地理信息系统概论第四章讲稿.ppt

地理信息系统概论第四章第一页，讲稿共五十五页哦一、数据采集方式二、地图数字化三、地图数据处理四、属性数据输入第二页，讲稿共五十五页哦数据采集在GIS中的地位以数据为处理线索硬件软件数据=12 7汽油数据第一节第一节 数字采集方式数字采集方式第三页，讲稿共五十五页哦 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。不同的数据来源要用到不同的设备和方法数据入库之前进行验证、修改、编辑等处理，保证数据在内容和逻辑上的一致性数据的转换装载数据处理：几何纠正、图幅拼接、拓扑生成等第一节第一节 数字采集方式数字采集方式第四页，讲稿共五十五页哦数据源种类第一节第一节 数字采集方式数字采集方式n 图形图像数据n 属性数据第五页，讲稿共五十五页哦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空间数据库坐标几何数字化仪扫描仪摄影测量系统键盘数据交换编辑处理第一节第一节 数字采集方式数字采集方式第六页，讲稿共五十五页哦1.手工方式手工方式2.手扶跟踪化数字方式3.扫描方式4.影像处理和信息提取方式5.数据通讯方式通过手工在计算机终端上输入数据，主要是键盘输入。主要用于属性数据的输入。第一节第一节 数字采集方式数字采集方式第七页，讲稿共五十五页哦1.手工方式2.手扶跟踪化数字方式手扶跟踪化数字方式3.扫描方式4.影像处理和信息提取方式5.数据通讯方式手扶跟踪数字化仪是一种图形数字化设备，是目前常用的地图数字化方式生成矢量数据。第一节第一节 数字采集方式数字采集方式第八页，讲稿共五十五页哦数字化仪数字化仪第一节第一节 数字采集方式数字采集方式第九页，讲稿共五十五页哦1.手工方式2.手扶跟踪化数字方式3.扫描方式扫描方式4.影像处理和信息提取方式5.数据通讯方式扫描仪是一种图形、图象输入设备，可以快速地将图形、图象输入计算机系统，是目前发展最快的数字化设备生成栅格数据。第一节第一节 数字采集方式数字采集方式第十页，讲稿共五十五页哦小小型型扫扫描描仪仪工程扫描仪工程扫描仪第一节第一节 数字采集方式数字采集方式第十一页，讲稿共五十五页哦1.手工方式2.手扶跟踪化数字方式3.扫描方式4.影像处理和信息提取方式影像处理和信息提取方式5.数据通讯方式从遥感影像上直接提取专题信息。第一节第一节 数字采集方式数字采集方式第十二页，讲稿共五十五页哦1.手工方式2.手扶跟踪化数字方式3.扫描方式4.影像处理和信息提取方式5.数据通讯方式数据通讯方式联网方式下，信息系统内部各子系统之间以及与其它信息系统之间实现信息交流和信息共享的主要方式。第一节第一节 数字采集方式数字采集方式第十三页，讲稿共五十五页哦1.1.图形数字化图形数字化2.数据的编辑3.拓扑关系生成4.基本量算5.数据结构转换6.地理数据库建立数据采集系统功能数据采集系统功能驱动数字化仪、扫描仪等数字化设备。对影像、图形、数字等多种形式、多方来源的信息实现自动、半自动或人工的数字化，建立空间数据库。第十四页，讲稿共五十五页哦1.图形数字化2.2.数据的编辑数据的编辑3.拓扑关系生成4.基本量算5.数据结构转换6.地理数据库建立修改更新图形分割与拼接比例尺转换数据采集系统功能数据采集系统功能第十五页，讲稿共五十五页哦1.图形数字化2.数据的编辑3.3.拓扑关系生成拓扑关系生成4.基本量算5.数据结构转换6.地理数据库建立大多数GIS系统都采用基于拓扑结构模型的GIS数据库，一些系统具有拓扑关系的自动生成功能，由矢量数据自动生成多边形，并根据相应的多边形关联的点文件，生成多边形边界的左右多边形信息并识别岛状多边形，大大减少了编辑工作量。数据采集系统功能数据采集系统功能第十六页，讲稿共五十五页哦1.图形数字化2.数据的编辑3.拓扑关系生成4.4.基本量算基本量算5.数据结构转换6.地理数据库建立1质心量算 对地理分布变化的跟踪。例如，应用质心量测分析人口变迁、经济增长级等。2几何量算 自动快速各类多边形的的周长、面积，各类线段的曲率、方向，以及点状物体的坐标等。如公路、铁路线的长度，各种土地类型的面积量算等。数据采集系统功能数据采集系统功能第十七页，讲稿共五十五页哦1.图形数字化2.数据的编辑3.拓扑关系生成4.基本量算5.5.数据结构转换数据结构转换6.地理数据库建立矢量数据-栅格数据栅格数据-矢量数据矢量数据-矢量数据数据采集系统功能数据采集系统功能第十八页，讲稿共五十五页哦1.图形数字化2.数据的编辑3.拓扑关系生成4.基本量算5.数据结构转换6.6.地理数据库建立地理数据库建立地理数据库四种方式:1.全部采用文件管理 2.文件结合关系数据库管理 3.全部采用关系数据库管理 4.重新设计具有空间数据和属性数据管理和分析功能的数据库系统（OODBMS）数据采集系统功能数据采集系统功能第十九页，讲稿共五十五页哦第二节第二节 地图数字化地图数字化一、手扶跟踪数字化一、手扶跟踪数字化 数字化仪组成、数字化方式、操作步骤二、扫描及矢量化二、扫描及矢量化 处理流程、操作方式 第二十页，讲稿共五十五页哦数字化仪示意图 底座底座感应板感应板定标器定标器手扶跟踪数字化方法手扶跟踪数字化方法第二十一页，讲稿共五十五页哦1点点方方式式 每次定标器的键被按下，感应板发送一对坐标数据到计算机。2开开关关流流方方式式 在定标器上，每按下一次键，即将一组坐标数据发送到计算机。当用数字化来输入一条连续曲线是很有效。3连连续续流流方方式式 不论定标器的键是否按下，数字化仪每隔一定的时间就向计算机发送坐标数据，即是不可控的。4增增量量方方式式 当定标器在感应板上移动某个距离，数字化仪就发送一对绝对坐标数据。数字化仪的工作方式数字化仪的工作方式操作方式操作方式手扶跟踪数字化方法手扶跟踪数字化方法第二十二页，讲稿共五十五页哦1ASC格式格式 2二进制输出格式二进制输出格式数字化仪的工作方式数字化仪的工作方式输出格式输出格式手扶跟踪数字化方法手扶跟踪数字化方法第二十三页，讲稿共五十五页哦地图数字化的操作步骤地图数字化的操作步骤准备准备设置设置数字化数字化固定地图固定地图设置投影方式设置投影方式设置控制点设置控制点处理误差处理误差设置定标器按键设置定标器按键手扶跟踪数字化方法手扶跟踪数字化方法第二十四页，讲稿共五十五页哦扫描仪数字化方法一、扫描仪的使用方法一、扫描仪的使用方法二、地图扫描数据处理二、地图扫描数据处理第二十五页，讲稿共五十五页哦二值化细化矢量化冗余去除断线修复要素提取符号识别属性赋值扫描仪数字化方法地地图图扫扫描描数数据据处处理理第二十六页，讲稿共五十五页哦数据处理的概念数据处理的概念空间数据处理的方法空间数据处理的方法空间数据的编辑处理空间数据的编辑处理第二十七页，讲稿共五十五页哦数据处理的概念数据处理的概念一一、数据处理的概念、数据处理的概念二、数据处理的内容数据处理的内容三、三、数据处理的意义数据处理的意义对采集的各种数据，按照不同的方式方法对数踞进行编辑运算，清除数据沉余，弥补数据缺失，形成符合用户要求的数据文件格式第二十八页，讲稿共五十五页哦数据处理的概念数据处理的概念一一、数据处理的概念、数据处理的概念二、数据处理的内容数据处理的内容三、三、数据处理的意义数据处理的意义数踞编辑数据压缩数据变换数据格式转换空间数据内插第二十九页，讲稿共五十五页哦数据处理的概念数据处理的概念一一、数据处理的概念、数据处理的概念二、数据处理的内容数据处理的内容三、三、数据处理的意义数据处理的意义空间数据有序化检验数据质量实现数据共享提高资源利用效果第三十页，讲稿共五十五页哦1.平面坐标变换2.空间数据的压缩处理3.空间数据类型的转换空间数据处理的方法空间数据处理的方法第三十一页，讲稿共五十五页哦平移变换平移变换 0yxP（x，y）P(x，y)xyx=x+xy=y+y空间数据处理的方法-平面坐标变换第三十二页，讲稿共五十五页哦旋转变换旋转变换 yP（x，y）0 xP(x，y)x=xcos-y sin y=xsin+y cos空间数据处理的方法-平面坐标变换第三十三页，讲稿共五十五页哦比例变换（图形缩放比例变换（图形缩放）点可以通过对其P（x，y）坐标分别乘以各自的比例因子Sx和Sy来改变它们到坐标原点的距离。x=xSxy=ySy空间数据处理的方法-平面坐标变换第三十四页，讲稿共五十五页哦地图投影变换地图投影变换 当系统使用的数据来自不同地图投影的图幅时，需要将一种投影的数字化数据转换为所需要投影的坐标数据。地图投影变换正解变换反解变换数值变换通过建立两个投影的解析关系式，直接把一种投影坐标(x,y)变换成另一种投影的坐标(X,Y)空间数据处理的方法-平面坐标变换第三十五页，讲稿共五十五页哦地图投影变换地图投影变换 当系统使用的数据来自不同地图投影的图幅时，需要将一种投影的数字化数据转换为所需要投影的坐标数据。地图投影变换正解变换反解变换数值变换由一种投影的坐标(x,y)反解出地理坐标（,)，然后再将地理坐标代入另一种投影公式中，求出该投影下的直角坐标（X,Y)空间数据处理的方法-平面坐标变换第三十六页，讲稿共五十五页哦地图投影变换地图投影变换 当系统使用的数据来自不同地图投影的图幅时，需要将一种投影的数字化数据转换为所需要投影的坐标数据。地图投影变换正解变换反解变换数值变换根据两种投影在变换区内若干同名的坐标点，采用插值法、有限差分法、待定系数法等，实现不同投影之间的转换空间数据处理的方法-平面坐标变换第三十七页，讲稿共五十五页哦 空间数据处理的方法-压缩处理数据压缩的数据压缩的目的目的 节省存贮空间 节省处理时间第三十八页，讲稿共五十五页哦数据压缩途径数据压缩途径压缩软件压缩软件:原数据信息基本不丢失而且可以大大节省存贮空间，缺点缺点是压缩后的文件必须在解压缩后才能使用。数据消冗处理数据消冗处理:原数据信息不会丢失，得到的文件可以直接使用，缺点缺点是技术要求高，工作量大，对冗余度不大的数据集合效用小。用数据子集代替数据全集用数据子集代替数据全集:在规定的精度范围内,从原数据集合中抽取一个子集，缺点缺点以信息损失为代价，换取空间数据容量的缩小。空间数据处理的方法-压缩处理第三十九页，讲稿共五十五页哦常见空间数据的压缩方法常见空间数据的压缩方法 曲线数据的压缩面域栅格数据的压缩 面域邻接线段的删除 特征点筛选法：特征点筛选法：筛选抽取曲线特征点，并删除全部多余点以达到节省存贮空间的目的。空间数据处理的方法-压缩处理第四十页，讲稿共五十五页哦常见空间数据的压缩方法常见空间数据的压缩方法 曲线数据的压缩面域栅格数据的压缩 面域邻接线段的删除 数据属性的重新分类和空间图形的化简需要对数据进行压缩相邻界线的删除共同属性的合并空间数据处理的方法-压缩处理第四十一页，讲稿共五十五页哦常见空间数据的压缩方法常见空间数据的压缩方法 曲线数据的压缩面域栅格数据的压缩 面域邻接线段的删除 通过压缩编码技术来消除冗余数据：链码游程长度编码块码四叉树编码空间数据处理的方法-压缩处理第四十二页，讲稿共五十五页哦面域邻接线段的删除面域邻接线段的删除 空间数据处理的方法-压缩处理第四十三页，讲稿共五十五页哦矢量向栅格转换网格尺寸的确定点的网格化直线网格化 多边形网格化 栅格向矢量转换 多边形边界提取边界线追踪拓扑关系生成去除多余点及曲线圆滑空间数据处理的方法-类型转换第四十四页，讲稿共五十五页哦空间数据处理的方法-类型转换矢量向矢量的转换GIS A数据交换文件GIS A 中间格式 GIS B 内部文件 外部文件 内部文件 数据交换标准第四十五页，讲稿共五十五页哦空间数据的编辑处理空间数据的编辑处理空间数据编辑处理的目的是为了消除地图数字化过程中所产生的错误，以及将数字化数据重新组织以便得到进一步处理和使用的格式。一、矢量数据的编辑处理一、矢量数据的编辑处理二、栅格数据的编辑处理二、栅格数据的编辑处理第四十六页，讲稿共五十五页哦矢量数据编辑的必要性矢量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矢量数据一般性错误矢量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错误检查主要方法叠合比较法目视检查法逻辑检查法矢量数据的编辑处理矢量数据的编辑处理第四十七页，讲稿共五十五页哦误差修正误差修正一般过程：一般过程：设定容许值连接接点重建拓扑关系第四十八页，讲稿共五十五页哦 边界匹配（图幅接边）边界匹配（图幅接边）第一种方法是小心地修改空间数据库中点矢量的坐标，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。第四十九页，讲稿共五十五页哦图象纠正纠正原因遥感影像本身存在几何变形投影方式不同分幅扫描实质建立纠正图象与标准地图的一一对应关系变换方法双线性变换、平方变换、立方变换等纠正步骤纠正点数据采集函数建立逐点或网格纠正栅格数据的编辑处理栅格数据的编辑处理第五十页，讲稿共五十五页哦图象纠正函数变换第五十一页，讲稿共五十五页哦第四节第四节 属性数据采集属性数据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。第五十二页，讲稿共五十五页哦系统性和科学性：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。属性数据的编码编码规则第五十三页，讲稿共五十五页哦标识部分：用来标识属性数据的序号，可以是简单的连续编号；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。属性数据的编码编码内容第五十四页，讲稿共五十五页哦层次分类编码法：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。属性数据的编码编码方法耕地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734第五十五页，讲稿共五十五页哦