地图学ch3教学课件

1、地图学(Cartography),授课教师：段艺芳 聊城大学环境与规划学院,进 入,第一章 导论,第二章 地球体与地图投影,第四章 地图概括,第五章 地图符号化,第六章 地图表示法,第七章 地图编辑,第十章 地图分析,第八章 数字制图,第九章 地图复制,目 录,第三章 地图数据源,第3章 地图数据源,1 地面测量数据 2 多源遥感数据 3 全球定位系统（GPS）数据 4 制图数据与处理 5 地理数据库,进 入,本章基本要求,初步了解获取数据的方法手段 会进行地图数据的预处理 了解数据库的特征和基本模型,1 地面测量数据,一、小区域控制测量 二、碎部测量 三、地面测量的现代方法,1 地面测量数据

2、,测量工作的原则： 从整体到局部、先控制后碎部,1 地面测量数据,一、小区域控制测量平面控制测量,1. 三角测量,2. 角度交会,3. 导线测量,1 地面测量数据,一、小区域控制测量高程控制测量,水准测量 用于建成区、平原的地形测量和工程测量 三角高程测量 用于丘陵和山地,1 地面测量数据,一、小区域控制测量测量仪器,经纬仪 测角仪器 水准仪 测定两测站间的高差,1 地面测量数据,二、碎部测量,展绘坐标点（控制点） 距离测量 除钢尺丈量外，主要应用视距法测定距离 碎部点的选择与施测 碎部点应选择在地物特征点上，即地物边界的转折点、交叉点的位置。 绘图,1 地面测量数据,三、地面测量的现代方法,

3、全站仪测图 集测角、测距和测高于一体的测量装置 数字测图系统 由测量设备采集地图数据输入计算机，以制图软件进行编辑处理，数控绘图或喷绘成图。,2 多源遥感数据,一、遥感的概念 二、航空像片 三、卫星图像,遥感（RSRemote Sensing）,南京遥感卫星影像,2 多源遥感数据,一、遥感的概念,从一定距离对地表或近地表的地物所发射或反射的电磁波 从紫外到微波波段进行探测，以达到识别目标的理论和 方法，称为遥感。,电磁波谱,目前，遥感技术应用的波段主要在紫外至微波波段。,遥感平台：航空器（飞船、飞机）和对地观测卫星,遥感数据获取原理,遥感系统,目标物的电磁波特性,信息获取,信息接收,信息的处理

4、,信息的应用,遥感平台（装载传感器或遥感器）,记录在数字磁介质或胶片上,转换成用户可使用的数据（地面接收站、用户）,遥感获取信息的目的,遥感的信息源,遥感系统,2 多源遥感数据,二、航空像片,不同的航空摄影机拍摄的像片都带有某些标记， 一般的形式如图3-11。,（一）像片的性质 （二）像片判读 （三）像片平面图与正射像片,图像像幅,航空摄影示意图,航空摄影测量,2 多源遥感数据,三、卫星图像,（一）资源卫星和遥感数据 （二）遥感数据处理 （三）图像解译,2 多源遥感数据,（一）资源卫星和遥感数据,1.近年主要的资源遥感卫星 美国 Landsat-7 1999 中巴地球资源卫星 法国 Spot-

5、5卫星 印度 Resourcesat-1卫星 2.主要的遥感资料参数,前言,2 多源遥感数据,（二）遥感数据处理,1.辐射预处理 根据不同的目的，对图像进行订正和增强。 2.图像几何校正 主要方法：高次多项变换,2 多源遥感数据,（三）图像解译,1.解译标志 2.解译步骤 3.影像绘图,太湖叶绿素遥感监测,前言,地表温度分布图与TM可见光波段的合成图，红色区域为地表温度高的地方、绿色为植被，黑色为水体。总体上北京城市热岛效应显著。,热岛监测,前言,林业：清查森林资源、监测森林火灾和病虫害。 农业：作物估产、作物长势及病虫害预报。 水文与海洋：水资源调查、水资源动态研究、冰雪监控、海洋渔业。 国

6、土资源：国土资源调查、规划和政府决策。 气象：天气预报、气候预报、全球气候演变研究。,遥感应用领域,环境监测：水污染、海洋油污染、大气污染、固体垃圾等及其预报。 测绘：航空摄影测量测绘地形图、编制各种类型的专题地图和影像地图。 城市：城市综合调查、规划及发展。 考古：遗址调查、预报。 地理信息系统：基础数据、更新数据。,遥感应用领域,GOES-9_红外云图,GOES-9_红外云图,GOES-9_红外云图,GOES-9_红外云图,GOES-9_红外云图,GOES-9_红外云图,GOES-9_红外云图,GOES-9_红外云图,GOES-9_红外云图,GOES-9_红外云图,GOES-9_红外云图,

7、GOES-9_红外云图,GOES-9_红外云图,GOES-9_红外云图,SPOT 5 号假彩色合成波段图像（5米）,SPOT5全色波段影像（2.5m),美国华盛顿IKONOS影像（1米）,上海外滩快鸟影像（0.6米）,大兴安岭森林火点监测,9.11 被撞的世茂大楼,3 全球定位系统（GPS）数据,一、系统结构,（一）GPS卫星星座 （二）GPS的地面监控系统 （三）GPS信号接收机,3 全球定位系统（GPS）数据,二、提高GPS接收精度的方法,（一）开发差分GPS定位技术 （二）开展网络实时动态（RTK）定位技术,4 制图数据与处理,一、地理资料 （一） 数据类型 （二） 数据变换 二、数据的

8、预处理 （一） 数据分布的量表 （二） 两种现象的相关分析 （三） 回归残差制图,一、地理资料,（一） 数据类型,1. 定性数据和定量数据 2. 自然资源和社会-经济数据 3. 空间数据,一、地理资料,（二） 数据变换,1. 定性数据转换成定量数据（量化的过程） 有序数据转换 二值数据转换 2. 数据本身转换 对数变换、模数变换、指数变换、开平方根、 开立方根等,二、数据的预处理,数据预处理就是对数据进行综合分析，或将数据压缩、增 加、保留主要特征；或对数据的使用进行取舍，以期适用 于符号化和地图作业。,二、数据的预处理,（一） 数据分布的量表,1. 定名量表（nominal scales）

9、2. 顺序量表（ordinal scales） 3. 间距量表（interval scales） 4. 比率量表 （ratio scales）,二、数据的预处理,（一） 数据分布的量表,1. 定名量表（nominal scales）,依据制图对象固有特征进行区分（分类）,只涉及到地理事物的 “质量”概念，而不反 映任何“数量”概念,二、数据的预处理,（一） 数据分布的量表,2. 顺序量表（ordinal scales）,包含了定名分类，但它还能刻画地理事物的等级次序，具有非常模糊的数量概念,可使地图读者感受到大与小、重要与次要等差别，但不能指出差别的具体数量,二、数据的预处理,（一） 数据分布

10、的量表,3. 间距量表（interval scales）,在顺序量表划分的等级次序基础上，描述了各等级之 间相差的具体数值，但它不强调每一级所具有的绝对 数值,为了使用间距量表，必须利用某种标准单位，然后再用该单位来表示不同的量,二、数据的预处理,（一） 数据分布的量表,4. 比率量表（ratio scales）,间距量表的精确化，是一种完全的度量方法，它提供的 定量概念不仅具有计量单位，而且还有绝对起始点。,大多数涉及到长度、面积和 体积的计量单位，都是根据 比率量表确定的。,量表系统,量表系统描述属性要素的精度等级由低到高依次是： 定名量表顺序量表间距量表比率量表,一切事物都可以说是定名量

11、表的， 顺序量表包含了排列概念， 而间距量表则给序列赋予了相对数值， 比率量表则赋予了绝对数值概念。,显然，量表“由高到低”表明对客观世界综合的程度 越来越大，但量表不能“由低到高”使数据精确化,二、数据的预处理,（二） 两种现象的相关分析,同一区域内相互关联现象的分布特征可以通过相关分析 和回归残差分析进行比较，但分析时要求有比较精确的 定量数据。,可从两个方面获得对象的相关状态： 通过数值分布图了解它的相关分布 通过相关分析取得定量数据,二、数据的预处理,（三） 回归残差制图,除了两个变量间关联的数值指标外，回归分析和相关 分析在残差制图中也很重要： 有助于辨别和确定那些不能很好解释回归方

12、程的 局部问题。 可以检验回归方程超出或2界线以外所出现 数据产生的原因。,5 地理数据库,一、数据库的特征 二、数据库基本模型 三、面向对象的数据模型,一、数据库的特征,1.数据集成化 2.数据冗余度小 3.数据独立 4.应用不同的数据模型以表述空间数据的组织 和数据间的联系 5.数据保护,二、数据库基本模型,1.层次模型 2.网络模型 3.关系模型,二、数据库基本模型,将数据组织成 一对多关系的结构。 采用关键字来访问其中每一层次的每一部分。 特别适用于文献 目录、土壤分类、部门机构等分级数据的组织。,举例,第二次全国土地调查土地分类,土地利用总体规划土地用途分类,二、数据库基本模型,网络模型用连接指令或指针来确定数据间的显式 连接关系，是具有多对多类型的数据组织方式 。,以记录组或数据表的形式组织数据，不分层也无指针，是建立空间数据和属性数据之间关系的一