2第二章+计算机地图制图的数据基础.ppt

第二章计算机地图制图的数据基础,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的技术基础（技术渊源）,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,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。,3.空间数据类型,(1)矢量数据,(2)栅格数据,（1）矢量数据,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,简单有效,结构紧凑，数据冗余少,对地物位置、走向和范围描述较精确,数据结构复杂,（2）栅格数据,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,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,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),为地图概括提供素材,便于地图统计,确定要素位置,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,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,平面直角坐标,地图投影,(1)54北京坐标系克拉索夫斯基椭球体,2）常用大地坐标系统,(2)80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。称为GRS(1975)，中国自1980年开始采用GRS(1975)新参考椭球体系。,(3)推行2000坐标系，椭球体与WGS84所用相似,(4)WGS84(全球大地测量系统1984)国际时间局根据卫星大地测量数据确定的地球椭球体。,(2)投影,在球面和平面之间建立点与点对应的函数关系。,不同阶段的投影,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。,墨卡托投影,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。,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,（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,制图精度要求,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：,3）高斯克吕格投影参数设置,高斯克吕格投影a.构成b.经纬网c.变形规律d.投影带概念与投影带划分e.高斯平面直角坐标系,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，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。,a.构成,横轴等角切椭圆柱投影：以椭圆面作为投影面，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。,横轴等角切椭圆柱投影,4个构成特点：横轴与一个经圈相切，与之相切的经线称之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,b.经纬网,中央经线与赤道为互相垂直的直线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；其它纬线均投影为以赤道为对称轴的向两极弯曲的曲线经纬线成直角相交。,c.变形规律,具有等角性质。中央经线长度比等于1，其余经线长度比均大于1，长度变形为正。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。,d.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6或3分带。,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,60分带和30分带,e.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。,通用坐标,yA=245kmyA=745km纵轴西移500kmyB=-168kmyB=332km,在Y值前冠以带号yA通=20745kmyB通=20332km,（2）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，由这两组互相垂直的直线组成了正方形网格。,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）,其他投影的关键参数,重点：墨卡托投影高斯克吕格投影请自学,2.矢量数据采集与处理,(1)地图屏幕数字化,纸介质底图,遥感影像,2.矢量数据采集与处理,(2)数据导入,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,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),悬挂点处理,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),碎屑多边形处理,方法二：数字化后拓扑处理，删除碎屑多边形,方法一：数字化时结点捕捉,不正规多边形处理,先删除再变形,空间包含(岛屿)数据处理,方式一,方式二,拼接,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,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,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）,3.栅格数据采集与处理,(1)扫描输入,(