p3-1空间数据输入

2020/2/91第三章空间数据采集与处理通向计算机接口叉丝游标按扭电磁感应板2020/2/92空间数据的三个特征空间特征：表示现象的空间位置或现在所处的地理位置。空间特征又称为几何特征或定位特征，一般以坐标数据表示，例如笛卡尔坐标等。属性特征：表示实际现象或特征，例如变量、级别、数量特征和名称等等。时间特征：指现象或物体随时间的变化，其变化的周期有超短期的、短期的、中期的、长期的等等。2020/2/93三个侧面2020/2/94空间特征是GIS区别于其它的软件的根本特征是由于地物或现象的空间分布所带来通常是通过特定空间参照系下的坐标直接表达基于坐标的派生数据–定量的度量信息：面积、周长、质心、距离等–定性的空间关系：拓扑关系、方位关系CB-GIS和PB-GIS2020/2/95时间特征空间数据涉及时间特征的几个方面–地物的生命周期（产生、消亡）–地物的移动（移动点）–属性的时效性相关的问题–时间关系时空关系时态GIS–数据模型是其关键（时空立方体模型等）2020/2/96专题属性特征地物所固有的，不是由于地物空间分布所带来的特征如某地的年降雨量、土地酸缄类型、人口密度、交通流量、空气污染程度等。这类特征在其它类型的信息系统中均可存储和处理专题属性特征通常以数字、符号、文本和图像等形式来表示2020/2/97空间数据与专题数据2020/2/98数据的测量尺度(1/2)命名(Nominal)量–定性而非定量，不能进行任何算术运算，如一个城市的名字次序(Ordinal)量–线性坐标上不按值的大小，而是按顺序排列的数，例如，事故发生危险程度的级别由大到小被标为1，2，3，…间隔(Interval)量–不参照某个固定点，而是按间隔表示相对位置的数。按间隔量测的值相互之间可以比较大小，并且它们之间的差值大小是有意义的比率(Ratio)量–比率测量尺度的测量值指那些有真零值而且测量单位的间隔是相等的数据。2020/2/99数据的测量尺度(2/2)GIS数据测量尺度示例PointLineAreaQuantitativeOrdinalQualitative51015Eachdotrepresents500personsProportionalsymbolsLargeMediumSmallQTownAirportFlowContour304050HighwayRoadStreetRoadBoundaryRiver10020PopulationdensityHighimpactLowimpactSwampDesertForrest2020/2/910数据采集在GIS中的地位以数据为处理线索硬件∶软件∶数据=1∶2∶7汽油数据2020/2/911GIS数据的内容数字线化数据地形测图思想：点、线、面影像数据数据源丰富生产效率高直观详细记录地表自然现象数字高程模型属性数据是什么，判读和考察详细描述信息2020/2/912数据采集任务–将现有的地图、外业观测成果、航空像片、遥感图片数据、文本资料等转换成GIS可以接受的数字形式。–数据库入库之前进行验证、修改、编辑等处理，保证数据在内容和逻辑上的一致性。–不同的数据来源要用到不同的设备和方法。–数据的转换装载–数据处理：几何纠正、图幅拼接、拓扑生成等2020/2/913数据源种类图形图像数据：地图工程图规划图照片航空与遥感影像等文字数据：调查报告文件统计数据实验数据野外调查的原始记录等图形图像数据文字数据第一手数据第二手数据非电子数据电子数据全站仪、GPS数据地球物理、地球化学遥感数据地图专题地图统计图表平板测量数据工程测量数据笔记航空、遥感相片人口普查社会经济调查各种统计资料已建各种数据库GIS数据2020/2/914地理信息系统的数据源数据源：是指建立地理信息系统数据库所需要的和所能用的各类型的数据来源。1、地图:有普通地图和专题图2、影像数据:卫星遥感和般空遥感图像2020/2/915普通地图普通地图：以同等详细程度表示各种自然和社会现象，主要内容有水系、地貌、土质、植被、居民地、交通线、境界线和经济文化要素。地形图：主要是指国家制订统一规范细则编制的国家基本比例尺地形图，内容较详细。地形用等高线表示，能表示地面的实际高度和起伏特征。其它要素用规定的图式符号表示，地形图有严格的大地控制基础，采用统一的投影，统一分幅编号。地形图反映制图区域，自然要素和社会要素的一般特征。地形图最主要的作用是为GIS的图形库中的地图提供基本框架.地理图：一般地图2020/2/916专题地图专题图是突出表示某一种或几种主题要素或现象的地图。它不同于普通地图的是拥有固定的用图对象，侧重某一方面，以内容适应于专题要求为其特色，强调它的个性。分为自然地图和社会经济地图两类。A自然图:有地质图、地貌图、水文图、气候图、土壤图等。B社会经济地图:有政区图，人口图，经济图等。2020/2/917影像数据来源于卫星遥感和般空遥感，包括多平台，多层面，多种传感器，多时相，多光谱、多角度和多种分辨率的遥感影像数据，构成多源海量数据，也是GIS最有效的数据源之一。2020/2/918地理空间与地图地理空间的概念:地理空间（Geo-spatial）上至大气电离层，下至地幔莫霍面，是生命活动的场所，是我们研究的区域，一般包括地理空间定位框架及其所联系的特征实体。地理空间定位框架即大地测量控制，由地面控制网和高程控制网组成，大地测量控制为建立所有的地理数据的坐标位置提供了一个通用参考系，利用该通用参考系可以将全国范围使用的平面及高程坐标系与所有地理要素相连。2020/2/919数据源与相应设备地图地面测量数据统计资料航空、遥感文字数据多媒体坐标几何数字化仪扫描仪摄影测量系统键盘空间数据库编辑处理数据交换2020/2/920空间数据采集——属性数据的采集包括各类调查报告、文件、统计数据、实验数据与野外调查的原始记录等，如人口数据、经济数据、土壤成份、环境数据。对于要输入属性库的属性数据，通过键盘直接键入或文件、表格、数据库导入。对于要直接记录到栅格或矢量数据文件中的属性数据，则必须进行编码输入。2020/2/921空间数据采集——属性数据的采集国家资源与环境信息系统规范在“专业数据分类和数据项目建议总表”中，将数据分为社会环境、自然环境和资源与能源三大类共14小项，并规定了每项数据的内容及基本数据来源。2020/2/922属性数据的编码——编码原则系统性和科学性：满足所涉及学科的科学分类方法，能反映出同一类型中不同的级别特点。一致性：对代码所定义的同一专业名词、术语必须是唯一的。标准化和通用性：有国家或行业标准的要按标准进行，没有标准的必须考虑在有可能的条件下实现标准化。简捷性：在满足国家标准的前提下、每一种编码应该是以最小的数据量载负最大的信息量。可扩展性：编码的设置应留有扩展的余地，避免新对象的出现而使原编码系统失效、造成编码错乱现象。2020/2/923属性数据的编码——编码内容登记部分：用来标识属性数据的序号，可以是简单的连续编号，也可划分不同层次进行顺序编码；分类部分：用来标识属性的地理特征，可采用多位代码反映多种特征；控制部分：用来通过一定的查错算法，检查在编码、录入和传输中的错误，在属性数据量较大情况下具有重要意义。2020/2/924属性数据的编码——编码方法层次分类编码法：是按照分类对象的从属和层次关系为排列顺序的一种代码，它的优点是能明确表示出分类对象的类别，代码结构有严格的隶属关系。耕地71园地72林地73牧草地74居民点及公矿用地75交通用地75水域76未利用地77土地利用类型7有林地731灌木地732疏林地733迹地735针叶树疏林地7331阔叶树疏林地7332未成林林地7342020/2/925属性数据的编码——编码方法多源分类编码法：对于一个特定的分类目标，根据诸多不同的分类依据分别进行编码，各位数字代码之间并没有隶属关系。标志编号分类ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨ123平原河过渡河山地河123常年河时令河消失河12通航河不通航河123456树状河平行河筛状河辐射河扇形河迷宫河1234567主〔要河〕流∶一级支流∶二级三级四级五级六级七级12345河长：一组——1公里以下二组——2公里以下三组——5公里以下四组——10公里以下五组——10公里以上12345678河宽：一组——5～10米二组——10～20米三组——20～30米四组——30～60米五组——60～120米六组——120～300米七组——300～500米八组——500米以上1234567河流间的最短距离50米50～100米100～200米200～400米400～500米500～1000米1000～2000米12345弯曲度：2.5公里弯曲深度宽度405050405075255075255010025751502020/2/926空间数据采集——图形数据的采集采集基本模式有两种：①将地理信息实体以x,y坐标的形式，以顺时针或逆时针方法依次输入。②用点、线、多边形和格网邻接的方法表示地理实体。特征数码位置点11x,y（点）线21x1,y1,x2,y2,...,xn,yn(线）面31x1,y1,x2,y2,...,xn,yn（面）2020/2/927空间数据采集——图形数据的采集空间数据采集方法：手扶跟踪数字化仪采集摄影测量数字化采集扫描跟踪数字化采集外业实地数字化采集选择采集方法的依据是如何应用图形数据，图形数据类型，现有设备状况，现有人力，物力，财力状况等。2020/2/928空间数据采集——图形数据的采集通向计算机接口叉丝游标按扭电磁感应板数字化设备：数字化仪、扫描仪、摄影测量设备特点：范围大，速度快使用范围：大面积GIS数据采集、资源普查等数字化仪扫描仪数字摄影测量工作站野外测量：大平板、全站仪、GPS、移动测绘系统特点：精度高、效率较低适合范围：小范围GIS数据采集或局部数据更新2020/2/929空间数据采集——数据交换数据交换文件GISAGISAGISBGISB内部文件外部文件内部文件外部文件GISA数据交换标准OpenGISInternet/Intranet2020/2/930大尺寸卷滚式图像扫描仪矢量图层下的栅格背景影像栅格数据–使用扫描仪获取栅格数据–在GIS中，扫描地图和文件通常作为背景地图和数据保存2020/2/931空间数据采集——方案随机采样系统采样系统随机采样可变系统采样蔟聚采样断面采样等高线采样2020/2/932空间数据采集——流程计划调查编辑处理评价准备收集数字化2020/2/933空间数据的编辑与处理空间数据编辑的必要性–修正数据输入错误–维护数据的完整性和一致性–更新地理信息空间数据一般性错误–数据不完整、重复–空间数据位置不正确–空间数据比例尺不准确–空间数据变形–几何和属性连接有误–属性数据不完整错误检查主要方法–叠合比较法–目视检查法–逻辑检查法2020/2/934空间数据的编辑与处理方式误差修正一般过程：设定容许值连接接点重建拓扑关系2020/2/935空间数据的编辑与处理方式边界匹配（图幅接边）不同图幅的连接自动、手工第一种方法是小心地修改空间数据库中点和矢量的坐标，以维护数据库的连续性；第二种方法是先对准两幅图的一条边缘线，然后再小心地调整其它线段使其取得连续。数字化边界调整2020/2/936空间数据的编辑与处理方式数据格式的转换：数据结构转换–相同数据结构的不同组织形式转换矢量拓扑结构变换栅格数据转换–不同数据结构转换矢量到栅格栅格到矢量不同介质转换2020/2/937空间数据的编辑与处理方式投影变换：投影A（x，y）投影B（X，Y）正解变换：解析函数关系X=f(x,y)，Y=g(x,y)反解变换：经纬度B=f(x,y),L=g(x,y)X=F(B,L),Y=G(B,L)数值变换：数学方法