搜索
数字地图教程：地理数据种类与数据源空间参照系统和地图投影数字地图的技术指标数字地图的生产流程简介答疑和讨论地图地图是依据一定的数学法则经过制图综合，运用地图符号和注记，将地球表面缩绘于平面上的图件，它能反映地面各种自然和社会环境的空间分布、联系、变化和发展。地图的基本要素：经过制图综合运用地图符号注记地图的分类按比例尺分：大比例尺地图=1:10万中比例尺地图1:10万-1:100万小比例尺地图=1:100万按地图的性质和内容分：普通地图、专题地图按制图区域分：全球图、半球图、全国图…….按用途分：军用图、交通图、规划图……..数字地图数字地图是以数字形式记录和存贮的地图。数字地图便于存贮、传输和更新，可以在计算机屏幕上显示或经处理输出为为纸质地图。数字地图有多种数据表示法、文件存贮格式，所表达的空间信息的内容也多种多样。数字地图按几何信息表示方式可以分为：栅格地图和矢量地图。栅格Raster地图：由空间像元阵列表示空间目标，像元的空间位置由其在阵列中的行列号索引。栅格地图的基本单位是像元Pixel。由于地图内容的不同，表达一个像元所需要的大小也有所不同，常用的有1bit、4bits、1byte、2bytes。栅格地图概念Raster栅格地图的主要属性栅格数据的范围和类型数确定该图层的显示和处理方式。按数据值范围栅格数据通常为分类为：•专题图Thematic,又称分类图,文件数值是一个简单的类型，每个类型值采用序数表示。例如：1针叶林、2阔叶林、3灌木林...•连续图Continuous，文件数值是一个数值范围，间隔数字都有实际的含义。例如：降雨量30mm--100mm对连续图进行图像分类处理可以生成分类图，例如：一个栅格的高程数据其值范围从-51.257到553.401,可以被处理为二值化为陆地1（高程正值）和水面0（高程负值）。进行内插值计算时，专题图只能使用邻近点，连续图可以使用邻近点也可以使用平均值。专题图与连续图矢量Vector地图：通过记录坐标(x,y)的方式来描述空间目标。矢量地图的基本单位是要素Feature。最基本的要素包括：Point、Line、Polygon。矢量地图概念Points要素集Lines要素集Polygons要素集栅格与矢量表示方式的差异栅格地图的矢量化分类图经过边界提取，拓扑关系生成，冗余点去除和曲线圆滑等计算处理进行矢量化。连续图通常需要进行图像分类处理生成分类图。提取矢量要素矢量转换为栅格矢量数据格式向栅格数据格式的转换又称为多边形填充，就是在矢量表示的边界内部的所有栅格上赋予相应的编号，从而形成栅格数据阵列。矢量与栅格转换的精度损失空间数据的栅格和矢量表示方法是截然不同两种方法栅格数据结构需要大量的空间才能达到与矢量数据结构相同的空间分辨率；栅格数据结构有利于多边形的叠置、空间均值处理和空间分析；矢量数据结构有利于网络分析；矢量数据输出的地图比较精确和美观。栅格数据结构和矢量数据结构都有一定的优点和局限性，二者同时存在，不能相互代替栅格与矢量的比较文件格式典型数据位压缩情况文件命名规则TIFF扫描、图形、单波段、多波段1-8、16、24、32压缩或不压缩.tifJFIF单波段、多波段24压缩.jpgERDASImagine单波段和多波段1、2、4、8、16、32不压缩.imgBandInterleavedbyLine分类和连续图、多波段1、4、8、16、32不压缩.bilBandInterleavedbyPixel分类和连续图、多波段1、4、8、16、32不压缩.bipBandSequential分类和连续图、多波段1、4、8、16、32不压缩.bsqArcInfoBinaryGridFormat分类和连续图32压缩或不压缩目录结构常用的栅格文件格式A1A2A3B1B2B3C1C2C3a1a2a3b1b2b3c1c2c3多波段图像的数据排列方式包括BSQ、BIL、BIP三种BIL方式，对每一行中代表一个波段的光谱值进行排列，然后按波段顺序排列该行，最后对各行进行重复。(((像元号顺序)，波段顺序)，行号顺序)没有文件头格式,非压缩,是一种最简单的文件格式。α1α2α3β1β2β3γ1γ2γ3A1，A2，A3，a1，a2，a3，α1，α2，α3，B1，B2，B3，b1，b2，b3，β1，β2，β3，C1，C2，C3，c1，c2，c3，γ1，γ2，γ3BIL格式常用的矢量文件格式AutoCADDXF.dxfESRIinterchangefile.e00Shapefile.shp/.shx/.dbfMapInfoTAB.tabMapInfoMIF/MID.mif/.midSimpleASCIIFormatPoint/Line/PolygonCoverage目录结构Geodatabase各种数据库绝大部分矢量数据用二进制格式保存，从计算机处理角度，ASCII将数据保存为字符串，更占用空间、读写均不方便。绝大部分GIS软件不支持ASCII格式的图像文件直接打开。ASCII格式通常用作文件格式转换的中间文件，例如E00。示例：2Expressway718312535.61128583327379.3213762218312758.49476253327380.5143497618312937.14242593327353.6169705418313123.74531463327344.7656814518313304.52853073327343.3585902218313446.73294443327403.3820615318313576.576473327475.178345783Expressway518312535.61128583327379.3213762218312772.40883413327310.3033921718312925.02589583327219.9379105418313076.81066933327191.1136312318313192.97638933327187.68276342……ASCII格式移动通信常用数据模型数字高程模型DEM地面覆盖模型DOM线状地物模型LDM建筑物空间分布模型BDMDEM层、DOM层、LDM层是移动通信场强预测用数字地图所必须的数据，BDM层一般只用于微蜂窝的预测。习惯上，我们将上述数据模型统称为移动通信用三维数字地图。相对应的二维数字地图，主要用于信息管理，将场强测试得到的场强值、C/I值、切换电平等标注在地图上，供参考分析使用。3DSurface地表面形状最常用的表示方法有：--网格点表示法Grid--随机点表示法TINs用TINs表示三维数据TINs是一种三角形不规则的网络TriangulatedIrregularNetworkTINs由一组不规则排列的高程点连接成的三角形构成表面TINS由矢量数据生成--Masspoints--Breaklines--PolygonsBreakline要素表达一些自然形成的或者人工的地理要素。HardBreaklines，表达一个不坡度不连续的表面，HardBreaklines的z-value将包括在TINs中。例如，河流或公路。SoftBreaklines，对坡度计算不产生影响。例如，行政区域边界线。用Grid表示三维数据通过采样或内插值获取一个规则的网格表面的高程每个像元表示该区域的高程平均值等间隔表示的、离散的地面高程数据不规则三角网和正方形网格的比较TIN最主要的优点是可变的分辨率，当表面粗糙或变化剧烈时包含大量的数据点，当表面相对单一时，只需要最少的数据点。从等高线数据中选取重要点构成TIN并生成Grid。在二者数据量相同的情况下，TIN具有更小的中误差；通过与正射影像的比较，基于TIN的图像比根据DEM产生的地形晕渲图吻合得更好；当用于建立DEM表面的采样数据点减少时，Grid的质量明显降低得快。而随着采样点的增加，两者之间的差别越来越不明显;TIN数据存储与操作复杂，Grid结构简单、便于分析和计算处理.DEM作为地形表面的一种数字表达形式有以下显著特点：便于存储、更新和计算机自动处理，特别适合于各种定量分析和三维建模。DEM的应用HillshadeAspectSlope（DEM应用示例）地面覆盖模型DOM描述地面地物覆盖情况，采用栅格结构表示。DOM是典型的专题图，将地貌clutter归纳为若干种不同类型，通过类型赋值表现某个区域内地貌的总体情况。线状地物模型LDM采用矢量Lines要素表示出线状地物平面位置。建筑群空间分布模型BDM描述建筑物平面位置和高度数据，可以采用栅格或矢量数据表示。移动技术规范中指定的数据格式栅格数据格式DEM和DOM采用BIL格式矢量数据格式LDM采用ASCII格式，按弧段记录线状地物平面坐标IDx1y1x2y2…BDM采用栅格或矢量数据格式投影参数文件文本文件投影方式椭球体参数投影分带号中央子午线航空摄影像片地形图卫星遥感影像辅助资料地图数据源理解图像文件栅格图像文件可以分为：单色，黑白影像对每个像素点使用1位，前景值通常是1，背景值通常是0；灰度，单波段影像每个像素用4-8位来存储，像素值为灰度阴影，通常有256个灰度；假彩色，单波段影像并且有一个色彩映射表，包含了索引值和RGB的值的对应关系，色彩最大为256色；多波段合成真彩，每个波段通常都用8位来存储数据，可以将三个波段合成为RGB彩色影像。它能显示224种不同的颜色；多光谱单波段影像单波段全色影像多光谱与全色影像融合多光谱合成常用的卫星遥感影像接收卫星影像名称覆盖宽度或单景面积（km）传感器分辩率(m)制作的数字地图精度LANDSAT-5TM185×1707个波段30,12050m,100mLANDSAT-7ETM+185×1708个波段15,30,60SPOT-4SPOT60×60全色多光谱3波段102020mQuickBird-216.5×16.5全色多光谱4波段0.612.445mIKONOS10×10全色多光谱14资源2号30×30全色3CBERS-1中巴资源卫星119.5113890多光谱4波段CCD5波段广角成像2波段77.8,15619.5256卫星影像的畸变辐射量失真由遥感器的灵敏度特征引起的畸变大阳高度及地形等引起的畸变由大气引起的畸变几何畸变图像投影面选取和投影法引起的畸变由遥感器内部结构及搭载平台引起的畸变由地球自转引起的畸变美国LandSat-5卫星搭载的主题成像传感器，采用扫描镜进行机械扫描的方式，IFOV除6波段热红外为120m,，其它波段为30m，地面观测宽度为185km。波段波长μm用途B1蓝色0.45-0.52对水体是穿透力强的波段。用于海岸带、湖滨带水体制图，对叶绿素、叶红素的浓度敏感，用于区别针叶林、阔叶林，区分土壤与植被。B2绿色0.52-0.60对叶绿素敏感，是健康植物的反射峰，用以估计作物长势，也可用于研究水质、水深。B3红色0.63-0.69是叶绿素的吸收带，用于圈定植物区、覆盖率，区别植物种类，还可以研究人工建筑。B4近红外0.76-0.90水体强烈吸收，可以用于圈定水体边界，对植物密度和生物量进行测量。B5短波红外1.55-1.75对植物和土壤中含水量反应敏感，并可以区分云和雪。B6热红外10.4-12.5是热红外波段，可用于热异常、热分布，研究植被热影响分析、土壤水分状况及识别其他水热条件图。B7短波红外2.08-2.35用于识别土壤、岩石、人工建筑及水热条件制图等。TM影像TM影像示例法国SPOT-4卫星搭载的两台高分辩率可见光遥感器HRV，采用CCD的电子式扫描。它具有多光谱XS和全色PA两种模式，分辨率全色波段为10m、多光谱20m。其瞄准镜角度要在左右27°范围内改变，通过用不同观测角观测同一地区，可以得到立体视觉效果，能进行高精度的高程测量。HRV在垂直观测时为60km，在倾斜观测时，宽度最大达81km。SPOT影