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数据模型是现实世界和数据之间的纽带，是对现实世界的简化表达，是关于现实世界中空间实体及其相互间联系的概念，为描述空间数据的组织和设计空间数据库模式提供了基本方法。因此，对空间数据模型的认识和研究在设计GIS空间数据库和发展新一代GIS系统的过程中起着举足轻重的作用。数据质量控制是目前最热门的话题之一，在计算机软件、硬件环境选定之后，GIS中数据质量的优劣，决定着系统分析的质量以及整个应用的成败。GIS提供的空间数据的分析方法被广泛用于各种领域，用于决策领域的数据，其质量要求应该是可知的或可预测的。数据模型是GIS数据质量控制中最为关键的环节之一，通过对数据模型和误差传播定理的研究及应用目标的分析，可以反推出数据质量标准。因此，GIS数据模型的研究对GIS数据质量控制也有很重要的指导意义。
本文基于GIS数据质量检查软件的研究开发，从数据质量检查角度讨论了GIS数据模型、数据结构及与质量检查软件开发的相关内容。从4D测绘数字产品开始，讨论了数据质量控制的相关概念及质量检查的方法，介绍了数据质量检查软件开发的背景及意义。进而详细地讨论了4D产品质量检查的细节问题，并总结归纳了4D产品质量检查的特点。该质量检查软件由数据输入、数据显示、质量检查及结果输出4大功能模块组成。在此基础上，详细阐述了系统的数学模型。
本文重点讨论了空间数据模型的编程实现和质量检查软件文档数据的组织结构。在该部分，以ORACLESPATIAL为例，讨论了矢量数据模型的简单数据结构；以E00格式的数据文件结构，讨论了矢量数据模型的拓扑数据结构。并进一步讨论了本系统构建的矢量数据模型的数据结构。这个数据结构是本文的主要创新点之一，它既可以处理简单结构的矢量数据，也可以处理拓扑结构的矢量数据。该数据结构既有简单数据结构的优点，又保持了拓扑数据结构的优势。同时，该数据结构是在分析质量检查特点的基础上建立起来的，更适合质量检查工作的顺利实施。在此基础上，该系统完成了图形数据、图像数据、数字高程模型数据、元数据的结构组织。进而讨论了数据质量检查软件中的数据质量标准、质量检查报告及工程文档的数据结构及组织管理方案。因为栅格数据记录的是网格坐标，而文档中其它数据都是地理坐标形式的，本系统也实现了不同坐标之间的相互转换运算功能。这是本系统设计的核心内容，也是本系统数据的逻辑组织。
在上述数据模型和文档数据结构的基础上，本文讨论了质量检查软件功能实现的方案。重点讨论了矢量数据的输入和数据模型的转换功能的实现方法，并探讨了栅格数据、DEM数据和元数据的输入功能的实现原理及方法。数据可视化是人机交互和质量检查的基础，本文讨论了各种数据的绘制及地图放大、缩小和漫游等功能的实现原理。也探讨了图层控制树视图、‘鹰眼’视图、错误报告显示窗口的实现原理及方法。同时，对查询矢量数据对象属性功能的方法也做了详细的研究。质量检查是数据质量系统的最终目标，本文介绍了构建的3个质量检查类、质量检查设置类及检查报告类的相关功能函数及相互联系完成检查任务的基本原理。
从目前测试运行的情况看，该数据模型、数据结构和系统功能实现方案是比较成功的。本文研究的主要内容及成果归纳如下：
(1)分析了当代GIS数据质量检查工作的特点和目前质量检查软件的不足。本文首先介绍了目前常用的4类GIS基础数据，然后依据数据质量检查标准归纳了各类数据需要检查的内容，并总结了数据质量检查的特点。进一步分析了陕西省测绘局4DCHECK数据质量检查软件的优点和不足。
(2)从数据质量检查的角度，建立了有特色的矢量数据结构，进而编程实现了矢量数据模型、栅格数据模型和数字高程数据模型三种空间数据模型的数据结构。本文设计的矢量数据结构既满足了属性数据和空间数据作为一个整体的要求，也保留了对象之间的拓扑数据。因此，该数据结构既可处理简单结构的矢量数据，又可处理包含拓扑信息的拓扑结构的矢量数据。此外，该系统也编程实现了栅格数据模型和数字高程数据模型。
(3)完成了数据质量检查软件的系统框架、数据组织方案和系统功能的设计。该系统由数据输入、数据显示、数据检查和质量报告输出4大功能模块。提出了完整的数据组织方案和功能设计方案。
(4)初步构建了图形图像数据显示处理平台。本系统自底层开发，可完成4类数据的输入、显示、查询、放大和缩小等基本图形操作功能。也完成了点、线、多边形和注记对象的显示功能。
(5)完成了数据质量检查软件中数据组织、数据显示实现、界面交互的及大部分数据质量检查实现方案的设计。
(6)用局部拟合的方法编程实现了54/80坐标系的相互转换。
(7)在VC++开发环境下，编程实现了系统设计中的大部分功能。