《土地信息》PPT课件

第二章土地信息,内容提纲,土地信息的空间参考系土地信息的表示与可视化土地信息的分类与编码土地信息的标准化土地信息的数据质量,第一节土地信息的空间参考系,地理空间中的位置如何表达？依坐标绝对定位依空间实体间的空间关系,地球表面几何模型：为了研究地理现象，有必要建立地球表面的几何模型。根据大地测量学的研究成果，地球表面几何模型可以分为四类：地球的自然表面；相对抽象的面,即大地水准面；地球椭球体模型数学模型,最自然的面：包括海洋底部、高山、高原等在内的固体地球表面。太复杂，难以建模，各种量算也非常困难。,相对抽象的面，即大地水准面：假设当海水处于完全静止的平衡状态时，从海平面延伸到所有大陆下部，而与地球重力方向处处正交的一个连续、闭合的水准面。它有高达百米以上的起伏变化。,地球椭球体模型：以大地水准面为基础建立的地球椭球体模型。椭球体元素：长半径(a)短半径(b)扁率(f)其中:f=(a-b)/a,其他数学模型：为了解决特定的大地测量问题而提出的。如类地形面、准大地水准面、静态水平衡球体等。,空间参考系的建立空间参考系：主要指大地参考系，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，即用地面实体到原点或坐标轴的距离、与坐标轴或起始线的夹角在投影面上的大小来表示。地理坐标系空间大地直角坐标系（或迪卡尔平面直角坐标系）平面直角坐标系,第二节土地信息的表示与可视化,土地信息的表示概述1.用文字和数字表示用文字和数字表示土地信息，可以采用描述方式，也可以采用表格方式或其他方式，这种方法的最大特点就是灵活。2.用专题地图表示通过地图可对土地信息进行定位、定时、定量和定性表示。其表示方法在国际上和国内基本趋于定型的，概括起来有10种。,3.用专题图像表示用各种图像表示土地信息是一种很直观且现势性很好的方法。4.用多媒体表示现在，用语音表示土地信息至少有三种方式，即口头的、磁带的和计算机合成的语音。,用专题地图表示：1.地图符号地图符号：是地图的语言，是由形状不同、大小不一和色彩有别的图形和文字组成，注记是地图符号的一个重要部分，它也有形状、大小和色彩之别。,单个符号，可以表示事物的空间位置、大小、质量和数量特征；同类符号，可以反映各类要素的分布特点；各类符号的总和，可以表明各要素之间的相互关系及区域总体特征。因此，地图符号不仅能表示事物的空间位置、形状、质量和数量特征，还可以表示各事物之间的相互联系及区域总体特征。,2.分类（1）按照符号的定位情况：定位符号、说明符号定位符号：图上有确定位置，一般不能任意移动的符号，如河流、居民地及边界等，地图上的符号大部分都属于这一类。说明符号：为了说明事物的质量和数量特征而附加的一类符号，通常依附于定位符号而存在的，如说明森林树种的符号等。它们在图上配置于地类界范围内，没有定位意义。,（2）按照符号所代表的客观事物分布状况：面状符号、点状符号、线状符号面状符号：一种能按地图比例尺表示出事物分布范围的符号；用轮廓线（实线、虚线或点线）表示事物的分布范围，其形状与事物的平面图形相似，轮廓线内加绘颜色或说明符号以表示它的性质和数量，并可以从图上两侧其长度、宽度和面积。,点状符号：一种表达不能依比例尺表示的小面积事物和点所采用的符号。它的形状和颜色表示事物的性质，它的大小通常反映事物的等级或数量特征，但符号的大小与形状与地图比例尺无关，它只具有定位意义。,线状符号：一种表达呈线状或带状延伸分布事物的符号，如河流，其长度能按比例尺表示，而宽度一般不能按比例尺表示，需要进行适当的夸大。其的形状和颜色表示事物的质量特征，其宽度反映事物的等级或数值。,3.地图符号的构成地图上的形状、尺寸和颜色是构成符号的三个基本要素。符号的形状：主要是表示事物的外形和特征，面状符号的形状是由它所表示的事物的平面图形决定的，点状符号的形状往往与事物外部特征相联系。符号的尺寸：其大小与地图内容、用途、比例尺、目视分辨能力、绘图与印刷能力等都有关系。符号的颜色：主要用以反映事物的质量特征、数量特征和等级。,4.专题地图的表示方法符号法等值线法质底法范围法点值法统计图法运动线法,土地信息的可视化1.基本概念可视化（visualization）：在人脑中形成对某物（某人）的图像，是一个心理处理过程，促使对事物的观察及建立概念等。科学计算可视化：是通过研制计算机工具、技术和系统，把实验或数值计算获得的大量抽象数据转换为人的视觉可以直接感受的计算机图形图像，从而进行数据探索和分析。土地信息系统的多维可视化：采用2.5维、三维和四维等地图表现形式来反映土地客体的多维特征。,2.土地信息可视化类型（1）地图可视化,地图可视化,理论,技术,信息表达交流模式,地理视觉认知决策模型,虚拟地图,动态地图,交互交融地图,超地图,（2）LIS可视化从LIS及其可视化的发展看，LIS可视化着重于技术层次上，例如数据模型（空间数据模型，时空数据模型）的设计，二维、三维图形的显示，实时动态处理等，目标是用图形呈现土地信息处理和分析的结果。（3）虚拟土地信息环境虚拟土地信息环境特点之一是土地工作者可以进入土地数据中，有身临其境之感；另一特点是具有网络性，从而为处于不同地理位置的土地科学专家开展同时性的合作研究、交流与讨论提供了可能。,第三节土地信息的分类与编码,土地信息分类1.土地信息分类的意义若不进行分类，就难以进行表示和管理，进而也就难以进行研究和运用。2.土地信息分类原则：（1）科学性原则（2）系统性原则（3）稳定性原则（4）完整性和可扩展性原则（5）易用性原则（6）灵活性原则（7）不受比例尺限制原则（8）与有关国家规范和标准协调一致原则（9）考虑数据来源原则,3.土地信息分类的方法（1）线分类法：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。,（2）面分类法：将给定的分类对象按选用的若干个属性或特征分成互不相依、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.,土地分级：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。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。分类与分级的关系分类把研究对象划分为若干个类组，分级则是对同一类组对象再按某一方面量上的差别进行分级；分类描述地物间的分类关系、隶属关系，而土地分级描述地物间的等级关系。,4.土地信息分类：从信息内容划分，可分为空间信息、属性信息与文档信息；从应用层次划分，可分为基础信息与专项信息；从土地管理专项领域划分，可分为地籍、耕地保护、建设用地、土地利用规划、土地法律法规、土地监察、国土矿产资源等。,土地信息编码1.几个重要概念：编码：是将经过分类的信息用适当的数码(字符串或数值)来表示，也称代码化。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。编码的直接产物就是代码，而分类分级则是编码的基础。,2.土地信息编码的必要性：（1）缩写和代码简单易记、使用方便、易于填写、检查和校对。（2）编码的运用反映出数据分类的结构特征，同时也可以促进分类的进一步严谨。（3）统一的编码反映着数据的标准化程度。（4）缩写和代码可以直接输入计算机，既可以减少数据的输入量，又可以节省计算机的储存空间。（5）标准缩写和代码的普及运用，可以加速各个信息系统的数据准备，缩短数据采集入库的时间。（6）数据库中的专业名词和术语，都可以由字母加一定长度的数字字符串而形成的编码来表示，既简单明了又便于管理使用。,3.土地信息编码的原则：（1）唯一性原则（2）特征性原则（3）一致性原则（4）统一性原则（5）可扩充性原则（6）简单性（7）完整性,4.土地信息编码方法：土地信息分类编码的方法多种多样，如层次分类编码法、顺序分类编码法等。编码的表示方法即格式，通常有英文字母、数字或字母数字组合等种类。其编码一般包括如下三个方面的内容：（1）登记部分用来表示属性的序号，可以是简单的连续编号，也可划分不同层次进行顺序编码。（2）分类部分用来标识属性的地理特征，可以采用多位代码来反映多种特征。（3）控制部分。,土地信息的一般编码方法：用空间坐标来表示地理要素的位置；在空间要素间建立起联系，反映空间位置上的相互关系；对空间要素人为的给定一些编码或字符串。,LIS中代码的种类（分类码和标识码）：分类码：根据土地信息分类体系设计出来的用于识别不同类别的数据，根据它可以从数据中查找出所需类别的全部数据。,标识码：在分类码的基础上，对每类数据设计出全部或主要实体的标识码，用一对某一类数据中的某个实体进行个别查询检索，从而弥补分类码不能进行个体分离的缺陷。标识码是联系几何信息和属性信息的关键字。,5.土地信息编码注意事项：在制定土地信息系统的数据编码时，一定要遵循“国内现有的经过法定的代码，又适合计算机处理的要尽量采用”的基本原则。关于其编码的长度，主要由所获取数据的单位、精度以及实体分类总数目的具体情况而定。具体分为如下内容：（1）实体名用汉字拼音字头加数字字符表示；（2）实体名全用数字字符编码，编码的长度在充分了解分类的总数目或以后可能增加的最大数目后确定下来；（3）数据项字长必须考虑所获取数据的单位、精度与同类专业数据在相应内容上的一致性。,第四节土地信息的标准化,标准和标准化的概念标准：是为在一定的范围内获得最佳秩序，对活动或其结果规定共同和重复使用的规则、准则或特性的文件，该文件经协商一致制定并经一个公认机构批准。标准化：是在经济、技术、科学及管理等社会实践中，对重复性事物和概念通过制定、发布和实施标准，达到统一，以获得最佳秩序和社会效益。土地信息标准化：就是为确保土地信息资源共享与交换而制定、发布、实施一系列相互配套的标准、规范和约定的过程。,土地信息标准化的作用1.通过土地信息标准化指导各地土地信息系统建设，规范土地信息系统的软件，确保多种多样的软件平台输出的数据相互兼容。2.数据采集和更新是建立LIS系统的一项最大的投资。3.现在不少部门正在或将要进行土地信息数据库建设，有些地方的数据库还具有相当大的规模。4.国家对于土地利用管理采取国家、省、市、县四级管理，这四级国土管理部门土地信息网络建设亟待开发，其开发的先决条件是信息的标准化，并通过制定土地资源信息化系列标准和规范，实现信息服务社会化。,土地信息标准化的内容1.应用标准（1）地理标准；（2）算法标准；（3）解译标准2.数据标准（1）数据交换；（2）数据精度；（3）数据文件3.信息技术标准4.行业标准,我国土地信息标准化现状土地资源管理通用标准土地资源调查标准土地资源评价标准土地资源规划标准土地资源利用与保护标准土地资源市场管理标准土地信息与数据库建设标准,第五节土地信息的数据质量,土地数据质量概念1.土地数据质量土地数据是有关土地位置、专题特征及时间信息的符号记录。而数据质量则是土地数据在表达这三个基本要素时，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。2.与数据质量相关的几个概念（1）误差（2）数据的准确度（3）数据的精密度（4）不确定性（5）比例尺,土地数据质量评价1.土地数据质量标准土地数据质量标准是生产、使用和评价土地数据的依据，也是数据质量和数据整体性能的综合体现。土地数据质量标准要素及其内容如下：（1）数据情况说明（2）位置精度或称定位精度（3）属性精度（4）时间精度（5）逻辑一致性（6）数据完整性（7）表达形式的合理性,2.土地数据质量的评价土地数据质量的评价，就是用土地数据质量标准要素对数据所描述的土地、专题和时间特征进行评价。,土地数据的误差来源空间现象自身存在的不稳定性空间现象的表达空间数据处理中的误差空间数据使用中的误差,1.土地地图数据的质量问题（1）地图固有误差。（2）材料变形产生的误差。（3）图形数字化误差。数字化方式主要有跟踪数字化和扫描数字化两种。,2.遥感数据的质量问题遥感数据的质量问题，一部分来自遥感仪器的观测过程，一部分来自遥感图像处理和解译过程。遥感观测过程本身存在着精确度和准确度的限制，这一过程产生的误差主要表现为土地分辨率、几何畸变和辐射误差，这些误差将影响遥感数据的位置和属性精度。遥感图像处理和解译过程，主要产生土地位置和属性方面的误差。,3.测量数据的质量问题测量数据主要指使用大地测量、GPS、城市测量、摄影测量和其他一些测量方法直接量测所得的测量对象的土地位置信息。这部分数据质量问题，主要是土地数据的位置误差。测量方面的误差通常考虑的是系统误差、操作误差和偶然误差。,常见土地数据的误差分析归纳起来，数据的误差主要有四大类，即几何误差、属性误差、时间误差和逻辑误差。1、逻辑误差数据的不完整性是通过上述四类误差反映出来的。事实上检查逻辑误差，有助于发现不完整的数据和其他三类误差。对数据进行质量控制或质量保证或质量评价，一般先从数据的逻辑性检查入手。,各种逻辑误差,2、几何误差由于地图是以二维平面坐标表达位置，在二维平面上的几何误差主要反映在点和线上。2.1点误差某点的点误差即为测量位置（x，y）与其真实位置（x0，y0）的差异。点误差可通过计算坐标误差和距离的方法得到。坐标误差定义为：