地理信息系统分析

第一章地理信息系统导论第一节地理信息系统的产生信息革命的阻碍，要求地理学要顺应时代的要求，跟上时代的步伐，地理学要高度现代化。计算机技术、自动化技术等的进展为GIS的形成奠定了坚实的基础；地理信息系统脱胎于地图，它们差不多上地理信息的载体，具有存贮、分析和显示地理信息的功能。计算机制图技术的进展对GIS的产生起了有力的促进作用；海量资源信息，客观上需要GIS为之服务；由于社会的进步，人类开始觉悟到关于自然资源的利用，不能是简单的掠夺，而应当合理的治理利用，同时把开发和爱护相结合。对自然资源应采取科学的治理，进行定量分析和预测，从而为宏观科学决策提供依据，这些为GIS的产生提供了应用基础。基于以上社会经济与技术进展的历史背景和缘故，地理信息系统于60年代中期开始形成并逐渐进展起来。第二节地理信息系统的差不多概念一、数据与信息数据是客观事物的属性、数量、位置及其相互关系等的抽象表示，随载荷它的物理设备的形式而改变。信息是向人们或机器提供关于现实世界各种事实的知识，是数据、消息中所包含的意义。它不随载体的物理形式的改变而改变。信息的特点：(1)信息的客观性(2)信息的适用性(3)信息的传输性(4)信息的共享性数据与信息的关系：信息与数据是不可分离的，数据是信息的表达，信息是数据的内涵。数据本身并没有意义数据只有对实体行为产生阻碍时才成为信息二、地理信息与地图差不多概念：地理数据是指表示地理环境诸要素的数量、质量、分布特征及其相互联系和变化规律的数字、文字、图象和图形等的总称。地理信息是指有关地理实体的数量、质量、分布特征及其相互联系和变化规律的表征和一切有用的知识。地图是将地理环境诸要素按照一定的数学法则，运用符号系统并通过制图综合缩绘于平面上的图形，以传递各种自然和社会现象的数量与质量的空间分布和联系以及随时刻的进展变化。地图与地理信息的关系1.地图是地理信息载体2.地图是地理信息的传统数据源3.地图是GIS的查询与分析结果的表示方法三、地理系统与地理信息系统地理系统是一个多层次的巨系统，它具有多层次的结构和泛目标的功能，需要多学科的知识结构和多种形式技术体系的支持。地理系统是认识地理圈的事物、现象和发生进展过程，理解物质迁移与能量转换内外循环的规律，认识地理规律、掌握地理信息，以调控资源与环境为目的的逻辑思维过程。地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学治理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供治理、决策等所需信息的技术系统。简单的讲，地理信息系统确实是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。地理系统是地理信息系统的科学依据；地理信息系统是研究地理系统的科学技术保证。第三节地理信息系统的特点和功能一、地理信息系统的特点1.公共的地理定位基础；2.具有采集、治理、分析和输出多种地理空间信息的能力3.系统以分析模型驱动，具有极强的空间综合分析和动态预测能力，并能产生高层次的地理信息；4.以地理研究和地理决策为目的，是一个人机交互式的空间决策支持系统。二、地理信息系统的分类1、按功能分类：（1）专题地理信息系统(ThematicGIS)（2）区域地理信息系统(RegionalGIS)（3）地理信息系统工具(GISTools)2、按内容分类：（1）都市信息系统（2）自然资源查询信息系（3）规划与评估信息系统土地治理信息系统等。三、地理信息系统的功能1、数据输入、存贮和编辑2、操作运算3、数据查询和检索4、应用分析5、图形显示和结果输出6、数据更新四、地理信息系统的应用1.统计与量算；2.规划与治理；3.预测与监测；4.辅助决策第四节地理信息系统的组成一、GIS的硬件系统二、GIS的软件系统三、地理数据地理数据分类几何数据：几何坐标关系数据：1、度量关系2、延伸关系3、拓扑关系属性数据：1、定性2、定量四、用户系统组织、治理、维护和数据更新、应用程序开发、信息提取、地理决策第五节地理信息系统的研究内容一、研究内容GIS差不多理论1、概念、定义、内涵2、构成、特点、功能和任务3、理论体系4、进展历史及进展趋势GIS技术系统1、硬件配置2、数据结构与表示3、输入输出系统4、地理数据治理5、用户界面6、GIS工具软件研制应用方法1、应用系统设计2、数据采集与校验3、专题分析模型4、3S结合5、地学专家系统二相关学科树第六节GIS进展趋势一、地理信息系统的进展概况1.起步时期（60年代），注重空间数据的地学处理。1963年，加拿大测量学家R.T.Tomlinson首先提出GIS这一术语，建立加拿大地理信息系统（CGIS）；1969年，ESRI（环境系统研究所）建立；1969年，Integraph公司建立。2.进展时期（70年代），注重空间地理信息的治理，受到政府部门、商业公司和大学的普遍重视。1978年，ERDAS成立。3.推广应用时期（80年代），注重空间决策支持分析。1981年，ESRIARC/INFOGIS公布；1985年，GPS成为可运行系统；1986年，MapInfo建立；1986年，SPOT卫星首次发射；1987年，地理信息系统的国际杂志出版；1988年，美国人口调查局第一次公开公布TIGER；1988年，GISWorld首次发行；1989年，Ingegraph公布MGE；4.用户时代（90年代后）,注重GIS社会应用与服务，GIS技术迅猛进展。控件式GIS成为GISTools的进展方向;WebGIS蓬勃进展;三维GIS崭露头角。5.国外主流GIS软件ARC/INFO（ArcView、ArcObject、ArcIMS），GENAMAP，MGE（ModularGISEnvironment）（GeoMedia），MapInfo（MapinfoProserver、MapX、MapXtreme、SpatialWare），ERDAS二、我国GIS的进展1.预备时期（70年代）2.试验时期（80年代）3.全面进展时期（90年代）4.国产主流GIS软件：GeoStar，MapGIS，SuperMap，CityStar三、地理信息系统的进展趋势(1)GIS与遥感和全球定位系统进一步结合，构成地理学日趋完善的技术体系；(2)

空间数据结构与数据治理的研究更加深入；(3)

GIS应用模型开发日趋加强；(4)

GIS智能化；(5)

GIS网络化；(6)

三维GIS的研究不断深入；(7)

宏观与微观应用进一步加强，并形成新的产业。第二章地理数据结构及其文件组织学习目标·理解地理空间信息的概念·掌握地理空间信息的描述方法·理解地理数据分类描述的方法·理解和掌握地理空间数据的拓扑关系·掌握栅格和矢量数据结构及其编码方法·了解栅格与矢量数据之间的转化方法重点：地理空间数据的拓扑关系、两种空间数据结构的特点及其编码方法。难点：拓扑结构、栅格数据编码一、地理空间信息1．地理空间（GeographicSpace）是指物质、能量、信息的形式与形态、结构过程、功能关系上的分布方式和格局及其在时刻上的连续。2．地理信息地理信息是一个时空过程，它存在于一定物质、能量载体，并能从一种载体向另一种载体进行转移，从而形成所谓的信息流。按照认知关系可将地理信息载体化分为地理主体和地理对象两种。二、地理空间信息的描述是建立在地理空间坐标系基础上的地理坐标（经度、纬度）是描述地理空间信息最直接的方法。平面直角坐标系(X,Y)建立了对地理空间良好的视觉感，并易于进行距离、方向、面积等空间参数的量算，以及进一步的空间数据处理和分析。地理信息系统中的地理空间，通常确实是指通过投影变换后放在笛卡儿坐标中的地球表层特征空间，它的理论基础在于旋转椭球体和地图投影变换。三、地理数据的分类描述定名（Nominol）量：定性而非定量地对众多地理事物进行区分和标识。如北京、天津、石家庄等；长江、黄河、鸭绿江等；白洋淀、洪泽湖和太湖等顺序（Ordinal）量：通过排序来区分和标识地理现象的量称为顺序量。它是按照地理数据的等级序列，由低到高（或由高到低）进一步细分的间隔（Interval）量：利用某种标准单位（能够是任意的）作为间隔量来表示不同的量，是一种较精确区分和标识地理现象的测量方法。比率（Ratio）量：比率量是间隔量的精确化。它提供的定量值是具有真零值而且测量单位的间隔是相等的数据第二节地理空间数据类型一、地理数据的差不多特征空间特征：表示实体的空间位置或现在所处的地理位置。空间特征又称定位特征或几何特征，一般用坐标数据表示。属性特征：表示实体的特征。如名称、分类、质量特征和数量特征等。时刻特征：描述实体随时刻的变化，其变化的周期有超短周期的、短期的、中期的和长期的。二、地理数据的来源地图数据：地图是地理信息的要紧载体，同时也是地理信息系统最重要得信息源遥感数据：各种遥感数据及其制成的图像资料（航片、卫片）包含着及其丰富的地理内容，尤其是先进的卫星遥感技术的广泛应用，能为地理信息系统提供源源不断的、现势性专门强的数据统计数据、实测数据及各种文字报告：各种地理要素的统计数据、实验和各种观测数据、研究报告等三、地理空间数据的类型1.类型数据：居民点、交通线、土地类型分布等。2.面域数据：多边形中心点、行政区域界限和行政单元3.网络数据：道路交叉点、街道和街区等。4.样本数据：气象站、航线和野外样方的分布区等。5.曲面数据：高程点、等高线和等值区域。6.文本数据：如地名、河流名和区域名称。7.符号数据：点状符号、线状符号和面状符号等。地理信息的空间关系一、地理空间数据的拓扑关系拓扑结构是明确定义空间结构关系的一种数学方法。在GIS中，它不但用于空间数据的组织，而且在空间分析和应用中都有特不重要的意义。1.地理空间数据的拓扑关系拓扑邻接：同类元素之间的拓扑关系。拓扑关联：不同类元素之间的拓扑关系。拓扑包含：同类不同级元素之间的拓扑关系。2.地理空间数据拓扑关系应用价值（1）确定地理实体间的相对空间位置，无需坐标和距离（2）利于空间要素查询（3）重建地理实体二、地理空间信息的方向关系方向关系：地理事物在空间中的相互方位和排列顺序。描述空间实体的方向关系，关于点状空间实体只要计算两点之间的连线与某一基准方向的夹角即可，该夹角称为连线的方位角。基准方向通常有真子午线方向、磁子午线方向和坐标纵线方向三种。同样计算点状和线状空间实体、点状和面状空间实体时，只需将线状和面状空间实体视为由它们的中心所形成的点状实体，然后按点状实体来求解方向关系即可。三、地理空间信息的度量关系度量空间关系要紧是指空间对象之间的距离关系。这种距离关系能够定量地描述为特定空间中的某种距离，如A实体距离B实体100m。也能够应用与距离概念相关的术语，如远近等进行定性的描述。第四节地理信息空间数据结构矢量数据结构矢量结构是通过记录坐标的方式来表示点、线、面等地理实体。特点：定位明显，属性隐含。猎取方法：(1)手工数字化法；(2)手扶跟踪数字化法；(3)数据结构转换法。栅格数据结构栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地理要素的非几何属性特征。特点：属性明显，定位隐含。猎取方法：(1)手工网格法；(2)扫描数字化法；(3)分类影像输入法；(4)数据结构转换法。矢量结构与栅格结构的比较比较内容矢量结构栅格结构数据结构复杂简单数据量小大图形精度高低图形运算、搜索复杂、高效简单、低效软件与硬件技术不一致一致或接近遥感影像格式要求比较高不高图形输出显示质量好、精度高，但成本比较高输出方法快速，质量低，成本比较低廉数据共享不易实现容易实现拓扑和网络分析容易实现不易实现第三节地理数据的编码方法一、编码的概念和意义地理数据编码，是依照GIS的目的和任务，把地图、图像等资料按一定数据结构转换为适于计算机存贮和处理的数据过程。地理内容的编码要反映出地理实体的几何特征，以及地理实体的属性特征，空间数据的编码是地理信息系统设计中最重要的技术步骤，它表现由现实世界到数据世界之间的界面，是联结从现实世界到数据世界的纽带。栅格结构编码方法直接栅格编码链码(chainEncoding)游程长编码(Run_lengthEncoding)块码四叉树编码(quarter_treeEncoding)3、游程长度编码(1)只在各行（或列）数据的代码发生变化时依次记录该代码以及相同代码重复的个数；逐个记录各行（或列）代码发生变化的位置和相应代码。5、四叉树编码是依照栅格数据二维空间分布的特点，将空间区域按照4个象限进行递归分割（2n×2n，且n>1），直到子象限的数值单调为止，最后得到一棵四分叉的倒向树。四叉树分解，各子象限大小不完全一样，但差不多上同代码栅格单元组成的子块，其中最上面的一个结点叫做根结点，它对应于整个图形。不能再分的结点称为叶子结点，可能落在不同的层上，该结点代表子象限单一的代码，所有叶子结点所代表的方形区域覆盖了整个图形。从上到下，从左到右为叶子结点编号，最下面的一排数字表示各子区的代码。为了保证四叉树分解能不断的进行下去，要求图形必须为2n×2n的栅格阵列。n为极限分割次数，n＋1是四叉树最大层数或最大高度直接栅格编码：简单直观，是压缩编码方法的逻辑原型（栅格文件）；链码：压缩效率较高，以接近矢量结构，对边界的运算比较方便，但不具有区域性质，区域运算较难；游程长度编码：在专门大程度上压缩数据，又最大限度的保留了原始栅格结构，编码解码十分容易，十分适合于微机地理信息系统采纳；块码和四叉树编码：具有区域性质，又具有可变的分辨率，有较高的压缩效率，四叉树编码能够直接进行大量图形图象运算，效率较高，是专门有前途的编码方法。矢量结构编码方法1、点实体矢量编码方法2、线实体矢量编码方法(1)唯一标示码(2)线标示码(3)起始点(4)终止点(5)坐标对序列(6)显示信息(7)非几何属性3、多边形矢量编码方法多边形环路法:由多边形边界的x,y坐标队集合及讲明信息组成树状索引编码法:对所有边界点数字化，将坐标对以顺序方式存储，由点索引与边界线号相联系，以线索引与各多边形相联系树状索引法拓扑结构编码法:形成完整的拓扑结构四、属性数据编码方法1.编码内容（1）登录部分（2）分类部分（3）操纵部分2.编码原则（1）治理效率高（2）适用性好（3）接口方便第六节矢量结构与栅格结构的相互转换一、矢量数据结构向栅格数据结构的转换矢量数据转换成栅格数据后，图形的几何精度必定要降低，因此选择栅格尺寸的大小要尽量满足精度要求，使之只是多地损失地理信息。为了提高精度，栅格需要细化，但栅格细化，数据量将以平方指数递增，因此，精度和数据量是确定栅格大小的最重要的阻碍因素。栅格尺寸确定①计算若干个小图斑的面积S（i＝1，2，…，n）；②求小图斑面积平均值＝；③求栅格尺寸L＝（）1/2。一、矢量数据结构向栅格数据结构的转换点的栅格化直线栅格化直线插补法扫描线法面域的栅格化直线插补法扫描线法二、栅格数据结构向矢量数据结构的转换1、多边形边界提取2、边界线追踪：边界线跟踪的目的确实是将写入数据文件的细化处理后的栅格数据，整理为从结点动身的线段或闭合的线条，并以矢量形式存储于特征栅格点中心的坐标3、拓扑关系生成：关于矢量表示的边界弧段，推断其与原图上各多边形空间关系，形成完整的拓扑结构，并建立与属性数据的联系。4、去除多余点及曲线圆滑：由于搜索是逐个栅格进行的，必须去除由此造成的多余点记录，以减少冗余。第三章GIS数据治理学习目标：1、掌握数据的层次单位2、了解数据间的逻辑关系3、了解常用的数据文件4、了解数据库的差不多概念5、了解数据库的特点和结构6、理解数据库治理系统、数据安全和数据更新7、理解传统数据库模型重点：数据库模型的分类和特点难点：面向对象的数据库模型第一节数据层次与文件组织数据项：最差不多的不可分割的数据单位,具有独立的逻辑意义数据项组：逻辑上具有某种共同标志的若干数据项组成的记录：数据项或数据项组集合,对文件进行存取操作的差不多单位文件：给定类型逻辑记录的全部具体值的集合数据库：文件的集合，文件之间存在某种联系，不能孤立存在二、常用数据文件顺序文件：它是物理顺序与逻辑顺序一致的文件随机文件：文件中的贮存是依照记录关键字的值，通过某种转换方法得到一个物理存贮位置，然后把记录存贮在该位置上。索引文件：即带有索引的文件，它只能建立在随机存取介质上倒排文件：按照一些辅关键字来组织索引称为辅索引，带有这种辅索引的文件称为倒排文件二、数据库分类存储信息特征事物治理数据库地理信息数据库（1）用户级用户使用的数据库对应于外部模式，它是用户与数据库的接口，也确实是用户能够看到的那部分数据库，它是数据库的一个子集。（2）概念级概念数据库对应于概念模式，简称模式，是对整个数据库的逻辑描述，也确实是数据库治理员看到的数据库。（3）物理级物理数据库对应于内模式，又称为存贮模式，内模式描述的是数据在存贮介质上的物理配置与组织，是存放数据的实体，也是系统程序员才能看到的数据库。数据库治理系统：数据库治理系统是处理数据库存取和各种治理操纵的软件，应用程序对数据库的操作全部通过DBMS进行。数据库定义：提供书写各种模式的语言及其支撑软件，并把各种定义信息也存贮于系统之中。它勾画出数据库的框架。数据库的装入：应用数据装入数据库a)键盘输入；b)同意另一个系统的数据文件数据治理：运行操纵，数据存取、更新；数据完整性、有效性；数据公享。数据库维护：重新定义，数据重新组织；性能监督与分析；数据库整理；故障恢复；数据库通讯：操作系统接口处理，各种语言接口；远程操做接口处理。DBMS组成语言处理程序：数据描述语言（DDL），数据操作语言（DML）；终端命令解译。运行操纵程序：系统操纵，数据存取；数据更新；并发操纵；数据完整性。建立与维护程序：数据装入，性能监控；工作日志；重新组织；数据转储；系统恢复。SQL语言：数据查询（DataQuery）数据定义（DataDefinition）数据操纵（DataManipulation）数据操纵（DataControl）数据库治理员1、决定数据库的信息内容2、数据库系统的联络员3、决定存储结构和访问策略4、决定系统的爱护策略5、监督系统工作第二节传统数据库模型1.关系模型关系模型关系模型是一种数学化的模型，它是将数据的逻辑结构归结为满足一定条件的二维表。实体本身的信息以及实体之间的联系均表现为二维表，在数学上把这种二维表叫做“关系”。这些关系表的集合就构成了关系模型。关系模型要紧优点是：数据结构灵活、清晰，能够通过数学运算进行各种查询、计算和修改；数据描述具有较强的一致性和独立性。缺点时当关系专门复杂时，计算机需要执行一系列的数据操作，比较费时。层次模型结构层次层次模型所表达的差不多联系是一对多的关系，它把数据按其自然的层次关系组织起来，以反应数据之间的隶属关系。层次模型的优点是模型层次分明、结构清晰，较容易实现。尽管每个记录只有一个双亲，当从子女查找双亲，只有唯一的结果，但查找比较苦恼，需要大量的索引文件，而且某种属性值可能要重复多次，导致数据冗余度增加，当对层次模型进行修改时，只有当新记录有上属记录时才能插入。删除一个记录其所有下属记录也同时被删除。第三节地理空间数据库一.地理空间数据与空间位置有关的各种地理信息，或者是能够用地图来描述的各种地理信息。1.位置信息2.资源与环境信息3.社会经济信息二.地理空间数据库的数据结构拓扑结构拓扑结构多边形结构格网结构点记录文件结构三.地理空间数据库的内容由于地理空间数据的多源性，就决定了地理空间数据库的多样性。地理信息数据来自完全不同的领域和部门，数据的形式有图形、图像、文字、统计等多种类不。目前地理空间数据库包括如下几种“分立”的子数据库。(1)以地形内容为代表的地理基础数据库。(2)以统计数据为代表的专题数据库。(3)以遥感图像数据为代表的栅格数据库。(4)以DTM、环境监测数据为代表的网格数据库四.地理数据库的设计过程了解用户需求→确定研究区域范围→组织和描述数据→定义数据库结构→分区→数据输入数据字典(数据目录、元数据)（MetaData定义：描述数据库中各种数据属性与组成的数据集合，它是数据库设计与治理的有力工具。简言之：关于数据的数据数据字典的要紧内容：数据项（数据项名、含义、类型、长度、取值等）数据结构（数据结构名、组成成分、等）数据流（数据流名、流入流出过程名、组成等）数据存储（存储名、数据量、存取方式、操作方式）加工过程（加工过程名、加工的简要讲明）第四节面向对象数据库系统1、传统数据库治理地理空间数据的局限性传统数据库系统治理的是不连续的、相关性较小的数字和字符传统数据库系统治理的实体类型较少，同时实体类型之间通常只有简单、固定的空间关系传统数据库系统存贮的数据通常为等长记录的原子数据传统数据库系统只操纵和查询文字和数字信息2、向对象方法中的差不多概念(1)对象与封装性(2)分类(3)概括(4)联合(5)聚拢面向对象方法的集合抽象类型A、空间地物的几何数据模型B、拓扑关系与面向对象模型这一模型既解决了数据共享问题，又建立了弧段与节点的拓扑关系。同样，面状地物对弧段的聚拢方式与数据共享和几何拓扑关系的建立也达到一致。数据治理设计文件治理系数据库治理文件结合关系数据库治理面向对象数据库治理3、向对象方法的数据抽象技术和数据抽象工具4、面向对象的集合抽象类型5、面向对象的属性数据模型6、面向对象数据库系统的实现第四章地理数据输入与处理第一节数字采集方式1.手工方式：通过手工在计算机终端上输入数据，要紧是键盘输入。要紧用于属性数据的输入。2.手扶跟踪化数字方式：手扶跟踪数字化仪是一种图形数字化设备，是目前常用的地图数字化方式（生成矢量数据。）3.扫描方式：扫描仪是一种图形、图象输入设备，能够快速地将图形、图象输入计算机系统，是目前进展最快的数字化设备（生成栅格数据。）4.影像处理和信息提取方式：从遥感影像上直接提取专题信息。5.数据通讯方式：联网方式下，信息系统内部各子系统之间以及与其它信息系统之间实现信息交流和信息共享的要紧方式。数据采集系统功能1.图形数字化：驱动数字化仪、扫描仪等数字化设备。对影像、图形、数字等多种形式、多方来源的信息实现自动、半自动或人工的数字化，建立空间数据库。2.数据的编辑：数据查询、修改、更新、图形分割与拼接、图形缩放、比例尺转换3.拓扑关系生成：大多数GIS系统都采纳基于拓扑结构模型的GIS数据库，一些系统具有拓扑关系的自动生成功能，由矢量数据自动生成多边形，并依照相应的多边形内部点文件，生成多边形边界的左右多边形信息并识不岛状多边形，大大减少了编辑工作量。4.差不多量算：（1）．质心量算对地理分布变化的跟踪；计算目标物对周围地区的经济辐射范围。例如，应用质心量测分析人口变迁、经济增长级等。（2）．几何量算自动快速的计算三维目标的表面积、体积，各类多边形的的周长、面积，各类线段的曲率、方向，以及点状物体的坐标等。如公路、铁路线的长度，各种土地类型的面积量算，道路设计中的土石方量算等。5.数据结构转换：矢量数据---栅格数据，栅格数据---矢量数据二值化－>细化－>填充空隙－>矢量追踪－>矢量数据6.地理数据库建立：地理数据库四种方式:（1）全部采纳文件治理（2）文件结合关系数据库治理（3）.全部采纳关系数据库治理（4）重新设计具有空间数据和属性数据治理和分析功能的数据库系统（OO－DBMS）第三节地图数字化一、手扶跟踪数字化数字化仪组成、数字化方式、操作步骤数字化仪的工作方式—操作方式1．点方式每次定标器的键被按下，感应板发送一对坐标数据到计算机。2．开关流方式在定标器上，每按下一次键，立即一组坐标数据发送到计算机。当用数字化来输入一条连续曲线是专门有效。3．连续流方式不论定标器的键是否按下，数字化仪每个一定的时刻就向计算机发送坐标数据，即是不可控的。4．增量方式当定标器在感应板上移动某个距离，数字化仪就发送一对绝对坐标数据。数字化仪的工作方式—输出格式1．ASCⅡ格式2．二进制输出格式二、扫描矢量化扫描仪原理、处理流程、操作方式扫描仪数字化方法1、扫描仪的工作原理2、扫描仪的使用方法3、扫描数字化4、地图扫描数据处理：二值化、细化、矢量化、冗余去除、断线修复、要素提取、符号识不、属性赋值GIS与遥感的结合一、结合的必要性二、结合的途径进展标准的空间数据交换格式建立能综合处理矢量数据与栅格数据的GISGIS软件与遥感图像处理系统之间建立接口地图数据处理数据处理的概念一、数据处理的概念：对采集的各种数据，按照不同的方式方法对数踞进行编辑运算，清除数据沉余，弥补数据缺失，形成符合用户要求的数据文件格式二、数据处理的内容：数踞编辑、数据压缩、数据变换、数据格式转换、空间数据内插边沿匹配、数据提取三、数据处理的意义：空间数据有序化、检验数据质量、实现数据共享、提高资源利用效果空间数据处理的方法1.平面坐标变换（3）比例变换（图形缩放）点能够通过对其P（x，y）坐标分不乘以各自的比例因子Sx和Sy来改变它们到坐标原点的距离。x′=x·Sxx′=x0+(x-x0)·Sxy′=y·Syy′=y0+(y-y0)·Sy（4）地图投影变换当系统使用的数据来自不同地图投影的图幅时，需要将一种投影的数字化数据转换为所需要投影的坐标数据正解变换：通过建立两个投影的解析关系式，直接把一种投影坐标(x,y)变换成另一种投影的坐标(X,Y)反解变换：由一种投影的坐标(x,y)反解出地理坐标（λ,φ)，然后再将地理坐标代入另一种投影公式中，求出该投影下的直角坐标（X,Y)数值变换：依照两种投影在变换区内若干同名的坐标点，采纳插值法、有限差分法、待定系数法等，实现不同投影之间的转换2.空间数据的压缩处理3.空间数据类型的转换（1）矢量向栅格转换：网格尺寸的确定、点的网格化、直线网格化、多边形网格化（2）栅格向矢量转换：网格尺寸的确定、点的网格化、直线网格化、多边形网格化4.空间数据插值（1）离散空间：空间具有跳跃特征（土地利用类型），重要变化发生在边界上，边界内的变化则是均匀的，同质的，即在各个方面差不多上相同的。邻近元法：以最相邻近图元的特征值表征未知图元的特征值。

（2）连续空间：空间具有渐变特征（地形表面），内插技术必须采纳连续的空间渐变模型实现这些连续变化，可用一种平滑的数学表面加以描述。这类技术可分为整体拟合和局部拟合技术两大类。整体拟合技术：拟合模型是由研究区域内所有采样点上的全部特征观测值建立的。通常采纳的技术是整体趋势面拟合。这种内插技术一般用于模拟大范围内的变化，而不能提供内插区域的局部特性局部拟合技术则是仅仅用邻近的数据点来可能未知点的值，而不受局部范围外其它点的阻碍。这类技术包括双线性多项式内插、样条函数、移动拟合法等等。差不多提取按照属性或窗口找出所需要的数据查询检索满足一定范围条件的限定性查询（相邻分析检索、相关分析检索、叠置分析检索、边沿匹配检索）布尔处理是指依照用户规定的布尔标准或条件表达式所进行的限定性的多重属性的查询和数理统计。5.数据提取空间数据的编辑处理空间数据编辑处理的目的是为了消除地图数字化过程中所产生的错误，以及将数字化数据重新组织以便得到进一步处理和使用的格式。一、图幅拼接处理二、地图输入出错处理三、图形要素重叠处理第六章空间分析的差不多方法空间分析是综合分析空间数据的技术的通称。空间分析有着十分丰富的内涵，它是构成地理信息系统的核心部分之一，在整个地理数据的应用中发挥着举足轻重的作用，也是GIS区不与其它信息系统的一个显著标志。分析技术:空间图形数据的拓扑运算；非空间属性数据运算；空间和非空间数据的联合运算。差不多图形分析：其它分析运算的基础图形量算、包含分析、直线段求交、图形裁剪第一节数字地形模型分析DTM（DigitalTerrainModel）是通过地表点集的空间直角坐标（x，y，z）并使需要进一步伴随若干专题特征来表示地形表面的,它是构成地形、地理分析的基础。DEM（DigitalElevationModel）是地表单元上高程的集合，是地貌形态的离散表示。DEM是构成DTM的基础，DTM的其他元素均有DEM导出，显然，DEM的质量好坏直接决定着DTM的精确性。一、数字高程模型的生成方法等高线数字化法、地性线数字化法、三角网法、摄影测量法、人工网格法二数字地形模型分析地貌类型的自动化分；极值高程和最大高差；相对高程和平均高程；坡度和坡向；求地表面积；地表粗糙度；谷脊特征分析；形剖面分析；淹没损失估算；地形的立体显示。第二节空间变换分析——矢量数据一、包含分析——铅垂线算法是解决点、线、面之间是否存在直接联系的一种方法。例如确定某一矿区属于那个行政区，这是点与面之间的包含分析。通过闻名的铅垂线算法来解决。算法原理二、多边形叠置分析定义：同一地区、同一比例尺的两种或两种以上专题要素进行叠置，形成具有二重或多重属性的相交多边形集合。步骤：对原始多边形数据形成拓扑关系多层多边形数据的空间叠置，形成新的层对新层中的多边形重新进行拓扑组建剔除多余的多边形，提取出感兴趣的部分分类：合成叠置：通过区域多重属性的模拟，查找和确定同时具有几种地理属性的分布区域，或者