第2章-土地信息技术基础概况优秀PPT.ppt

第2章 土地信息技术基础内容提要：内容提要：2.1 土地信息分类与编码土地信息分类与编码 2.2 土地信息的空间参考体系土地信息的空间参考体系 2.3 地图投影地图投影 2.4 地图分幅与编号地图分幅与编号1 1土地信息系统LIS2.1 土地信息分类与编码土地信息分类与编码土地信息分类：将土地信息系统化，以便于管理、应用和信息共享2.1.1 信息分类的基础2.1.2 土地利用信息分类2.1.3 土地信息编码2土地信息系统LIS2.1.1信息分类的基础信息分类的基础分类过粗：可能会影响将来分析的深度。分类过粗：可能会影响将来分析的深度。分分类类过过细细：增增大大工工作作量量,计计算算机机负负荷荷加加重重;有有时时在在技技术术上上也也难难以以做做到到(遥遥感感图图像像分类受辨别率限制分类受辨别率限制)。（1）分类原则）分类原则科科学学性性原原则则。依依据据土土地地信信息息特特征征进进行行严严密密的的科科学学分分类类,接接受受层层级级分分类类法法,形形成树形结构。成树形结构。系系统统性性原原则则。土土地地信信息息分分类类从从最最高高一一级级到到最最低低一一级级应应当当排排列列成成一一个个有有机机的的整体。整体。稳稳定定性性原原则则。土土地地信信息息分分类类应应以以我我国国运运用用多多年年的的基基础础信信息息和和土土地地利利用用信信息息的的常常规规分分类类为为基基础础,能能在在较较长长时时间间里里不不发生重大变更。发生重大变更。完完整整性性和和可可扩扩展展性性原原则则。能能容容纳纳各各专专业业领领域域现现有有的的和和将将来来可可能能产产生生的的全全部部信信息息,代代码码结结构构和和具具体体编编码码时时应应留留有有适适当的余地和给出扩充方法。当的余地和给出扩充方法。3土地信息系统LIS易用性原则。分类名称尽量沿用专业习惯名称,代码尽可能简短和便于记忆。敏捷性原则。现有系统分类和编码可敏捷转换成标准的分类和代码。不受比例尺限制原则。在不同比例尺数据库中，同一要素具有一样的分类和编码。与有关国家规范和标准协调一样原则。凡已经颁布实施的相关国家标准可以干脆引用,与有关行业标准和地方标准求得最大限度地协调一样。考虑数据来源原则。土地利用数据一级分类应当能够从卫星遥感影像识别,便于卫星遥感监测土地资源。4土地信息系统LIS（2）分类体系）分类体系 作为土地信息编码基础的分类体系，主要是由作为土地信息编码基础的分类体系，主要是由分类分类与与分级分级方法形成的。方法形成的。分类的基本方法；分类的基本方法；分级的概念、原则及基本方法分级的概念、原则及基本方法;分类与分级的关系。分类与分级的关系。5土地信息系统LIS分类的基本方法：分类的基本方法：分类的基本方法：分类的基本方法：线分类法：又称层级分类法。是将初始的分类对线分类法：又称层级分类法。是将初始的分类对线分类法：又称层级分类法。是将初始的分类对线分类法：又称层级分类法。是将初始的分类对象按选定的若干个属性或特征依次分成若干个层象按选定的若干个属性或特征依次分成若干个层象按选定的若干个属性或特征依次分成若干个层象按选定的若干个属性或特征依次分成若干个层级书目，并编排成一个有层次的分类体系。对土级书目，并编排成一个有层次的分类体系。对土级书目，并编排成一个有层次的分类体系。对土级书目，并编排成一个有层次的分类体系。对土地信息的分类一般是接受线分类法。地信息的分类一般是接受线分类法。地信息的分类一般是接受线分类法。地信息的分类一般是接受线分类法。6土地信息系统LISuu面面面面分分分分类类类类法法法法：将将将将给给给给定定定定的的的的分分分分类类类类对对对对象象象象按按按按选选选选定定定定的的的的若若若若干干干干个个个个属属属属性性性性或或或或特特特特征征征征分分分分成成成成互互互互不不不不相相相相依依依依、互互互互不不不不相相相相干干干干的的的的若若若若干干干干方方方方面面面面，每每每每个个个个面面面面中中中中又又又又分分分分成成成成很很很很多多多多彼彼彼彼此此此此独独独独立立立立的的的的若若若若干干干干个个个个类类类类目目目目，由由由由类类类类目目目目组组组组合合合合形形形形成成成成类类类类的的的的一一一一种种种种分分分分类方法。类方法。类方法。类方法。7土地信息系统LIS分级：是对事物或现象的数量或特征进行等级的分级：是对事物或现象的数量或特征进行等级的分级：是对事物或现象的数量或特征进行等级的分级：是对事物或现象的数量或特征进行等级的划分，主要包括确定分级数和分级界限。划分，主要包括确定分级数和分级界限。划分，主要包括确定分级数和分级界限。划分，主要包括确定分级数和分级界限。确定分级数的基本原则确定分级数的基本原则确定分级数的基本原则确定分级数的基本原则,包括包括包括包括:分级数应符合数值估计精度的要求。分级数多分级数应符合数值估计精度的要求。分级数多分级数应符合数值估计精度的要求。分级数多分级数应符合数值估计精度的要求。分级数多,数值估计的精度就高数值估计的精度就高数值估计的精度就高数值估计的精度就高;分级数应顾及可视化的效果分级数应顾及可视化的效果分级数应顾及可视化的效果分级数应顾及可视化的效果;分级数应符合数据的分布特征。分级数应符合数据的分布特征。分级数应符合数据的分布特征。分级数应符合数据的分布特征。确定分级界线的基本原则确定分级界线的基本原则确定分级界线的基本原则确定分级界线的基本原则,包括包括包括包括:使级内差异尽可能的小使级内差异尽可能的小使级内差异尽可能的小使级内差异尽可能的小,各级之间的差异尽可各级之间的差异尽可各级之间的差异尽可各级之间的差异尽可能的大能的大能的大能的大;在任何一个等级内部都必需有数据在任何一个等级内部都必需有数据在任何一个等级内部都必需有数据在任何一个等级内部都必需有数据,任何数据任何数据任何数据任何数据都必需落在某一个等级内都必需落在某一个等级内都必需落在某一个等级内都必需落在某一个等级内;尽可能接受有规则变更的分级界线。尽可能接受有规则变更的分级界线。尽可能接受有规则变更的分级界线。尽可能接受有规则变更的分级界线。8土地信息系统LISuu分级的基本方法：分级的基本方法：分级的基本方法：分级的基本方法：uu 在分级时大多接受数学方法，如数列分级、最优分在分级时大多接受数学方法，如数列分级、最优分在分级时大多接受数学方法，如数列分级、最优分在分级时大多接受数学方法，如数列分级、最优分割等级等。分级所依据的指标，一般以土地特征的数量割等级等。分级所依据的指标，一般以土地特征的数量割等级等。分级所依据的指标，一般以土地特征的数量割等级等。分级所依据的指标，一般以土地特征的数量指标或质量指标为主。指标或质量指标为主。指标或质量指标为主。指标或质量指标为主。分类与分级的关系分类与分级的关系分类与分级的关系分类与分级的关系:分类把探讨对象划分为若干个类组，分级则是分类把探讨对象划分为若干个类组，分级则是分类把探讨对象划分为若干个类组，分级则是分类把探讨对象划分为若干个类组，分级则是对同一类组对象再按某一方面量的差别进行分对同一类组对象再按某一方面量的差别进行分对同一类组对象再按某一方面量的差别进行分对同一类组对象再按某一方面量的差别进行分级；级；级；级；分类描述地物间的分类关系、隶属关系，而分分类描述地物间的分类关系、隶属关系，而分分类描述地物间的分类关系、隶属关系，而分分类描述地物间的分类关系、隶属关系，而分级描述地物间的等级关系。级描述地物间的等级关系。级描述地物间的等级关系。级描述地物间的等级关系。9土地信息系统LIS2.1.2土地利用信息分类土地利用信息分类从土地利用角度对土地信息分类：从土地利用角度对土地信息分类：一一般般以以土土地地利利用用的的类类型型、土土地地利利用用的的性性质质和和土土地地经经营营的的特特点点为为依依据据来来设设计分类系统；比如：计分类系统；比如：城城市市:主主要要是是考考虑虑高高密密度度的的土土地地利利用用和和配配置置,并并侧侧重重于于经经济济要要素素和和人人文要素；文要素；农农村村:则则主主要要是是探探讨讨大大量量的的自自然然资资源信息及利用问题。源信息及利用问题。因因此此,我我国国针针对对城城镇镇和和农农村村土土地地遵遵循循不不同同的的原原则则制制订订了了两两套套土土地地利利用用信信息息分分类类体体系系,即即:“土土地地利利用用现现状状调调查查技技术术规规程程”和和“城城镇镇地地籍籍调调查查规程规程“（见书（见书12页表页表2-1；2-2）10土地信息系统LIS从信息系统开发应用角度对土地信息分类：从信息系统开发应用角度对土地信息分类：z基础地理信息基础地理信息 指空间参考坐标系、地形地貌、水系、植被和线状指空间参考坐标系、地形地貌、水系、植被和线状道路等基础信息道路等基础信息 z专题图形信息专题图形信息 指在建立土地信息系统时涉及到的有关土地方面的指在建立土地信息系统时涉及到的有关土地方面的信息图层：地籍、现状、规划、质量、区划等信息图层：地籍、现状、规划、质量、区划等z专题属性信息专题属性信息 包括反映特定地块最基本属性的信息：土地权利包括反映特定地块最基本属性的信息：土地权利和限制、价值和税收、用途、房屋和建筑物等和限制、价值和税收、用途、房屋和建筑物等z土地相关属性信息土地相关属性信息 与土地相关的其他属性信息包括与土地相关的其他属性信息包括：人口、土壤、：人口、土壤、植被、水文、气候、交通运输等植被、水文、气候、交通运输等11土地信息系统LISu概念区分：概念区分：u编编码码：是是将将经经过过分分类类的的信信息息用用适适当当的的数数码码(字字符符串串或或数数值值)来来表表示示，也也称称代代码码化化。编编码码的的类类型型是是指指代代码码符符号号的的表表示示形形式式，有有数字型、字母型、数字和字母混合型三类。数字型、字母型、数字和字母混合型三类。u代代码码：是是一一个个或或一一组组有有序序的的易易于于被被计计算算机机或或人人识识别别与与处处理理的的符符号号，是是计计算算机机的的符符号号，是是计计算算机机鉴鉴别别和和查查找找信信息息的的主主要要依依据据和手段。和手段。u编编码码的的干干脆脆产产物物就就是是代代码码，而而分分类类分分级级则是编码的基础。则是编码的基础。2.1.3土地信息编码土地信息编码12土地信息系统LISuLIS中中属属性性信信息息代代码码种种类类(分分类类码码和和标标识识码码):u分分类类码码：依依据据土土地地信信息息分分类类体体系系设设计计出出来来的的用用于于识识别别不不同同类类别别的的数数据据，依依据据它它可可以以从从数据中查找出所需类别的全部数据。数据中查找出所需类别的全部数据。13土地信息系统LIS标识码：在分类码的基础上，对每类数据设计出标识码：在分类码的基础上，对每类数据设计出全部或主要实体的标识码，用以对某一类数据中全部或主要实体的标识码，用以对某一类数据中的某个实体进行个别查询检索，从而弥补分类码的某个实体进行个别查询检索，从而弥补分类码不能进行个体分别的缺陷。不能进行个体分别的缺陷。标识码是联系几何信息和属性信息的关键字。标识码是联系几何信息和属性信息的关键字。14土地信息系统LIS标识码编码方法举例：标识码编码方法举例：如如县县级级农农用用地地分分等等单单元元编编号号接接受受的的是是标标识识码码，单单元元编编号号用用12位位数数字字表表示示：省省级级行行政政代代码码（2位位）+地地级级市市行行政政代代码码（2位位）+县县级级行行政政代代码码（2位位）+单单元元流流水水编编号号（6位位）。行行政政代代码码按按中中华华人人民民共共和和国国行行政政区区划划代代码码（GB2260-91）执执行行。单元流水编号不足单元流水编号不足6位前面补位前面补0。15土地信息系统LIS农用地分等单元的编号农用地分等单元的编号16土地信息系统LISu空间信息的编码方式：空间信息的编码方式：u用用空空间间坐坐标标来来表表示示地地理理要要素素的的位位置置空空间坐标码间坐标码u在在空空间间要要素素间间建建立立起起联联系系，反反映映空空间间位位置上的相互关系置上的相互关系拓扑结构、四叉树结构拓扑结构、四叉树结构u对对空空间间要要素素人人为为的的给给定定一一些些编编码码或或字字符符串串空间位置附加属性码空间位置附加属性码u比比较较：空空间间坐坐标标码码有有定定位位精精确确、图图形形显显示示直直观观的的优优点点，拓拓扑扑结结构构、四四叉叉树树结结构构能能建建立立空空间间要要素素之之间间空空间间位位置置上上的的相相互互联联系系，空空间间位位置置附附加加属属性性码码便便于于人人的的识识别别、记记忆忆。因因此此，一一个个好好用用的的土土地地信信息息系系统统往往往往是是同同时运用上述三类编码，以相互取长补短。时运用上述三类编码，以相互取长补短。17土地信息系统LIS思索：地球空间中空间实体的位置如何表达？思索：地球空间中空间实体的位置如何表达？2.2 土地信息的空间参考系土地信息的空间参考系l依坐标确定定位依坐标确定定位l依空间实体间的空间关系来定位依空间实体间的空间关系来定位 为了深化探讨地理空间，我们要知道空间实体的确定位置，因此有必要建立地球表面的几何模型（即地球空间模型）。土地数据输入必需在统一的（或转换为统一的）土地空间参考框架下才能保证描述同一目标的不同来源的土地信息相互正确地比照。18土地信息系统LIS2.2.1地球空间模型描述地球空间模型描述 依据大地测量学的探讨成果，地依据大地测量学的探讨成果，地球表面几何模型可以分为四类：球表面几何模型可以分为四类：地球的自然表面地球的自然表面相对抽象的面相对抽象的面,即大地水准面即大地水准面地球椭球体地球椭球体其他数学模型其他数学模型19土地信息系统LIS地地球球的的自自然然表表面面：它它是是一一个个起起伏伏不不平平，特特别别不不规规则则的的表表面面，包包括括海海洋洋底底部部、高高山山、高高原原等等在在内内的的固固体体地地球球表表面面特特别别困困难难，难难以以用用数数学学表表达达式式描述，不适合建模，各种几何量算也特别的困难。描述，不适合建模，各种几何量算也特别的困难。20土地信息系统LIS相相对对抽抽象象的的面面，即即大大地地水水准准面面：假假设设当当海海水水处处于于完完全全静静止止的的平平衡衡状状态态时时，从从海海平平面面延延长长到到全全部部大大陆陆下下部部，而而与与地地球球重重力力方方向向到到处处正正交交的的一一个个连连续续、闭闭合合的的水水准准面面。尽尽管管大大地地水水准准面面比比起起实实际际的的固固体体地地球球表表面面要要平平滑滑得得多多，但但事事实实上上，由由于于海海水水温温度度的的变变更更，盛盛行行风风的的存存在在，可可以以导导致致海海平平面面高高达达百百米米以以上上的的起起伏伏变变更更，这这使使得得大大地水准面特别困难而不能在其上进行运算。地水准面特别困难而不能在其上进行运算。21土地信息系统LISab地地球球椭椭球球体体：以以大大地地水水准准面面为为基基础础建建立立的的。虽虽然然大大地地水水准准面面特特别别困困难难，但但从从整整体体来来看看，起起伏伏是是微微小小的的，很很接接近近与与绕绕自自转转轴轴旋旋转转的的椭椭球球体体，所所以以在在测测量量和和制制图图中中就就用用旋旋转转椭椭球球来来代代替替大大地地球球体体，这这个个旋旋转转球球体体通通常常称称地地球球椭椭球球体体。地地球球椭椭球球体体是是建建立土地信息空间参考系的基础。立土地信息空间参考系的基础。椭球体元素：椭球体元素：长半径(a)短半径(b)扁率(),计算公式如下：=(a-b)/b 一个国家或地区在建立大地参考系时，为使地球椭球面更切合本国或本地区的自然地球表面，往往须要选择合适的椭球参数、确定一个大地原点的起始数据，并进行椭球的定位和定向。22土地信息系统LIS 我国参照前苏联从1953年起接受克拉索夫斯基椭球体(Krassovsky)建立了我国的北京54坐标系统。到20世纪80年头初，我国已基本完成了天文大地测量，经计算表明，54坐标系统普遍低于我国的大地水准面，平均误差为29米左右。1978年接受国际大地测量协会举荐的1975地球椭球体建立了我国新的大地坐标系统西安80坐标系统。我国大地测量就是依这两种坐标系统进行的。由于两种坐标系统地球椭球参数、定位和定向的变更，必定引起地形图的图廓线、公里线以及地形地物相关位置的变更。因此，建立土地信息系统时，若同时运用依据两种坐标系统测制的地形图的状况下，必定会涉及54坐标向80坐标转换的问题。23土地信息系统LIS 美国国防部在1984年建立了世界大地测量坐标系统（WorldGeodeticSystem），简称WGS-84坐标系统，是目前国际上统一接受的大地坐标系。WGS-84坐标系统所运用的地球椭球体，称为WGS-84椭球体。目前GPS定位所得出的结果都属于WGS-84坐标系统。而在工程中运用的大多是国家坐标系，因此要建立WGS-84和国家坐标系之间的转换模型，目前已有坐标转换模型可求得WGS-84和国家坐标系之间的转换参数，进而得到国家坐标系成果。24土地信息系统LIS图图2-3 地球的自然表面、大地水准面地球的自然表面、大地水准面面和地球椭球体之间的关系面和地球椭球体之间的关系 25土地信息系统LIS其其他他数数学学模模型型：为为了了解解决决特特定定的的大大地地测测量量问问题题而而提提出出的的。如如类类地地形形面面(Tel1uriod)、准准大大地地水准面、静态水平衡椭球体等。水准面、静态水平衡椭球体等。26土地信息系统LIS2.2.2土地信息的空间参考系土地信息的空间参考系空间参考系：主要指大地参考系，是指用空间参考系：主要指大地参考系，是指用数学方法来定义地面实体在通用坐标系中数学方法来定义地面实体在通用坐标系中的确定位置和大小。大地参考系的基础是的确定位置和大小。大地参考系的基础是地球椭球体。常用的大地参考系有：地球椭球体。常用的大地参考系有：地理坐标系地理坐标系空间大地直角坐标系空间大地直角坐标系平面直角坐标系平面直角坐标系同一坐标系统下坐标有多种不同的表现形式，同一坐标系统下坐标有多种不同的表现形式，一种形式事实上就是一种坐标系。一种形式事实上就是一种坐标系。27土地信息系统LISl地理坐标系：以地理坐标系：以经纬经纬和和纬度纬度表示地面点位置表示地面点位置的球面坐标系。的球面坐标系。u地理坐标系地理坐标系 地理坐标依据参考基准不同可分为：大地经地理坐标依据参考基准不同可分为：大地经纬度、天文经纬度。纬度、天文经纬度。28土地信息系统LIS图图2-2 大地经纬度的起算基准大地经纬度的起算基准NSE 赤道纬线大地子午面WP PB BL L始起O O 大地经纬度以大地经纬度以参考椭球面参考椭球面和和法线法线作为基准面和作为基准面和基准线；天文经纬度是以基准线；天文经纬度是以水准面水准面和和铅垂线铅垂线为基准为基准面和基准线。面和基准线。说明：天文经纬度说明：天文经纬度是实测的，和重力是实测的，和重力有关，而一般的经有关，而一般的经纬度是在假想的椭纬度是在假想的椭球面上的大地限制球面上的大地限制网中推算出来的，网中推算出来的，是一种数学上的规是一种数学上的规则东西。则东西。29土地信息系统LIS大地经度：大地经度：观测点大地子午面与起始大地子午面之间观测点大地子午面与起始大地子午面之间的两面角，的两面角，大地纬度：大地纬度：观测点椭球垂直线（法线）与观测点椭球垂直线（法线）与赤道面之间的夹角；赤道面之间的夹角；天天文文经经度度：观观测测点点子子午午面面与与起起始始天天文文子子午午面面之之间间的的两两面面角角，天天文文纬纬度度：观观测测点点铅铅垂垂线线（重重力力线线）与与赤赤道道面面之间的夹角；之间的夹角；经经度度向向东东量量度度为为东东经经(正正)，向向西西量量度度为为西西经经(负负)，其其值值各各为为0180；纬纬度度向向北北量量度度为为北北纬纬(正正)，向向南南量量度为度为南纬南纬(负负)，其值各为，其值各为090。比如，比如，我国地处东半球，又处于北半球，所以我国地我国地处东半球，又处于北半球，所以我国地域内各点的地理坐标都是东经和北纬。如北京某地点域内各点的地理坐标都是东经和北纬。如北京某地点的地理坐标为东经的地理坐标为东经11628，北纬，北纬3954。30土地信息系统LISu空间大地直角坐标系空间大地直角坐标系l以椭球中心以椭球中心O为笛卡尔坐标系原点，为笛卡尔坐标系原点，OZ轴与椭球的轴与椭球的旋转轴一致，旋转轴一致，OX轴位于起始子午面和赤道面的交线轴位于起始子午面和赤道面的交线上，在赤道方向上，在赤道方向上与上与X轴正交的轴正交的方向为方向为Y轴，轴，OXYZ构成构成右手坐右手坐标系标系。在此坐标在此坐标系中系中,地面上任地面上任一点一点P的位置用的位置用 X、Y、Z表示。表示。图图2-3 空间大地直角坐标系空间大地直角坐标系31土地信息系统LIS 运用地图投影的方法，建立地球表面运用地图投影的方法，建立地球表面和平面上点的函数关系，使地球表面上和平面上点的函数关系，使地球表面上随意一个由地理坐标确定的点，在平面随意一个由地理坐标确定的点，在平面上必有一个与其相对应的点，平面上任上必有一个与其相对应的点，平面上任一点的位置可以用极坐标或直角坐标表一点的位置可以用极坐标或直角坐标表示。我国目前接受高斯示。我国目前接受高斯-克吕格投影来建克吕格投影来建立地球表面和平面上点的函数关系。立地球表面和平面上点的函数关系。u平面直角坐标系平面直角坐标系oXY32土地信息系统LIS 空间点的高程是以大地水准面为基准建立的，空间点的高程是以大地水准面为基准建立的，大地水准面又由地球重力场确定。由于地球重大地水准面又由地球重力场确定。由于地球重力场的困难性，大地水准面不能惟一确定，各力场的困难性，大地水准面不能惟一确定，各国或地区均是选择一个平均水平面来代替它，国或地区均是选择一个平均水平面来代替它，以建立高程基准。以建立高程基准。我国有我国有1956年黄海高程系年黄海高程系(原点高程值为原点高程值为72.289m)和和1985年国家高程基准年国家高程基准(原点高程值原点高程值为为72.260m)。转换关系为：。转换关系为：H85=H56-0.029，式中式中:H85、H56一一新旧高程基准原点的正一一新旧高程基准原点的正常高程。常高程。在建立在建立LIS时，若接受不同高程基准的地形时，若接受不同高程基准的地形图或工程图做基础数据时，应将高程基准全部图或工程图做基础数据时，应将高程基准全部统一到统一到1985年国家高程基准。年国家高程基准。u高程参考系统高程参考系统33土地信息系统LISu GIS GIS中常用的坐标系是与地图测绘亲密相关中常用的坐标系是与地图测绘亲密相关的地理坐标系和平面直角坐标系。的地理坐标系和平面直角坐标系。34土地信息系统LIS 为什么进行地图投影？为什么进行地图投影？接受平面直角坐标系较符合人们的习惯，但干脆接受平面直角坐标系较符合人们的习惯，但干脆把大地坐标系展平作为直角坐标系时，不能正确表把大地坐标系展平作为直角坐标系时，不能正确表示各地面景物的形态、大小和相互关系，图形失真示各地面景物的形态、大小和相互关系，图形失真较严峻。较严峻。什么是地图投影？什么是地图投影？地图投影就是指建地图投影就是指建 立地球表面上的点与立地球表面上的点与 投影平面上的点之间投影平面上的点之间 的一一对应关系。的一一对应关系。2-3 地图投影地图投影图2-4 地图投影（摘自 Understanding GIS）35土地信息系统LIS地图投影变形形式地图投影变形形式长度变形：地图上的经纬线长度并非都是依长度变形：地图上的经纬线长度并非都是依据同一比例缩小的；据同一比例缩小的；面积变形：地图上经纬度线网格面积不是依面积变形：地图上经纬度线网格面积不是依据同一比例缩小的；据同一比例缩小的；角度变形：地图上角度与相应景物在球面上角度变形：地图上角度与相应景物在球面上的相应角度不相等。的相应角度不相等。36土地信息系统LIS地图投影的选择地图投影的选择高斯高斯-克吕格投影克吕格投影接受高斯横圆柱投影的方法来建立平面直角坐接受高斯横圆柱投影的方法来建立平面直角坐标系统，称为高斯平面直角坐标。在我国标系统，称为高斯平面直角坐标。在我国,除除 1:1000000 地形图接受地形图接受Lambert(正轴等角割圆锥正轴等角割圆锥)投影外投影外,其余基本比例尺地图其余基本比例尺地图(1:500 000、1:250 000、1:100 000、1:50 000、1:25 000、1:10 000、1:5 000)均接受高斯均接受高斯-克吕格克吕格(横轴等横轴等角切椭圆柱角切椭圆柱)投影。投影。37土地信息系统LISu投影的基本思想：投影的基本思想：u设想用一个大小合适的椭圆柱面，横套在参考椭球体设想用一个大小合适的椭圆柱面，横套在参考椭球体的外面，如下图左所示。的外面，如下图左所示。u地球表面上只有一条子午线与柱面相切，在保持投影地球表面上只有一条子午线与柱面相切，在保持投影前后相应图形等角的条件下，将球面上的图形投影到柱前后相应图形等角的条件下，将球面上的图形投影到柱面上，然后将柱面沿着过南北极的母线切开，并展成平面上，然后将柱面沿着过南北极的母线切开，并展成平面，就得一张平面图形了。面，就得一张平面图形了。u球面上的点与平面上的点建立起一一对应的关系。如球面上的点与平面上的点建立起一一对应的关系。如下图右所示，相切的那条子午线，投影后为直线，长度下图右所示，相切的那条子午线，投影后为直线，长度不变。它两边的子午线投影后为凹向相切的子午线，长不变。它两边的子午线投影后为凹向相切的子午线，长度变长，距离相切子午线愈远则变形愈大。度变长，距离相切子午线愈远则变形愈大。u投影结果为中心经线和赤道投影都成直线。若以中心投影结果为中心经线和赤道投影都成直线。若以中心经线的投影作为纵坐标轴经线的投影作为纵坐标轴(X),赤道投影作为横坐标轴赤道投影作为横坐标轴(Y),两投影的交点作为坐标原点两投影的交点作为坐标原点(O),正好构成平面直角正好构成平面直角坐标系。坐标系。38土地信息系统LISu投影带的划分：投影带的划分：u由上所述，高斯投影的最大变形处为各投影带在赤道由上所述，高斯投影的最大变形处为各投影带在赤道边缘处，为了限制变形，我国地形图接受分带方法，即边缘处，为了限制变形，我国地形图接受分带方法，即将地球按确定间隔的经差将地球按确定间隔的经差(6或或3)划分为若干相互不重划分为若干相互不重叠的投影带，各带分别投影。叠的投影带，各带分别投影。1：2.5万至万至1：50万的地形万的地形图均接受图均接受6分带方案，即从格林尼治零度经线起算，每分带方案，即从格林尼治零度经线起算，每6为一个投影带，全球共分为为一个投影带，全球共分为60个投影带。我国领土位个投影带。我国领土位于东经于东经72到到136之间，共包括之间，共包括11个投影带个投影带(1323带带)。1：1万及更大比例尺地形图接受万及更大比例尺地形图接受3分带方案，全球共分分带方案，全球共分为为120个投影带。我国包括个投影带。我国包括21个投影带个投影带(2545带带)。下图。下图为高斯投影为高斯投影6和和3带分带方案。带分带方案。39土地信息系统LIS留留意意：我我国国位位于于北北半半球球，全全部部X值值都都是是正正值值。在在每每个个投投影影带带中中则则有有一一半半的的Y坐坐标标值值为为负负。为为了了避避开开Y坐坐标标出出现现负负值值，规规定定纵纵坐坐标标轴轴向向西西平平移移500km(半半个个投投影影带带的的最最大大宽宽度度不不超超过过500km);又又为为了了区区分分各各带带坐坐标标的的不不同同,规规定定在在Y值值(己己加加500km)的的前前面面冠冠以以带带号号，这这种种坐坐标标称称为为国国家家统统一一坐坐标标。在在实实际际计计算算时时,要去掉带号并减去要去掉带号并减去500Km复原原来的数值。复原原来的数值。如如：某某点点Y=19123456.789m，该该点点位位于于19带带内内，其其相相对对于于中中心心子子午午线线而而言言的的横横坐坐标标是是：首首先先去去掉掉带带号号，再减去再减去500KM，最终得，最终得y=-376543.211m。40土地信息系统LIS地形图中，读取限制点的坐标，图中红色点的限地形图中，读取限制点的坐标，图中红色点的限制点坐标为（制点坐标为（564000,2776000564000,2776000），单位：米），单位：米41土地信息系统LIS思索题：下图中红色点的平面坐标？思索题：下图中红色点的平面坐标？42土地信息系统LIS高斯克吕格投影高斯克吕格投影u高斯高斯-克吕格投影的换带：克吕格投影的换带：u 由由于于每每个个带带分分别别建建立立自自己己的的坐坐标标系系，且且各各带带坐坐标标系系上上相相互互独独立立。当当覆覆盖盖范范围围跨跨越越不不同同带带时时应应以以一一个个带带为为主主，将将相相邻邻带带的的坐坐标标换换算算成成本本带带的的坐坐标标，这这就就是是换换带带问题。问题。u(1)(1)干脆换带：干脆换带：(X1(X1，Y1)Y1)一一(L(L，B)B)一一(X2(X2，y2)y2)。u(2)(2)间间接接换换带带：依依据据特特地地的的换换带带表表按按确确定定的的公公式式查查表表计算。计算。u由由于于目目前前计计算算机机应应用用普普及及,换换带带计计算算一一般般接接受受编编程程方方式由计算机自动实现。式由计算机自动实现。43土地信息系统LIS2.4.1地图分幅地图分幅2.4 地图分幅与编号地图分幅与编号l矩形分幅矩形分幅l 每每幅幅地地图图的的图图廓廓都都是是一一个个矩矩形形，因因此此，相相邻邻图图幅幅是是以以直直线线划划分分的的。可可分分为为拼拼接接的的和和不不拼拼接接的两种。的两种。l经纬线分幅（梯形分幅）经纬线分幅（梯形分幅）l 地地图图的的图图廓廓由由经经纬纬线线构构成成。这这是是当当前前世世界界各各国国地地形形图图和和大大区区域域的的小小比比例例尺尺分分幅幅地地图图所所接接受受的的主主要要分分幅幅形形式式。我我国国的的基基本本比比例例尺尺地地图图就就是是以经纬线分幅制作的。以经纬线分幅制作的。44土地信息系统LIS2.4.2我国基本比例尺地形图的分幅与编号我国基本比例尺地形图的分幅与编号u70-80 年头我国基本比例尺地形图的分幅编号年头我国基本比例尺地形图的分幅编号图图2-5 1 100万地图的分幅编号万地图的分幅编号在国际规定在国际规定 1 100 万地形图基础上，按经纬度进行分幅编号。万地形图基础上，按经纬度进行分幅编号。45土地信息系统LIS表表2-1 70-80年头国家基本比例尺地形图分幅编号表年头国家基本比例尺地形图分幅编号表 46土地信息系统LIS以1：100万为基础分；例J-50BACD1:100万万:J-501:50万:2*2 等分100万图;J-50-A1:20万:6*6 等分100万图;J-50-(32)1:10万:12*12 等分100万图;J-50-14447土地信息系统LIS以1：10万为基础再分；例J-50-5 (1)(2)ABCD12341:5万:2*2 等分10万图万图;J-50-5-A1:2.5万:2*2 等分5万图;J-50-5-A-41:1万:8*8 等分10万图;J-50-5-(64)48土地信息系统LISu90 年头我国基本比例尺地形图的分幅编号年头我国基本比例尺地形图的分幅编号方方法法：按按1991年年制制订订的的国国家家标标准准国国家家基基本本比比例例尺尺地地 形图分幅和编号进行分幅和编号。形图分幅和编号进行分幅和编号。特点：特点：1）1 5000被列入我国基本比例尺地形图系列；被列入我国基本比例尺地形图系列；2）分幅全部由）分幅全部由1 100万地图逐次加密划分而成；万地图逐次加密划分而成；3）1 100万万地地形形图图的的编编号号与与前前面面所所示示方方法法基基本本相相同同，只是行和列的称呼相反；只是行和列的称呼相反；4）全全部部1 50万万-1 5000地地形形图图的的编编号号仍仍以以1 100万万地地形形图图的的编编号号为为基基础础，增增加加了了比比例例尺尺代代码码(表表2-2)，比比例例尺尺代代码码后后表表示示图图幅幅编编号号的的行行、列列代代码码均均接接受受三三位位数数字字表表示示(不不足足三三位位时时前前面面补补0)，加加在在1 100万万图图幅幅的的图图号之后号之后(表表2-3)。49土地信息系统LIS表表2-2 各种比例尺的代码各种比例尺的代码表表2-3 地图的图号构成地图的图号构成 50土地信息系统LIS大比例尺大比例尺地图的分幅与编号地图的分幅与编号 l分幅分幅l大大比比例例尺尺地地图图分分幅幅大大多多接接受受矩矩形形分分幅幅，图图幅幅大大小小一一般般为为50cm50cm或或40cm50cm，按按统统一一的的直直角角坐坐标标格格网网划划分分的的，坐坐标标值值取取整整公公里里或或500m坐坐标标值值。其其它它比比例例尺尺分分幅幅均均在在1:5000地地图图的的基基础础上进行。上进行。l编号编号l接接受受图图廓廓西西南南角角坐坐标标法法时时x坐坐标标在在前前，y坐坐标标在在后后，1:500地地 图图 取取 至至 0.01km(如如 10.40-21.75)，1:1000、1:2000地地图图取取至至0.1km(如如10.0-21.0)；（此法最常用）（此法最常用）比例尺大于比例尺大于1:5000地图地图51土地信息系统LIS流水编号法：带状测区或小面积测区，可按测区统一流水编号法：带状测区或小面积测区，可按测区统一依次进行编号，一般从左到右，从上到下用数字依次进行编号，一般从左到右，从上到下用数字1、2、3、4、编定；编定；行列编号法行列编号法：一般以代号：一般以代号(如如A、B、C、D)为横为横行，由上到下排列，以数字行，由上到下排列，以数字1、2、3、为代号的纵为代号的纵列，从左到右排列来编定，先行后列。列，从左到右排列来编定，先行后列。52土地信息系统LIS以以1 5000为基础的或以为基础的或以1 2000为基础的编号法，为基础的编号法，较大较大比例尺图幅的编号是在它们的编号后面加上罗马数字。比例尺图幅的编号是在它们的编号后面加上罗马数字。例如，一幅例如，一幅1 5000地形图的编号为地形图的编号为20-60，则其它图的，则其它图的编号见图。编号见图。53土地信息系统LIS第第2 2章思索题：章思索题：1、土地信息分类的基本方法是什么？2、简述土地信息的分类与分级的区分与联系。3、土地信息的空间参考系有哪些？简述其各自的特点。4、基本比例尺与大比例尺地图如何分幅？5、基本比例尺地图的分幅与编号中，J50C003003 代表什么含义？6、大比例尺地图编号方法有哪些？哪种最常用？54