地理信息系統(tǒng)概論第四章

地理信息系統(tǒng)概論第四章第1頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第四章空間數(shù)據(jù)的采集與處理第一節(jié)空間數(shù)據(jù)采集的任務(wù)第二節(jié)數(shù)據(jù)源種類第三節(jié)空間數(shù)據(jù)采集第四節(jié)空間數(shù)據(jù)的編輯與處理第五節(jié)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量及其精度分析第2頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)空間數(shù)據(jù)采集的任務(wù)數(shù)據(jù)采集在GIS中的地位以數(shù)據(jù)為處理線索硬件∶軟件∶數(shù)據(jù)=1∶2∶7汽油數(shù)據(jù)第3頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)空間數(shù)據(jù)采集的任務(wù)GIS數(shù)據(jù)的內(nèi)容數(shù)字線化數(shù)據(jù)

地形測圖思想：點、線、面影像數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)源豐富生產(chǎn)效率高直觀詳細記錄地表自然現(xiàn)象數(shù)字高程模型屬性數(shù)據(jù)是什么，判讀和考察詳細描述信息第4頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)空間數(shù)據(jù)采集的任務(wù)數(shù)據(jù)采集任務(wù)將現(xiàn)有的地圖、外業(yè)觀測成果、航空像片、遙感圖片數(shù)據(jù)、文本資料等轉(zhuǎn)換成GIS可以接受的數(shù)字形式。不同的數(shù)據(jù)來源要用到不同的設(shè)備和方法數(shù)據(jù)入庫之前進行驗證、修改、編輯等處理，保證數(shù)據(jù)在內(nèi)容和邏輯上的一致性數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換裝載數(shù)據(jù)處理：幾何糾正、圖幅拼接、拓撲生成等第5頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)數(shù)據(jù)源種類數(shù)據(jù)源種類

第6頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)數(shù)據(jù)源種類數(shù)據(jù)源與相應(yīng)設(shè)備

地圖地面測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計資料航空、遙感文字數(shù)據(jù)多媒體坐標幾何數(shù)字化儀掃描儀攝影測量系統(tǒng)鍵盤空間數(shù)據(jù)庫編輯處理數(shù)據(jù)交換第7頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)空間數(shù)據(jù)的采集 包括各類調(diào)查報告、文件、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、實驗數(shù)據(jù)與野外調(diào)查的原始記錄等，如人口數(shù)據(jù)、經(jīng)濟數(shù)據(jù)、土壤成份、環(huán)境數(shù)據(jù)。 對于要輸入屬性庫的屬性數(shù)據(jù)，通過鍵盤直接鍵入或文件、表格、數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入。 對于要直接記錄到柵格或矢量數(shù)據(jù)文件中的屬性數(shù)據(jù)，則必須進行編碼輸入。屬性數(shù)據(jù)采集

第8頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)空間數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)性和科學(xué)性：滿足所涉及學(xué)科的科學(xué)分類方法，能反映出同一類型中不同的級別特點。一致性：對代碼所定義的同一專業(yè)名詞、術(shù)語必須是唯一的。標準化和通用性：有國家或行業(yè)標準的要按標準進行，沒有標準的必須考慮在有可能的條件下實現(xiàn)標準化。簡捷性：在滿足國家標準的前提下、每一種編碼應(yīng)該是以最小的數(shù)據(jù)量載負最大的信息量。可擴展性：編碼的設(shè)置應(yīng)留有擴展的余地，避免新對象的出現(xiàn)而使原編碼系統(tǒng)失效、造成編碼錯亂現(xiàn)象。屬性數(shù)據(jù)的編碼——編碼規(guī)則

第9頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)空間數(shù)據(jù)的采集標識部分：用來標識屬性數(shù)據(jù)的序號，可以是簡單的連續(xù)編號，也可劃分不同層次進行順序編碼；分類部分：用來標識屬性的地理特征，可采用多位代碼反映多種特征。屬性數(shù)據(jù)的編碼——編碼內(nèi)容

第10頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)空間數(shù)據(jù)的采集層次分類編碼法：是按照分類對象的從屬和層次關(guān)系為排列順序的一種代碼，它的優(yōu)點是能明確表示出分類對象的類別，代碼結(jié)構(gòu)有嚴格的隸屬關(guān)系。屬性數(shù)據(jù)的編碼——編碼方法

耕地71園地72林地73牧草地74居民點及公礦用地75交通用地75水域76未利用地77土地利用類型7有林地731灌木地732疏林地733跡地735針葉樹疏林地7331闊葉樹疏林地7332未成林林地734第11頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)空間數(shù)據(jù)的采集多源分類編碼法：對于一個特定的分類目標，根據(jù)諸多不同的分類依據(jù)分別進行編碼，各位數(shù)字代碼之間并沒有隸屬關(guān)系。屬性數(shù)據(jù)的編碼——編碼方法

第12頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第13頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)空間數(shù)據(jù)的采集數(shù)據(jù)采集方法：手扶跟蹤數(shù)字化儀采集掃描跟蹤數(shù)字化采集攝影測量數(shù)字化采集外業(yè)實地數(shù)字化采集 選擇采集方法的依據(jù)是如何應(yīng)用圖形數(shù)據(jù)，圖形數(shù)據(jù)類型，現(xiàn)有設(shè)備狀況，現(xiàn)有人力，物力，財力狀況等。圖形數(shù)據(jù)的采集

第14頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)空間數(shù)據(jù)的采集圖形數(shù)據(jù)的采集

第15頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)空間數(shù)據(jù)的采集圖形數(shù)據(jù)的采集

數(shù)字化設(shè)備：掃描儀、攝影測量設(shè)備特點：范圍大，速度快使用范圍：大面積GIS數(shù)據(jù)采集、資源普查等掃描儀數(shù)字攝影測量工作站第16頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)空間數(shù)據(jù)的采集圖形數(shù)據(jù)的采集

野外測量：大平板、全站儀、GPS、移動測繪系統(tǒng)特點：精度高、效率較低適合范圍：小范圍GIS數(shù)據(jù)采集或局部數(shù)據(jù)更新第17頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)空間數(shù)據(jù)的采集數(shù)據(jù)交換

數(shù)據(jù)交換文件GISA中間格式GISB內(nèi)部文件外部文件內(nèi)部文件

GISAGISB數(shù)據(jù)交換標準OpenGIS第18頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)空間數(shù)據(jù)的編輯與處理

空間數(shù)據(jù)編輯的必要性修正數(shù)據(jù)輸入錯誤維護數(shù)據(jù)的完整性和一致性更新地理信息空間數(shù)據(jù)一般性錯誤數(shù)據(jù)不完整、重復(fù)空間數(shù)據(jù)位置不正確空間數(shù)據(jù)比例尺不準確空間數(shù)據(jù)變形幾何和屬性連接有誤屬性數(shù)據(jù)不完整錯誤檢查主要方法疊合比較法目視檢查法邏輯檢查法第19頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)空間數(shù)據(jù)的編輯與處理

誤差修正一般過程：設(shè)定容許值連接接點重建拓撲關(guān)系第20頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)空間數(shù)據(jù)的編輯與處理

邊界匹配（圖幅接邊） 第一種方法是小心地修改空間數(shù)據(jù)庫中點和矢量的坐標，以維護數(shù)據(jù)庫

的連續(xù)性； 第二種方法是先對準兩幅圖的一條邊緣線，然后再小心地調(diào)整其它線段使其取得連續(xù)。第21頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)空間數(shù)據(jù)的編輯與處理

數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換相同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的不同組織形式轉(zhuǎn)換矢量拓撲結(jié)構(gòu)變換柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換矢量到柵格柵格到矢量不同介質(zhì)轉(zhuǎn)換第22頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)空間數(shù)據(jù)的編輯與處理

投影變換：第23頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)空間數(shù)據(jù)的編輯與處理

投影變換：投影A（x，y）投影B（X，Y）正解變換：解析函數(shù)關(guān)系X=f(x,y)，Y=g(x,y)反解變換：經(jīng)緯度B=f(x,y),L=g(x,y)X=F(B,L),Y=G(B,L)數(shù)值變換：數(shù)學(xué)方法第24頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)空間數(shù)據(jù)的編輯與處理

坐標變換：第25頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)空間數(shù)據(jù)的編輯與處理圖象糾正糾正原因地圖變形(均勻變形、非均勻變形）數(shù)字化中的位置移動遙感影像本身存在幾何變形投影方式不同分幅掃描實質(zhì)建立糾正圖象與標準地圖的一一對應(yīng)關(guān)系變換方法仿射變換、雙線性變換、平方變換、立方變換等糾正步驟糾正點—數(shù)據(jù)采集—函數(shù)建立—逐點或網(wǎng)格糾正第26頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)空間數(shù)據(jù)的編輯與處理圖象糾正函數(shù)變換第27頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)空間數(shù)據(jù)的編輯與處理圖像解譯從圖像中提取有用信息的過程。圖像解譯需要一定的能力：研究地理區(qū)域的一般知識具有一定的圖像處理能力掌握影像分析的經(jīng)驗和技能對影像特征的深入理解 遙感圖象的解譯有目視判讀和計算機自動解譯兩種方法，其中，自動解譯又可分為監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類兩種。第28頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第五節(jié)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量及其精度分析

數(shù)據(jù)質(zhì)量是空間數(shù)據(jù)在表達空間位置、專題特征以及時間這三個基本要素時，所能夠達到的準確性、一致性、完整性，以及它們?nèi)咧g統(tǒng)一性的程度。 （1）誤差(Error)

（2）數(shù)據(jù)的準確度(Accuracy)

（3）數(shù)據(jù)的精密度(Resolution)

（4）不確定性（Uncertainty)第29頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第五節(jié)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量及其精度分析

數(shù)據(jù)情況說明時間精度(現(xiàn)勢性)位置精度(幾何精度)分類精度(屬性精度)合理性邏輯的一致性、完整性數(shù)據(jù)采集與編碼方法空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評價第30頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第五節(jié)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量及其精度分析

源誤差操作誤差誤差的類型第31頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第五節(jié)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量及其精度分析

測量數(shù)字數(shù)據(jù)的誤差地圖數(shù)字化數(shù)據(jù)的誤差遙感數(shù)據(jù)誤差原誤差（與數(shù)據(jù)獲取方法有關(guān)）第32頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第五節(jié)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量及其精度分析

由計算機字長引起的誤差由拓撲分析引起的誤差數(shù)據(jù)分類和內(nèi)插引起的誤差操作誤差第33頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第五節(jié)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量及其精度分析

GIS空間操作中誤差的傳播GIS空間操作：

y＝f(xl，x2，...xn)算術(shù)運算和邏輯運算第34頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第五節(jié)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量及其精度分析

空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的控制傳統(tǒng)的手工方法元數(shù)據(jù)方法地理相關(guān)法第35頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第五節(jié)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量及其精