地理信息系統(tǒng)

1、地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)項(xiàng)目項(xiàng)目1.21.2：遙感影像配準(zhǔn)：遙感影像配準(zhǔn)項(xiàng)目項(xiàng)目1 1：地理信息系統(tǒng)概述及：地理信息系統(tǒng)概述及GISGIS項(xiàng)項(xiàng)目工程建立目工程建立工作任務(wù)：工作任務(wù)：空間坐標(biāo)參考系統(tǒng)和地圖投影空間坐標(biāo)參考系統(tǒng)和地圖投影土地利用現(xiàn)狀圖采用的坐標(biāo)投影系土地利用現(xiàn)狀圖采用的坐標(biāo)投影系統(tǒng)統(tǒng)土地利用土地利用1：1萬遙感影像配準(zhǔn)，在學(xué)生掌握地理空間參考坐標(biāo)萬遙感影像配準(zhǔn)，在學(xué)生掌握地理空間參考坐標(biāo)系統(tǒng)的基本理論基礎(chǔ)上，結(jié)合影像圖讓學(xué)生上機(jī)進(jìn)行影像圖的坐標(biāo)配系統(tǒng)的基本理論基礎(chǔ)上，結(jié)合影像圖讓學(xué)生上機(jī)進(jìn)行影像圖的坐標(biāo)配準(zhǔn)。準(zhǔn)。知識目標(biāo)：知識目標(biāo)：掌握地理空間參考系統(tǒng)和地圖投影的常用類型，理解坐

2、標(biāo)系統(tǒng)各個參掌握地理空間參考系統(tǒng)和地圖投影的常用類型，理解坐標(biāo)系統(tǒng)各個參數(shù)含義，了解不同坐標(biāo)系統(tǒng)間轉(zhuǎn)換方法數(shù)含義，了解不同坐標(biāo)系統(tǒng)間轉(zhuǎn)換方法。技能目標(biāo)：技能目標(biāo)：通過土地利用項(xiàng)目中遙感影像的配準(zhǔn)項(xiàng)目使學(xué)生理解坐標(biāo)投影系統(tǒng)的通過土地利用項(xiàng)目中遙感影像的配準(zhǔn)項(xiàng)目使學(xué)生理解坐標(biāo)投影系統(tǒng)的主要參數(shù)含義、掌握利用主要參數(shù)含義、掌握利用GIS軟件進(jìn)行柵格影像配準(zhǔn)的基本操作。軟件進(jìn)行柵格影像配準(zhǔn)的基本操作。 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 地圖的構(gòu)成要素和分類 地圖的坐標(biāo)系統(tǒng) 地圖的投影 利用MapGIS軟件對1：1萬遙感影像進(jìn)行配準(zhǔn)第一節(jié)第一節(jié) 地圖構(gòu)成與分類地圖構(gòu)成與分類 地圖的概念 地圖的構(gòu)成要素 地圖的分類一、

3、地圖的概念 地圖是最常用的地理信息載體和地理語言，它是遵循一定的數(shù)學(xué)法則，將客體（一般指地球，也包括其他星體）上的地理信息，通過科學(xué)的概括，并運(yùn)用符號系統(tǒng)表示在一定載體上的圖形 二、地圖的構(gòu)成要素 1.地理要素地理要素 普通地圖 ：水系、地貌、土壤植被、居民地、交通線、境界線 專題地圖 ：專題要素 、底圖要素 表現(xiàn)形式：點(diǎn)狀要素、線狀要素和面狀要素 2數(shù)學(xué)要素數(shù)學(xué)要素 （1）地圖投影 （2）坐標(biāo)系統(tǒng) （3）比例尺 （4）控制點(diǎn) 3輔助要素輔助要素 圖名、圖例、地圖編號，編制和出版本圖的單位、時間，主要編圖過程及參數(shù) 三、地圖的分類三、地圖的分類 1.按內(nèi)容分類按內(nèi)容分類 地圖可分為普通地圖和專

4、題地圖兩大類。 普通地圖是具有自然和社會經(jīng)濟(jì)等一般特征的地圖，它包含水文，地形，土質(zhì)，植被，居民點(diǎn)，交通線及社會經(jīng)濟(jì)等因素。普通地圖又可分為地理圖和地形圖。 專題圖是在普通地圖基礎(chǔ)上，著重表示一種或幾種自然或社會經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的地圖。專題圖又分自然地圖，如植被圖，地貌圖，土壤圖等；社會經(jīng)濟(jì)地圖，如人口圖，經(jīng)濟(jì)分布圖等；以及工程地圖，如航空圖，軍事圖等 2 2按比例尺分類按比例尺分類 按比例尺的大小分為大、中、小三類： 大比例尺地圖指比例尺大于等于1:10萬的地圖； 中比例尺地圖指比例尺在1:10萬到1:100萬的地圖； 小比例尺地圖指比例尺在小于等于1:100萬的地圖 3. 3.按制圖區(qū)域分類按制圖

5、區(qū)域分類 按制圖區(qū)域范圍大小可分為世界地圖，半球地圖，大陸地圖，海洋地圖，國家地圖，省、市、區(qū)地圖等。 4.4.按地圖的結(jié)構(gòu)分類按地圖的結(jié)構(gòu)分類 按結(jié)構(gòu)分可分為線畫地圖和影象地圖。 5.5.按地圖的用途分類按地圖的用途分類 按用途可分為軍用圖，交通圖，旅游圖，飛行圖，行政區(qū)圖等 第二節(jié)第二節(jié) 地圖坐標(biāo)地圖坐標(biāo) 一、地理坐標(biāo)一、地理坐標(biāo) 地理坐標(biāo)亦稱大地坐標(biāo)，是全球統(tǒng)一坐標(biāo)，它用經(jīng)度和緯度來表示地面上各點(diǎn) 。 根據(jù)國際規(guī)定，通過英國格林威治天文臺的子午線為。繞地球一周，在東為東經(jīng)，西稱西經(jīng)。地面上任一點(diǎn)的法線與赤道平面的交角為該點(diǎn)的緯度 二、平面直角坐標(biāo)二、平面直角坐標(biāo) 用平面上的長度表示地面點(diǎn)

6、位置的直角坐標(biāo)稱平面直角坐標(biāo) 。 我國的地形圖采用高斯克呂格投影坐標(biāo)系，每個投影帶的中央經(jīng)線為縱軸(稱X軸)，赤道為橫軸(稱y軸)，將兩軸的交點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)，構(gòu)成每個投影帶的平面直角坐標(biāo)系，稱為高斯克呂格坐標(biāo)。 第三節(jié)第三節(jié) 地圖投影地圖投影 一、投影的概念 在數(shù)學(xué)中，投影是指建立兩個點(diǎn)集之間一一對應(yīng)的映射關(guān)系。 地圖投影實(shí)質(zhì)上是研究如何建立地球表面上的點(diǎn)與投影平面上的點(diǎn)之間的數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系，見（2-1式） ),(1fx ),(2fy 二、地圖投影的分類二、地圖投影的分類 1地圖投影變形性質(zhì)的分類 （1）等角投影 （2）等積投影 （3）任意投影 2按地圖投影的構(gòu)成方法分類 （1）方位投影 （2）

7、圓柱投影 （3）圓錐投影 正 軸斜 軸 斜 軸圓錐投影圓柱投影方位投影二、數(shù)字地圖的投影變換二、數(shù)字地圖的投影變換 1.正解變換正解變換 式中(x,y)為地圖資料投影平面上需要變換的直角坐標(biāo)；X，Y是新編地圖投影平面上的直角坐標(biāo)；f為兩投影轉(zhuǎn)換的函數(shù)。 ),(1yxfX ),(2yxfY 2.反解變換反解變換 條件：已知變換前后的兩種投影和地理坐標(biāo)的關(guān)系，但這兩種坐標(biāo)直接轉(zhuǎn)換的公式未知。),(1fx ),(2fy ),(1X),(2Y),(yx),(yx3.多項(xiàng)式轉(zhuǎn)換多項(xiàng)式轉(zhuǎn)換 條件：前后兩個投影不能直接轉(zhuǎn)換，也不知和地理坐標(biāo)的關(guān)系，可用同一點(diǎn)相對應(yīng)的方法，利用多項(xiàng)式待定系數(shù)法求解。.3032

8、1222133020211012201000yaxyayxaxayaxyayaxaxaaX.30321222133020211012201000ybxybyxbxbybxybybxbxbbY三、高斯三、高斯-克呂格投影克呂格投影 從世界范圍看，各國大中比例尺地形圖所使用的投影很不統(tǒng)一，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)有十幾中之多，但最常用的是高斯克呂格投影 高斯一克呂格投影是等角橫切圓柱投影，中央經(jīng)線投影為直線，其長度等于球面實(shí)際長度，沒有變形，其余經(jīng)線為向極點(diǎn)收斂的弧線，距中央線越遠(yuǎn)，變形越大。為使邊緣變形不致過大，采用分帶投影的方法。以60投影帶為例，赤道上邊緣部分的最大長度變形不大于0.14，面積最大變形不

9、大于0.27其經(jīng)線和緯線的投影均為曲線 。 其中投影帶內(nèi)的平面直角坐標(biāo)系，以中央經(jīng)線的投影作為X軸，赤道投影作為y軸，兩軸交點(diǎn)O為原點(diǎn)。X值在北半球?yàn)檎习肭驗(yàn)樨?fù)，y值在中央經(jīng)線以東為正，以西為負(fù)。為避免y值出現(xiàn)負(fù)值，還規(guī)定各投影帶的坐標(biāo)縱軸均向西移500km，中央經(jīng)線上原橫軸坐標(biāo)由0變?yōu)?00km，整個投影帶內(nèi)就不會有負(fù)值了。 大于1:10萬地形圖上繪有高斯克呂格投影平面直角坐標(biāo)網(wǎng)，其方格為正方形，以公里為單位，故又稱公里網(wǎng)。公里網(wǎng)在圖上的間隔，隨地圖比例尺大小而不同，表21為幾種比例尺地形圖的公里網(wǎng)間隔。地圖比例尺 公里格網(wǎng)間隔(cm) 相應(yīng)實(shí)地距離（km）1:1萬1:2.5萬1:5萬1

10、:10萬104221112 上述比例尺公里網(wǎng)的直角坐標(biāo)注在內(nèi)外圖廊之間，其中第一條公里線的坐標(biāo)值注出全數(shù)，其他地方注出最后兩位數(shù)。如圖22中，3269指該坐標(biāo)線上所有點(diǎn)離赤道3269公里；18210為橫坐標(biāo)，表示其為第18投影帶，離移軸縱線為210公里，即中央經(jīng)線以西290(500210)公里坐標(biāo)。 32 69 70 71 29182003010111213 182第四節(jié)第四節(jié) 利用利用MapGIS軟件進(jìn)行遙軟件進(jìn)行遙感影像數(shù)據(jù)導(dǎo)入和配準(zhǔn)感影像數(shù)據(jù)導(dǎo)入和配準(zhǔn)1、文件格式轉(zhuǎn)換2、標(biāo)準(zhǔn)分幅的影像校正3、影像的矢量文件校正4、圖像鑲嵌文件轉(zhuǎn)換 單擊“文件”菜單下的“數(shù)據(jù)輸入”或“數(shù)據(jù)輸出”，系統(tǒng)彈出

11、“數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換”對話框：文件轉(zhuǎn)換 第一步：選擇“數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類型”，這里選擇“TIFF文件”，如右圖； 第二步：單擊“添加文件”，在彈出的對話框中選擇要轉(zhuǎn)換的文件，單擊“打開”按鈕，裝入代轉(zhuǎn)換的柵格文件；文件轉(zhuǎn)換 第三步：單擊“轉(zhuǎn)換”按鈕，系統(tǒng)提示保存結(jié)果文件，并彈出“操作成功完成”或“失敗”對話框；標(biāo)準(zhǔn)分幅的影像校正 單擊“文件”菜單下的“打開影像”命令，打開待校正的標(biāo)準(zhǔn)分幅的柵格影像； 標(biāo)準(zhǔn)分幅的影像校正 第一步： 單擊“鑲嵌融合/DRG生產(chǎn)”菜單下的“圖幅生成控制點(diǎn)”命令，系統(tǒng)彈出“圖幅生成控制點(diǎn)”對話框；標(biāo)準(zhǔn)分幅的影像校正 、單擊“輸入圖幅信息”按鈕，彈出如圖所示的對話框，輸入圖幅號，單擊“確

12、定”； 、依次確定四個內(nèi)圖廓點(diǎn)：單擊“左上角”單選按鈕，然后單擊標(biāo)準(zhǔn)圖幅中相應(yīng)的內(nèi)圖廓交叉點(diǎn)，余者依次類推； 、單擊“生成GCP”按鈕；標(biāo)準(zhǔn)分幅的影像校正 第二步：單擊“鑲嵌融合/DRG生產(chǎn)”菜單下的“順序修改控制點(diǎn)”命令，依次調(diào)整每個控制點(diǎn)的位置，并按“空格鍵”確認(rèn)修改；標(biāo)準(zhǔn)分幅的影像校正 第三步：單擊“鑲嵌融合/DRG生產(chǎn)”菜單下的“逐格網(wǎng)校正”命令，保存校正后的結(jié)果文件，單擊“確定”按鈕即可；影像的矢量文件校正 單擊“文件”菜單下的“打開影像”命令，打開待校正的標(biāo)準(zhǔn)影像；影像的矢量文件校正 第一步：單擊“鑲嵌融合”菜單下“打開參照文件/參照線文件”命令；影像的矢量文件校正 第二步：單擊“鑲嵌融合”菜單下“刪除所有控制點(diǎn)”命令； 第三步：單擊