第四章GIS数据输入.ppt

1、第四章、GIS数据输入,4 GIS数据来源 4 2数据规范与标准 4 3空间数据采集 4 4属性数据输入 4 5空间数据质量,4.1GIS数据源,图形数据： 普通地图 专题地图（工程图、规划图、地质图） 遥感数据： 照片 航空与遥感影像等 测量数据: 平板测量 GPS 全站仪 数字资料: 统计数据 实验数据 文字数据： 调查报告 文件,图形数据,普通地图（Reference maps） general-purpose natural and man-made objects eg. topographic maps，atlas maps 专题地图（Thematic maps ） special

2、-purpose presents structural characteristics of some geographic distribution qualitative or quantitative usually consists of:,GIS的数据来源特点,统计数据,地图 存储介质、现势性、投影转换,遥感、航空影象和数据 分辨率、变形规律、纠正、解译特征,地面测量,数字数据 格式、精度,多媒体，辅助 GIS空间分析 和查询,GIS 空间数据,4.2数据规范化与标准化,统一的地理基础 统一的地图投影系统、统一的地理坐标系统以及统一的地理编码系统。 统一分类编码原则 分类编码应遵循

3、科学性、系统性、实用性、统一性、完整性、可扩充性等原则。 数据交换格式标准 数据交换格式标准是规定数据交换时采用的数据记录格式，主要用于不同系统之间数据交换。 标准采集技术规程 我国现已研究和制定了两个技术规程： 图形数据采集技术规程和摄影测量数据采集的技术规程。,4.3空间数据采集,Data capture and input is one of the most tedious, time-consuming, but yet important tasks in GIS The process of data input can take 70% or more of GIS resou

4、rces and time,4.3.1 野外数据采集,1平板仪测量,平板仪测图作业流程,2数字测图技术,3.全球定位系统（ Global Positioning System）,GPS is used to compute positions in 2-D or 3-D from signals from a constellation of satellites (NAVSTAR). It Was fully operational 17 July 1995 卫星资料（Satellite details）: 24 satellites in total6 orbits at 20,200 k

5、m one rotation every 12 hrs,6 satellites visible always an accurate “fix” (XYZ position, velocity, time) obtained from 4 (minimum) satellites simultaneously,GPS组成 (subsystems) -空间系统（Space）: 21 satellites are necessary to provide complete coverage of the earth - 3 satellites are used for spares each

6、satellites transmits time and position -控制系统（Control）: master control at Colorado Springs, 5 monitors and 3 ground antennas located throughout the world -用户系统（User）: receivers, antennas and processors,receivers,antennas,processors,4.3.2数字化仪采集,数字化仪简介 数字化仪由电磁感应板（操作平台）、坐标输入控制器（标示器）和接口装置组成。目前，市场上数字化仪的规格

7、按其可处理的图幅面积来划分，有A0、A1、A3等幅面。典型的用于制图的数字化仪是A0规格，其幅面为1.0m1.5m。较小的数字化设备称为数字化板。,通向计算机接口,叉丝,游标,按扭,电磁感应板,数字化过程（ Digitising process）： 根据GIS软件所提供的数字化仪设备驱动程序和数字化仪的类型，作好数字化仪安装工作，给数字化仪加电，将准备好的数字化原图固定于数字化桌上，输入原图的比例尺，定义用户坐标系（原点和坐标轴），确定地图投影方式，选择数字化方式，确定数字化范围，即用标示器将X、Y最小值的点和X、Y最大值的点数字化。数字化时必须按照不同的专题内容分文件、分图层有顺序地数字化，

8、幅面较大的图件，可分块数字化。,数字化方式 点方式数字化时，只要将标示器十字丝交点对准数字化原图上要数字化的点，按下标示器上相应的按键，记录该点x、y坐标。每记录一次坐标，操作员需要按键一次。点方式主要用于采集单个点和控制曲线形态的特征点（端点、极值点、拐点），如控制点、三角点、水准点、独立地物中心点等，折线的始点、终点、转折点，居民地街区拐角点等。 流方式数字化时，将标示器十字丝交点沿曲线从起点移动到终点，让它以等时间间隔或等距离间隔方式记录曲线上一系列密集的离散点坐标，操作员无需对每个点都按键一次，仅在曲线的始点和终点各按一次相应的按键即可，对于不规则的曲线图形，如河流、等高线、海岸线等，

9、常使用流方式数字化。,4.3.3扫描数字化采集,扫描仪简介（Scanner） 绝大多数扫描仪是按栅格方式扫描后将图像数据交给计算机来处理。扫描仪可分为滚筒式、平板式、CCD直接摄像式三种，其中大幅面的地图以滚筒（卷纸）式用得最多。目前市场上常见的A0幅面的滚筒式单色分灰度扫描仪的分辨率为400800dpi，操作的精度要高。普通的扫描仪大都按灰度分类扫描，高级的可按颜色分类扫描。,原图准备 较高的地图质量，色调分明，线划实在而不膨胀。 清洁，不含外来的污点。 线不是特别细（适宜宽度是0。1毫米或更大）。 在图上精确划定数字化的范围，标出坐标原点。,扫描过程 分辨率确定：扫描仪使用的像素大小为25

10、m，50m，100m。像素大小为50m时，每平方毫米有400个像素，一个60 80厘米的地图可以被编码为大约2亿个像素。 灰度级别确定：扫描地图可产生255个灰度级别，扫描仪必须精确地校正到一个灰度级别。级别太高，较细的线表达的信息就会丢失，级别太低，外来信息就可能包含其内。 二进制编码：设置一个阈值对灰度图像进行二进制编码，灰度级别大于阈值的像素取1，小于阈值的像素取0,矢量化处理,原始地图 GIS数据库 扫 描 栅格文件 自动矢量化 矢量文件 文件转换 栅格编缉 矢量编缉 扫描并自动矢量化的过程,扫描是利用仪器和计算机算法完成大部分工作，避免了因粗心造成的人为错误。 在矢量化时，屏幕上同时

11、有扫描影像和矢量线条，使得矢量化比手扶跟踪数字化更灵活。矢量化可以移动缩放和移动影像地图，而手扶跟踪要求操作者同时注视数字化仪和计算机屏幕，因而容易疲劳。 扫描比手扶跟踪价格上更合算。扫描比手扶跟快510倍。 扫描数据量大，有噪声的干扰。,跟踪数字化和扫描矢量化的比较,4.3.4遥感数据（Remote Sensing),1.卫星遥感,Scanners mounted in aircraft or satellites which record wavelengths from various parts of the EM spectrum Most satellites sense emis

12、sions from different parts of the EM spectrum using spectral bands Different properties/features on the earths surface result in different emissions or reflectances,地理信息系统概论,IKONOS遥感图像(北京天安门),2.航空和低空遥感,机载数字传感器系统,航空平台系统工作原理,3.地面遥感,地面车载遥感数据采集系统,4.4属性数据输入,1.与空间数据同时输入 键码法 根据数字化仪标示器上的键盘,将数字化要素的特征码输入给数字化程

13、序 直接输入法 利用计算机的数字键盘将数字化要素特征码输入给数字化程序 特征码清单法 在数字化仪右上方设置一块菜单区域,每个矩形方格为一种要素的菜单选项,当数字化图形时,先在菜单选项中取点,程序将坐标换算成菜单编号,再编码得到相应特征码,2.利用数据库程序 在GIS中输入属性数据的一个很方便的方式是在个人电脑中使用一个数据库应用程序来输入初始记录，然后将数据库文件输入到GIS中。个人电脑中的数据库程序支持在屏幕上设计和填写表格，允许为每一种类型的对象设坟一个特殊的表格。,3.空间与属性数据的连接,Capture spatial data,Capture non-spatial data,Link spatial & non-spatial data,Manual entry GPS Digitising Scanning Remote sensing,Manual entry Existing database Data sensors Automated entry (bar codes, scanners, etc.),Spatial Database,在数据编辑的基础上,确定空间数据和非