土地信息技术基础.pptx
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1、1一、信息分类基础分类过粗:可能会影响将来分析的深度 分类过细:增大工作量,计算机负荷加重;有时在技术上也难以做到,如用遥感数据图像对土地利用分类时,由于受影像分辨率的限制,无法做到很细。第1页/共58页21.分类原则根据标准化理论,土地信息分类应该遵循下述原则:科学性原则:按照土地信息特征进行科学分类,采用层级分类法,形成树形结构。系统性原则。土地信息分类从最高一级到最低一级应该排列成一个有机的整体。稳定性原则。土地信息分类应以我国使用多年的基础信息和土地利用信息的常规分类为基础,能在较长时间里不发生重大变更。完整性和可扩展性原则。能容纳耕地监测系统所涉及的各专业领域现有的和将来可能产生的所
2、有信息,代码结构和具体编码时应留有适当的余地和给出扩充办法。第2页/共58页3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。灵活性原则。现有系统分类和编码可灵活转换成标准的分类和代码不受比例尺限制原则。即在不同比例尺数据库中,同一要素具有一致的分类和代码。分类和代码应当包容各种比例尺数据库所涉及的全部要素。与有关国家规范和标准协调一致原则。凡已经颁布实施的相关国家标准可以直接引用,与有关行业标准和地方标准求得最大限度地协调一致。考虑数据来源原则。土地利用数据一级分类应该能够从卫星遥感影像识别,便于卫星遥感监测土地资源。第3页/共58页42.分类的基本方法:(1)线分类法,
3、又称层级分类法。它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级目录,并编排成一个有层次的分类体系。其中同层级类目之间存在并列关系,不同层级类目之间存在隶属关系,同层类目互不重复、互不交叉。(2)面分类法,是将给定的分类对象按选定的若干个属性或特征分成互不依赖、互不相干的若干方面,每个面中又分成许多彼此独立的若干个类目。使用时,可根据需要将这些面中的类目组合在一起,形成复合类目。第4页/共58页53.3.分级原则分级原则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。(1)确定分级数的基本原则,包括:分级数应符合数值估计精度的要求。分级数多,精度就高;
4、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。(2)确定分级界线的基本原则,包括:使级内差异尽可能的小,各级之间的差异尽可能的大;在任何一个等级内部都必须有数据,任何数据都必须落在某一个等级内;尽可能采用有规则变化的分级界线。(3)分级的基本方法。在分级时大多采用数学方法,如数列分级、最优分割等级等。对于有统一的标准的分级方法时,应采用标准的分级方法。第5页/共58页6二、土地利用信息分类二、土地利用信息分类1、从土地利用角度对土地信息分类:按不同对象设计的分类系统城市:主要是考虑高密度的土地利用和配置,并侧重于经济要素和人文要素,农村:则主要是研究大量的自然资源信息及利用问题。因此,
5、原国家土地管理局制订两套土地利用信息分类体系,即:“土地利用现状调查技术规程”和“城镇地籍调查规程“(见书12页表2-1;2-2)第6页/共58页7新土地利用分类体系新土地利用分类体系第7页/共58页8第8页/共58页9第9页/共58页10第10页/共58页11第11页/共58页12第12页/共58页13第13页/共58页142 2、从信息系统开发应用角度对土地信息从信息系统开发应用角度对土地信息分类分类(1).基础地理信息:基础地理信息是指空间参考坐标系、地形地貌、水系、植被和线状道路等基础信息。(2).专题图形信息:指在建立土地信息系统时涉及有关土地方面的专题信息图层:地籍、规划、估价等(
6、3).专题属性信息:包括反映特定地块最基本属性的信息:面积、权属、地类等(4).土地相关属性信息:与土地相关的其他属性信息包括:人口、古迹、植被、水文等第14页/共58页15三、土地信息编码三、土地信息编码编码:将经过分类的信息用适当的代码(字符串或数值)来表示的过程,也称代码化。分类分级是编码的基础;编码的产物就是代码代码是一个或一组有序的易于被计算机或人识别与处理的符号,是计算机的符号,是计算机鉴别和查找信息的主要依据和手段。第15页/共58页161.1.土地信息编码的原则土地信息编码的原则:(1)惟一性。代码和分类一一对应,尽量避免一个代码对应多种分类或多个代码对应一种分类(2)可扩充性
7、。如果将来要增添新的内容,尽量不改变原有体系而实现扩充,既减少用户熟悉新体系的麻烦,也减少数据库的转换和处理软件的改动,这样必须留有足够的备用代码。(3)易识别性。用户看到代码时,凭经验就可知道事物的分类,并和其他事物产生对比、联想。(4)简单性。代码越简单,人的记忆、操作也简单,计算机处理也方便。(5)完整性。综合性的信息系统牵涉的面很广,应全面考虑有关的信息类型与分类,防止顾此失彼。第16页/共58页172.2.属性数据的编码属性数据的编码:属性数据的编码:指确定属性数据的代码的方法和过程。属性代码的功能为:(1)鉴别。代码代表对象的名称,是鉴别对象的惟一标识。(2)分类。当按对象的属性分
8、类并分别赋予不同的类别代码时,代码又可区分分类对象的类别的标识。(3)排序。当按对象产生的时间、所占的空间或其他方面的顺序关系排列并分别赋予不同的代码时,代码又可作为区别对象排序的标识。第17页/共58页183.3.编码的类型编码的类型 编码的类型是指代码符号的表示形式,有数字型、字母型、数字和字母混合型三类。第18页/共58页194.LIS 中代码的种类LIS 中代码可以分为两种:一种是分类码;另一种是标识码。分类码:根据土地信息分类体系设计出的一个专业信息的分类代码,用于标识不同类别的数据,根据它可以从数据中查寻出所需类别的全部数据。如耕地为1标识码:在分类码的基础上,对每类数据设计出全部
9、或主要实体的标识码,用其对应某一类数据中的某个实体,如一个居民地、一条河流、一条道路等进行个别查询检索,从而弥补分类码不能进行个体分离的缺陷。标识码是联系实体的几何信息和属性信息的关键字。第19页/共58页205.5.信息的一般编码方法信息的一般编码方法土地信息属于空间信息的范畴,空间信息的编码方式主要有三类,空间信息的编码方式也适合土地信息的编码。(1)用空间坐标来表示地理要素的位置,包括坐标系的选择,坐标数据输入、编辑、校正等一系列工作。(2)在空间要素之间建立起联系,反映空间位置上的相互关系。如链一结点方式的拓扑数据结构,把矢量型的空间信息按点、线、面建立起相互联系,四叉树的数据结构把栅
10、格型的空间信息组成面状的整体。用游程长度编码压缩数据的存储量。(3)对空间要素人为地给定一些编码或字符串。这是借助属性信息的编码方式来给空间信息编码,如北京市的城市规划部门按环状、放射状的主要道路将城市分成几大块,并给每一块一个指定的英文字符。第20页/共58页21综上所述,空间坐标码有定位精确、图形显示直观的优点 拓扑结构、四叉树结构能建立空间要素之间的空间位置上的相互联系 空间位置附加属性码便于人的识别、记忆,还可用于和属性数据库的连接 因此,一个实用的土地信息系统在空间信息的编码时,一般是同时使用上述三类编码,以相互取长补短。第21页/共58页226、地籍信息编码 地籍信息编码根据以上原
11、则和方法,地籍信息编码是在地籍信息分类编码的基础上,由 大类码、小类码、一级码和二级码组成,分类代码可由四位数字组成,其结构如下:大 小 一 二 类 类 级 级 码 码 代 代 码 码各级代码分别用一位十进制数字顺序排列,如表 2 一 3 所示。第22页/共58页23代码名称代码名称4600桥梁8200地块位置信息4610铁路桥8210地块所在图幅4620公路桥8220地块坐落4630双层桥8230地块四至4640人行桥8231东面相接4641依比例尺8232南面相接4642不依比例尺8233西面相接8234北面相接第23页/共58页24第二节 土地信息的空间参考系空间参考系:主要指大地参考系
12、,是指用数学方法来定义地面实体在通用坐标系中的绝对位置和大小n 地球椭球地理坐标系空间大地直角坐标系平面直角坐标系高程参考系统第24页/共58页25地球椭球地球椭球地球自然表面:最高珠峰:8848米;最低马里亚纳海沟深:11022米;地球半径:6371000米大地水准面:静止海面延伸包围整个地球而形成的曲面。水准面是在地球重力作用下形成的闭合曲面,该面上任何一点的重力位都相等,是一个重力等位面。由于地球内部物质分布不均匀(重力不均)和地面起伏不平,而使大地水准面十分复杂而不能用一种数学公式来表达,因此仍不能在其上进行运算。地球椭球:理论和实践证明,大地水准面与具有微小扁率的旋转椭球面非常接近,
13、可用它来代表地球形状,称为地球椭球面,它可以用数学公式精确表示,是建立土地信息空间参考系的基础。第25页/共58页26n我国先后在 1954 年和 1980 年完成了地球参考椭球定位工作,对应有了 54 坐标系和 80 坐标 系之分。第26页/共58页27地理坐标系地理坐标系地理坐标系是以经度和纬度表示地面点位置的球面坐标系统。地理坐标系也称为大地坐标系(P18,GIS)大地经度L和大地纬度B是以参考椭球面和法线作为基准面和基准线的第27页/共58页28经度经度O为地球的中心,简称地心,PP1为地球的自转轴,简称地轴。它与地球表面的交点PP1称为地球的北极和南极。地面上任意一点M与地轴所组成的
14、平面,称为过M点的子午面。该子午面与地球表面的交线,称为过M点的子午线,也称为经圈。过英国格林威治天文台的子午面国际公认为首子午面。它与地球表面的交线称为首子午线。地面上某点的子午面与首子午面的夹角,称为该点的经度,用表示。经度从首子午面向东0180称为东经,从首子午面向西0180称为西经,同一条子午线上各点的经度相同。第28页/共58页29纬度纬度垂直于地轴的平面与地球表面的交线称为纬线,过地心且垂直于地轴的平面称为赤道平面,赤道平面与地球表面相交而成的纬线称为赤道。过地面上任一点M的铅垂线与赤道平面的夹角,称为该点的纬度,以表示之。纬度从赤道向北0-90称为北纬,向南0-90称为南纬。我国
15、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。如北京某地点的地理坐标为东经11628,北纬3954。第29页/共58页30我国的大地坐标系我国的大地坐标系1952年以前:采用海福特(Hayford)椭球体1953-1980:采用克拉索夫斯基椭球体;1954年北京坐标系:从前苏联1942年坐标系经联测和平差计算引申到我国,属参心坐标系,原点在前苏联的普尔科夫,是前苏联1942年坐标系的延伸,有较大的误差1980年国家大地坐标系;又称1980西安坐标系,简写GDZ80,是我国通过全国天文大地网整体平差建立的我国大地坐标系。属参心坐标系,大地原点设在陕西泾阳县永乐镇,简称西安
16、原点,大地高程以1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面为基准。已逐步取代1954北京坐标系新1954年北京坐标系:1954-1980坐标系的过渡坐标系第30页/共58页31空间大地直角坐标系空间大地直角坐标系以椭球中心O为笛卡尔坐标系原点,OZ轴与椭球的旋转轴一致,ox轴位于起始子午面和赤道面的交线上,在赤道面上与 X轴正交的方向为Y轴,0-XYZ构成右手坐标系。在此坐标系中,地面上任一点P的位置用 X、Y、Z表示。ZY第31页/共58页32平面直角坐标系平面直角坐标系平面直角坐标系是由空间大地坐标系经过地图投影变换而建立的,地理坐标是一种球面坐标。由于地球表面是不可展开的曲面,也就是说曲面
17、上的各点不能直接表示在平面上,因此必须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,使地球表面上任一地理坐标确定的点,在平面上必有一个与它相对应的点,平面上任一点的位置可以用极坐标或直角坐标表示。我国目前采用高斯一克吕格投影平面作为计算面积的参考面。这一选择和采用高斯平面直角坐标系是一致的,它的最大优点是可以直接用地面点的平面直角坐标来计算由这些地面点围起的土地面积 oXY第32页/共58页33高程参考系统高程参考系统空间点的高程是以大地水准面为基准建立的。由于地球重力场确定的复杂性,我们还不能惟一地确定大地水准面。各个国家或地区均选择一个平均海水面来代替它,以便建立本国家或本地区的高
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