《资源环境信息技术》ppt课件

1、1、资源环境信息技术内容、研讨范围、资源环境信息技术内容、研讨范围 资源环境信息技术是指农业宏观资源资源环境信息技术是指农业宏观资源环境信息环境信息 的采集、数据处置、数据管的采集、数据处置、数据管理、信息传播以及理、信息传播以及 辅助管理决策的整套技辅助管理决策的整套技术。术。 主要内容主要内容 遥感技术遥感技术: 大面积宏观地学信息快速获取的技术。大面积宏观地学信息快速获取的技术。 全球定位系统：全球定位系统： 快速便携采集点位数据的技术。快速便携采集点位数据的技术。 地理信息系统：地理信息系统： 存贮、管理、分析地学空间信息数据的存贮、管理、分析地学空间信息数据的 技术。技术。 信息传播

2、技术：经过计算机网络将图形、图像、声音、信息传播技术：经过计算机网络将图形、图像、声音、 文字表格等信息媒体传播的技术。文字表格等信息媒体传播的技术。涉及到的信息技术有：涉及到的信息技术有： 数据仓库技术、计算机图形学、大地测绘技术、数据仓库技术、计算机图形学、大地测绘技术、图像处置技术、专家系统技术等等。由此阐明：资源环境图像处置技术、专家系统技术等等。由此阐明：资源环境信息技术是以计算机技术为中心的技术领域，但计算机技信息技术是以计算机技术为中心的技术领域，但计算机技术并不等于信息技术。计算机技术与信息表达对象的结合术并不等于信息技术。计算机技术与信息表达对象的结合 才是信息技术。才是信息

3、技术。 资源环境信息技术特点资源环境信息技术特点 综合性：高新技术集成综合性：高新技术集成 根底性：根底性：80%以上的国民经济的信息都与资源环境信息以上的国民经济的信息都与资源环境信息 技术有关技术有关 广泛性：事关广泛性：事关“三农问题的处理，为宽广农业消费者、三农问题的处理，为宽广农业消费者、 农业管理者、农业科学任务者所需求的技术。农业管理者、农业科学任务者所需求的技术。2、资源环境信息技术对于开展国民经济的艰苦意义、资源环境信息技术对于开展国民经济的艰苦意义 资源环境问题构成人类生存的宏大要挟。资源环境问题构成人类生存的宏大要挟。利利 用现代信息技术强化资源环境管理是国民经用现代信息

4、技术强化资源环境管理是国民经 济可继续开展的根本保证。这项技术的开展济可继续开展的根本保证。这项技术的开展 是一个国家实力的表达。是一个国家实力的表达。 农业消费需求资源环境信息技术。产前、产农业消费需求资源环境信息技术。产前、产 中、产后都需求信息技术来指引，中、产后都需求信息技术来指引，“没有技没有技 术的消费是愚笨的消费，而没有信息的生术的消费是愚笨的消费，而没有信息的生 产那么是盲目的消费。产那么是盲目的消费。 资源环境信息技术事关人们的衣食住行。资源环境信息技术事关人们的衣食住行。3、国内外资源环境信息技术的开展历程与现状、国内外资源环境信息技术的开展历程与现状 信息技术是消费力开展

5、的必然产物信息技术是消费力开展的必然产物 信息是物质世界各种事物存在信息是物质世界各种事物存在 的表征。具有客观性、共用的表征。具有客观性、共用性、时效性。性、时效性。 信息的重要性并非今天人们才认识，信息技术直到信息的重要性并非今天人们才认识，信息技术直到 20世纪世纪 40 年代以后才独立成为一门技术领域是消费力开展的必然结年代以后才独立成为一门技术领域是消费力开展的必然结果。信息技术的开展需求社会消费力开展的驱动，同时也需果。信息技术的开展需求社会消费力开展的驱动，同时也需求以相关根底科学与技术为条件。求以相关根底科学与技术为条件。 信息技术极大地从广度与深度上开阔了人们对自然界的认信息

6、技术极大地从广度与深度上开阔了人们对自然界的认识。资源环境信息技术使人们更加深化地认识了地球识。资源环境信息技术使人们更加深化地认识了地球 这一我们人类共同生存的空间。这一我们人类共同生存的空间。 在空间范围上，可以将数万平方公里的地学图形图像信在空间范围上，可以将数万平方公里的地学图形图像信息包容在一台计算机以内。息包容在一台计算机以内。 在时间维上，人们可以在瞬间将数千公里外的音像信息在时间维上，人们可以在瞬间将数千公里外的音像信息传输到眼前。传输到眼前。 在现代信息技术支持下，可以将宏大的时空范围事物变在现代信息技术支持下，可以将宏大的时空范围事物变化的过程可视化地表如今计算机屏幕上。化

7、的过程可视化地表如今计算机屏幕上。 资源环境信息技术开展历程资源环境信息技术开展历程 20 世纪世纪 60 年代，遥感技术开场出现，资源环境信息技年代，遥感技术开场出现，资源环境信息技术开场构成。术开场构成。 70 年代，地理信息系统概念提出，加拿大建立世界上第年代，地理信息系统概念提出，加拿大建立世界上第一套一套 CGIS 系统。系统。 80 年代，全球定位系统投入运用，资源环境信息技术构年代，全球定位系统投入运用，资源环境信息技术构成一个独立的技术体系，技术集成度提高。成一个独立的技术体系，技术集成度提高。 90 年代，资源环境信息与信息技术产业化。美国就业人年代，资源环境信息与信息技术产

8、业化。美国就业人口中口中 52% 从事直接信息产业。从事直接信息产业。 1998 年美国提出年美国提出 “数字地球数字地球 概念，世界各国呼应，数概念，世界各国呼应，数字农业准确农业、数字国土、数字北京字农业准确农业、数字国土、数字北京等概念纷纷等概念纷纷提出，国家级信息工程纷纷上马。提出，国家级信息工程纷纷上马。1、空间数据与属性数据、空间数据与属性数据资源环境信息是宏观广域空间信息。它以空间资源环境信息是宏观广域空间信息。它以空间数据为信息表达的根本框架，而以属性数据为空间数据为信息表达的根本框架，而以属性数据为空间特性表达的内容。特性表达的内容。空间数据：指空间的位置，表达空间位置有多种

9、参空间数据：指空间的位置，表达空间位置有多种参照系，有天文坐标参照系、地理经纬度参照系、大照系，有天文坐标参照系、地理经纬度参照系、大地直地直角坐标系等等，它经过二维或三维坐标数据表角坐标系等等，它经过二维或三维坐标数据表达空间位置。达空间位置。平面图件地图是空间数据的根本载体。图件分有纸平面图件地图是空间数据的根本载体。图件分有纸介图件，电子图件。介图件，电子图件。空间地物可分为点状、线状、面状地物三大类。这三种空间地物可分为点状、线状、面状地物三大类。这三种地类在地图上称作地图三要素。三种地类存在着多种空间地类在地图上称作地图三要素。三种地类存在着多种空间关联。关联。空间数据有两种表达格式

10、：矢量格式与网格格式。空间数据有两种表达格式：矢量格式与网格格式。矢量格式网格格式矢量格式网格格式网格格式图件特点：网格格式图件特点：一个网格格式表示某种属性的一个均值，用代码一个网格格式表示某种属性的一个均值，用代码表达。网格是不可分割的数据单位，位置由行列号表示表达。网格是不可分割的数据单位，位置由行列号表示，为整数。，为整数。一个地物是具有一样或接近一样属性值的集合。一个地物是具有一样或接近一样属性值的集合。面状地物的边境可以是网格的格线，也可以是相面状地物的边境可以是网格的格线，也可以是相邻网格串联在一同的集合。邻网格串联在一同的集合。网格格式可以表现图像，也可以表达图形。在表网格格式

11、可以表现图像，也可以表达图形。在表达图像时，各个网格可以有本人不同的颜色编码，在表达达图像时，各个网格可以有本人不同的颜色编码，在表达图形时，边境网格赋于独立的属性。图形时，边境网格赋于独立的属性。矢量格式图件特点：矢量格式图件特点： 矢量格式数据只能表达图形，图形是图像的一种笼矢量格式数据只能表达图形，图形是图像的一种笼统。统。 矢量格式下的线状地物或面状地物只具有某种属性矢量格式下的线状地物或面状地物只具有某种属性的一个特定值，即以为一个线状地物上或面状地物图斑内的一个特定值，即以为一个线状地物上或面状地物图斑内是属性均值的。是属性均值的。 矢量格式下的空间数据用坐标，表示，矢量格式下的空

12、间数据用坐标，表示，可以是小数。可以是小数。属性数据：它是指对于特定的空间位置或空间地物的属性数据：它是指对于特定的空间位置或空间地物的某种属性的数值或代码，比如降雨量、土壤类型、土某种属性的数值或代码，比如降雨量、土壤类型、土地权属等。地权属等。属性数据的特点：属性数据的特点： 每一属性数据都与一个空间位置或空间地物相联络，每一属性数据都与一个空间位置或空间地物相联络，即对于特定的属性类别，每一空间地物或空间位置都有一属性即对于特定的属性类别，每一空间地物或空间位置都有一属性值，两个不同的空间地物有能够具有一样的属性值。值，两个不同的空间地物有能够具有一样的属性值。每一类别属性数据都有固定的

13、阈值范围。比如土壤值一定在每一类别属性数据都有固定的阈值范围。比如土壤值一定在之间，降雨量一定在之间，降雨量一定在 之间。之间。一幅图件通常只表达一类属性值的分布，比如土壤类型分布图，图中一幅图件通常只表达一类属性值的分布，比如土壤类型分布图，图中每一图斑表示的都是一种土类，当然允许有多种属性值，比如该类土壤的每一图斑表示的都是一种土类，当然允许有多种属性值，比如该类土壤的值，土质情况等。值，土质情况等。属性数据与空间数据依赖有一样的识别码相联络。属性数据与空间数据依赖有一样的识别码相联络。属性数据普通都用关系型数据库存贮。属性数据普通都用关系型数据库存贮。模型模型模型是将空间数据与属性数据按

14、图层方式分门别类地存贮模型是将空间数据与属性数据按图层方式分门别类地存贮并加以一致管理的数据存贮模型。比如，资源环境信息经常运用到的图并加以一致管理的数据存贮模型。比如，资源环境信息经常运用到的图层数据有：土壤类型分布图、年均降雨量分布图、等高线图、行政区划层数据有：土壤类型分布图、年均降雨量分布图、等高线图、行政区划图、水系图等等。这些图件全部数字化，而且：图、水系图等等。这些图件全部数字化，而且：比例尺需求一样；比例尺需求一样；投影方式需求一样；投影方式需求一样；覆盖地域严厉一致。覆盖地域严厉一致。这样以便于做图形叠加分析。这样以便于做图形叠加分析。在实践任务中，对有些图，将纸介图件数据分

15、解还要过在实践任务中，对有些图，将纸介图件数据分解还要过细，将图中点状地物、线状地物、面状地物分别各作为一个细，将图中点状地物、线状地物、面状地物分别各作为一个图层处置。图层处置。、代码与编码、代码与编码定义定义将系统内各种数据、文字符号、文件等以数字符号或将系统内各种数据、文字符号、文件等以数字符号或指定字母符号的组合标识出来，成为计算机系统可以接纳指定字母符号的组合标识出来，成为计算机系统可以接纳的方式，这种标识称作代码。用户制定代码的过程称作编的方式，这种标识称作代码。用户制定代码的过程称作编码。码。代码的特点与编码的原那么代码的特点与编码的原那么独一性，一个代码只能指定一个事物。独一性

16、，一个代码只能指定一个事物。一致性，在系统自始至终一个代码只指固定的一件事物。一致性，在系统自始至终一个代码只指固定的一件事物。通用性，一些代码有国际规范，如码，有些通用性，一些代码有国际规范，如码，有些有行业规范，如土地分类代码，城镇地籍数据文件称号代码，有行业规范，如土地分类代码，城镇地籍数据文件称号代码，在实践任务中，制定本系统特定代码中必需求与这些国标相在实践任务中，制定本系统特定代码中必需求与这些国标相一致。一致。前瞻性，编码码位要留有余量，防止代码包容不下表达前瞻性，编码码位要留有余量，防止代码包容不下表达事物的数目。比如年份要用位，月份用位，日用位。事物的数目。比如年份要用位，月

17、份用位，日用位。代码构造代码构造代码普通分为假设干码段，码段有相对独立性，表示一个代码普通分为假设干码段，码段有相对独立性，表示一个独立的意思，有固定的码位字节数。独立的意思，有固定的码位字节数。比如行政村通常设位代码比如行政村通常设位代码前位表示乡，作为一个码段，后位表示村。码段这样前位表示乡，作为一个码段，后位表示村。码段这样设置表示村与乡的管辖从属关系。对于代码构造需留意：设置表示村与乡的管辖从属关系。对于代码构造需留意：一个代码可以有多个码段，适用时还允许装配或添加，一个代码可以有多个码段，适用时还允许装配或添加，比如在乡前再加县代码段。比如在乡前再加县代码段。在多码段的代码中，代码的

18、独一性是指整个代码的独一在多码段的代码中，代码的独一性是指整个代码的独一性，不排除两个代码的对应码段一样，比如不同乡有能够两性，不排除两个代码的对应码段一样，比如不同乡有能够两个村的码段代码一样。个村的码段代码一样。代码一旦制定，绝对不允许在码段间码位代码一旦制定，绝对不允许在码段间码位“借用，借用，比如将乡码段的一位码位比如将乡码段的一位码位“借给村码段运用。假设这借给村码段运用。假设这样，将发生混乱。代码的设制是一件相当细致谨慎的任务。样，将发生混乱。代码的设制是一件相当细致谨慎的任务。编码过程编码过程数据整理、分类数据整理、分类分析数据类别间关系，有并列关系，有从属关系分析数据类别间关系

19、，有并列关系，有从属关系估计数据数目，决议码位字节数量估计数据数目，决议码位字节数量调查相关行业编码规范调查相关行业编码规范3、航摄投影、航摄投影 投影普通定义投影普通定义 空间任一点空间任一点 A 与一固定点与一固定点 S 的连线包括其延伸线的连线包括其延伸线被某面被某面 P 所截，其交点所截，其交点 a 叫做空间点叫做空间点 A 在截面上的投影。在截面上的投影。留意：留意： 截面截面 P 并不一定是平面并不一定是平面 点位点位 A 与投影点与投影点 a 不用需是在投影面不用需是在投影面 P 的两侧。的两侧。 在特殊情况下，固定点在特殊情况下，固定点 S 也能够在无穷远也能够在无穷远 处，此

20、时处，此时 AS / BS / CSSpc b a ABC 中心投影中心投影 定义定义 投影面是平面的投影叫做中投影面是平面的投影叫做中 心投影心投影 照相机摄影是中心投影的实例。照相机摄影是中心投影的实例。S 是镜头，投影面远离实物一侧是是镜头，投影面远离实物一侧是胶片，影相为负片。胶片，影相为负片。 摄影中心投影中的几个术语定义：摄影中心投影中的几个术语定义： 1固定点固定点 S 称作投影中心称作投影中心2过投影中心垂直于投影面过投影中心垂直于投影面 P 的的 直线称作主光轴直线称作主光轴3主光轴垂直于地面的投影称作垂直中心投影主光轴垂直于地面的投影称作垂直中心投影4投影中心投影中心 S

21、到投影面胶片的间隔称作焦距到投影面胶片的间隔称作焦距 f ，S 到投到投影面的垂足称作像中心点影面的垂足称作像中心点 比例尺比例尺 ab f 1 AB H m=普通图件比例尺为普通图件比例尺为 1 : 50 万万; 1 : 25 万万; 1 : 10 万万; 1 : 5 万万 ,1 : 500 依次比例尺由小变大依次比例尺由小变大 中心投影两个误差来源中心投影两个误差来源 1) 高低地面起伏引起投影误差高低地面起伏引起投影误差a0aSfHAA0投影误差：投影误差：r = 留意；留意；1误差与航高误差与航高 H 成反成反比；在卫星遥感中比；在卫星遥感中 H 达数百公达数百公里，相对于地面相对高差

22、里，相对于地面相对高差h 大大h rH出许多，误差可忽略不计。出许多，误差可忽略不计。2投影误差呈径向分布，间隔像中心点越远，即投影误差呈径向分布，间隔像中心点越远，即 r 越大，那越大，那么误差越大。么误差越大。A 投影面与地面不平行投影面与地面不平行SSP0P 阐明：阐明：1 为辐射角，即在投为辐射角，即在投影面上点位辐射线与主横影面上点位辐射线与主横线的夹角；线的夹角； 为投影面与为投影面与程度面的夹角；程度面的夹角；r为辐射为辐射距；距；f 为焦距。为焦距。2在投影面上坐标设置与地面起伏误差分析的坐标设置有在投影面上坐标设置与地面起伏误差分析的坐标设置有所不同，坐标原点设置在等角点上，

23、即过倾斜投影面上的像所不同，坐标原点设置在等角点上，即过倾斜投影面上的像中心的垂线与过程度投影面像中心的垂线构成的角平分线与中心的垂线与过程度投影面像中心的垂线构成的角平分线与倾斜投影面的交点作倾斜投影面的坐标原点；过原点在倾斜倾斜投影面的交点作倾斜投影面的坐标原点；过原点在倾斜投影面的横向直线垂直于纸面投影面的横向直线垂直于纸面见图设为见图设为 X 坐标轴，坐标轴，纵向设为纵向设为 Y 坐标轴，并以坐标轴，并以 X 轴作为倾斜投影面的旋转轴。轴作为倾斜投影面的旋转轴。一切误差分析都以这样的设置为根底，进展计算的。一切误差分析都以这样的设置为根底，进展计算的。fr/sinsin2xyabcdo

24、oaoboc0d3这样看来，倾斜投影面上这样看来，倾斜投影面上的像中心点与坐标原点并不在的像中心点与坐标原点并不在一个点上，因此这里的辐射距一个点上，因此这里的辐射距r与地面起伏投影误差辐射距与地面起伏投影误差辐射距 r 并不相等，但是不难证明两并不相等，但是不难证明两者相差不大，在倾斜角不超越者相差不大，在倾斜角不超越 3 情况下，由于坐标原点设情况下，由于坐标原点设置引起的误差可以忽略。置引起的误差可以忽略。讨论：讨论：1投影面倾斜角投影面倾斜角普通不大于普通不大于 3 ，sin 是正值，而是正值，而取值取值却从却从 0 到到 360 变化，使辐射距覆盖整个影像，因此使误变化，使辐射距覆盖

25、整个影像，因此使误差差可正可负。详细分析如下：可正可负。详细分析如下： 当当 0 180，那么误差，那么误差 为负值，即向内收缩；为负值，即向内收缩； 当当 180 360，那么误差，那么误差 为正值，即向外扩张；为正值，即向外扩张；2投影面与地面不平行引起的投影误差与镜头焦距成反比，投影面与地面不平行引起的投影误差与镜头焦距成反比，与辐射距平方成正比；与辐射距平方成正比；3此种投影误差与航高无关，因此无论在航空摄影或卫星此种投影误差与航高无关，因此无论在航空摄影或卫星遥感中都必需求加以留意纠正的。遥感中都必需求加以留意纠正的。 正射投影正射投影 定义：将投影中心定义：将投影中心 S 点置于点

26、置于无穷远处的中心投影称作正射无穷远处的中心投影称作正射投影。投影。 实践正射投影的定义：二次实践正射投影的定义：二次投影，首先投影到一个假想投投影，首先投影到一个假想投影面上，比例尺为影面上，比例尺为 1：1 ，然后，然后在做二次中心投影。在做二次中心投影。正射投影讨论：正射投影讨论： 1 正射投影不存在投影误差是一种理想的投影正射投影不存在投影误差是一种理想的投影 2 假设地面平坦，摄相条件理想，即镜头平面平行于程假设地面平坦，摄相条件理想，即镜头平面平行于程度面，那么此时的摄相中心投影即为正射投影。度面，那么此时的摄相中心投影即为正射投影。4、大地投影、大地投影 地球模型地球模型 地球可

27、以模拟为旋转椭球体。其长半轴为地球可以模拟为旋转椭球体。其长半轴为 6,378,140 m ，短，短半轴为半轴为 6,356,755. 3 m 普通丈量中可将地球看作为球体，其半径为普通丈量中可将地球看作为球体，其半径为 6371000 m。 大地投影大地投影 根本思想，将地球看为透明，将光源即根本思想，将地球看为透明，将光源即 S 点置于地球心，点置于地球心，光线投影线穿过地球球面上各个点，投影到地球外假想的光线投影线穿过地球球面上各个点，投影到地球外假想的可展曲面上，如圆锥面、圆柱面或直接就是平面，然后将可展可展曲面上，如圆锥面、圆柱面或直接就是平面，然后将可展曲面展开，并用理想中心投影的

28、方法将其减少，即制成不同比曲面展开，并用理想中心投影的方法将其减少，即制成不同比例尺地图。例尺地图。 大地投影制图的种类大地投影制图的种类 1以投影面划分为：圆锥投影、圆柱投影、方位投影投以投影面划分为：圆锥投影、圆柱投影、方位投影投影面是平面影面是平面 2以投影面与地球的关系划分为：正切，横切，斜切，正以投影面与地球的关系划分为：正切，横切，斜切，正割，横割，斜割等割，横割，斜割等 阐明各国投影制图种类选择取决于该国地理的详细位置阐明各国投影制图种类选择取决于该国地理的详细位置以及幅员大小，外形特点等，以制图投影误差最小为原那么。以及幅员大小，外形特点等，以制图投影误差最小为原那么。 大地投

29、影误差讨论大地投影误差讨论 1误差的类别：误差的类别： 间隔误差，即图上两点间隔与实地两点间隔的差别。间隔误差，即图上两点间隔与实地两点间隔的差别。 方位误差，即图上两点的指向与实地两点指向的差别。方位误差，即图上两点的指向与实地两点指向的差别。 面积误差，即图上图斑量测的面积与实地量测面积的差别。面积误差，即图上图斑量测的面积与实地量测面积的差别。2不同投影下的误差分析不同投影下的误差分析 任何地图总存在两种或三种误差，不存在任何误差的图件任何地图总存在两种或三种误差，不存在任何误差的图件是没有的，是没有的， 地图投影为某种特殊需求，采取复杂的数学变换，往往是地图投影为某种特殊需求，采取复杂

30、的数学变换，往往是以牺牲某种误差增大为代价，而换取减弱甚至消除某一种误差，以牺牲某种误差增大为代价，而换取减弱甚至消除某一种误差，如等积投影，等角投影变换。如等积投影，等角投影变换。 在制图比例尺大于在制图比例尺大于 1：10 万情况下，可以不思索投影方式万情况下，可以不思索投影方式带来的误差差别。带来的误差差别。5中国地图常用的两种投影中国地图常用的两种投影 正割圆锥投影正割圆锥投影 技术特点：覆盖面积大，间隔误差有正有负、方位误差较小，技术特点：覆盖面积大，间隔误差有正有负、方位误差较小，面积误差很小；有两条纬线与投影面相交，两纬线之间间隔面积误差很小；有两条纬线与投影面相交，两纬线之间间

31、隔误差为负，而两纬线之外误差为正。经线为辐射状的直线。误差为负，而两纬线之外误差为正。经线为辐射状的直线。中央经线指向垂直方向，两边经线对称，纬线为高次曲线，中央经线指向垂直方向，两边经线对称，纬线为高次曲线，两条正割纬线上无误差。两条正割纬线上无误差。 我国地形图实施情况我国地形图实施情况 两条割线处于北纬两条割线处于北纬 25 与北纬与北纬 47，综合思索到了我国幅员，综合思索到了我国幅员陆上部分北达北纬陆上部分北达北纬 53漠河，南至漠河，南至18海南岛的宽广地海南岛的宽广地域，这是将各种误差相对较小的优化结果。域，这是将各种误差相对较小的优化结果。比例尺比例尺 适于制造适于制造 1：5

32、0万以上小比例尺制造行政区划图、地形图。万以上小比例尺制造行政区划图、地形图。 横切椭圆柱投影又称高斯横切椭圆柱投影又称高斯克吕格投影克吕格投影xy 技术特点技术特点 1有一条经线与投影面相切，这条线称为中央子午线，有一条经线与投影面相切，这条线称为中央子午线，在这条经线上没有误差在这条经线上没有误差 2投影误差以中央子午线两侧为对称，越远离中央子午投影误差以中央子午线两侧为对称，越远离中央子午线那么误差越大。越远离赤道误差越小。线那么误差越大。越远离赤道误差越小。 3为减少误差，采取按经线分割条带，国际上按中央子为减少误差，采取按经线分割条带，国际上按中央子午线两侧午线两侧1.53带分割，带

33、分割，36带分割分作投影带。带分割分作投影带。 4条带分割后误差最大处在赤道上的条带边缘，对于条带分割后误差最大处在赤道上的条带边缘，对于 6带，长度最大误差达带，长度最大误差达+0.14%，面积变形最大达，面积变形最大达+0.27% 。 实施情况实施情况 1在我国在我国1：50万包含万包含1：50万以下比例尺制造地图用万以下比例尺制造地图用此投影此投影 2比例尺不同，因此对每分割条带又作进一步切割成图件，比例尺不同，因此对每分割条带又作进一步切割成图件，切割按经纬度进展，即每幅图件的图廓线都是经纬线。图件比切割按经纬度进展，即每幅图件的图廓线都是经纬线。图件比例尺不同，每幅图件经差、纬差跨度

34、不同。例尺不同，每幅图件经差、纬差跨度不同。 1：50万图件按经差万图件按经差 3、纬差、纬差 2 分割分割 1：25万图件按经差万图件按经差1.5、纬差、纬差 1 分割分割 1：10万图件按经差万图件按经差30 、纬差、纬差20 分割分割 以此逐层次比例尺扩展，经纬差减少以保证图件实践图以此逐层次比例尺扩展，经纬差减少以保证图件实践图件尺寸大小根本一样。件尺寸大小根本一样。 3实际上，在一个条带中，每幅图件图廓的外形都不同，实际上，在一个条带中，每幅图件图廓的外形都不同，根本上呈梯形，但梯形两侧的边线倾斜角度不同。根本上呈梯形，但梯形两侧的边线倾斜角度不同。6数字地形图数字地形图 坐标系设置

35、坐标系设置 以每个以每个 3 条带的中央子午线为条带的中央子午线为 y 轴，以赤道为轴，以赤道为 x 轴，建立直轴，建立直角坐标。角坐标。 思索到在每条带中，中央子午线西侧的思索到在每条带中，中央子午线西侧的 x 值含有负值，为值含有负值，为防止负值，又将防止负值，又将 y 轴向西平挪动轴向西平挪动500公里，构成通用坐标系。公里，构成通用坐标系。 图廓四角点图廓四角点 每幅规范地形图图廓四角点都标注经度纬度，纵向边线两每幅规范地形图图廓四角点都标注经度纬度，纵向边线两顶点经度一样，横向边线两顶点纬度一样。顶点经度一样，横向边线两顶点纬度一样。 留意：纵向边线两顶点的留意：纵向边线两顶点的 x

36、 坐标并不一样，同样横向边线坐标并不一样，同样横向边线两顶点的两顶点的 y 坐标也并不一样。坐标也并不一样。 经纬度与经纬度与 x、y 坐标系之间的变换坐标系之间的变换 由地理参照系经纬度值由地理参照系经纬度值L，B向向 X、Y 坐标值的变换称坐标值的变换称作正解变换，而反之，由作正解变换，而反之，由X，Y向向L，B变换称作反解变换称作反解变换。变换。 正反解变换都是非常复杂的非线性变换正反解变换都是非常复杂的非线性变换 随投影方式的不同，变换也不一样。随投影方式的不同，变换也不一样。 公里网方里网公里网方里网 在每条带的直角坐标系中，从坐标原点开场，横向与纵向在每条带的直角坐标系中，从坐标原

37、点开场，横向与纵向每一公里画出一条纵线与横线，构成的网格称作公里网，公每一公里画出一条纵线与横线，构成的网格称作公里网，公里网格线的交点坐标都是公里的整数倍。里网格线的交点坐标都是公里的整数倍。 各各 3 带或带或 6 带中的公里网格线互不平行。带中的公里网格线互不平行。 公里网的设置起误差控制造用公里网的设置起误差控制造用 北向北向 每幅地形图的正上方向并不指严厉意义的北向，即并不严每幅地形图的正上方向并不指严厉意义的北向，即并不严厉地指向地轴的北极点，只是与中央子午线平行。厉地指向地轴的北极点，只是与中央子午线平行。7图件的矢量格式表达图件的矢量格式表达 图形三要素图形三要素点点点状地物，

38、在计算机地理信息系统点状地物，在计算机地理信息系统GIS中用中用x , y表示，其标识码表示，其标识码ID码定义其标识管理代号，并附有各种属码定义其标识管理代号，并附有各种属性，如地物种类树、井位、村镇性，如地物种类树、井位、村镇，面积以及其它特征。，面积以及其它特征。 线线线状地物，系统中用坐标链表示线状地物，系统中用坐标链表示 留意：相邻链节点用直线衔接，链节长度不一定相等，留意：相邻链节点用直线衔接，链节长度不一定相等，其长度取决于原曲线的曲率半径。其长度取决于原曲线的曲率半径。 面面面状地物，是一个封锁的区域，在图件上又称作图面状地物，是一个封锁的区域，在图件上又称作图斑。面由一个坐标

39、链或多个坐标链组成其边境。斑。面由一个坐标链或多个坐标链组成其边境。 留意：面包括带有留意：面包括带有“岛的封锁区域。岛的封锁区域。207208205201206213211212232ABCDEFGHI 矢量格式图件的根本概念矢量格式图件的根本概念 坐标链坐标链coordinate chain 有方向的折线，或链接在一有方向的折线，或链接在一同的矢量集合，在计算机中存贮为有一定顺序的同的矢量集合，在计算机中存贮为有一定顺序的X、Y坐标数据坐标数据 结点结点node 三个或三个以上坐标链相交汇的点三个或三个以上坐标链相交汇的点 弧段弧段arc 相邻两结点之间的坐标链。通常一个弧段以相邻两结点之

40、间的坐标链。通常一个弧段以两个结点作为其端点，但岛弧段是由首尾相接的弧段组成，是两个结点作为其端点，但岛弧段是由首尾相接的弧段组成，是一种特殊的弧段，称之为岛弧段。一种特殊的弧段，称之为岛弧段。 多边形多边形Polygon 由弧段组成的封锁区域。多边形又称由弧段组成的封锁区域。多边形又称为图斑，部分图斑内部有岛内边境，这种有岛的多边形称为图斑，部分图斑内部有岛内边境，这种有岛的多边形称为多连通域，无岛多边形称为单连通域。为多连通域，无岛多边形称为单连通域。 拓扑关系拓扑关系Topological relationship 这里指结点、弧段、这里指结点、弧段、多边形之间的空间位置关系。即表达一个

41、结点由哪些弧段在此多边形之间的空间位置关系。即表达一个结点由哪些弧段在此交汇；弧段前进方向的左右多边形是什么；一个多边形由哪些交汇；弧段前进方向的左右多边形是什么；一个多边形由哪些弧段组成，进一步哪几条弧段是外边境，哪几条弧段是内边境。弧段组成，进一步哪几条弧段是外边境，哪几条弧段是内边境。这些拓扑关系用代码表示出来。留意每一个结点、弧段以及多这些拓扑关系用代码表示出来。留意每一个结点、弧段以及多边形都有边形都有ID码。码。 坐标链、多边形的包络矩形坐标链、多边形的包络矩形Range 指坐标链或多指坐标链或多边形的外接矩形，其边形的外接矩形，其4个坐标特征值为：个坐标特征值为： Xmin =

42、MIN (x1,x2,xn)； Xmax = MAX (x1,x2,xn)； Ymin = MIN (y1,y2,yn)； Ymax = MAX (y1,y2,yn)； 矢量格式下的图形复杂性分析矢量格式下的图形复杂性分析 结点关联弧段结点关联弧段 弧段关联图斑，且线状地物本身有宽度，但在中比例尺图弧段关联图斑，且线状地物本身有宽度，但在中比例尺图件上只是一条线，经常因比例尺过小的缘由，这条线的位置件上只是一条线，经常因比例尺过小的缘由，这条线的位置无法阐明该线能否为中轴线，只需在属性数据中加注明线的无法阐明该线能否为中轴线，只需在属性数据中加注明线的左侧宽度，右侧宽度。左侧宽度，右侧宽度。

43、一个结点位置变化或一个弧段位置变化要引起至少两个一个结点位置变化或一个弧段位置变化要引起至少两个甚至三个或更多相关图斑面积的变化甚至三个或更多相关图斑面积的变化. 空间图形数据的复杂性决议着数据存贮格式的慎密严空间图形数据的复杂性决议着数据存贮格式的慎密严谨，也需求相应计算机软件功能的支持。谨，也需求相应计算机软件功能的支持。 矢量格式下空间数据的组织方法矢量格式下空间数据的组织方法 普通来讲，不同软件其空间数据组织方法都不一样，这就是普通来讲，不同软件其空间数据组织方法都不一样，这就是软件间数据不相兼容的缘由。数据组织方法大致可分为两类：软件间数据不相兼容的缘由。数据组织方法大致可分为两类：

44、 具有全拓扑关系的数据组织方法，如具有全拓扑关系的数据组织方法，如 ARC / INFO、MAPGIS 等等 GIS 软件其方法要点是：软件其方法要点是：1 1以弧段为根底数据组织单位，将点坐标组织在弧段内，以弧段为根底数据组织单位，将点坐标组织在弧段内，当然点状地物坐标数据除外；弧段设有代码内码，并有当然点状地物坐标数据除外；弧段设有代码内码，并有查找全部所属点的索引；查找全部所属点的索引；2 2对于每个结点在数据库中要给出在此相交汇的弧段；对于每个结点在数据库中要给出在此相交汇的弧段；3 3对于每个弧段在数据库中要给出其左右图斑对于每个弧段在数据库中要给出其左右图斑 ID ID 代码；代码

45、；4 4每个图斑都有每个图斑都有 ID ID 代码，并要给出其组成弧段的代码，代码，并要给出其组成弧段的代码，在这些弧段中区分内外边境，对于内边境还要进一步给出在这些弧段中区分内外边境，对于内边境还要进一步给出内边境弧段组成独立封锁区域的注示数据。内边境弧段组成独立封锁区域的注示数据。5 5具有严密高效的数据索引方式，其中要利用到包络矩具有严密高效的数据索引方式，其中要利用到包络矩形的数据。数据索引图形编辑的数据一致性。形的数据。数据索引图形编辑的数据一致性。 无全拓扑关系的数据组织方法，如无全拓扑关系的数据组织方法，如 Oracle-spatical、Mapinfo 等软件，方法要点是：等软

46、件，方法要点是：1采用面向对象的方法，分别按点、线、面作为对象组采用面向对象的方法，分别按点、线、面作为对象组织数据；织数据；2由于两个相邻的面有公共边，因此此数据组织方法必由于两个相邻的面有公共边，因此此数据组织方法必需具有强有力的空间分析功能，可以在必要时将对应相邻需具有强有力的空间分析功能，可以在必要时将对应相邻面边境快速查询出来，以保证在图形编辑时数据的一致性。面边境快速查询出来，以保证在图形编辑时数据的一致性。3采用四叉树方法实行分块索引机制。采用四叉树方法实行分块索引机制。 两种数据组织方法优缺陷分析两种数据组织方法优缺陷分析 1全拓扑关系数据组织方法数据构造较复杂，数据检索全拓扑

47、关系数据组织方法数据构造较复杂，数据检索速度快，数据容余小，便于复杂情况下的空间分析；速度快，数据容余小，便于复杂情况下的空间分析； 2无全拓扑关系数据组织方法数据构造较简单，面向对无全拓扑关系数据组织方法数据构造较简单，面向对象的思想贯彻较彻底，使面向对象的高级计算机言语功能发象的思想贯彻较彻底，使面向对象的高级计算机言语功能发扬充分，便于数据管理；扬充分，便于数据管理； 3全拓扑关系数据组织需求数据表格文件多，数据表格全拓扑关系数据组织需求数据表格文件多，数据表格之间关系复杂，影响数据库的稳定性，而无全拓扑关系数据之间关系复杂，影响数据库的稳定性，而无全拓扑关系数据组织方法稳定性较好，错误

48、数据容易恢复；组织方法稳定性较好，错误数据容易恢复； 4全拓扑关系数据组织方法数据构造紧凑，而无拓扑关全拓扑关系数据组织方法数据构造紧凑，而无拓扑关系数据组织方法数据容余量大，每个弧段坐标点数据要反复系数据组织方法数据容余量大，每个弧段坐标点数据要反复存贮两次以上。存贮两次以上。 当前矢量格式下空间数据组织方法开展趋势当前矢量格式下空间数据组织方法开展趋势 1关系型数据表达，这种数据格式便于管理，能与大型关系型数据表达，这种数据格式便于管理，能与大型数据库规范化数据管理言语数据库规范化数据管理言语SQL相兼容，实现空间数据与属相兼容，实现空间数据与属性数据一体化在一个数据库下管理；性数据一体化

49、在一个数据库下管理； 2全拓扑数据表达是为了顺应愈来愈复杂的时间、空间全拓扑数据表达是为了顺应愈来愈复杂的时间、空间分析的实践要求。分析的实践要求。8、图件的网格格式表达、图件的网格格式表达 图件网格格式表达的根本思想图件网格格式表达的根本思想 网格格式下数据组织网格格式下数据组织 每个网格在数据库中都有每个网格在数据库中都有i ，j编号，这个编号既编号，这个编号既表示了空间位置，也可以成为其表示了空间位置，也可以成为其 ID 代码，对应于每一网格代码，对应于每一网格编号，可以有其多种属性值。因此，在网格格式下，没有编号，可以有其多种属性值。因此，在网格格式下，没有任何拓扑关系表达的问题任何拓

50、扑关系表达的问题 ，在数据表达上，格式非常简单。，在数据表达上，格式非常简单。 在网格格式下，图斑边境有两种表达方式：在网格格式下，图斑边境有两种表达方式： 1图斑边境占有网格，赋以特殊的属性，这种表达方式图斑边境占有网格，赋以特殊的属性，这种表达方式通常是在由矢量格式转来成为网格格式情况下采用。通常是在由矢量格式转来成为网格格式情况下采用。 2图斑边境不占有网格，以网格线作为边境限，此时边图斑边境不占有网格，以网格线作为边境限，此时边境限就真正没有宽度了。这种表达方式通常是在系统内部自境限就真正没有宽度了。这种表达方式通常是在系统内部自动生成的图件情况下采用，比如由点状数据自动生成面状数动生

51、成的图件情况下采用，比如由点状数据自动生成面状数据最终生成的图件就采用这种方式。据最终生成的图件就采用这种方式。 网格格式下的数据紧缩网格格式下的数据紧缩 网格格式数据构造简单，可以表达地理图件、遥感图像等网格格式数据构造简单，可以表达地理图件、遥感图像等数据，适用于多种空间分析数据处置的场所，但其根本问题在数据，适用于多种空间分析数据处置的场所，但其根本问题在于数据紧缩。于数据紧缩。 数据紧缩的两种类型数据紧缩的两种类型 1无损数据紧缩，即数据紧缩后还可以完全恢复到紧缩无损数据紧缩，即数据紧缩后还可以完全恢复到紧缩前的原样，信息不受任何损失，这种紧缩通常紧缩比不大。前的原样，信息不受任何损失

52、，这种紧缩通常紧缩比不大。这种类型的数据紧缩运用在地理信息系统中。这种类型的数据紧缩运用在地理信息系统中。2有损数据紧缩，即系统将次要的、无碍大局的信息数据有损数据紧缩，即系统将次要的、无碍大局的信息数据紧缩掉，以求紧缩比提高，这种紧缩方法在实施后无法将紧缩掉，以求紧缩比提高，这种紧缩方法在实施后无法将数据再恢复到原样。有损数据紧缩有多种紧缩方法，通常数据再恢复到原样。有损数据紧缩有多种紧缩方法，通常运用在图像处置、网络图像传输、多媒体图像数据存贮等运用在图像处置、网络图像传输、多媒体图像数据存贮等多种场所中。多种场所中。 无损数据紧缩主要思绪无损数据紧缩主要思绪 1游程码游程码Running

53、 Code分析网格格式数据可以看到，分析网格格式数据可以看到，在同一横行，延续几个相邻的网格能够属性码一样，此时就在同一横行，延续几个相邻的网格能够属性码一样，此时就可以将这几个网格合并表示其属性；可以将这几个网格合并表示其属性； A1，P1A2，P2An，Pn其中其中A1为左起第一个延续一样属性网格的属性编码值，为左起第一个延续一样属性网格的属性编码值， P1为这延续一样属性网格最远到达的位置，以下为这延续一样属性网格最远到达的位置，以下A2 ， A3 An、 P2 ， P3 Pn 意义一样。当然假设某个网格独立具意义一样。当然假设某个网格独立具有某属性，那么有某属性，那么Pi 那么表示该网

54、格的位置。以上所述延续一那么表示该网格的位置。以上所述延续一样属性合并表示一个网格集合称作一个游程，显然网格格式样属性合并表示一个网格集合称作一个游程，显然网格格式图件中每个横行的游程数是随机的，因此在数据表格上可以图件中每个横行的游程数是随机的，因此在数据表格上可以这样设计：这样设计： 游程码数据表游程码数据表游程序号游程序号 属性编码属性编码 游程列号游程列号i 12345678930501201003052478102341010游程索引表游程索引表网格行号网格行号i 逐行游程累计数逐行游程累计数1236591430留意：游程码数据表每一行表示一个游程；留意：游程码数据表每一行表示一个游程； 而游程索引表每一行表示网格图件的一个行。而游程索引表每一行表示网格图件的一个行。 这种两个表格表示一个随机数据个数的方法值得自创。这种两个表格表示一个随机数据个数的方法值得自创。当然也可以用列来设置游程。当然也可以用列来设置游程。无论行游程还是列游程都只是在一维上实现了数据紧缩，而无论行游程还是列游程都只是在一维上实现了数据紧缩，而在另一维并未实现紧缩。在另一维并未实现紧缩。2四叉树数据紧缩四叉树数据紧缩四叉树的根本思想四叉树的根本思想区域二维紧缩区域二维紧缩 MD MD码码.实现四叉树数据紧缩的根底实