ISO 19157-12023 地理信息.数据质量.第1部分一般要求标准立项发展报告

地理信息数据质量第1部分：一般要求标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Geographicinformation—Dataquality—Part1:Generalrequirements摘要随着地理信息技术的迅猛发展和广泛应用，地理空间数据的质量问题已成为影响地理信息产业健康发展的关键因素。数据质量不仅关系到地理信息产品的可靠性和适用性，更直接影响到基于地理信息的决策支持、智慧城市建设和自然资源管理等重大应用领域的实施效果。在此背景下，国际标准化组织（ISO）于2023年4月正式发布ISO19157-1:2023《地理信息数据质量第1部分：一般要求》，该标准为地理信息数据质量的概念框架、评价方法和报告要求提供了统一的国际规范。关键词：地理信息；数据质量；一般要求；国际标准；质量评价；标准化Keywords:Geographicinformation;Dataquality;Generalrequirements;Internationalstandard;Qualityevaluation;Standardization一、引言1.1研究背景地理信息作为国家重要的战略性基础信息资源，在国土资源管理、城市规划建设、生态环境保护、交通物流优化、应急防灾减灾等众多领域发挥着不可替代的支撑作用。近年来，随着对地观测技术、物联网、大数据和人工智能等新一代信息技术的快速发展，地理空间数据的获取手段日益丰富，数据规模呈指数级增长，数据类型日趋多元化，从传统的矢量数据和栅格数据，扩展到三维实景数据、实时传感器数据、社交媒体位置数据等多种新型地理数据类型。然而，数据规模的快速扩张也带来了严峻的数据质量管理挑战。低质量的地理信息数据不仅无法支撑科学决策，还可能导致重大经济损失甚至安全事故。据相关研究统计，数据质量相关问题造成的直接经济损失在全球范围内每年可达数万亿美元。在地理信息领域，数据质量问题的表现形式多种多样，包括数据精度不足、数据完整性缺失、数据逻辑一致性矛盾、数据时效性滞后等。因此，建立统一、科学、可操作的地理信息数据质量评价和管理标准，已成为全球地理信息学术界和产业界的共同呼声。1.2标准研制背景国际标准化组织地理信息技术委员会（ISO/TC211）长期致力于地理信息领域的国际标准化工作。在地理信息数据质量标准化方面，ISO/TC211最早于2002年发布了ISO19113:2002《地理信息质量原则》和ISO19114:2002《地理信息质量评价过程》，这两项标准为地理信息数据质量的概念表达和质量评价提供了基础框架。此后，根据地理信息标准化体系结构优化整合的需求，ISO/TC211在2013年发布了ISO19157:2013《地理信息数据质量》，对前述两项标准进行了整合与扩展，形成了更为系统完整的数据质量标准。随着地理信息技术应用场景的不断丰富和深化，用户对数据质量的需求也在持续演进。ISO/TC211经过深入调研和广泛征求意见，决定对ISO19157:2013进行结构性修订，将其拆分为多个部分，其中ISO19157-1:2023即为这一系列修订工作的首个成果，专注于规定地理信息数据质量的一般性要求，为后续各专项部分（如质量度量、质量信息模型等）的制定提供统一的基础框架。二、标准概述2.1标准基本信息ISO19157-1:2023《地理信息数据质量第1部分：一般要求》由国际标准化组织（ISO）正式发布，标准状态为现行有效。该标准属于ISO/TC211地理信息技术委员会归口管理的标准体系，在中国对应的标准化技术委员会为全国地理信息标准化技术委员会（SAC/TC230）。该标准在国际标准分类（ICS）中归属于35.240.70（信息技术在自然科学中的应用），在标准的编写和结构上遵循ISO/IEC导则的相关规定，是ISO19157系列标准的基础性组成部分。2.2标准定位与适用范围ISO19157-1:2023作为地理信息数据质量系列标准的核心基础，主要规定了地理信息数据质量的一般性要求，具体包括以下几个方面：-数据质量基本概念的统一界定：明确数据质量、质量元素、质量子元素、质量度量等核心术语的定义和内涵；-数据质量元素的分类体系：系统地规定了地理信息数据质量的基本元素和子元素分类框架，包括完整性、逻辑一致性、位置精度、时间精度、专题精度等核心质量元素；-数据质量度量方法的选择原则：规定了不同质量元素和子元素对应的质量度量类型及其适用范围；-数据质量评价过程和程序的规范：明确了数据质量评价的基本步骤、抽样方法、结果计算和数据质量评价报告的内容结构；-数据质量信息的表达与报告要求：规定了数据质量评价结果的记录格式、报告要素和数据质量信息的交换要求。该标准适用于所有类型的地理信息数据，包括数字地理数据集、地理信息数据库、地图产品以及地理信息服务中涉及的空间数据。无论是数据生产方、数据提供方、数据使用方，还是从事地理信息数据质量评价和认证的第三方机构，均可在相应业务活动中参考和应用本标准。三、标准核心技术内容3.1数据质量概念框架ISO19157-1:2023建立了一套系统完整的地理信息数据质量概念框架，该框架以质量元素和质量子元素为核心，形成层次化、结构化的数据质量描述体系，确保数据质量可以被明确地定义、科学地度量和有效地表达。核心概念之间的关系是：数据集（dataset）通过数据质量度量（qualitymeasure）与质量元素（qualityelement）和质量子元素（qualitysub-element）相关联。数据集的每个质量元素可包含多个质量子元素，每个质量子元素可通过一个或多个质量度量来评价，但同时必须包含至少一个质量度量并至少确定一个质量结果。所有质量度量的结果按照统一规则整合形成数据质量评价报告（qualityevaluationreport）。这些概念从底层度量到顶层报告形成了完整的链条，确保数据质量从原始描述到最终评价结果全程可追踪、可验证。3.2数据质量元素的分类体系标准将地理信息数据质量元素划分为五大基本类别，每一类还包含若干子元素：（1）完整性（Completeness）：描述数据要素、要素属性和要素关系的存在或缺失情况，包括多余（数据集中存在多余的数据要素或属性）和遗漏（数据集中缺少应有的数据要素或属性）。（2）逻辑一致性（Logicalconsistency）：描述数据结构、属性及关系在逻辑规则上的符合程度，具体包括概念一致性（对概念模式规则的符合程度）、值域一致性（值对值域的符合程度）、格式一致性（数据存储格式与数据集物理结构匹配的程度）和拓扑一致性（数据集拓扑特征编码的正确性）。（3）位置精度（Positionalaccuracy）：描述数据要素空间位置信息准确性的质量元素，包括绝对或外部位置精度（要素坐标值与可接受的真实值或参考值的接近程度）、相对或内部位置精度（数据集中要素相关位置与各自可接受的真实值或参考值的接近程度）和网格数据位置精度（网格数据位置值与可接受的真实值或参考值的接近程度）。（4）时间精度（Temporalaccuracy）：描述数据要素时间属性和时间关系的准确性，包括时间度量正确性（时间参照的正确性）、时间一致性（事件有序性或排序的正确性）和时间有效性（与时间相关的数据的有效性）。（5）专题精度（Thematicaccuracy）：描述定量专题属性的准确性、非定量专题属性的正确性以及要素分类的正确性，涵盖分类正确性（要素被赋予的类别或属性相对于真实世界的正确程度）、非定量专题属性正确性（非定量属性描述的正确性）和定量专题属性准确性（定量属性值的准确性）。3.3数据质量度量体系标准建立了一个系统化的质量度量体系，针对每个数据质量子元素提供了多种可选的质量度量方法，这些度量方法按照功能和特点分为两大类：直接度量方法：直接从数据集中获取质量信息进行度量，包括基于全体验证的度量、基于抽样的度量和基于模型的度量。直接度量方法可进一步分为内部质量度量（基于数据自身内部信息进行质量度量，不依赖外部参照信息）和外部质量度量（基于参考数据或外部先验知识对数据质量进行度量）。间接度量方法：通过外部信息或先验知识推导数据质量，例如根据数据生产过程的控制水平间接推断数据质量水平，或根据数据集的用途、来源、生产方法等外部信息进行质量推断。3.4质量评价过程与方法标准对数据质量评价的过程和方法进行了系统规范，评价过程主要包括以下步骤：1.确定评价对象：明确待评价的数据集、数据集系列或数据要素的边界范围，确定评价的具体内容；2.确定数据质量要求：根据数据应用需求和相关规范，确定数据质量评价的判定标准，即各质量元素需要达到的合格水平；3.确定质量度量方法：针对每个需要评价的质量子元素，选择恰当的质量度量方法；4.采集质量信息：通过全检、抽样检验或外部参考等方式，采集数据质量评价所需的基础信息；5.计算并判定质量结果：根据采集的质量信息，计算各质量度量指标的值，并与规定的质量要求进行比较，判定数据质量的合格性。同时，标准对质量评价中抽样方法的设计提出了原则性要求，包括抽样方案的科学性和代表性、样本量的确定原则以及抽样结果统计推断方法的选择标准，确保质量评价在有限成本条件下获得可靠的结论。3.5数据质量报告要求标准对数据质量评价结果的报告提出了明确要求，规定数据质量报告应包含以下核心要素：-数据质量评价的总体信息：包括评价对象（数据集名称、标识等）、评价日期、评价机构、评价依据等信息；-数据质量评价的具体结果：包括每个质量元素和质量子元素的评价结果、使用的质量度量方法、计算过程和结果值等信息；-数据质量评价的合格性结论：包括对数据质量要求（质量合格限值）的符合性判定和评价结论说明。四、标准修订与研制单位4.1标准研制历程ISO19157-1:2023的研制工作历经科学严谨的标准化流程。在启动阶段，ISO/TC211基于地理信息数据质量标准化体系框架的优化需求，于2018年前后提出将ISO19157:2013修订为多部分标准的计划，并完成了新工作项目提案（NWIP）的立项论证。在起草阶段，来自全球各国的地理信息数据质量专家共同参与，多次召开工作组会议和专家研讨会，经过多轮委员会草案（CD）和国际标准草案（DIS）的编制和审查，充分吸收了各方意见，最终经过最终国际标准草案（FDIS）投票等阶段，于2023年4月19日正式出版发布。该标准的发布是国际地理信息数据质量标准化领域的最新成就，为全球地理信息数据质量管理提供了最新的规范指引。4.2主要研制单位介绍国际标准化组织地理信息技术委员会（ISO/TC211）是本标准的归口管理技术委员会，成立于1994年，是国际标准化组织中负责地理信息领域标准化工作的专门技术委员会。ISO/TC211的秘书处由挪威标准局（SN）承担，其工作范围涵盖地理信息领域标准化项目的立项、研制和审查全过程，其制定的标准构成了地理信息国际标准体系的核心，为全球地理空间信息的互操作和共享提供了重要的标准支撑。中国参与情况：中国积极实质性参与ISO/TC211的标准化工作，全国地理信息标准化技术委员会（SAC/TC230）是ISO/TC211在国内的对应技术委员会，负责组织中国专家参与地理信息国际标准的研制。来自中国测绘科学研究院、国家基础地理信息中心、武汉大学等单位的专家在本标准研制过程中积极贡献中国经验和技术方案，特别是在数据质量评价方法和应用实践方面提供了有益输入，为标准的科学性和适用性提升发挥了建设性作用。五、标准应用前景与发展展望5.1应用前景分析ISO19157-1:2023标准的发布实施，对地理信息数据质量管理具有深远的意义和广阔的应用前景。在数据生产环节，该标准为地理信息数据生产单位提供了科学的数据质量目标设定和过程控制框架，帮助生产单位在数据采集、加工、检查等各环节建立有效的质量管理机制，促进从"事后检查"向"过程控制"的质量管理理念转变，从源头提升地理信息数据的内在质量水平。在数据流通环节，该标准为不同来源、不同类型的地理信息数据提供了统一的质量描述和质量评价规范，大幅降低了数据质量信息的理解成本，有效促进了地理信息数据的交换与共享，是完善地理信息数据要素市场化配置的重要制度保障。在数据应用环节，该标准为地理信息数据使用者提供了评价数据适用性的科学工具，帮助用户根据自身应用需求准确判断数据质量是否满足特定用途的要求，有效规避数据误用风险。5.2未来发展方向展望未来，地理信息数据质量标准化工作将呈现以下几个发展趋势：第一，与人工智能和自动化技术深度融合。随着机器学习、深度学习等人工智能技术在地理信息数据处理中的广泛应用，如何评价和验证人工智能生成的地理信息数据质量将成为新的研究课题，数据质量标准的智能化、自动化评价技术将快速发展。第二，面向新型地理信息数据类型的扩展。三维实景数据、实时动态数据、众源地理信息数据等新型地理数据类型的数据质量评价需求日益迫切，需要进一步研制相应的质量评价方法和度量标准。第三，数据质量与数据安全、数据确权的协同发展。数据质量作为数据治理的基础要素，将与数据安全、数据产权等制度安排更加紧密地结合，共同构成完善的数据治理制度体系。第四，标准的系统化发展。按照ISO/TC211的规划，ISO19157系列标准将持续完善，未来将陆续发布质量度量、质量信息模型、质量评价等专项部分，与ISO19157-1:2023共同构成完整的系列标准。中国应同步关注这些标准的研制进展，适时转化应用，保持我国地理信息数据质量标准化水平与国际同步发展。六、结论ISO19157-1:2023《地理信息数据质量第1部分：一般要求》作为地理信息数据质量标准化领域的最新国际标准，构建了科学完善的地理信息数据质量概念框架，系统规定了数据质量元素分类体系、质量度量方法选择原则、质量评价程序和过程要求以及数据质量报告的内容规范，为全球地理信息数据质量管理提供了统一的技术准则和方法指导。该标准的发布实施，是国际地理信息标准化事业的重要里程碑事件，标志着地理信息数据质量管理工作进入了一个新的发展阶段。标准所确立的数据质量概念框架和评价方法，不仅为数据生产者和使用者提供了共同的语言和遵循的依据，也为地理信息数据从传统的"可用性"管理向现代化"质量治理"转型奠定了坚实的技术基础。随着该标准在全球范围的应用推广，必将有效促进地理信息数据质量的整体提升，为全球地理信息产业的健康可持续发展提供强有力的标准化支撑。参考文献[1]ISO19157-1:2023,Geographicinformation—Dataquality—Part1:Generalrequirem