基于数字城市的GIS数据处理与质量控制研究

【摘要】基于城市的GIS数据处理与质量控制是数字地球化的重要内容，随着GIS的应用日益广泛，采用GIS构建数字城市，对于城市的规划建设具有重要的意义。本文对于数字城市GIS数据处理与质量控制进行探讨，分析数据处理与质量控制要点。

【关键词】数字城市；GIS；；质量控制

1.前言

“数字地球”是美国前副总统戈尔在1998年1月31的报告《数字地球――对二十一世纪人类星球的理解》中首次提出的概念，表明当前社会经济各方面对于地理信息需求日益增长，为了加强资源利用、城市建设、交通、水利以及灾害监测等领域的建设，应该采用数字方式构建地理信息系统，从而为发展提供技术支持。数字城市的概念随之产生，数字城市的建设能够促使人类在信息化与工业化过程中对城市进行深入认知，并且更加全面科学的指导城市建设与发展，提升城市应变突发事件的能力，加快城市的信息化建设与发展，对于城市的发展具有深远的意义。基于GIS技术基础地理信息数据库是数字城市的重要组成部分，为了确保数字建设的质量，需要对数字城市GIS数据处理以及质量控制进行探讨，为城市的发展建设提供科学化的依据。

2、GIS数据质量控制内容与要求

2.1 GIS数据质量控制内容

GIS空间数据质量主要是指空间基础地理信息数据的空间数据与属性控制的准确度与精度，包括几何精度、属性数据精度、逻辑一致性等多种方面，其中几何精度是指数据的地理位置精度，通过三维坐标的点、线、面表达数据空间信息，确保空间的几何特征符合空间信息。属性数据精度是指数字地形图、数字线化图和航片、卫片数据的精度，确保数字化采集的数据满足数字产品的各项精度要求（包括数学基础、平面精度、高程精度、接边精度等），实体属性值与真实值具有较高的符合度，具备数据完整性与逻辑一致性。与CAD数据相比，GIS数据中空间实体数据具有被描述的属性特性，包括几何类型、数据特征、地理名称等多种信息，基础地理数据库构建过程中，需要确保基本属性与专题属性均满足要求。

2.2 GIS数据质量控制要求

GIS数据控制要求较高，为了确保GIS数据控制质量，需要满足以下要求：（1）逻辑一致性，数据中的属性以及关系具有逻辑一致性，其中数据结构、空间属性以及专题属性存在内在一致性，在拓扑关系中的相邻性、包含性、一致性等关系，从而反映自然景观的发展规律，确保点线面定义、空间线状实体连接正确，再现地理地貌。（2）数据的完整性，GIS数据完整性主要是指数字城市的数存范围、内容以及结构等多方面满足要求，确保数据层的完整性、完备性，其中注记不得有错漏和偏移，而且每组的数据文件必须完整完备，不允许出现逻辑裂缝，确保数据反映空间数据实体的时间特性，能够通过数据更新时间、采集时间以及更新频率表现数据，确保GIS数据质量控制贯穿于资料准备、仪器准备、采集、编辑、处理、输出全过程。

3、GIS空间数据质量控制方法

GIS数据误差的主要来源是因为采集过程产生的误差，因此为了确保GIS数据质量，需要对采集过程以及采集结果进行控制，确定采集数据的工艺流程，保证入库数据文件齐全完备、空间数据地理参考系统正确、数据格式具有转换的可行性、空间位置几何精度满足要求、拓扑一致性、空间地理特征空间表达与实践表达具有完整性，确保数据质量。

3.1 GIS数据质量控制方法传统的手工方法

GIS数据控制的方法包括：（1）传统手工方法，传统的手工方法是采用目视检查的方式，对于数字化数据与数据源进行比较，并且在比较的过程中，对于透明图与原图、属性数据以及原属性逐个对比的方式进行比较，确保数据符合要求。（2）元数据方法，在元数据中包含大量有关数据质量的信息，通过对其中的数据状况以及变化进行记录，从而确保数据质量；（3）地理相关法，通过构建地理特征要素的知识库，采用空间数据处理的方式进行数据质量控制与分析；（4）专用质检软件检查，采用专用软件对空间数据中的空间信息、属性信息以及相应逻辑关系进行筛选检查。

3.2 GIS数据质量控制流程

在GIS数据质量控制中，应该从数据的采集、数据的处理、数据库的建立等全过程进行数据分析管理，确保数据质量，GIS数据质量控制流程如下：（1）采集过程质量控制，常用的地图数字化的空间数据采集包括数字化与扫描矢量化，在采集的过程中，应该确保图形数据与属性数据相匹配，对于地图数字化的文件进行整理，采用预处理的方式减少数字化误差，在设计的过程中，应该确保所选择扫描仪和数字化仪的分辨率与精度均满足要求，确保数字对点误差小于0.1mm，数字化限差误差小于0.02 mm，接边误差小于0.02 mm，属性数据数据满足要求，空间数据关系正确。（2）GIS空间数据质量模型的建立，根据《GB/T21337-2008/ISO19113：2002地理信息质量原则》确定数据质量元素，而且产品需要满足用户要求与使用目的，其中定量元素与非定量元素均需要满足相关的要求，而且在数据模型建立的过程中，对于数据文件、元数据以及文档资料进行控制，确保空间数据质量控制与评价提供统一的质量指标及参数。

4、应用分析

基础地理信息数据库是转体地理系统建设的基础平台，为了确保数字城市的建设与发展，需要综合地理信息系统、数据库技术以及网络技术进行数据化建设，从而构建地理信息系统，实现基础地理信息资源共享，确保信息化进程，促进数字城市的建设与发展。本文以台州的数字城市的建设与发展实例探讨GIS数据质量控制在数字城市建设中的应用。

台州市数字城市建设目标是，依托台州市现有的空间数据基础设施与信息基础设施，并且在地理框架数据的基础上，采用GIS数据处理记录，构建相应的数据库实体，并且对于数据库进行一体化管理，确保数据信息满足要求。GIS数据处理的流程如下：（1）基础地理信息数据库包括大地测量数据、地形地貌数据以及数字高程模型数据等，将数据准备好后进行初始数据采集于系统建库，采用数据基础检查、平整性检查、逻辑一致性检查等方式进行数据检查，确保数据质量。（2）采用数据组织管理，对于数据进行质量检查，主要采用人工实物核对检查、计算机软件自动检查以及人机交互检查的方式，以数据的完备性、合理性和逻辑性为主要检查内容，包括数据、图件及文档资料的完整性、正确性，数据文件的名称、分层、格式、数学基础、坐标系等方面的正确性，矢量数据拓扑关系的正确性，属性精度，接边精度，相互之间关系的正确性，以及数据的完整性和一致性。（3）采用全市基础控制网数据从而整理出控制数据，根据《GB/T21337-2008/ISO19113：2002地理信息质量原则》建立了严密的质量保障体系，得到的台州市基础地理信息数据库数据质量综合评价为优。

5、结语

数字城市的建设对于城市建设具有重要的意义，采用GIS数据处理方法以及质量控制，保证数据质量以及数据库建设质量，通过质量检查与修改整理，增强数据的准确性与有效性，确保数字城市建设质量。在GIS空间数据控制的过程中，应该根据数据质量特征与空间特征进行全过程检查，确保空间数据质量。

参考文献：

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