计算机地图制图的数据基础.pptx

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1、主要内容第一节 空间数据第二节 空间数据采集与处理与地理信息系统课程的内容异同：相同含义一致差异不求完整性，但求针对性第1页/共56页第一节 空间数据1.空间数据概念(1)空间数据定义在地理系统中，描述地理要素和地理现象的数据称为空间数据，主要包括空间位置、拓扑关系和属性三个方面的内容。第2页/共56页第一节 空间数据空间数据成为计算机地图制图数据基础之理由：2.计算机地图制图要求地图数据体现要素的空间位置、拓扑关系和属性3.GIS数据库管理技术功能强大，满足制图需要4.计算机地图制图的应用需要成果编制需要反映分析成果交流需要通用格式数据更新需要丰富的数据来源1.计算机地图制图是GIS的技术基

2、础（技术渊源）第3页/共56页第一节 空间数据(2)空间数据的主要特征空间特征用于确定地图要素的分布属性特征用于对地图要素的渲染空间特征和属性特征第4页/共56页2.空间数据结构(1)空间图形数据描述空间位置和拓扑关系的数据，与地图要素的几何特征有关，称为空间图形(特征)数据(2)属性数据描述地理要素和地理现象属性的数据为属性数据。第5页/共56页3.空间数据类型(1)矢量数据(2)栅格数据第6页/共56页（1）矢量数据第7页/共56页矢量数据特点通过记录点状地物坐标 线状地物的拐点坐标 或面状地物的包络线的拐点坐标反映地物在空间中的存在形式渲染较复杂，缺少过渡渲染较复杂，缺少过渡简单有效简单

3、有效结构紧凑，数据冗余少结构紧凑，数据冗余少对地物位置、走向和范围描述较精确对地物位置、走向和范围描述较精确数据结构复杂数据结构复杂第8页/共56页（2）栅格数据第9页/共56页栅格数据特点在制图区域内规则铺设像元，通过像元的属性差异(反映成颜色差异)，来表示地物在空间中的存在形式。直观渲染容易，有过渡数据结构简单，易维护数据冗余大地物边缘齿化，影响精度第10页/共56页4.空间数据在制图中的作用(1)控制地图数学基础地图比例尺决定于数据精度地图投影和坐标系决定于数据采用的投影和坐标系第11页/共56页4.空间数据在制图中的作用(2)布置地图要素提供要素内容反映要素形状、类型(点、线、面状)为

4、地图概括提供素材便于地图统计确定要素位置第12页/共56页4.空间数据在制图中的作用(3)提供地图要素属性服务地图渲染和整饰。第13页/共56页第二节 空间数据采集与处理1.地图投影与坐标系选择(1)坐标系第14页/共56页1)常用坐标影响因素 考察某地的大地坐标，须对应采用的椭球体及其轴向大地经纬度坐标大地经纬度坐标平面直角坐标平面直角坐标地图投影第15页/共56页(1)(1)5454北京坐标系北京坐标系克拉索夫斯基椭球体克拉索夫斯基椭球体2）常用大地坐标系统(2)8080西安坐标系西安坐标系1975年第16届国际大地测量及地球物理联合会上通对国际大地测量协会第一号决议中公布的地球椭球体。称

5、为GRS(1975)GRS(1975)，中国自1980年开始采用GRS(1975)新参考椭球体系。(3)推行20002000坐标系坐标系，椭球体与椭球体与WGS84WGS84所用相似所用相似(4)WGS84(WGS84(全球大地测量系统全球大地测量系统1984)1984)国际时间局根据卫星大地测量数据确定的地球椭球体。第16页/共56页(2)投影在球面和平面之间建立点与点对应的函数关系。第17页/共56页不同阶段的投影球面位置 数据数据投影数据采集阶段视图视图投影地图设计阶段第18页/共56页视图投影 定义：在球面和视图平面之间建立点与点对应的函数关系。第19页/共56页墨卡托投影 第20页/

6、共56页墨卡托投影设想一个与地轴方向一致的圆柱切于或割于地球，按等角条件将经纬网投影到圆柱面上，将圆柱面展为平面后，得平面经纬线网。投影后经线是一组竖直的等距离平行直线，纬线是垂直于经线的一组平行直线。各相邻纬线间隔由赤道向两极增大。一点上任何方向的长度比均相等，即没有角度变形，而面积变形显著，随远离标准纬线而增大。该投影具有等角航线被表示成直线的特性，故广泛用于编制航海图和航空图等。第21页/共56页视图投影球面位置数据视图数据投影视图投影特点：不影响数据实际采用的投影和坐标系反映在地图数据的显示结果上第22页/共56页（3 3）坐标系统和投影选择 1）主要因素制图区域地理范围地图用途制图精

7、度要求第23页/共56页2 2）坐标系统和投影设置 坐标系统和投影设置的一般方法选择椭球体选择投影类型设置投影参数设置坐标单位借助地理信息系统的工具模块进行：第24页/共56页3 3）高斯）高斯克吕格投影参数设置克吕格投影参数设置高斯克吕格投影a.a.构成 b.b.经纬网c.c.变形规律d.d.投影带概念与投影带划分e.e.高斯平面直角坐标系第25页/共56页高斯克吕格投影高斯克吕格投影简称高斯投影，亦称等角横切椭圆柱投影。由德国数学家、天文学家高斯（C.F.Gauss）拟定，德国大地测量学家克吕格（J.Krger）补充而成。即假想用一个椭圆柱横切于椭球面上投影带的中央子午线，按规定投影条件，

8、将中央子午线两侧一定经差范围内的经纬线交点投影到椭圆柱上，并将此圆柱面展为平面，即得本投影。投影条件为：投影带中央子午线和赤道投影后为互相垂直的直线，且为投影对称轴；投影具有等角性质；中央经线投影后保持长度不变。该投影中央子午线没有任何变形，除此线上长度比为1外、其它任何点长度比1，离中央经线愈远，变形愈大，故必须采用分带投影加以限制。长度比等变形线平行于中央轴子午线。此投影具有投影公式简单，各带投影相同等优点，广泛作为地形图的数学基础。中国于1953年开始用作地形图的基本投影，有高斯克吕格坐标表可查。第26页/共56页a.a.构成构成横轴等角切椭圆柱横轴等角切椭圆柱投影：以椭圆面作为投影面，

9、并与椭球面相切于一条经线上，按等角条件将该经线东西一定范围内的区域投影到椭圆柱表面上，再展成平面，构成横轴等角切椭圆柱投影。第27页/共56页横轴等角切椭圆柱投影4 4个构成特点：横轴横轴 与一个经圈相切，与之相切的经线称之与一个经圈相切，与之相切的经线称之为中央经线为中央经线 投影面是一个椭圆柱面 等角性质高斯-克吕格投影名称的由来：高斯设计 克吕格对投影公式完善第28页/共56页b.b.经纬网经纬网n中央经线与赤道为互相垂直的直线n其它经线均投影为与中央经线相对称、并交汇于两极的曲线；n其它纬线均投影为以赤道为对称轴的向两极弯曲的曲线n经纬线成直角相交。第29页/共56页c.c.变形规律变

10、形规律 n具有等角性质。n中央经线长度比等于1 1，其余经线长度比均大于1 1，长度变形为正。n距中央经线愈远变形愈大。在同一经线上，纬度越低变形越大，最大变形在边缘经线与赤道的交点。第30页/共56页d.d.d.d.投影带概念与投影带划分投影带概念与投影带划分投影带概念与投影带划分投影带概念与投影带划分设置投影带的目的：保证投影带带内的投影误差小于测量误差控制要求。高斯-克吕格通常按经度间隔66或33分带。第31页/共56页高斯投影带划分高斯投影带划分60 分带 从00子午线起，自西向东每隔经差60 为一投影带，全球60带各带带号为1，2，360表示，我国位于东经7201360之间，1323

11、带。30 分带 从东经1030经线开始，自西向东每隔经差30 为一投影带，全球120带。我国规定 除1:100万以外国家基本地形图均采用高斯克吕格投影,1:2.5万1:50万采用经差60分带,1:1万采用经差30分带第32页/共56页6 60 0 分带和分带和3 30 0 分带分带 第33页/共56页e.e.高斯平面直角坐标系高斯平面直角坐标系以中央经线为x轴，赤道为y轴，两轴交点为坐标原地O。我国位于北半球，x0,y 坐标中央经线以西为负值,不方便，将各带纵轴西移500公里。第34页/共56页通用坐标通用坐标 yA=245km yA=745km 纵轴西移500km yB=-168km yB=

12、332km在Y值前冠以带号 yA通=20 745km yB通=20 332km第35页/共56页第36页/共56页（2 2）方里网）方里网作平行于中央经线（纵坐标轴）和赤道（横坐标轴）的若干直线，由这两组互相垂作平行于中央经线（纵坐标轴）和赤道（横坐标轴）的若干直线，由这两组互相垂直的直线组成了正方形网格。直的直线组成了正方形网格。第37页/共56页参数设置参数设置选择：坐标单位；投影（横轴墨卡托）；椭球体；中央子午线：西移（伪东距）第38页/共56页其他投影的关键参数 重点：墨卡托投影重点：墨卡托投影 高斯克吕格投影 请自学请自学第39页/共56页2.矢量数据采集与处理(1)地图屏幕数字化纸

13、介质底图扫描底图的数字图像屏幕数字化提取矢量数据数字栅格地图地理纠正遥感影像第40页/共56页2.矢量数据采集与处理(2)数据导入X1,Y1X2,Y2X3,Y3文本图形第41页/共56页2.矢量数据采集与处理(3)数据编辑图形单元的修改与增删第42页/共56页图形单元的修改与增删伪接点处理方法一：数字化时结点捕捉方法二：拓扑处理时自动粘连(合理的容差)第43页/共56页悬挂点处理方法一：方法一：数字化时结点捕捉数字化时结点捕捉方法二：方法二：拓扑处理时自动粘连拓扑处理时自动粘连(合理的容差合理的容差)第44页/共56页碎屑多边形处理方法二：方法二：数字化后拓扑处理，删除碎屑多边形数字化后拓扑处

14、理，删除碎屑多边形方法一：方法一：数字化时结点捕捉数字化时结点捕捉第45页/共56页不正规多边形处理先删除先删除再变形再变形第46页/共56页空间包含(岛屿)数据处理方式一方式二线面拓扑处理多边形运算求异第47页/共56页拼接第48页/共56页2.矢量数据采集与处理(4)属性数据输入与编辑1）数据库类型选择平面型关系型层次型网络型第49页/共56页2.矢量数据采集与处理2）字段定义数据宽度类型小数位数第50页/共56页3)属性数据输入键盘输入（关联输入）文件导入（文本、表格导入）数据提取（从已有表中摘取）第51页/共56页3.栅格数据采集与处理(1)扫描输入(2)数据导入(3)地理校正(4)镶嵌与裁切第52页/共56页3.空间数据标准化管理(1)格式标准统一空间数据格式例如：Arcview.shp Arcinfo coverage第53页/共56页3.空间数据标准化管理(2)分层标准统一要素的分层组织方式哪些要素什么类型(点、线、面)什么名称（图层名称）第54页/共56页3.空间数据标准化管理(3)分类与编码标准要素类别类别编码第55页/共56页感谢您的观看。第56页/共56页