① 在地理信息系統中，數字化過程中誤差的來源及減小誤差的相關方法
數字化誤差來源：
1、表示坐標的計算機字長有限；
2、所有矢量輸出設備包括繪圖儀在內，盡管解析度比柵格設備高，但也有一定的步長；
3、矢量法輸入時曲線選取的點不可能太多；
4、人工輸圖中不可避免的定位誤差。
減小誤差的方法：
1、傳統的手工方法
質量控制的人工方法主要是將數字化數據與數據源進行比較，圖形部分的檢查包括目視方法、繪制到透明圖上與原圖疊加比較，屬性部分的檢查採用與原屬性逐個對比或其他比較方法，這要求操作人員具有較高水平的專業素質和一定的耐心。例如，在地圖數字化過程中，不可避免地會出現空間點位丟失或重復、線段過長或過短、區域標識點遺漏等問題。幾何數據錯誤如圖所示，其中(a)為區域標識點遺漏，(b)為線段過長。為此,可採用目視檢查邏輯檢驗和圖形檢驗等方法進行檢查與處理。
2、地理相關法
用空間數據的地理特徵要素自身的相關性來分析數據的質量。例如，從地表自然特徵的空間分布著手分析，山區河流應位於微地形的最低點，因此，疊加河流和等高線兩層數據時，若河流的位置不在等高線的外凸連線上，則說明兩層數據中必有一層數據質量有問題，如不能確定哪層數據有問題時，可以通過將它們分別與其他質量可靠的數據層疊加來進一步分析。因此，可以建立一個有關地理特徵要素相關關系的知識庫，以備各空間數據層之間地理特徵要素的相關分析之用。
3、元數據方法
元數據(Metadata)是描述數據的數據.在地理界,最典型的元數據便是各種地圖中的圖例內容,如圖名、比例尺、精度、生產者、出版單位和日期以及其它可以在地圖圖廓上找到的標識信息等。使用元數據的目的就是促進數據集的准確、高效利用，其內容包括對數據集中各數據項、數據來源、數據所有者及數據生產歷史等的說明;對數據質量的描述，如數據精度、數據的邏輯一致性、數據完整性、解析度、比例尺等；對數據處理信息的說明；對數據轉換方法的描述;對資料庫的更新、集成等的說明.通過使用元數據，可以檢查數據質量,跟蹤數據加工處理過程中精度質量的控制情況。例如在數據集成中，不同層次的元數據分別記錄了數據格式、空間坐標、數據類型、數據使用的軟硬體環境、數據使用規范、數據標准等信息，這些信息在數據集成的一系列處理中，如數據空間匹配、屬性一致化處理、數據在各平台之間的轉換使用等是必要的。這些信息能夠使系統有效地控制系統中的數據流。
4、以地圖數字化生成地圖數據過程為例說明空間數據質量控制的方法
地圖數字化是數據採集的重要手段。在地圖數字化過程中，為了控制數字化過程的質量，我們應從數據預處理、數字化設備及軟體的選用、地圖配准、數字化方式以及數據精度檢查等環節加以控制。
4.1數據預處理
首先對原始地圖、表格等進行整理、謄清或清繪。對於質量不高的數據源，如散亂的文檔和圖面不清晰的地圖，通過預處理工作不但可減少數字化誤差，還可提高數字化工作的效率。對於掃描數字化的原始圖形或圖像，還可採用分版掃描的方法，以減少數字化誤差，提高數字化的工作效率。為了減少圖紙在數字化過程中變形對數據精度的影響，保證紙質地圖存放環境有適宜的溫度和濕度，以減小地圖由於環境原因造成的變形，對質量不好的紙質地圖應將其復印到變形小於0.2‰的聚脂薄膜上。另外，對地圖上的封閉曲線或較長的線狀要素應將其進行分段，因為大多數GIS軟體能存貯的線狀實體頂點數有限，而且對線狀要素進行分段處理有利於減少數字化誤差，提高數字化精度。
4.2正確選擇數字化軟體設備
數字化儀的解析度和精度對數字化的質量有著決定性的影響。所以在選用數字化設備時應考慮其解析度和精度等參數不應低於設計的精度要求。一般數字化儀的解析度應達到0.025 mm，精度達到0.2 mm，掃描儀的解析度不低於0.083 mm。此外，軟體誤差也是影響矢量化精度的一個極重要因素。現在通常採用半自動矢量化方式，進行人機交互操作。因此在選擇軟體時不應僅僅關心自動化程度，還要特別注意是否具有以下功能：智能去斑、裁剪、扭曲校正、比例控制、水平校正、光柵編輯和互動式矢量化等。
4.3地圖定向
地圖數字化時數字化跟蹤頭採集地圖上點的坐標是數字化儀平面坐標，這種坐標定義取決於數字化儀的精度和配置，同時這些點還有其地理坐標意義。因此在數字化過程中，還需要將地圖上點的數字化儀平面坐標轉換為該點的實際地理坐標，也就是地圖定向。地圖定向實現了地圖的數學法則及設備坐標到實際地理坐標的轉換，同時它對控制數據採集的精度有重要的意義。實際操作中，在圖面上均勻選取適當的控制點，控制點的選取應不少於4個，標准分幅地圖在內圖廓四角上的4個圖廓點可作為控制點並標有相應的實際地理坐標，圖面上往往還有大地測量控制點可共選擇。當沒有現成可供選擇的控制點或需要增加控制點時，控制點的選取應盡可能選取在明顯地物點上，如線狀地物的交點，最好是正交的點上，並在圖幅上大致均勻分布，這樣有利於提高數字化的精度。例如在Super Map軟體的支持下，導入一幅泰安市政區圖進行矢量化。首先確定投影方式，這是保證數據精度的數學法則；其次進行地圖配准，選取圖廓的4個內角點或政區圖的4個方向的最遠點即四至點為控制點，系統稱之為參考點，其坐標為設備坐標，再輸入控制點實際坐標即大地坐標，確定後就實現了精確的地圖定向。
4.4數字化方式
跟蹤數字化一般有點方式和流方式。所謂點方式是指操作員每按鍵一次，獲取並向計算機發送一個點的坐標數據；流方式是指操作員按下按鍵，沿曲線移動游標時，能自動記錄經過點的坐標。實踐證明，點方式所產生的誤差要比流方式小得多，實際應用中多採用點方式。數字化時，地理要素圖形本身的寬度、密度、復雜程度對數字化結果的質量有顯著影響，如粗線比細線更易引起誤差，復雜曲線比平直線更易引起誤差，密集要素比稀疏要素易引起誤差。這就要求數字化操作者有熟練的技術和豐富的經驗，注意適當的採集密度,兼顧數據量的大小和精度。
4.5數字化的精度檢查
數字化的誤差可以被定義為數字化點、線對原地圖上點、線的偏差，其圖形部分的檢查可通過目視檢查：將數字化的結果列印到透明圖上與原圖疊加，屬性數據與原圖逐個對比。要求直線地物和獨立地物的誤差小於0.2 mm，曲線地物和水系一般小於0.3 mm，邊界模糊的要素小於0.5 mm；接邊誤差小於0.3 mm時可改動其中一個要素，使兩者吻合；當接邊差為0.3～0.6 mm時，兩要素各改一半；當誤差大於0.6 mm時，查找原因並記錄。其中，點狀地物主要檢查其中心位置是否與原圖重合；線狀地物主要檢查其中心線位置是否與原圖重合；面狀地物是由線劃圍成的空間填充而成，其精度的檢查主要是核對其邊界線是否與原地物的邊界線重合。
② 產生數據誤差的原因有哪些
1 檢驗和計算粗心大意
檢驗是一個需要專注的過程，稍有疏忽，就容易出現差錯。而隨著手機的普及，檢驗過程中，檢驗人員在檢驗或檢驗後的數據計算過程中接聽手機的現象非常普遍，如此以及其他的粗心造成檢驗失誤的案例也時有發生。檢驗和計算過程中粗心大意造成的檢驗失誤雖不常見，但一旦出現這種情況，將直接導致檢驗結果出現差錯。
2 對可疑數據不敏感
一般而言，每一種物質都有其自身特性，其檢測數據應在一定范圍，如，苯板的導熱系數不可能為0，採用不同鋁合金建築型材和普通單層玻璃的建築外窗不可能達到保溫窗的要求等等。當檢驗人員或檢驗報告的批准人員發現不符合一般規律的可疑數據時，應對可疑數據進行復核，並查清是否儀器設備有問題或檢驗人員操作失誤。能夠正確判斷數據是否可疑，是建立在對被檢測產品的理論和檢測實踐有大量積累的基礎上，這也是一個成熟的檢驗人員，檢驗報告審核、批准人員應有的基本素質，沒有長期訓練，是不可能敏感地察覺檢驗數據可疑的。
3 臨界值的處理有偏差
在檢驗過程中，由於測量不確定度的存在，可能會導致檢驗項目在臨界值的判斷時有偏差。例如：塗層厚度，對於普通裝飾用鋁塑板，由於塗層厚度相對較小，測量時「0」點的精確校準對於處在標准規定的臨界狀態的產品而言顯得尤為重要。如果用普通標准基板進行調0，則可能出現(1～2)um的偏差，這將可能導致產品由「合格」滑向「不合格」邊緣。對於普通裝飾用鋁塑板，可以將產品除去塗層，在其裸露的基材上進行調0，以保證結果的准確客觀性。因此，對於有臨界值的檢驗結果，應組織由不同檢驗人員或者儀器設備進行多次的比對試驗，確保檢驗結果科學公正。
4 對標准理解有偏差
檢驗是一項很嚴謹的工作，個別檢驗人員對於標準的理解和使用不正確也直接影響了檢驗結果的准確性。例如：氟碳塗層普通裝飾板檢測，GB/T22412-2008規定，對於氟碳塗層普通裝飾用鋁塑板，其塗層性能的檢測應按照GB/T17748-2008進行。試驗中往往容易將「普通裝飾用」的概念先入為主，而忽略了「其為氟碳塗層」的事實，導致採用檢驗標准不正確，最終導致檢驗結果失效。
5 新上崗檢驗員缺乏有效監督
近年來，許多檢驗機構開展了新一輪的擴張，使得有經驗的檢驗人員嚴重缺乏，個別實驗室新進人員僅僅通過幾個月的培訓就上崗開展檢驗工作，這類檢驗員對檢驗不太熟練，對異常數據缺乏敏感，而又對這類人員缺乏有效的監督，使得他們出現錯誤的可能性遠遠超過成熟員工。因此，使用經驗不足而又缺少監督的新上崗檢驗員，潛在風險較大。因此，要按照實驗室資質認定評審准則的要求，對使用在培人員應有足夠的監督。實驗室在使用新上崗人員或轉崗人員時，除應考核上崗外，檢驗時實驗室監督員應加強監督，防止出現檢驗失誤。答案來自
③ 數據的誤差主要有幾何誤差，屬性誤差，時間誤差和邏輯誤差四大類
測量時,由於各種因素會造成少許的誤差,這些因素必須去了解,並有效的解決,方可使整個測量過程中誤差減至最少.測量時,造成誤差的主要有系統誤差和隨機誤差,而系統誤差有下列情況：誤讀、誤算、視差、刻度誤差、磨耗誤差、接觸力誤差、撓曲誤差、餘弦誤差、阿貝 (Abbe) 誤差、熱變形誤差等.系統誤差的大小在測量過程中是不變的,可以用計算或實驗方法求得,即是可以預測,並且可以修正或調整使其減少.這些因素歸納成五大類,詳細內容敘述如下：
1.人為因素
由於人為因素所造成的誤差,包括誤讀、誤算和視差等.而誤讀常發生在游標尺、分厘卡等量具.游標尺刻度易造成誤讀一個最小讀數,如在10.00 mm處常誤讀成10.02 mm或9.98 mm.分厘卡刻度易造成誤讀一個螺距的大小,如在10.20 mm常誤讀成10.70 mm或9.70 mm.誤算常在計算錯誤或輸入錯誤數據時所發生.視差常在讀取測量值的方向不同或刻度面不在同一平面時所發生,兩刻度面相差約在0.0.4 mm之間,若讀取尺寸在非垂直於刻度面時,即會產生 的誤差量.為了消除此誤差,製造量具的廠商將游尺的刻劃設計成與本尺的刻劃等高或接近等高,(游尺刻劃有圓弧形形成與本尺刻劃幾近等高,游尺為凹V形且本尺為凸V形,因此形成兩刻劃等高.
2.量具因素
由於量具因素所造成的誤差,包括刻度誤差、磨耗誤差及使用前未經校正等因素.刻度分劃是否准確,必須經由較精密的儀器來校正與追溯.量具使用一段時間後會產生相當程度磨耗,因此必須經校正或送修方能再使用.
3.力量因素
由於測量時所使用接觸力或接觸所造成撓曲的誤差.依據虎克定律,測量尺寸時,如果以一定測量力使測軸與機件接觸,則測軸與機件皆會局部或全面產生彈性變形,為防止此種彈性變形,測軸與機件應采相同材料製成.其次,依據赫茲 (Hertz) 定律,若測軸與機件均採用鋼時,其彈性變形所引起的誤差量
應用量表測量工件時,量表固定於支持上,支架因被測量力會造成彈性變形,如圖2-4-3所示,在長度 的斷面二次矩為 ,長 的支柱為 ,縱彈性系數分別為 、 ,因此測量力為P時,撓曲量 為 .為了防止此種誤差,可將支柱增大並盡量縮短測量軸線伸出的長度.除此之外,較大型量具如分厘卡、游標尺、直規和長量塊等,因本身重量與負載所造成的彎曲.通常,端點標准器在兩端面與垂直線平行的支點位置為0.577全長時,其兩端面可保持平行,此支點稱之為愛里點 (Airey Points) .線刻度標准器支點在其全長之0.5594位置,其全長彎曲誤差量為最小,此處稱之為貝塞爾點 (Bessel Points)
4.測量因素
測量時,因儀器設計或擺置不良等所造成的誤差,包括餘弦誤差、阿貝誤差等.餘弦誤差是發生在測量軸與待測表面成一定傾斜角度 ,如圖2-4-5所示其誤差量為 ,為實際測量長度.通常,餘弦誤差會發生在兩個測量方向,必須特別小心.例如測量內孔時,徑向測量尺寸需取最大尺寸,軸向測量需取最小尺寸.同理,測量外側時,也需注意取其正確位置.測砧與待測工件表面必須小心選用,如待測工件表面為平面時需選用球狀之測砧、工件為圓柱或圓球形時應選平面之測砧.阿貝原理 (Abbe』 Law) 為測量儀器的軸線與待測工件之軸線需在一直在線.否則即產生誤差,此誤差稱為阿貝誤差.通常,假如測量儀器之軸線與待測工件之軸線無法在一起時,則需盡量縮短其距離,以減少其誤差值.若以游標尺測量工件為例,如圖2-4-6所示,其誤差為 ,因此欲減少游標尺測量誤差,需將本尺與游尺之間隙所造成之 角減小及測量時應盡量靠近刻度線.若以量表測量工件為例,如圖2-4-7所示其量表之探針為球形,工件為圓柱,兩軸心有偏位量 時,其接觸的誤差量為 .若量表之探針和工件均為平面時,若兩平面傾斜一定角度 時,其接觸的誤差量為 如圖2-4-8所示,此誤差稱為正弦誤差.圖2-4-9所示為凸輪在機構設計的誤差分析圖,為了減少磨損,常將從動件的端頭設計成半徑為 的圓球或圓柱體,兩者間的壓力角為 ,因此引起誤差為.
5.環境因素
測量時受環境或場地之不同,可能造成的誤差有熱變形誤差和隨機誤差為最顯著.熱變形誤差通常發生於因室溫、人體接觸及加工後工件溫度等情形下,因此必須在溫濕度控制下,不可用手接觸工件及量具、工件加工後待冷卻後才測量.