第6章 GIS操作.ppt

1、第六章GIS操作，内容摘要第一节地图投影和坐标系第二节矢量数据模型第三节局部操作第四节相邻操作第五节分区操作第六节距离测量操作，2，地图投影和坐标系，地图要素的位置基于坐标系，空间要素的位置基于地理栅格，用纬度和经度值表示。地图投影是从地理栅格到坐标系的转换。3，GIS的基本原则之一是，一起使用的地图图层必须基于同一坐标系。某些数字地图使用纬度和经度值测量，而其他数字地图使用仅适用于该GIS项目的其他坐标系。如果想一起使用牙齿数字地图，在使用之前必须先处理。4，这里说的处理是指投影和重新投影。投影是将数字地图从纬度和经度值转换到二维坐标。重新投影意味着从一个坐标系转换到另一个坐标系。5，地理栅

2、格，地理栅格是地球曲面空间要素的位置参考系统。地理栅格由子午线和平行线组成，地理栅格类似于平面坐标，地理栅格的原点是本初子午线和赤道的交点。经度值等于坐标系的x值，纬度值等于y值。6，在GIS中，赤道北的纬度值为正，南为负，东半球经度值为正，西半球为负。经度和纬度值可以用DMS(度分秒)或DD(十进制度数)表示。7、2、地图投影、地图投影是从球形地球曲面到平面的变换。转换结果是由平面上的线组成的系统，表示地理栅格。从地球曲面到平面的变换总是有变化，地图投影并不完美。8，标准线表示投影面和参考椭球体的切线。标准线沿平行线方向时称为标准平行线，沿经度方向时称为标准经度线。标准线与参考椭球上的比例尺

3、相同，因此没有投影变形。比例因子是参照椭球比例尺或局部比例尺与主比例尺的比率。比例系数为1表示标准善意比例尺与参考椭球上的比例尺相同。9，标准与中心线的差值：标准线描述投影变形分布的模式，中心线(中央纬线和中央经度)定义地图投影的中心或原点。横轴墨卡托投影是切割投影，通常由中心子午线和两侧的两条标准线定义，标准善意比例系数为1，中央子午线的比例系数小于1。10，11，高斯克卢格投影，欧洲和美国的一些国家称为横轴等距墨卡托投影。美国和其他国家地形图使用的UTM投影也是横轴等距椭圆柱投影系列。UTM投影和高斯克鲁格投影的区别在于横轴等距切割椭圆柱投影(后者是切割)。12，GIS中的地图投影可以直接

4、用作坐标系。中央平行线和中央子午线确定的地图投影的中心成为坐标系的原点，并将坐标系分为四个象限。为了避免负坐标值，GIS用户可以将X坐标移动到横坐标东面，将Y坐标移动到纵坐标北面。13，基于假想原点的x，y坐标通常在数值上很大。要保持按坐标值计算的数据的精度，可以通过从所有坐标读数中减去x转换和y转换值来减少坐标值的阿拉伯数字位数。转换值必须写入元数据。14，3，基准面，椭球体是地球的近似模型。要唯一确定一个地方的地理坐标，必须利用基准面来确定地球和椭球之间的关系。近年来，克拉克椭球体1866，大地椭球体成为在美国地图上绘制的标准椭球体。从全球规模来看，两轴的差距很小，但它影响了大规模地图。N

5、AD27 (1927年北美基准)基于克拉克椭球体1866。15，近年来，卫星控制测量椭球体开始取代大地椭球体。WGS84(地球大地测量系统1984)是由卫星轨道数据确定的椭球体。在地图制作中，WGS84与GRS80(大地测量参考系统1980)椭球体非常相似。NAD83(北美测量基准1983)基于WGS84或GRS80椭球体。，16，在美国，GIS数据提供程序正在将数据的基准从NAD27转换为NAD83。NAD83不仅更精确，而且与全球网络和GPS测量更紧密地连接在一起。基于牙齿两个徐璐不同基准面的数字地图可以正确注册。17、4坐标系、地图投影为小型比例尺地图地图(例如

6、更小的世界或大陆地图绘制)提供工作参考底图。小比例尺地图地图亮显地图投影变形，因此必须选择适当的投影以保持所需的特性。18，平面坐标系通常用于创建大型地图。由于坐标系设计用于精确计算和放置，因此特征的绝对位置和相对于其他特征的位置的精度比在地图投影中保持的特性更重要。为了获得所需的测量精度，一个坐标系通常徐璐分为不同的皮带，每个皮带徐璐基于不同的地图投影。19，1通用横轴墨卡托网格系统，UTM网格系统应用于世界各地，将84N 80S的地球表面分为60个带，每个带复盖6个经度。从180W开始编为1区，按顺序编号。20，60条UTM皮带都是用通用横轴墨卡托投影制作的。中央竞选的比例系数为0.999

7、6，两个标准经办分别位于中央子午线以西和以东180公里处。每个UTM带都有一个虚拟原点，在北半球，UTM坐标从赤道和中央经线西面500000米处的虚拟原点计算得出。在南半球，UTM坐标是从赤道以南10000000米、中央竞选西面500000米的虚拟原点计算的。21，美国的一些州已经发展了适用于本州的坐标系。爱达荷州的中部分为UTM第11和第12台，看起来很不舒服。无法保持UTM坐标系的细节级别，因为必须将数据库转换为相同的频带才能进行空间注册。1994年，爱达荷地理信息咨询委员会采用了全州范围的坐标系。IDTM仍基于通用横轴墨卡托投影法，但其中央竞选通过本州中心(114W)。22、5和ArcV

8、iew中的投影，所有GIS软件包都具有投影和重新投影功能。即使设置方法不同，也可以执行这些功能。这是ArcView。ArcView提供了两种茄子投影方法：Projection和Projection Utility。项目仅限于对地理坐标(纬度和经度值)的投影，以十进制度数表示。23，Projection Utility是基于向导的设备，用于将形文件从地理坐标投影到坐标系，将一个坐标系投影回另一个坐标系，或将一个基准面从一个基准面移动到另一个基准面。Projection Utility可以保存投影或重新投影的形文件，以备将来使用。24、Projection和Projection Utility具有

9、定义投影方法的“预定义”(predefined)或“定制”(custom)选项。预定义系统包含通用坐标系，例如国家平面-1927、国家平面-1983、UTM和国家栅格。每个目录都包含选择列表。列表中的每个投影都预定义了相应的椭球体和参数值。要使用“自定义”选项，必须输入坐标系及其参数值。25，第二节矢量数据模型，1，非拓扑关系的矢量数据20年前，GIS开发人员引入了拓扑关系以将GIS与CAD分离。AutoCAD用于转换数据文件的数据格式之一是DXF。DXF将保留数据保存为单独的图层，并且可以徐璐使用不同的线符号、颜色和文字绘制每个图层。但是，DXF不支持拓扑关系。26，使用非拓扑矢量数据的主要

10、优点是与拓扑数据相比，在电脑屏幕上显示的速度更快。近年来，非拓扑数据格式成为标准格式之一。某些商业GIS软件包(例如ArcView、MapInfo和GeoMedia)使用非拓扑数据格式。27，拓朴适用于资料剪辑和某些类型的空间分析。某些项目不需要拓扑功能，而其他项目需要拓扑。例如，GIS数据生成器发现使用拓扑查找错误并确保善意正确并集和多边形正确闭合是绝对必要的。28、ArcView使用的标准非拓扑数据格式称为形文件。形文件中的几何图形特性存储在两个茄子基本文件中。扩展名为.shp文件存储要素几何图形要素，扩展名为.shx文件保留要素几何图形要素的索引。要完成有关、29、2、高级对象、矢量数据

11、模型的讨论，还必须讨论高级对象(如三角网、区域和动态段)。30，1区域、简单线和面的“区域”(regions)数据模型由区域层和区域组成。区域图层由具有相同特性的区域组成。31，区域数据模型具有两个茄子重要特征。首先，地理层次结构可以重叠或包含相同的范围。例如，表示1917年森林火灾燃烧区域的区域层可能与1930年火灾燃烧的其他区域层重叠。徐璐如果其他区域图层复盖相同的区域，则一个区域图层会在其他区域图层内形成嵌套的层次结构区域结构。32、2、一个区域中可以有分离或分离的组。例如，夏威夷州是包含很多岛屿的地区。牙齿特性也用于区域的空范围。因此，国家林地的个人地块可以用空格隔开。33，在ARC/

12、INFO中，区域图层被视为多边形图层的子类。每个地理子类具有唯一的属性。这样，一系列区域图层可以基于称为复合图层的相同多边形图层。爱达荷州潘汉德国家森林地已经建立了1900年下半年至1960年火灾记录的综合层。每个火灾年份或期间按区域子类别处理。34，区域数据结构由两个茄子基本元素组成：一个用于区域和圆弧段关系，另一个用于区域和多边形关系。通过35，2动态段、动态段模型组合层和线性测量系统(如里程标志系统)形成高级对象。ARC/INFO在模型中使用基本元素，如“段”(sections)、“路径”(routes)和“事件”(events)。线段直接表示直线图层上的圆弧段和圆弧段上的位置。这是因为

13、直线图层上的圆弧段基于真实坐标系的一系列x，y坐标，并使用真实坐标测量。36，路径是表示线性现象(例如高速公路、自行车车道或河流)的线段的集合。在动态段模型中，与路径相关联的属性数据称为事件。公路、事故、车速限制等事件都是用里程标记等线性系统计算的。但是，只要事件具有其位置的测量值，动态段模型就可以将事件与路径系统相关联。路径109(由、37、图2.13中的粗阴影线表示)是名为BIKEPATH#1、2、3和BIKEPATHID1、2和3的三个线段的集合。BIKEPATH#称为机器识别码，是ARC/INFO授与并在内部使用的识别码。BIKEPATHID称为用户标识代码，由用户设置和使用。38、3

14、9、动态段数据模型的弧段、段和路径的层次结构比弧段节点数据模型的优点多。例如，路径和部分可以使用相同的城市距离徐璐有效地表示其他巴士路径。相反，使用圆弧段节点数据模型处理一对多关系可能既麻烦又困难。40，其次，动态段将实际位置与段表中的线性测量相结合。FROMMEASURE和TOMEASURE也称为地理坐标，因为它们基于直线图层。也就是说，它参照实际坐标系。使用牙齿地理坐标参照可以轻松注册数据库的路径系统和其他地理坐标参照图层。41，3，动态段提供了一种更有效的沿高速公路使用段数据(如公路状态)的方法。使用圆弧段节点数据模型时，必须添加和删除节点以存储段数据。42，第三部分运算，部分运算是单元

15、运算。局部运算从单个或多个输入网格创建新网格。新网格中的单元格值从输入和输出的关系函数中计算。43、1、单个网格的本地运算，如果输入单个网格，则本地运算将使用输入网格单元格值的数学函数计算输出网格中每个单元格的值。ArcView为局部操作提供算术、代数、三角形和力函数。，44，例如，将浮点栅格转换为整数栅格是一种简单的局部操作，使用INTEGER功能一个单元地剪切单元值的小数。将百分比坡度栅格转换为公路显示的坡度栅格也是本地操作，具有数学表达式Sloped=57.296 * Arctan(Slope _ P/100)牙齿。45，2，多网格的局部运算，多输入网格可以比单输入网格执行更多的局部运算

16、。除了可以对单个栅格使用数学函数外，还可以导出基于输入栅格中单元格值或其频率的测量，并将它们保存在输出栅格中。汇总统计信息(包括最大值、最小值、范围、总计、平均值、中位数和标准偏差)都是作为数字数据在网格中使用的度量。46、数字或类别数据网格的其他有效度量包括大量、小数和唯一数量的统计数据。“大部分”(majority)输出栅格列出每个单元格的输入栅格最常用的单元格值，“小数”(minority)输出栅格列出输入栅格中最不常用的单元格值，“范畴”(variety)栅格列出徐璐不同的单元格值数。47，ArcView的Combine(组合)本地操作为每个唯一输入值组合赋予唯一的输出值。假设坡度栅格

17、具有三个单元值(020%、20%和40%以上)，而坡向栅格具有四个单元值(北、东、南、西)牙齿。组合运算生成的输出栅格是每个坡度和坡向的组合值。例如，1表示大于40%的坡度，2表示20%，南京史等(图11.3)。使用、48、49、3、ArcView中的局部运算、ArcView中的单元统计或贴图计算器执行局部运算。请求语句为object.request (parameter)。例如，表达式()使用int的请求将浮点栅格grid1转换为整数栅格。表达式(grid1/100)。Atan*57.296)将倾斜网格度量从百分比段公路转换为百分比段。在轴网1/100外部添加的圆括号将轴网

18、1除以100，然后使其与Atan一起工作。50、Map Calculator对话框将算术运算、逻辑运算符、布尔连接器和数学函数等各种请求收集到菜单选项中。ArcView用户可以通过从Map Calculator菜单中选择或直接在表达式框中输入来准备逻辑表达式。51，4，局部运算的应用是网格数据分析的核心，局部运算有多个茄子用途。例如，变化检测研究可以使用Combine(组合)操作生成的唯一组合来跟踪单元值的变化，例如植被复盖度的变化。局部运算对于需要数学计算的GIS项目可能最有用。52，通用土壤流失方程(USLE)(Wischmeier等1978)在方程中采用了6茄子环境因素，AR K L S C P式：A是土壤平均流失量(T)。r是降雨强度。k是土壤侵蚀的可能性。l是坡度长度。s是坡度。c农业因素；p水