数据的来源输入和维护.ppt

02 十一月 2022数据获得、输入和维护 02 十一月 2022数据类型采集、输入的基本途径空间数据 野外测量，摄影测量，遥感，纸质地图数字化，已有资料利用属性数据 遥感判读，现场观测，社会经济调查与统计，已有资料利用02 十一月 2022空间数据野外实地测量野外测量：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02 十一月 2022卫星定位系统卫星定位系统n在太空轨道上运行的人造卫星放射无线电波，被接收器收到。假如能测出电波发出的时间、收到的时间，就可利用时间差（电磁波的传送速度）计算出接收器和卫星之间的（相对）距离，再靠限制点转换成实际距离。n从理论上说，接收器能同时收到三颗卫星的信号，就可以确定自己的三维坐标。为了保证精度，卫星上必需有高辨别率的原子钟，但是接收器只能运用石英钟，为了订正误差，还要接收第四颗卫星的信号。多于四颗，或者多次重复观测，可以提高精度。假如有固定基站协作观测，很大程度上可以代替传统的测量限制网。n有了卫星定位系统，接收器可以实时、连续获得自己在地表上的位置，包括经度、纬度、高程。全天候、高移动性、大范围是卫星定位系统的主要特色，电磁波受山体、高层建筑遮挡是主要局限。n卫星定位系统在城市规划相关领域的应用n地形、建设工程、地籍、房产的常规测量。利用差分原理、借助基站，测量精度达到房地产登记的要求。n车辆、船舶、飞机、航天器的导航、跟踪，位置监控。（如：交通调查，车辆调度）。n帮助遥感影像的几何订正，不同影像图的相互匹配。（如：航空遥感的飞机位置利用卫星定位）。n野外重要设施的几何变更的监测。（如：堤坝、桥梁、山体的变形监测，隧道内收不到信号）。02 十一月 2022卫星定位系统的发展卫星定位系统的发展n1970年头，美国从军事须要起先研制卫星定位系统，取名为全球定位系统（Global Positioning System，GPS），因此GPS已成为卫星定位系统的代名词。GPS已推向民用，在世界范围内获得了巨大的商业利益。n为了军事须要，GPS中加入了干扰信号，人为降低民用接收器的精度，由此也引起很多科学家、工程师研制各种技术，减弱、消退干扰信号带来的误差（如：建立地面基站）。n目前俄罗斯研制的卫星定位系统（格拉纳兹）已起先好用，还没有向民用开放，精度比GPS低，抗干扰性较好。n欧盟为主（伽利略），中国等非欧盟国家参与的卫星定位系统起先做局部试验，支配在2012年向民用开放，目前进展较慢。对中国开放有限。n中国自己研制的北斗导航卫星，进入试验阶段，过若干年进入民用。02 十一月 2022航空摄影测量航空摄影测量n航空摄影测量特别业、内业二个阶段。外业是利用飞机对地拍摄像片，内业主要是在像片中采集点位、几何校正、分类，依据像片获得矢量地理要素。航空摄影的外业已大量接受数字成像，内业接受基于计算机的数字解析测图，由经过训练的技术员操作，佩带特地的眼镜，靠计算机在航空像片上采集点位，订正后产生数字化的矢量图形。n航空摄影测量除了生产一般矢量地形图，还可以将像片处理成数字化（栅格型）的正射影像图，建立数字高程模型，还可针对城市内部建筑物、建筑群建立矢量的三维立体模型。在地形测量领域，摄影测量适合的比例尺为1:10001:100000。02 十一月 2022航空摄影测量使中心投影变为正射投影航空摄影测量使中心投影变为正射投影02 十一月 2022航测和野外实测有各自的优势、局限n航测受飞机调度、气象条件等因素的制约，全过程困难，敏捷性差，精度相对低，但是大面积、大范围、成片测量比野外实测效率高。n野外实测，人和仪器必需到达现场，外业工作量大，但是小范围测量过程简洁，有针对性、敏捷性强、精度高，适合局部测量、小范围地物信息更新。02 十一月 2022遥感n遥感(Remote Sensing):利用自然界的电磁波、或人工放射电磁波、或利用地物自身的电磁波，将波谱及其几何位置记录下来，判读（解译）地表物体的分布规律，实现对地表远距离、非接触的视察，被称为遥感。n遥感可以航空、也可航天，是航空摄影的延长。n 遥感平台、传感器n可见光、红外线、微波、激光n航空遥感：大比例、城市内部探讨、更新周期长，n卫星遥感（航天遥感）：小比例、大范围、用于区域探讨，更新周期短（几天、几周、几月）n遥感图像的说明和判读02 十一月 202202 十一月 202202 十一月 2022遥感在城市规划中的应用n规划设计背景图n地形测绘n人口估算n交通调查n土地运用调查n环境调查n02 十一月 2022遥感的局限性n图像判读、解译后获得的往往是对地物的大致估计，或间接信息，和实际状况有出入。n在很多状况下用计算机判读、解译比用娴熟的人工误差大，但全靠人工，解译工作量很大、周期很长。n城市规划中须要地物的社会属性，靠遥感只能间接获得，主要靠实地调查。n遥感信息的获得、解译技术还比较困难，须要多种专业人员的协作才能实现。02 十一月 2022纸介质地图输入：数字化仪（手工数字化）n地图数字化：将其他介质的地图变成计算机中的矢量图形。n数字化仪的工作原理n数字化仪的辨别率。目前可以达到（每英寸10160线)每毫米400线。一般也能达到0.1mmn须要操作者驾驭输入的精度n数字化仪可以干脆得到矢量数据n随着数字测量的普及，纸质地图数字化的机会越来越少02 十一月 2022纸介质地图扫描仪输入 n扫描仪：滚筒式、平板式。大幅面A0一般是滚筒式，小幅面是平板式A4。n扫描得到的是栅格图像。扫描后，必需进行后续处理。这一工作称为“矢量化”02 十一月 2022扫描后处理矢量化n全自动矢量化的局限性：n）图上杂点的清除 n）线型、符号、字符的识别。n只适用于数据分类要求不高的背景图。n全手工矢量化跟踪的局限性：n）速度慢、易疲惫。n）分类有疏忽。n）辨别率与精度有冲突，n适用于专项、局部要素的输入n半自动手工矢量化。02 十一月 2022属性数据的采集、输入属性数据的采集、输入n某些特地的信息，如：土地运用、建筑质量、交通量、水污染、空气质量、气温、降雨量、等等，必需现场观测才能获得。假如用遥感影像解译，也须要实地样本的比照、检验、归纳、推断。n人口相关信息，如：年龄、性别、家庭结构、职业、迁移、受教化程度、住房条件，以及其他社会经济信息，如：各类产业、文化、教化、医疗卫生、社会福利、等等，必需经社会调查、统计才能得到资料。n属性数据的输入主要靠键盘，偶然运用扫描后光学字符识别（OCR）、语音识别方法输入。属性记录一般要有标识码，才能和点状、线状、面状的空间要素连接，产生对应关系。n空间单元n社会经济调查信息一般靠空间单元才能定位，用得最普遍的是多边形，从大到小，分层次划分，有明确的编码。社会经济调查资料空间单元的通用、具体、稳定、编码统一，便于相互参照，是推广地理信息系统的基础性工作。02 十一月 2022属性数据分类与编码 大型或困难的数据库、信息系统均要对数据分门别类，对事物编码，用数值、字符来表示事物，使信息代码化，成为数据，被计算机接受，实现应用和维护。和图书馆、档案室的分类、编号工作相像，地理信息的分类、编码是好用性GIS的基础工作。属性信息分类、编码的一般原则（1）唯一。代码和分类一一对应，避开一个代码对应多种分类，或者一个分类对应多个代码。（2）简明。代码内容简洁，简洁区分、识别、记忆，防止误会。（3）稳定。分类体系具有完整性，防止顾此失彼，能长期运用，不轻易变更。（4）适用广泛。除了满足本专业、本机构的基本须要，能兼顾外专业、外部机构的应用，便于数据跨机构、跨专业共享。（5）敏捷、可扩展。起先分类、编码时，往往侧重于当前、近期的应用，假如能为将来长期应用留有余地，允许调整、扩展，也是间接体现了稳定性。（6）有层次。从大到小、从粗到细，符合人的思维习惯。但是层次过多、过细，对计算机处理意义不大，对日常管理也会带来不便。02 十一月 2022空间数据的转换和维护栅格数据与矢量数据的相互转换02 十一月 2022扫描后矢量化处理过程示意02 十一月 202202 十一月 2022空间数据的维护坐标体系的转换坐标系平移、缩放、旋转n在平面直角坐标系（笛卡尔坐标系）内部的转换，包括平移、旋转、缩放。n计算公式：02 十一月 2022空间数据的维护：坐标校核橡皮拉伸Rubber Sheeting 地图不匀整、不规则变形校正。影像配准。02 十一月 202202 十一月 202202 十一月 2022空间数据的维护：坐标校核接边接边（edge matching）n 分幅面输入的地图，进行拼接。对应点进行连接，保证两幅图完成拼接。n不同图幅的连接，自动、手工02 十一月 202202 十一月 2022空间数据的维护：地图的手工编辑 n全部的GIS都供应人机交互方式手工编辑的功能，这种功能类似CAD中的编辑功能n数字化过程中须要编辑、修改维护数据库时也须要手工编辑 02 十一月 2022数字化的典型差错02 十一月 2022结点错误nDangle Node 悬结点n（一个结点对应一条线）n 包括：开放多边形、欠头线、过头线。（后两种不确定是错误，例如死胡同存在）nPseudo Node,伪结点n（一个结点为两条线的交汇点），包括：岛状多边形、同一条线上的确须要结点，伪点并不是错误。02 十一月 2022利用拓扑关系可以查出很多数据输入中的差错地图概括（Map Generalization）n原始的地理信息必需经概括、简化后才能输入计算机。n原始资料采集、输入计算机后往往派生出其他数据，解决多种用途。例如：n（1）具体资料缩编（大比例尺变成小比例尺）n（2）信息提取、重定义、再输入（转编）。n缩编、转编可称概括和制图综合在英语中是同一个意思Map Generalization，前者是后者的基础，后者的含义更加广泛，侧重于地图的清晰、美观。n本学期的地图注记练习中有注记的自动调整功能，这是制图综合，不是数据概括。数据概括的常用功能（有人工干预的计算机处理）02 十一月 2022空间数据的维护：空间数据与属性数据连接 n将空间数据和属性数据连接在一起。空间数据和属性数据必需相互有联系才能应用n空间数据和属性数据是分开输入，须要完成两者的连接，才完成数据输入工作。n空间数据输入，一般自动产生一个要素属性表。用这个表与单独输入的属性表连接。n表的连接过程。须要一个共有的连接关键字段，常用“标识码”。02 十一月 2022属性表的联接：（1）永久联接、（2）临时联接02 十一月 2022数据的来源、输入、维护小结GIS数据空间数据来源空间数据输入编辑和维护空间数据和属性数据的连接属性数据输入编辑和维护属性数据的来源02 十一月 2022本章小结n空间、属性数据的采集、获得有多种途径。n空间数据的转换和维护有多种方法，适合不同的须要。n 利用拓扑关系可以检查数据的质量。n 空间数据与属性数据的连接后才能发挥作用。n ArcGIS有较好的数据输入、维护功能。借助拓扑关系可以限制数据质量，一般CAD软件难以做到。n