本书就空间数据质量及其不确定性基础理论的发展提出一个蓝本，从理论研究角度深入地阐述了空间数据与分析的不确定性基础理论体系。全书系统地总结了作者在该领域十余年的研究成果，内容新颖，结构严密，理论性强。可作为GIS及相关专业的研究人员、高校教师、研究生及高年级本科生的参考用书。

我十分高兴地看到一本关于空间数据与空间分析不确定理论著作的出版。空间数据质量与不确定性理论是地球空间信息科学最核心的支撑理论之一，因此本书的出版对完善和发展地球空间信息科学将起到积极的作用。

作者史文中博士于1985年毕业于武汉测绘科技大学(现武汉大学)航空摄影测量与遥感系，获学士学位并被评为当时全校的优秀毕业生，于1988年在该校获硕士学位。他于1994年在德国Osnatbrfuck大学以优异的成绩(magna cum laude)获得博士学位，随后应聘在香港理工大学任教至今。

史文中教授一直致力于地球空间信息科学的理论与技术的研究。本书系统地总结了他在过去10余年中在空间数据与空间分析不确定性理论方面的主要研究成果。

全书共五篇十五章，系统地阐述了空间数据与空间分析的不确定性理论体系。第一篇为概述，主要介绍不确定性理论的形成与发展，系统地论述了不确定性误差源，介绍了空间数据不确定性理论主要依赖的若干基础理论。第二篇是关于空间数据的不确定性理论模型，包括GIS目标的位置不确定性模型与理论、数字地面高程模型的不确定性建模以及属性不确定性建模。第三篇是不确定性关系模型和空间分析的不确定性建模，其中包括属性与位置不确定性的综合、不确定性拓扑关系理论、空间叠置分析的不确定性建模、缓冲区分析的不确定性分析模型。第四篇是关于空间不确定性的表达问题，包括不确定性的可视化以及空间数据的元数据描述。第五篇给出了空间不确定性理论的应用，如基于不确定性的空间数据挖掘、地籍数据的质量控制：以及运用网络服务技术分发数据质量与空间分析的不确定信息。

纵观全文，本书具有以下特点：

科学性：本书在科学上的贡献是为地球空间信息科学从确定性发展到不确定性从一个方面奠定了理论基础。所提出的一系列新的理论模型与方法建立在严密的数学理论基础上，如基于置信区间理论的误差带证明、基于随机化图形学理论的面状目标不确定性模型、基于模糊拓扑学的不确定关系模型、基于解析几何与积分方法的TIN模型平均误差公式的推导、基于多进制小波理论的影像融合技术等。

系统性：本书系统地构建了空间数据不确定性的研究体系和理论框架，创立了空间数据与空间分析的不确定性理论体系，包括位置不确定性模型(点、直线、曲线、面以及体目标的建模)、属性不确定性模型、位置与属性不确定性的集成、DEM的精度估计、不确定空间关系、空间分析的不确定性理论、数据质量控制理论、不确定信息的可视化等。

创新性：在多个主要方面取得了创新性成果。如创立了空间数据与空间分析的不确定性理论体系；发现了国际上使用了近40年的空间线状要素ε-带误差模型的两个重大理论缺陷，对此建立了一系列新的误差带理论模型。在空间位置不确定性方面，系统地建立了点、直线、曲线、面和体目标的位置不确定性数学理论模型。在属性数据不确定方面，提出了综合属性不确定性和位置不确定性“S-带”模型等。在基于矢量GIS的空间分析方面，开创了一个新的不确定性国际理论前沿等等。

前瞻性：在多个方面提出空间数据不确定性理论发展的新趋势，并积极地通过理论研究予以实现和发展。如首次将静态GIS数据的不确定性模型与方法延拓至动态的空间分析不确定性理论；创新性地实现了从数据的误差描述逐步地发展到数据的质量控制，从而达到减小数据不确定性的实践；基于模糊拓扑学理论将定性的不确定性空间拓扑关系描述扩展至定量的不确定性空间拓扑关系表达等等。

GIS中空间数据与空间分析不确定理论研究涉及空间不确定性、时态不确定性、属性不确定性和语义不确定性，是一个值得深入研究，并使之能用于解决实际问题的挑战性命题。中国年轻的学者在空间数据不确定性理论以及其他领域的成就在国际上得到了认可，我感到十分欣慰。同时，也期望在不久的将来可以看到更多中国学者在地球空间信息科学理论发展的不同领域取得卓越的成就，努力推动GIS理论和实践向前发展。

中国科学院院士

中国工程院院士 李德仁

 2005年6月6日于武汉珞珈山