空间数据采集与处理精选文档.ppt

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1、空间数据采集与处理本讲稿第一页，共四十八页地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本章内容提要本讲稿第二页，共四十八页数据采集在GIS中的地位汽油数据地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第三页，共四十八页GIS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u是什么，判读和考察u详细描述信息地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第四页，共四十八页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

2、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、拓扑生成等本讲稿第五页，共四十八页数据源种类数据源种类图形图像数据：图形图像数据：l地图l工程图l规划图l照片l航空与遥感影像等文字数据：文字数据：l调查报告l文件l统计数据l实验数据l野外调查的原始记录等图形图像数据图形图像数据文字数据文字数据第一手数据第一手数据第二手数据第二手数据非电子数据非电子数据电子数据电子数据全站仪、全站仪、GPSGPS数据数据地球物理、地球化学地球物理、地球化学遥感数据遥感数据地图地图专题地图专题地图统计图表统计图表平板测量数据平板测量数据工程测量数据工程测量数

3、据笔记笔记航空、遥感相片航空、遥感相片人口普查人口普查社会经济调查社会经济调查各种统计资料各种统计资料已建各种数据库已建各种数据库GISGIS数据数据地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第六页，共四十八页地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理按表现形式GIS数据源按获取方式其他数据地图数据遥感影像数据实测数据共享数据数字化数据多媒体数据文本资料数据本讲稿第七页，共四十八页数据源种类数据源种类 目前各种类型的目前各种类型的地图地图地图地图是重要的信息源。这不仅是因为地图的内容直观与丰富，是重要的信息源。这不仅是因为地图的内容直观与丰富，而且是由于在地理信息系统诞生以前，地图是表示

4、空间与非空间信息强有力而且是由于在地理信息系统诞生以前，地图是表示空间与非空间信息强有力的手段，从某种意义上说，的手段，从某种意义上说，一册完备的专题地图集是一个很好的人工操作一册完备的专题地图集是一个很好的人工操作一册完备的专题地图集是一个很好的人工操作一册完备的专题地图集是一个很好的人工操作地理信息系统。地理信息系统。地理信息系统。地理信息系统。遥感影像遥感影像遥感影像遥感影像是地理信息系统中一个极其重要的数据源，它至少具有下列一些特是地理信息系统中一个极其重要的数据源，它至少具有下列一些特点：点：能取得大面积、综合的信息能取得大面积、综合的信息；速度快速度快；降低数据储存冗余和不连续性降

5、低数据储存冗余和不连续性；能提供各类专题所需要的信息能提供各类专题所需要的信息。文字数据文字数据文字数据文字数据主要用来描述空间对象的属性，比如人口数据、经济数据、土主要用来描述空间对象的属性，比如人口数据、经济数据、土壤成份、环境数据壤成份、环境数据 确定应用哪些类型的数据是由系统的功能所确定的，例如要建立一个土确定应用哪些类型的数据是由系统的功能所确定的，例如要建立一个土地的适宜性和承载力的信息系统，所需要的数据有地形、土壤类型、降地的适宜性和承载力的信息系统，所需要的数据有地形、土壤类型、降雨、地下水位、运输条件等。雨、地下水位、运输条件等。地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲

6、稿第八页，共四十八页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地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第九页，共四十八页地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理数据源数据源采集方法采集方法编辑处理质量评价数据入库地图数据影像数据测量数据统计数据数字数据多媒体数据文本数据扫描数字化野外数据采集摄影测量遥感图像处理数据交换键盘输入本讲稿第十页，共四十八页空间数据采集空间数据采集属性数据的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

7、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。地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第十一页，共四十八页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。地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第十二页，共四十八页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。

8、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。地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第十三页，共四十八页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

9、意义。地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第十四页，共四十八页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734地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第十五页，共四十八页标 志 编 号分 类123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

10、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 510 米 二组 1020 米 三组 2030 米 四组 3060 米 五组 60120米 六组120300米 七组300500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10002000米12345弯曲度：2.5公里弯曲 深度 宽度 40 50 50

11、 40 50 75 25 50 75 25 50 100 75 150本讲稿第十六页，共四十八页空间数据采集空间数据采集图形数据的采集图形数据的采集采集基本模式有两采集基本模式有两种：种：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。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）地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第十七页，共四十八页空间数据采集空间数据采集图形数据的采集图形数据的采集空间数据采集方法空间数据采集方法：手扶跟踪数字化仪采

12、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。地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第十八页，共四十八页空间数据采集空间数据采集图形数据的采集图形数据的采集数字化设备：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地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第十九页，共四十八页空间数据采集空

13、间数据采集数据交换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/Intranet地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第二十页，共四十八页空间数据采集空间数据采集方案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地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第二十一页，共四十八页空间数据采集空间数据采集流程流程计划计划调查调查编辑编辑处理处理评价评价准备准备收集收集数字化数字化地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第二十二页，共四十八页空间数据的编辑与处理空间

14、数据的编辑与处理q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q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q错误检查主要方法叠合比较法目视检查法逻辑检查法地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第二十三页，共四十八页空间数据的编辑与处理方式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地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第二十四页，共四十八页空间数据的编辑与处理方式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

15、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。数字化边界调整地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第二十五页，共四十八页空间数据的编辑与处理方式空间数据的编辑与处理方式数据格式的转换：q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n矢量到栅格n栅格到矢量q不同介质转换地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第二十六页，共四十八页空间数据的编辑与处理方式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,

16、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：数学方法地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第二十七页，共四十八页空间数据的编辑与处理方式空间数据的编辑与处理方式坐标变换地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第二十八页，共四十八页空间数据的编辑与处理方式空间数据的编辑与处理方式空间数据的编辑与处理方式空间数据的编辑与处理方式图象纠正q纠正原因地图变形(均匀变形、非均匀变形）数字化中的位置移动遥感影像本身存在几何变形投影方式不同分幅扫描q实质建立纠正图象与标准地图的一一对应关系q变换方法精确方法：仿射变换、

17、双线性变换、平方变换、立方变换等近似方法：橡皮板变换q纠正步骤纠正点数据采集函数建立逐点或网格纠正地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第二十九页，共四十八页空间数据的编辑与处理方式空间数据的编辑与处理方式图象纠正图象纠正 橡皮板变换橡皮板变换 函数变换函数变换地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第三十页，共四十八页空间数据的编辑与处理方式空间数据的编辑与处理方式空间数据的编辑与处理方式空间数据的编辑与处理方式图像解译从图像中提取有用信息的过程。图像解译需要一定的能力：研究地理区域的一般知识具有一定的图像处理能力掌握影像分析的经验和技能对影像特征的深入理解遥感图象的解译有

18、目视判读和计算机自动解译两种方法，其中，自动解译又可分为监督分类和非监督分类两种。地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第三十一页，共四十八页空间数据质量及其精度分析空间数据质量及其精度分析空间数据质量及其精度分析空间数据质量及其精度分析数据质量是空间数据在表达空间位置、专题特征以及时间这三个基本要素时，所能够达到的准确性、一致性、完整性，以及它们三者之间统一性的程度。（1）误差(Error)（2）数据的准确度(Accuracy)（3）数据的精密度(Resolution)（4）不确定性（Uncertainty)地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第三十二页，共四十八页空间

19、数据质量评价空间数据质量评价q数据情况说明q时间精度(现势性)q位置精度(几何精度)q分类精度(属性精度)q可靠性q逻辑的一致性、完整性q数据采集与编码方法地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第三十三页，共四十八页误差的类型源误差操作误差误差类型误差来源误差特征源误差数据年代；数据的空间覆盖范围；地图比例尺；观测密度数据的可访问性，数据格式；数据与用途的一致性；数据的采集处理费用明显、易探测由自然变化或原始测量引起的误差位置误差；属性误差：质量和数量方面的误差数据偏差：输入输出错误，观测者偏差，自然变化不明显难测定GIS处理过程引起的误差计算机字长引起的误差拓扑分析引起的误差：逻辑

20、错误、地图叠置操作分类与综合引起的误差：分类方法、分类间隔、内插方法复杂难探测地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第三十四页，共四十八页源误差（与数据获取方法有关）测量数字数据的误差地图数字化数据的误差遥感数据误差地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第三十五页，共四十八页测量数字数据的误差控制测量误差碎部测量误差空中三角测量误差测图误差地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第三十六页，共四十八页地图数字化数据的误差制图误差：控制点展绘误差、编绘误差、绘图误差、综合误差、地图复制误差、分色板套合误差、绘图材料的变形误差数字化误差地理信息系统教程第6章 空间数据采

21、集与处理本讲稿第三十七页，共四十八页遥感数据误差数据获取误差数据处理误差数据分析误差数据转换误差人工判断误差地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第三十八页，共四十八页操作误差由计算机字长引起的误差由拓扑分析引起的误差数据分类和内插引起的误差地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第三十九页，共四十八页GIS空间操作中误差的传播空间操作中误差的传播GIS空间操作：yf(xl，x2，.xn)算术运算和逻辑运算地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第四十页，共四十八页空间数据质量的控制空间数据质量的控制传统的手工方法元数据方法地理相关法地理信息系统教程第6章 空间数据采

22、集与处理本讲稿第四十一页，共四十八页空间数据质量的控制环节空间数据质量的控制环节数据预处理工作数字化设备的选用数字化对点精度(准确性)数字化限差数据的精度检查地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第四十二页，共四十八页地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理6.10 数据入库空间数据库系统包含多种数据类型，在空间数据库系统中，所有数据按管理属性可分为三个子库，即成果管理数据库，历史数据库，工作数据库。空间数据建库就是经过一系列的转换，对采集和处理后的成果数据进行统一的组织和管理，涉及到建库方案的设计、环境准备、数据生产、数据入库、安全设置、数据维护等内容。本讲稿第四十三页，共四十八

23、页地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理资料完整性检查数据完整性检查数据正确性检查编写数据检查报告分析检查结果确定修改范围内容修改数据成果数据检查验收未通过未通过修改意见数据生产单位数据入库前检查流程本讲稿第四十四页，共四十八页地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理数据检查合格后的入库流程经检查合格的数据入库的成果数据按数据组织规则建立数据文件存储目录按数据命名规则对成果数据统一命名文档资料数字化数据字典与元数据更新将成果数据存至指定目录本讲稿第四十五页，共四十八页地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理元数据及其作用元数据及其作用元数据是用于描述地理数据集的内容、质量、表示方式、空

24、间参考、管理方式以及数据集的其他特征，它是实现地理信息共享的核心标准之一。元数据的主要作用是：（1）帮助用户了解和分析数据（2）空间数据质量控制（3）在数据集中的应用（4）数据存贮和功能实现本讲稿第四十六页，共四十八页地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理ArcGIS中的元数据管理中的元数据管理本讲稿第四十七页，共四十八页思考与练习空间数据采集方法有哪些？它们分别适合采集什么样的数据？说说在数字化中属性数据采集的原则和方法？为什么要对数字化地图进行编辑与处理后才能入GIS数据库？GIS数据精度可以从哪几个方面进行评价？并解释。地理信息系统教程第6章 空间数据采集与处理本讲稿第四十八页，共四十八页