功能。可以自动生成和维护拓扑关系,输入图形属性信息,同时可以输出符合国家标准图式的图形。
原图数据采集在已进行过测绘工作的测区，有存档的纸介质(或聚酯薄膜)地形图，即原图，也称底图。为了图的计算机存档和修测,为了建立该区的GIS 或进行工程CAD,就必须将原图数字化,才能将图输入计算机。数字化的方法有两种：
1 数字化仪数字化数字化仪是—种将图示坐标转换为数字信息的设备。数字化的过程－即用数字化仪对原图的地形特征点逐点进行采集(称手按数字化)，将数据自动传输到计算机，处理成数字地图的过程，采集的数据为矢量数据结构。由于数字化图的精度一般低于原图的精度，尤其当作业员疲劳时，精度更易受影响。数字化仪数字化在实际中的应用越来越少，基本上转向扫描矢量化。
2 扫描仪数字化原始纸介质（或聚酯薄膜）图件在扫描仪上走—遍，即完成图的扫描数字化，将数据输入计算机中存储、处理并可再回放成图。扫描数字化速度较快，获得数据为栅格数据。栅格数据结构比矢量数据结构简单，但图形数据量大，其空间数据的叠置和组合十分简便，图像表现比较真切，因此在GIS 中，它与矢量数据结构并用。在数字测图中，对原图扫描数字化，获得栅格图形数据后，还必须将栅格数据转换为矢量数据，即矢量化。

❿ 地理信息系统（GIS）

地理信息系统（GIS）是计算机科学、地理学、测量学、地图学等多门学科综合的技术。目前国际上普遍承认。虽然GIS是一门多学科综合的边缘学科，但其核心是计算机科学，基本技术是数据库、地图可视化及空间分析，是处理地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统。地质环境评价主要是综合考虑影响环境地质诸多方面的要素，借助恰当的数学模型和专家经验，对研究区的环境地质进行分区。

利用GIS可以实现地质环境信息的管理、可视化、查询、输出等功能，操作简单、移植性强。把GIS技术应用在地质环境评价与灾害预测中，其优点固然很多，但总的说来也存在如下的一些问题：

（1）在生态环境评价中，一般的GIS软件虽然都能够提供诸如数据检索、叠加分析、属性统计分析、数字地面模型（DTM）等各种空间分析功能，但是要想满足为解决实际问题进行的专业分析的数据要求，仅仅依靠这些空间分析方法往往还很不够，这就要求我们在GIS基础软件平台的基础上进行二次开发，拓展其空间分析功能，提取我们感兴趣的信息，但是具体如何操作，目前仍是一个亟需与相关学科的专家学者们相互协作、共同探讨的问题。

（2）地质环境评价具有多因素、多层次、不确定性强等特点，目前在利用GIS众多的评价预测模型中，不管是多灾种还是单灾种评价，人们都在努力寻求一种普遍适合的模型来解决地质环境的评价。虽然普遍的评价模型在宏观决策中有重要的意义，适合建立面向大众和政府的决策支持系统，但对中小尺度范围的评价时往往不尽如人意，因此寻求特定地区特定的地质环境评价模型很有必要。

（3）地质环境评价工作是一项复杂的系统工程，数据采集和处理的工作量非常大，会涉及到地层、水文、地震及人类活动等各个方面，对于这些资料的搜集和整理，必然会涉及输入到GIS中资料的准确性问题，因为GIS所能完成的工作只是依据所得到的资料，对其作出相应的处理，也就是说“如果输入GIS的数据是‘垃圾’，输出的结果也只会是‘垃圾’，这不会因昂贵的设备和高级技术人才而改变”。因此，我们必须对所有的资料做出必要的、合理的取舍，以保证输入GIS的数据合理。

（4）从GIS在地质灾害研究中的应用来看，就两者的结合方式而言，大部分应用都集中在将GIS用于数据的前后期处理和结果的显示输出方面，两者的结合还处于低阶水平。作为紧紧追随工业标准化要求发展的GIS技术，标准化适当数据的缺乏也构成其广泛应用的桎梏；此外，GIS软件处理分析能力以及对于数据误差分析能力的不足、GIS处理包括时间在内的四维能力的不足、灾害模型建立的高难度性以及机构间协调不够而造成的成果用户面太窄等因素都暂时限制了GIS在地质灾害研究中的应用。