第四章GIS数据的获取与处理.ppt

1、思考:,1.地理信息系统由哪几部分构成? 2.地理信息系统的基本功能包括什么?,GIS数据的采集与处理,地理系张玉红,一、数据源种类,1.地图,2.遥感影象数据,3.数字资料,4.文字报告和立法文件,二、数据的规范化和标准化,统一的地理基础 统一分类编码原则 数据交换格式标准 数据采集技术规程 数据标准化所面临的问题,三、数据的采集与输入,空间图形数据的采集与输入 非空间属性数据的输入,(一)空间图形数据的采集,全野外采集 GPS 采集 RS采集 地图数字化 人工输入 交换和转换,（二）空间图形数据的输入,手工键盘输入 跟踪数字化输入 扫描数字化输入 现有数据转换,1. 手工键盘输入 键盘输入

2、就是通过手工在计算机终端上输入数据。实际上就是将图形元素点、线、面实体的地理位置数据（各种坐标系中的坐标）通过键盘输入数据文件或程序中去。实体坐标可以用地图上的坐标网或将其他格网复盖在材料上量取，这是最简单又不用任何特殊设备的图形数据输入法。,2、跟踪数字化输入 （1）数字化仪简介,（2）数字化过程,设备：数字化仪。 软件：数字化坐标记录软件。 步骤： 固定图纸在数字化板上 图幅定向（数字化至少四个控制点） 完成图中点、线、和多边形的数字化，并进行编码。,（3）数字化精度,数字化仪误差 数字化方式 操作人员人为误差 编稿原图误差,3.扫描数字化输入,（1）扫描仪简介,步骤： 扫描图形 拼接图像

3、 二值化 线划跟踪 编码处理,扫描与跟踪比较,手扶跟踪数字化方法速度慢、精度低、作业劳动强度大。扫描仪在快速、经济地处理山区地形图时比手工数字化有效。数字化仪在处理少量信息地图时比扫描仪合算些。栅格扫描仪输入地形图的主要困难是从栅格影像中提取点、线、面信息。 栅格扫描仪数字化存在的问题除数据量大外，更主要的问题是噪声和中间色调象元的处理问题。噪声灰度的范围很广，没有简单有效的方法能加以清除，因此，即使用最先进的扫描仪和高级软件产生的数字也不很完美。,其它的仪器,视频扫描仪 解析测图仪,（4）现有数据转换,基本数字化地图 自然资源数据 地面数字高程 遥感数据 与人口统计相结合的空间、属性、地址数

4、据,（三）属性数据的编码与输入,编码原则： 编码的系统性和科学性，按照一定的科学分类，反映对象的自然系统性和层次性。 编码的一致性，名词、术语的定义严格一致、唯一 编码的标准化和通用性，满足信息共享和交换，要求标准化 编码的简洁性，最小的码长，最大的信息量 编码的可扩展性，为新类留出编码扩充的余地,编码的内容：,登记部分 分类部分 控制部分,编码的方法：,列出全部制图对象清单 制定对象分类、分级原则 拟定分类代码系统 设定代码及格式 建立代码和编码对象对照表。,1.层次分类编码法,是按照分类对象的从属和层次关系为排列顺序的一种代码，它的优点是能明确表示出分类对象的类别，代码结构有严格的隶属关系

5、。,2.多源分类编码法,又称独立分类编码法。是指对于一个特定的分类目标，根据诸多不同的分类依据分别进行编码，各位数字代码之间并没有隶属关系。,编码练习：,对哈尔滨市森林防火系统进行属性编码，要求如下： 代码中应包含：行政区划（各县市），林业区划（各林场），各类防火设施包括：瞭望塔、检查站、防火线、扑火队、航站等。 注意：编码的系统性、科学性、简洁性和可扩展性。,属性数据的输入,非空间属性有时称为特征编码或简单地称为属性，是那些需要在系统中处理的空间实体的特征数据。 属性数据的输入可在程度的适当位置键入，但数据量较大时一般都与空间数据分开输入且分别存贮。 将属性数据首先键入一个顺序文件，经编辑、

6、检查无误后转存数据库的相应文件或表格。,（四）空间数据和非空间属性数据的连接,在数据编辑的基础上,确定空间数据和非空间属性数据连接的关键字,然后将非空间属性输入到文本文件中,空间数据通过手扶跟数字化或扫描矢量化后,再经检查、线和连接点、细化处理、变形纠正过程建立起多边形，最后将唯一的识别符加入到图形实体中，实现空间与非空间的连接，建立起多边形矢量数据库。,四、空间数据的编辑和处理,目的： 1.对输入的数据进行质量检查与纠正。2.对输入的图形数据进行整饰处理。,（一）空间数据编辑,数据编辑又叫数字化编辑，它是指对地图资料数字化后的数据进行编辑加工，其主要目的是在改正数据差错的同时，相应地改正数字

7、化资料的图形。,1.误差或错误的检查,空间数据的不完整或重复,位置不准确,比例尺不准确,数据变形,属性与空间数据连接错误,属性不完整,1.误差或错误的检查,空间数据的不完整或重复,2.图形编辑,结点吻合,结点与线的吻合,删除与增加角点,移动角点,删除与增加弧段,数据清理,更新数据,空 间 数 据 的 变 换,（二）空间数据处理,空间 数据 结构 的 转换,空 间 数 据 的 融 合,空 间 数 据 的 内 插,空 间 数 据 的 变 换,（二）空间数据处理,几何纠正,投影变换,实质：建立两个平面点之间的一一对应关系，主要包括几何纠正和投影变换。,平移 X=X+Tx Y=Y+Ty,几何纠正,缩放

8、 X=XSx Y=YSy,几何纠正,旋转 X=Xcos+Ysin Y=-Xsin+Ycos,几何纠正,如果综合考虑图形的平移、旋转和缩放，则其坐标变换式如下：,几何纠正,仿射变换在不同的方向可以有不同的压缩和扩张，可以将球变为椭球，将正方形变为平行四边形。,仿射变换,仿射变换是GIS数据处理中使用最多的一种几何纠正方法。其主要特征：同时考虑到x和y方向上的变形，因此纠正后的坐标数据在不同方向上的长度比将发生变化。,投影变换,空 间 数 据 的 变 换,（二）空间数据处理,空间 数据 结构 的 转换,空 间 数 据 的 融 合,空 间 数 据 的 内 插,（二）空间数据处理,空间 数据 结构 的

9、 转换,矢量数据与栅格数据之间的转换,空 间 数 据 的 变 换,（二）空间数据处理,空间 数据 结构 的 转换,空 间 数 据 的 融 合,空 间 数 据 的 内 插,（二）空间数据处理,空 间 数 据 的 融 合,遥感数据,DLG,DEM,DRG,不同数据格式的融合,空 间 数 据 的 变 换,（二）空间数据处理,空间 数据 结构 的 转换,空 间 数 据 的 融 合,空 间 数 据 的 内 插,（二）空间数据处理,空 间 数 据 的 内 插,五、空间数据质量及其精度分析,1、空间数据质量 定义：空间数据在表达空间位置、属性和时间特征时所能达到的准确性、一致性、完整性以及三者统一性的程度。,2、几个相关的概念 误差(Error)：数据与真值的差异，衡量数据准确性的指标。 准确度(Accuracy)：数据与真值的接近程度的指标。 精密度(Resolution)：数据的精密程度。 不确定性(Uncertainty)：空间过程和特征不能被准确确定的程度。内容上是一个以真值为中心的范围，范围越大，数据的不确定性越大。,3、空间数据质量评价标准 数据说明 位置精度 属性精度 时间精度 逻辑一致性 数据完整性 表达形式的合理性,4、误差的类型 源误差 数字测量误差（控制