第26卷第6期
2003年12月
现 代 测 绘
Vol. 26, No. 6Dec. 2003
GIS 空间数据的采集误差及其分析
李蕾蕾, 岳东杰, 石双忠
(河海大学土木学院, 江苏南京210098)
摘 要 本文详细阐述了GIS 数据采集过程中的误差来源, 重点分析了通过地图、遥感和摄影测量等方式采集数据所产生的误差及其特性, 分析了其对GIS 数据的影响与消减方法。关键词 数据采集 误差源 地图 数字地图 遥感 摄影测量
中图分类号:P208 文献标识码:B 文章编号:1672-4097(2003) 06-0021-03
1 引 言
空间数据库是GIS 最基本与最重要的组成部分, 是GIS 的核心与运行的基础, 是GIS 生存与发展的保障, 因此建立GIS 的首要任务是建立完备、可靠、精确的空间数据库, 空间数据的质量、可靠性等直接影响到GIS 的使用效率、经济效率和社会效率, 因此, 必须研究GIS 空间数据的质量。
GIS 的空间数据质量是指GIS 中空间数据的可靠性, 通常用空间数据的误差来度量。空间数据的误差可分为源误差、处理误差和输出误差, 即数据采集和录入中产生的误差和对空间数据进行处理时产生的误差以及数据输出过程产生的误差, 数据采集与处理的方法不同, GIS 数据的质量也就不同, 因此研究GIS 数据质量必须从这两方面入手, 二者缺一不可。数据处理的误差与GIS 本身所采用的数据处理方法密切相关, 将另文论述, 本文仅就GIS 空间数据的采集误差进行分析研究, 从直接采集和间接采集两方面进行论述, 着重论述间接采集数据过程中的误差。
的误差将综合影响GIS 数据的质量, 限于篇幅有限本文只分析数据采集的误差。
数据采集是指通过不同的数据源来获取原始的GIS 数据的过程, 因为该过程的误差主要与数据源有关, 因此也称之为GIS 数据的源误差。该误差将累积到以后的数据处理过程中, 是GIS 数据最主要的误差源, 也是GIS 数据误差研究的重重之重。根据数据源不同, 数据采集可分为两种:直接采集方法和间接采集方法, 直接采集方法也叫大地测量, 是指采用大地测量仪器直接从野外采集数据, 如采用全站仪或GPS 等大地测量类仪器直接从野外获取GIS 所需数据。间接方法是从地图、遥感图像、摄影测量相片等已有的图件上间接获取数据的方法, 该法由于自动化程度高, 劳动强度小, 更新快等优点成为GIS 数据获取的主要方法, 大约有90%以上的GIS 数据是通过该获得的。2. 1 间接采集数据的误差
间接采集数据的方法根据已有图件的不同又分为通过地图采集数据、通过遥感与摄影相片采集数据, 由于图件的获取方法不同、所包含的信息不同, 采集数据的方法也各不相同, 因此误差的来源与误差的类型也不相同。
2. 1. 1 通过地图采集数据的误差
地形图是空间地理数据的主要载体, 地图数字化是目前获取GIS 数据的主要来源之一。由于GIS 需要海量的数据, 一般需要数字化大量的地图, 因此也是GIS 中的主要误差源。通过地图数字化获取数据的误差主要包括原图固有误差和数字化过程中
图1 GIS 数据获取流程图
2 GIS 空间数据的误差来源
引入的误差两部分。前者与地图的制作、存放等有关, 后者与数字化方法有关。2. 1. 1. 1 原图误差
原图误差是指地形图固有的误差, 主要包括地图制作过程中地图控制点的展绘、编绘误差、绘图误如图1表示GIS 数据获取流程图, 最终的GIS 数据是通过数据采集和数据处理而得到的, 在获取
数据的每一个环节都有可能产生误差, 各环节产生
22
现 代 测 绘 第26卷
变形误差等。据估计, 控制点展绘误差, 一般可控制在图上0. 05mm 以内; 编绘误差大约为0. 30~0. 33mm; 绘图误差大约为0. 06~0. 18mm; 地图复制误差为0. 1~0. 2mm; 分色板套合误差大约为0. 17~0. 30mm; 地图综合误差的大小取决于特征的类型和复杂程度, 故很难量化, 其大小主要取决于特征的接近程度和成图比例尺的大小, 比例尺越大, 误差也就越大; 图纸的变形使负载在图纸上的地物、地形发生变化产生误差, 变形误差可达图上0. 24mm~0. 48mm, 因此对于该项误差必须引起足够的重视。原图固有的误差不因数字化方法不同而改变, 该类误差将累积到最终的GIS 数据中。减小该类误差最有效的方法是选择合适的底图, 根据实际的需要, 选用投影、比例尺变形较小的地图作为原图, 以保证精度。
2. 1. 1. 2 数字化误差
数字化的误差主要与数字化的方式有关。目前, 地图数字方式主要有两种:手扶跟踪数字化和扫描数字化。
手扶跟踪数字化是将地图底图贴在数字化仪板上, 由专业人员移动游标获取地图上的坐标数据, 由键盘输入属性数据。由于该方法劳动量大, 精度低, 目前较少采用。
随着扫描矢量软件的成熟, 扫描仪逐渐取代手扶跟踪数字化方法。扫描数字化是运用扫描仪获取数字栅格图像, 然后将数字栅格图像输入到扫描数字化软件中先进行图像定向, 再用扫描数字化软件对数字栅格图像进行矢量化处理。扫描数字化的误差主要包括扫描图像的误差、图像定向误差和扫描处理软件对数字栅格图像处理的误差。扫描图像的误差主要和扫描仪、图像以及扫描过程有关, 扫描仪自身的误差包含扫描仪的分辨率, 光学误差, 电信号传输过程中造成的辐射误差, 扫描仪的分辨率一般不低于0. 083mm, 对于图像本身, 图面整洁度以及清晰度对扫描误差有一定的影响, 因此必须保持原图图面整洁, 清晰, 避免图面出现毛刺, 不光滑等现象, 而在扫描过程中, 由于机械运动、速度不均或线阵方向与扫描方向不垂直所引起的CCD 线阵的直线性误差, 均属于外界因素影响产生的误差, 由以上各种因素所产生的误差, 可以通过统计检验的方法定量求得误差大小; 图像定向的误差与所选取的定向控制点的精度、数量、分布有关。在图像定向过程中, 扫描仪和图纸的不均匀误差可通过扫描有标准格网和有公里格网的地形图消除。扫描处理软件主要和分辨率、灰度值和滤波值三个参数有关, 在连接数。对栅格图像的矢量化处理是对栅格数据的像元或像元集合所构成的图斑的边缘进行勾绘, 并以矢量坐标点构成折线段的方式给予纪录, 再经拓扑处
理, 生成矢量数据结构。该过程一般包括细化、断线连接、去毛刺、矢量跟踪等, 由于该技术正处于发展阶段, 对其误差的分析还有待于进一步研究, 大量实验结果表明, 采用合适的方法与技术处理手段扫描数字化足可以满足某些GIS 数据的质量要求, 而且由于其扫描数字化速度快, 劳动强度小, 自动化程度高等优点已经成为GIS 获取数据的主要手段。2. 1. 2 通过遥感图像采集数据的误差
遥感图像因其包含丰富的自然、环境资源信息, 近年来应用越来越广泛, 也是GIS 获取大量空间数据与属性数据的主要手段。遥感是通过传感器收集、量测地物发射或反射的电磁波信息, 然后进行光学或计算机处理, 最终获得可以进行目视解译的遥感图像。遥感数据获取与处理的每一个过程都会引入误差, 一般分为获取遥感图像的误差和图像处理和解译的误差。
2. 1. 2. 1 获取遥感图像的误差
该过程中的误差主要表现为空间分辨率、几何畸变和辐射误差。空间分辨率m 是影像反映地表景物细节能力的指标, 是影像上能详细区分的最小单元所对应的地面距离的大小, 由传感器的分辨率n 与传感器工作时的比例尺s 所决定的:m=n/s, 在比例尺一定的情况下主要与传感器的分辨率有关, 要减小该项误差的影响, 应提高传感器的分辨率。几何畸变是指由于卫星姿态、轨道等外部原因和扫描镜结构方式、扫描速度不稳定以及飞行过程中扫描歪斜等原因所引起的失真, 一般可通过几何精校正改善这种情况, 即采用一定的数学模型加以校正。辐射误差是指传感器和景物之间以及辐射源和景物之间的大气对电磁波的传输产生散射、折射、吸收、扰动和偏振等的影响, 使传感器获得的图像产生失真, 这种误差可以采用频域校正或统计方法校正加以减弱或者消除。
2. 1. 2. 2 图像处理和解译过程中产生的误差遥感图像处理和解译的误差主要包括图像压缩、数据分析和判读分析、影像存储、影像增强、处理、量化、空间滤波, 以及影像模式识别等过程产生的误差, 特别是图像压缩和数据分析和判读过程中的误差。图像压缩是将图像数据进行某种算法处理以减少存储数据量, 如LZ 、JPEG 、分形、小波等方法, 常用是JPEG 压缩法, 该法首先是将被压缩影像分成8 8的子影像块, 然后对每一影像块独立地进
第6期李蕾蕾等:GIS 空间数据的采集误差及其分析
23
度值大为减小; 接着将该系数与一预先给定的正则矩阵的对应元素相除取得最接近的整数值得到一组正则化系数, 使影像的灰度值进一步减少, 并产生大量的0元素; 最后通过对正则化系数进行霍夫曼编码得到压缩影像, 达到压缩数据量的目的。图像的压缩在减小数据存储量的同时也造成图像信息不同程度的丢失, 从而产生误差。该误差的大小与压缩时所采用的数学算法密切相关, 因此在图像处理时, 应根据所需数据的精度选取合适的数据压缩法, 或者通过改变某些参数的设置来控制影像的质量。在数据分析和判读阶段会引入人工判读误差, 人工判读误差会影响随后的GIS 分析结果, 这种误差具有一定的主观性, 很难量化, 它与判读员从遥感影像中提取信息的能力和技能有关。
2. 1. 2. 3 通过摄影测量采集数据的误差
随着数字摄影测量技术的推广, 由于通过摄影测量方法具有获取数据快, 并且能获得最新动态数据等优点, 摄影测量手段逐渐成为获取GIS 空间数据的重要手段之一。通过摄影测量采集数据的误差主要可归结为像点误差与定向的误差。
像点误差是在进行绝对定向前各种系统误差与偶然误差的综合误差, 主要表现为获取航片误差与坐标量测误差, 前者主要包括摄影设备带来的误差与摄影时外界环境影响产生的误差, 是摄影测量的主要误差源。设备带来的误差包括畸变差、压平误差、底片变形误差, 构像误差以及底片复制误差等; 外界环境影响产生的误差包括大气折光误差、地球曲率、观测条件、天气、风向等; 减小以上两类误差的方法除了对摄影仪器进行校正与选择在适当的条件下观测外, 由于其误差表现为系统性, 一般可通过加入一定的系统参数加以改正。坐标量测的误差是指在相片上量测同名点的误差, 一般可通过立体坐标量测仪来量测像点的坐标, 其误差与立体量测仪自身的精度以及量测员的技术水平和熟练程度有关。该项误差将直接影响相对定向和绝对定向模型建立的精度。
定向误差包括相对定向和绝对定向的误差, 相对定向利用共线和共面条件, 采用严密的数学模型, 按最小二乘法解求两像片的相对位置和姿态。相对定向的误差主要取决于像点误差, 特别是同名像点量测的误差以及对像点坐标系统误差的校正程度, 其定向精度可根据平差结果进行估计。绝对定向是指将像点在辅助坐标系中的坐标通过适当的数学模型投影到地面坐标系, 即通过部分地面控制点建立辅助坐标系与地面坐标系的几何关系。绝对定向误差主要与采用的模型、地面点的误差、分布等有关。减弱该类误差主要是选取合适的数学模型、采用足够多的分步均匀的像控点。2. 2 直接法采集数据的误差
直接法采集数据主要包括通过GPS 测量和全站仪等测量仪器等直接从野外获取数据。通过该方法获取的数据精度高, 实时性强, 但野外观测量大, 需耗费大量的人力、物力, 是GIS 数据局部更新的主要方法, 特别是随着实时差分GPS(RTK) 技术的出现, 采用GPS 获取GIS 数据也越来越广泛。直接法采集数据的误差主要是GPS 和全站仪等的观测误差, 该方面的误差在有关测量书籍中都已有详细叙述, 在此不做详细说明。
3 结 论
由此可见, 在GIS 数据获取时, 由于数据来源不同, 产生误差也不同, 对GIS 数据的影响大小也不一, 因此为了保证GIS 数据的质量, 提高GIS 的应用效率, 在GIS 数据采集过程中, 应充分考虑数据采集的每个过程, 对每个过程产生的误差进行分析研究, 找出误差的影响规律与特性, 以采用各种不同的方法削弱误差的影响。
参考文献
1 邬伦等. 地理信息系统 原理、方法和应用. 北京:科学出版社, 2001
2 史文中等. 空间数据误差处理的理论与方法. 北京:科学出版社, 2000
Error of GIS Spatial Data C ollection and Its Analysis
Li Leilei, Yue Dongjie, Shi Shu angzhong
(College of Civil Eng ineer, H ohai University, Nanjing, 210098)
Abstract T his paper expounds the erro r source of GIS data collection, and analyzes the error source and its character istic mainly by map, dig ital map, photogrammetr y &remote sensing etc. F inally, the error influence on G IS data and its w eakening method are an alyzed. Key Words
Data collection, Error source, M ap, Digit al map, Remote sense, P hotogr ammetry
第26卷第6期
2003年12月
现 代 测 绘
Vol. 26, No. 6Dec. 2003
GIS 空间数据的采集误差及其分析
李蕾蕾, 岳东杰, 石双忠
(河海大学土木学院, 江苏南京210098)
摘 要 本文详细阐述了GIS 数据采集过程中的误差来源, 重点分析了通过地图、遥感和摄影测量等方式采集数据所产生的误差及其特性, 分析了其对GIS 数据的影响与消减方法。关键词 数据采集 误差源 地图 数字地图 遥感 摄影测量
中图分类号:P208 文献标识码:B 文章编号:1672-4097(2003) 06-0021-03
1 引 言
空间数据库是GIS 最基本与最重要的组成部分, 是GIS 的核心与运行的基础, 是GIS 生存与发展的保障, 因此建立GIS 的首要任务是建立完备、可靠、精确的空间数据库, 空间数据的质量、可靠性等直接影响到GIS 的使用效率、经济效率和社会效率, 因此, 必须研究GIS 空间数据的质量。
GIS 的空间数据质量是指GIS 中空间数据的可靠性, 通常用空间数据的误差来度量。空间数据的误差可分为源误差、处理误差和输出误差, 即数据采集和录入中产生的误差和对空间数据进行处理时产生的误差以及数据输出过程产生的误差, 数据采集与处理的方法不同, GIS 数据的质量也就不同, 因此研究GIS 数据质量必须从这两方面入手, 二者缺一不可。数据处理的误差与GIS 本身所采用的数据处理方法密切相关, 将另文论述, 本文仅就GIS 空间数据的采集误差进行分析研究, 从直接采集和间接采集两方面进行论述, 着重论述间接采集数据过程中的误差。
的误差将综合影响GIS 数据的质量, 限于篇幅有限本文只分析数据采集的误差。
数据采集是指通过不同的数据源来获取原始的GIS 数据的过程, 因为该过程的误差主要与数据源有关, 因此也称之为GIS 数据的源误差。该误差将累积到以后的数据处理过程中, 是GIS 数据最主要的误差源, 也是GIS 数据误差研究的重重之重。根据数据源不同, 数据采集可分为两种:直接采集方法和间接采集方法, 直接采集方法也叫大地测量, 是指采用大地测量仪器直接从野外采集数据, 如采用全站仪或GPS 等大地测量类仪器直接从野外获取GIS 所需数据。间接方法是从地图、遥感图像、摄影测量相片等已有的图件上间接获取数据的方法, 该法由于自动化程度高, 劳动强度小, 更新快等优点成为GIS 数据获取的主要方法, 大约有90%以上的GIS 数据是通过该获得的。2. 1 间接采集数据的误差
间接采集数据的方法根据已有图件的不同又分为通过地图采集数据、通过遥感与摄影相片采集数据, 由于图件的获取方法不同、所包含的信息不同, 采集数据的方法也各不相同, 因此误差的来源与误差的类型也不相同。
2. 1. 1 通过地图采集数据的误差
地形图是空间地理数据的主要载体, 地图数字化是目前获取GIS 数据的主要来源之一。由于GIS 需要海量的数据, 一般需要数字化大量的地图, 因此也是GIS 中的主要误差源。通过地图数字化获取数据的误差主要包括原图固有误差和数字化过程中
图1 GIS 数据获取流程图
2 GIS 空间数据的误差来源
引入的误差两部分。前者与地图的制作、存放等有关, 后者与数字化方法有关。2. 1. 1. 1 原图误差
原图误差是指地形图固有的误差, 主要包括地图制作过程中地图控制点的展绘、编绘误差、绘图误如图1表示GIS 数据获取流程图, 最终的GIS 数据是通过数据采集和数据处理而得到的, 在获取
数据的每一个环节都有可能产生误差, 各环节产生
22
现 代 测 绘 第26卷
变形误差等。据估计, 控制点展绘误差, 一般可控制在图上0. 05mm 以内; 编绘误差大约为0. 30~0. 33mm; 绘图误差大约为0. 06~0. 18mm; 地图复制误差为0. 1~0. 2mm; 分色板套合误差大约为0. 17~0. 30mm; 地图综合误差的大小取决于特征的类型和复杂程度, 故很难量化, 其大小主要取决于特征的接近程度和成图比例尺的大小, 比例尺越大, 误差也就越大; 图纸的变形使负载在图纸上的地物、地形发生变化产生误差, 变形误差可达图上0. 24mm~0. 48mm, 因此对于该项误差必须引起足够的重视。原图固有的误差不因数字化方法不同而改变, 该类误差将累积到最终的GIS 数据中。减小该类误差最有效的方法是选择合适的底图, 根据实际的需要, 选用投影、比例尺变形较小的地图作为原图, 以保证精度。
2. 1. 1. 2 数字化误差
数字化的误差主要与数字化的方式有关。目前, 地图数字方式主要有两种:手扶跟踪数字化和扫描数字化。
手扶跟踪数字化是将地图底图贴在数字化仪板上, 由专业人员移动游标获取地图上的坐标数据, 由键盘输入属性数据。由于该方法劳动量大, 精度低, 目前较少采用。
随着扫描矢量软件的成熟, 扫描仪逐渐取代手扶跟踪数字化方法。扫描数字化是运用扫描仪获取数字栅格图像, 然后将数字栅格图像输入到扫描数字化软件中先进行图像定向, 再用扫描数字化软件对数字栅格图像进行矢量化处理。扫描数字化的误差主要包括扫描图像的误差、图像定向误差和扫描处理软件对数字栅格图像处理的误差。扫描图像的误差主要和扫描仪、图像以及扫描过程有关, 扫描仪自身的误差包含扫描仪的分辨率, 光学误差, 电信号传输过程中造成的辐射误差, 扫描仪的分辨率一般不低于0. 083mm, 对于图像本身, 图面整洁度以及清晰度对扫描误差有一定的影响, 因此必须保持原图图面整洁, 清晰, 避免图面出现毛刺, 不光滑等现象, 而在扫描过程中, 由于机械运动、速度不均或线阵方向与扫描方向不垂直所引起的CCD 线阵的直线性误差, 均属于外界因素影响产生的误差, 由以上各种因素所产生的误差, 可以通过统计检验的方法定量求得误差大小; 图像定向的误差与所选取的定向控制点的精度、数量、分布有关。在图像定向过程中, 扫描仪和图纸的不均匀误差可通过扫描有标准格网和有公里格网的地形图消除。扫描处理软件主要和分辨率、灰度值和滤波值三个参数有关, 在连接数。对栅格图像的矢量化处理是对栅格数据的像元或像元集合所构成的图斑的边缘进行勾绘, 并以矢量坐标点构成折线段的方式给予纪录, 再经拓扑处
理, 生成矢量数据结构。该过程一般包括细化、断线连接、去毛刺、矢量跟踪等, 由于该技术正处于发展阶段, 对其误差的分析还有待于进一步研究, 大量实验结果表明, 采用合适的方法与技术处理手段扫描数字化足可以满足某些GIS 数据的质量要求, 而且由于其扫描数字化速度快, 劳动强度小, 自动化程度高等优点已经成为GIS 获取数据的主要手段。2. 1. 2 通过遥感图像采集数据的误差
遥感图像因其包含丰富的自然、环境资源信息, 近年来应用越来越广泛, 也是GIS 获取大量空间数据与属性数据的主要手段。遥感是通过传感器收集、量测地物发射或反射的电磁波信息, 然后进行光学或计算机处理, 最终获得可以进行目视解译的遥感图像。遥感数据获取与处理的每一个过程都会引入误差, 一般分为获取遥感图像的误差和图像处理和解译的误差。
2. 1. 2. 1 获取遥感图像的误差
该过程中的误差主要表现为空间分辨率、几何畸变和辐射误差。空间分辨率m 是影像反映地表景物细节能力的指标, 是影像上能详细区分的最小单元所对应的地面距离的大小, 由传感器的分辨率n 与传感器工作时的比例尺s 所决定的:m=n/s, 在比例尺一定的情况下主要与传感器的分辨率有关, 要减小该项误差的影响, 应提高传感器的分辨率。几何畸变是指由于卫星姿态、轨道等外部原因和扫描镜结构方式、扫描速度不稳定以及飞行过程中扫描歪斜等原因所引起的失真, 一般可通过几何精校正改善这种情况, 即采用一定的数学模型加以校正。辐射误差是指传感器和景物之间以及辐射源和景物之间的大气对电磁波的传输产生散射、折射、吸收、扰动和偏振等的影响, 使传感器获得的图像产生失真, 这种误差可以采用频域校正或统计方法校正加以减弱或者消除。
2. 1. 2. 2 图像处理和解译过程中产生的误差遥感图像处理和解译的误差主要包括图像压缩、数据分析和判读分析、影像存储、影像增强、处理、量化、空间滤波, 以及影像模式识别等过程产生的误差, 特别是图像压缩和数据分析和判读过程中的误差。图像压缩是将图像数据进行某种算法处理以减少存储数据量, 如LZ 、JPEG 、分形、小波等方法, 常用是JPEG 压缩法, 该法首先是将被压缩影像分成8 8的子影像块, 然后对每一影像块独立地进
第6期李蕾蕾等:GIS 空间数据的采集误差及其分析
23
度值大为减小; 接着将该系数与一预先给定的正则矩阵的对应元素相除取得最接近的整数值得到一组正则化系数, 使影像的灰度值进一步减少, 并产生大量的0元素; 最后通过对正则化系数进行霍夫曼编码得到压缩影像, 达到压缩数据量的目的。图像的压缩在减小数据存储量的同时也造成图像信息不同程度的丢失, 从而产生误差。该误差的大小与压缩时所采用的数学算法密切相关, 因此在图像处理时, 应根据所需数据的精度选取合适的数据压缩法, 或者通过改变某些参数的设置来控制影像的质量。在数据分析和判读阶段会引入人工判读误差, 人工判读误差会影响随后的GIS 分析结果, 这种误差具有一定的主观性, 很难量化, 它与判读员从遥感影像中提取信息的能力和技能有关。
2. 1. 2. 3 通过摄影测量采集数据的误差
随着数字摄影测量技术的推广, 由于通过摄影测量方法具有获取数据快, 并且能获得最新动态数据等优点, 摄影测量手段逐渐成为获取GIS 空间数据的重要手段之一。通过摄影测量采集数据的误差主要可归结为像点误差与定向的误差。
像点误差是在进行绝对定向前各种系统误差与偶然误差的综合误差, 主要表现为获取航片误差与坐标量测误差, 前者主要包括摄影设备带来的误差与摄影时外界环境影响产生的误差, 是摄影测量的主要误差源。设备带来的误差包括畸变差、压平误差、底片变形误差, 构像误差以及底片复制误差等; 外界环境影响产生的误差包括大气折光误差、地球曲率、观测条件、天气、风向等; 减小以上两类误差的方法除了对摄影仪器进行校正与选择在适当的条件下观测外, 由于其误差表现为系统性, 一般可通过加入一定的系统参数加以改正。坐标量测的误差是指在相片上量测同名点的误差, 一般可通过立体坐标量测仪来量测像点的坐标, 其误差与立体量测仪自身的精度以及量测员的技术水平和熟练程度有关。该项误差将直接影响相对定向和绝对定向模型建立的精度。
定向误差包括相对定向和绝对定向的误差, 相对定向利用共线和共面条件, 采用严密的数学模型, 按最小二乘法解求两像片的相对位置和姿态。相对定向的误差主要取决于像点误差, 特别是同名像点量测的误差以及对像点坐标系统误差的校正程度, 其定向精度可根据平差结果进行估计。绝对定向是指将像点在辅助坐标系中的坐标通过适当的数学模型投影到地面坐标系, 即通过部分地面控制点建立辅助坐标系与地面坐标系的几何关系。绝对定向误差主要与采用的模型、地面点的误差、分布等有关。减弱该类误差主要是选取合适的数学模型、采用足够多的分步均匀的像控点。2. 2 直接法采集数据的误差
直接法采集数据主要包括通过GPS 测量和全站仪等测量仪器等直接从野外获取数据。通过该方法获取的数据精度高, 实时性强, 但野外观测量大, 需耗费大量的人力、物力, 是GIS 数据局部更新的主要方法, 特别是随着实时差分GPS(RTK) 技术的出现, 采用GPS 获取GIS 数据也越来越广泛。直接法采集数据的误差主要是GPS 和全站仪等的观测误差, 该方面的误差在有关测量书籍中都已有详细叙述, 在此不做详细说明。
3 结 论
由此可见, 在GIS 数据获取时, 由于数据来源不同, 产生误差也不同, 对GIS 数据的影响大小也不一, 因此为了保证GIS 数据的质量, 提高GIS 的应用效率, 在GIS 数据采集过程中, 应充分考虑数据采集的每个过程, 对每个过程产生的误差进行分析研究, 找出误差的影响规律与特性, 以采用各种不同的方法削弱误差的影响。
参考文献
1 邬伦等. 地理信息系统 原理、方法和应用. 北京:科学出版社, 2001
2 史文中等. 空间数据误差处理的理论与方法. 北京:科学出版社, 2000
Error of GIS Spatial Data C ollection and Its Analysis
Li Leilei, Yue Dongjie, Shi Shu angzhong
(College of Civil Eng ineer, H ohai University, Nanjing, 210098)
Abstract T his paper expounds the erro r source of GIS data collection, and analyzes the error source and its character istic mainly by map, dig ital map, photogrammetr y &remote sensing etc. F inally, the error influence on G IS data and its w eakening method are an alyzed. Key Words
Data collection, Error source, M ap, Digit al map, Remote sense, P hotogr ammetry