《数据的不确定性》PPT课件

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1、空间数据不确定性研究进展提纲1.问题的提出与意义2.地球空间数据的不确定性问题3.遥感数据中的不确定性问题4.模糊数学建模方法1.问题的提出与意义1）基本概念：客观世界的现象或过程中，存在以下两种基本情况：**确定性：有规律性或无规律性，可预测性强，解释的唯一性，只有一种可能；有的测得准.**不确定性：规律性不明显，时有时无，可预测性差，多种解释，多种可能，有的测不准.2）近年来的讨论1996年，在UCGISCI（地理信息科学大学研究中心）中，在《地理信息科学的优先研究领域》的文件中：把“地理数据和基于地理信息系统分析中的不确定性”问题作为重中之重。1998

2、年，NCGIA（地理信息和分析国家中心）提出了“21世纪三大前沿研究问题”：①空间数据精度和不确定性②空间认知③GIS建模与表达M.Goodchild(1987):“没有以准确数据为基础的GIS分析的结论是不正确的，至少是不健全的。”3）国际会议①数据质量会议（TheInternationalSymposiumonSpatialDataQuality)共进行了三次第一届：1999年在香港第二届：2003年在香港第三届：2004年在奥地利维也纳第四届：2005年8月在北京大学召开②自然资源与环境科学中的空间精度评估国际会议（TheInternationalSy

3、mposiumonSpatialAccuracyAssessmentinNaturalResourcesandEnvironmentScience）已开过八届：第一届1994年美国Virginia的Williamsburg第二届1996年美国的Colorado第三届1998年加拿大的QuebecCity第四届2000年荷兰的Amsterdam第五届2002年澳大利亚Melbourne第六届2004年美国第八届2008年上海交通大学第九届2010年7月20-23日在英国莱斯特大学M.Goodchild(1998)等认为空间数据质量标准（SpatialDataQ

4、ualityStandard)的评估要素包括以下七个方面：（1）数据的产生过程（Lineage)（2）位置精度(PositionalAccuracy)（3）属性精度(AttributeAccuracy)（4）完整性(Completeness)（5）逻辑的一致性(LogicalConsistency)（6）语义精度(SemanticAccuracy)：指图形、关系或属性序列的语义正确性（7）现时性(Currentness)：指数据的观测日期和更新日期4）问题的核心2.空间数据的确定性与不确定性地球科学中的确定性和不确定性并存且不对称是客观存在的，是符合对立统一

5、法则的。与地球科学有关的现象和过程中的数据也具有相应的确定性，同时不确定性或不对称性也是客观存在的。1）地球自转、公转、季节变化，自然带的分布规律是存在的。但大气过程、水文过程、尤其是地震、火山喷发的随机性、混沌现象也是客观存在的，确定性与不确定性并存的，也是不对称的。2）测得准与测不准是并存的。如气象、海洋、水文观测数据是准确的，以外的地方用插值法或计算所得的数据存在误差，具有不确定性。3）理论上是测得准的，但实际上是测不准的。如太复杂的、动态的科学数据是测不准的。如全国耕地面积数据，全国农作物的产量、甚至全国人口数，不论是逐个调查，或统计抽样，都具有概率

6、、统计特征。4）定义或概念的不确定性，导致一系列数据的不确定性。如城市的定义（城乡结合带、农民工）不确定性，导致城市化率（目前我国为40%左右）等数据的不确定性，又如耕地的定义也是模糊的，导致了总产量、平均产量的不确定性。5）不同的对象有不同的确定性与不确定性问题，或不同的精度问题，不同的问题有不同的精度要求，不能千篇一律要求。不确定性的一些概念：不确定性是与“复杂性科学”（complexityscience）密切相关，是指处于混沌（chaos）边缘或模糊边缘的现象。混沌边缘是指介于有序与无序之间的、或有序与序并存的现象。模糊边缘则是指介于清楚与模糊之间的、

7、或清楚与模糊并存的现象。即无序、模糊、差错、异常或噪声等现象。社会经济范畴的事件、过程，其不确定性特征更突出、预测时准确率往往很低。如股市行情、交通事故等。一般不确定性理论要点：（1）不确定性是客观世界固有的特征或现象。（2）共性与个性并存是普遍现象，但个性即差异性是主要的。（3）运用不同的时、空分辨率去观测（察）客观世界所得的结果通常是不同的，因此，对复杂的大事物（过程）不能仅用一种时空尺度去观察。（4）其确定性的一面使之可将复杂问题简单化、科学化。(5）(数字、物理）模拟产品与真实世界之间不可能完全一致。（6）观测误差总是存在，真值极难获得。（7）不同观

8、测对象、不同目的要求的量测数据的精度要求不同。Km,