空间位置数据不确定性问题的若干理论研究

【摘要】：GIS的不确定性理论是GIS界公认的最艰难的基础理论问题之一。它对确定GIS数据的质量标准、评价和控制GIS产品质量、优化空间数据分布结构、改善GIS算法、减少GIS设计与开发的盲目性以及GIS的其它研究领域都有重要作用。 空间数据是GIS的一个重要的组成部分,而其中空间数据的质量直接影响到数据的适用性及其GIS的应用成功。因此,国内外的许多研究人员均把GIS中的不确定性问题作为现代GIS研究的重要方面之一。 GIS空间数据不确定性的研究主要涉及到位置不确定性和属性不确定性两大类问题,其理论和实际的内容十分广泛。由于时间和作者的能力所限,本文主要讨论了若干空间位置数据的不确定性问题。本文主要以概率论与数理统计理论和现代测量数据处理理论为基础,通过大量的实验数据和理论分析,得出了一些有益的成果。其主要研究内容有: (1)对于AutoCAD软件与MapInfo软件进行数据转换时产生的不确定性作了大量的实验研究。选择这两种软件的原因是:AutoCAD软件为目前微机上应用最为广泛的通用交互式计算机辅助绘图软件包,也是世界上最流行的通用CAD平台;而MapInfo软件是目前微机上应用较为广泛的GIS平台。 通过对AutoCAD软件与MapInfo软件进行数据相互转换的实验分析,发现点、线和面元素在数据相互转换后所产生的不确定性是不可忽视的。特别是线和面元素,由于这两个软件使用的算法和取值精度不一样造成两种软件在计算曲线弧长、多边形面积时可能产生较大的误差。 在AutoCAD与MapInfo进行数据转换时,矢量数据误差不仅来源于数据保存为中间结果(交换格式文件)的精度有关,而且与两者在利用坐标数据生成各自的图形所采用的数学模型、数据的截断、积分方法、积分时的细分程度