中国西部地形测图数据质量系统建立的研究文档格式.docx
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因此,严格检查和科学评价的空间数据质量对建立国家西部基础地理信息数据库具有重要意义。
如今,GIS不确定性的研究主要集中在位置不确定性和属性不确定性,这一领域的理论基础源于传统的概率论与数理统计,它也建立在随机不确定性的GIS质量控制[1]。
然而,在数据采集过程中,研究如何控制空间数据质量,确保质量要求很少。
对可以检查和评估空间数据质量的软件的需要是紧急的。
有各种各样的国内外GIS数据质量检查软件,但大多数是强烈依赖于特定的GIS平台,并且有较弱的数据交换功能。
此外,他们的自动化水平低,在数量方式上是不灵活的,现有的软件永远不能自动描述质量检查结果[2]。
因此,开发一个通用的、高水平的自动空间数据质量检查和评估软件是非常重要和有价值的。
本文组织以下结构:
首先,总结了中国西部空间数据质量问题分析和可能的质量问题。
其次,了解和创建一个空间数据质量模型。
接下来,探讨基于地理特征的空间数据质量控制。
在出来的地方,基于云理论和粗糙集提出一个新的空间数据评价方法。
最后,详细介绍相应的检查和评价空间数据质量的软件。
因此,建立一个完整的空间数据质量检查和评估技术体系。
2.基于地理特性的建筑空间数据质量模型
空间数据存储有两种格式:
矢量和栅格。
对于数据质量控制,不同类型的空间数据必须有不同的模型[3]。
根据ISO标准提出了本文的几个特点,一个参考模板包含空间数据的质量元素和子元素,分析西部地区现状和实用需求,建立质量模型,了解层次结构的原理和抽象推理。
2.1中国西部空间数据的特点
因为,西部地区是中国一个贫瘠的边际地区,从传统上,检查内容是不同的。
检查内容主要在河流,住宅面积及其设施、交通、管道、国家边界和行政区,轮廓线和土质、植被、注释和标签。
因为西部地区的地理环境是特别的,不能采取传统的空间数据质量控制的方法检查和评价西方的空间数据。
例如,因为从卫星获得的图像现场勘探和注释是不可行的。
2.2数字线性图形的空间数据质量模型
矢量数据是一种重要的空间数据,此外,是DLG矢量数据的主要来源。
建立DLG空间数据质量模型应该考虑在所有方向上的因素,比如,了解产品的特点、用途、用户需求和元数据。
在西方的数据特征中,术语“空间参考”、“位置精度”、“属性””精度”、“逻辑一致性”、“完整性”、“元质量”是用于空间数据质量元素的[4]。
基于质量元素的空间数据质量的DLG模型(见表1)。
表1:
数字线性图形空间数据质量模型
3.基于实体的中国西部空间数据质量检查方法
在检查过程中,首先要总结空间计算运营商。
接下来,每个具体的检查规则组成不同的计算操作符。
然后,所有的检查规则构成空间数据质量检查规则数据库。
最后,抽象的点、线、区解释为地理实体,一组检查方案制定每个实体。
3.1空间计算因子
空间计算运营商分为三种类型:
计算空间关系操作符,计算拓补业务运营商和计算几何运营商。
计算空间关系操作符包括EqualsExact里面包含,十字架,脱臼,重叠,触动。
计算拓扑操作运营商包含ConvexHull,触动,差异,SymDifference,交叉和工会。
计算几何运营商由计算形状区域运营商和计算形状长度运营商[5]。
3.2检查规则
检查规则由质量元素分类[6]。
空间参考检查规则包含地图边界,方里网和地理系统校验规则。
位置精度检查规则包括几何网络检查规则,交叉检查规则,重叠检查规则,伪节点检查规则、终端顶点检查规则,层几何验证检查规则,功能验证检查规则,几何噪声检查规则,重复检查规则,地理区域数字化检查规则和表加入检查规则。
属性精度检查规则主要是数据集层名称检查规则、主题编码精度检验标准检查规则、功能分类编码精度检查规则,列举值精度检查规则。
逻辑一致性检验规则由空间重叠、交叉路口、内部关系检查规则,地方接触的名字和其中国语音学一致性检验,逻辑一致性检验规则由空间重叠、交叉路口、内部关系检查规则,地方接触的名字和其中国语音学一致性检验规则,地名验证检验标准、检验标准、河道水流方向和河结构线属性检查规则、属性表定义精度检查规则,在高程点和轮廓线中高程值的一致性。
完整性检查规则是由层完整性检查规则,功能完整性检查规则、数据格式精度检查规则、数据文件存储检查规则。
元质量检查规则用于检查元质量。
3.3西方空间实体检查
空间参考、位置精度、属性精度、完整性和元质量等方面应该检查所有的功能。
1)河净
河净应该核对河道水流方向检查规则、河流结构线属性检查规则和地名和中国语音学一致性检验规则。
2)居民区及其设施
住宅面积和设施应核对地名及其中国语音学一致性检验规则,空间重叠、交叉路口、内部关系检查规则和属性触摸表定义精度检查规则。
3)交通
交通应该检查空间重叠、交叉路口、内部关系检查规则和属性触摸表定义精度检查规则。
4)管道
管道应检查空间重叠、交叉路口、内部关系检查规则和属性触摸表定义精度检查规则。
5)国家边界和行政区
国家边界和行政区应检查空间重叠,交叉,在,触动关系检查规则、属性表定义精度检查规则,地名验证检查规则。
6)轮廓线和质朴
国家边界和行政区应检查空间重叠,交叉,在,触动关系检查规则、属性表定义精度检查规则,高程点和轮廓线中高程值之间的一致性。
7)植被
国家边界和行政区应检查空间重叠,交叉,在,触动关系检查规则、属性表定义精度检查规则。
8)注释和标签
注释和标记应复核验证检查规则和属性注释表定义精度检查规则。
4.基于云理论和粗糙集的空间数据质量评价方法
一个新的空间数据质量评价方法就是结合云理论和粗糙集在处理不确定性信息的优势提出一种新的进化的方式来评估空间数据质量。
每个索引的重量是计算属性的重要性的依据。
云决定发电机将索引值成为定性评价。
4.1计算指标权重
4.1.1指标
指标体系是建立在以数字线性图形空间数据质量模型(参见图1)。
它有两个层次,第一层次包括六个指标,即质量元素。
图1:
数字线性图形空间数据质量评价指标体系
4.1.2Discretizing索引值
200多张DLG评估通过变节减分数法,结果表单示例数据库。
图2表示索引值的一些张DLG从数据库示例。
表2:
原来的索引值信息
收集统计索引值都是顺序实数,但粗糙集只能处理离散属性值,因此,索引值离散化首先。
所有索引值分为四个等级:
优秀、良好、合格和不合格,根据表3。
为了简洁,1是用来代表优秀,2为好,3为合格,4为不合格。
表4是通过数据处理的表2。
表3:
索引值之间的关系和等级
表4:
离散化的索引值的信息
4.1.2由粗糙集还原索引系统
很难考虑所有的六个空间质量评价要素的评估。
因此,评价要素应该筛选。
根据差别的六个评价要素。
约简和核心在粗糙集,很容易知道,位置精度、属性精度、逻辑一致性是核心和属性空间参考、完整性和元的质量可以忽略,因此还原是R1=(位置、精度、属性精度、逻辑一致性、空间参考);
R2=(位置精度、属性精度、逻辑一致性、完整性);
R3=(位置精度、属性精度、逻辑一致性、元质量)。
在这里,假设R2是只考虑、评估元素被减少到位置精度(X1)、属性、精度(X2)、逻辑一致性(X3)和完整性(X4)。
4.1.3计算指标权重
首先,每个指标权重最低水平的指标体系应计算。
然后每个指标的权重第二级别应该是计算[7]。
最后每个指标权重计算由此类推。
每个 和每一个属性的重要性是不同的在某些特定的问题。
术语属性的重要性(∈C)估计通过决策表(U,C∪D)在粗糙集。
你是一个非空有限集合的对象。
C是一个非空有限组属性。
D是一个非空有限集的决策属性。
和CD=Φ∪。
让D和C是子集aD取决于C在某种程度上,k表示
如果
那么
称为c积极地区的D。
常见的方法来计算一个重要性是通过公式γ(C,D)-γ(C-{一},D).each元素重量是首先计算,然后是元素重量[8]。
例如当计算元素的重量,C={U1,U2,U3,愉快,U5,U6},D={定性评价}。
最后所有的权重相同级别的处理等使他们的总和等于1。
表5列出了每个指标权重。
表5:
详细的指标权重信息
4.2使用数字特征的云来表示定性评价
云模型是一个不确定语言之间过渡的模型,是一个定性的概念[9]。
简而言之,它是一个不确定性之间的过渡定性和定量的模型。
这个数字特征的云的模糊性和随机性集成在一个统一的方式语言中,这奠定了知识表示的基础。
云理论是由云模型,不确定性推理和云转换组成。
云理论结合了定性与定量计算,有效地解决了空间数据,使评价更好。
云模型有三个数字特征:
Ex(预期值),En(熵)和他(超熵)。
把U作为包括准确的数字的域。
预期的价值是在U对应的重心。
换句话说,在宇宙中交货的话语的元素和语言术语完全兼容。
这个熵是一个衡量覆盖率的概念理论。
它也可以被看作是一个模糊的测量概念。
这是一个衡量的弥散云滴。
正常的云是最重要的云模型由于正态分布的应用在几乎每一个分支的社会科学和自然科学领域。
使用数字特征的云来表示定性评价是确定三个数字特征值根据收集到的索引值数据,然后生成评价正常云。
主要步骤如下:
1)分类的对象
每个对象在样本数据集分类根据定性评价类型。
2)计算每个对象索引值在每个定性评价类型
索引值六世喜在每个定性评价对象类型是通过公式计算:
在ui是索引值的某些品质元素,意味着向量transvection,W是权向量。
3)使用反向云发生器获得正常的云的每个定性评价
索引值六世喜已经输入对象作为一个云滴向后云发生器,然后向后云发生器是用来获得正常的云的每个定性评价。
如果评估元素有双边约束[Cmin,Cmax],以下公式可以用来近似的数三个数字特征的云。
在k是一个常数,k可以调整按照特定的不确定性和随机性评价元素。
通过数据处理在表2正常云的每个定性评价得出:
优秀=A1(100,-6.0,0.01),好=A2(82,-5.0,0.005),合格=A3(67,-5.0,0.005),不合格=A4(0、11.1、0.002)。
4.3转换成定性评价指标的价值由云决定
1)计算索引值的每个质量元素
索引值V通过公式
(2)计算。
2)计算隶属度正常的云
索引值V作为输入的x条件云发生器得到对象的隶属度。
3)通过最大隶属原则确定评价等级
根据最大隶属原则获取定性评价的对象
例如,如果索引值V的对象X(91,82,85,92),因此评价变量S=VW=91×
0.3+82×
0.3+85×
0.25+92×
0.15=86.95。
输入年代到x条件云发生器的正常云A1、A2、A3、A4到得到隶属度的A1、A2、A3、A4。
结果是0.219,0.78,0.0008和0.0002。
根据最大隶属原则,定性评价对象X应该是好的。
5.技术质量检查和评估软件实现
5.1系统特征
复杂的空间数据质量特性被视为规则和模式,它作为理论依据,通过程序检查和评估不同的数据质量[10]。
基于以上研究结果,它是一种通用的软件开发,被命名为矢量数据质量控制和评价工具。
它具有以下特点:
1)它有自主知识产权。
软件开发的完全基于c#和微软访问,可以实现矢量空间数据输入和可视化。
2)它是灵活的。
动态修改空间控制质量元素,重量和检查建议,在任何时间是可能的。
此外,地理特征的重要性可以被改变,以更好地分类检查错误类型。
3)它是最方便的互动软件。
检查和评价结果都可以被可视化。
通过详细的报告和突出,可以把检查结果显示在屏幕上。
通过详细的分数表,用户能够看到评价结果。
5.2系统总体结构
图2代表了软件总体结构
图2:
软件总体结构
5.3系统功能
数据质量检查和评估系统设计有以下功能:
1)制定检查方案
因为不同的生产部门有不同的需要和需求,有必要制定检查建议,以交互方式。
2)输入和显示矢量空间数据
当检查数据时,它需要显示错误检查,因此软件应该能够输入和显示矢量空间数据。
3)检查数据质量
DLG检查方面,了解空间的引用,位置精度、属性精度、逻辑一致性,完整性和元质量。
4)显示和确认检查结果
通过详细的报告和显著,能够在屏幕上显示检查结果。
用户能够放大错误来确认检查结果。
5)质量评价
根据检查结果评估DLG。
6)输出结果
详细记录的数据质量检查和评估结果可以导出在MicrosoftWord文档中进行存储。
5.4,质量检查和评估工作流程
图3说明了质量检查和评估工作流程
图3:
质量检查和评估工作流程
6.结论和展望
在本文中,首先,这个功能需要检查,根据国家区域特征,研究数据质量检查规则。
运用云理论和粗糙集把一个新的空间数据质量评价方法推向未来。
实验显示,此评价方法更加客观和科学。
通过西方空间数据,每个函数在质量检查和评价软件已经过测试。
结果表明,开发的数据检查和评价软件可以普遍使用,结果表明,测试和评价是可靠的和适当的,并且检查速度快。
该研究将继续完成检查和评价软件功能,如平衡、停止检查等等。
7.感谢
作者真诚感谢中国国家高科技研发项目(项目号:
2006aa12z214)和中国国家基础测绘项目(项目编号:
1460130524207)和地理信息学重点实验室的国家测绘局测绘项目(项目号:
A1717),希望能给予资金支持。
参考文献
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- 中国西部 地形 数据 质量 系统 建立 研究
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