數(shù)字地圖培訓(xùn)

1、數(shù)字地圖教程：地理數(shù)據(jù)種類與數(shù)據(jù)源空間參照系統(tǒng)和地圖投影數(shù)字地圖的技術(shù)指標(biāo)數(shù)字地圖的生產(chǎn)流程簡(jiǎn)介答疑和討論地圖地圖是依據(jù)一定的數(shù)學(xué)法則經(jīng)過制圖綜合，運(yùn)用地圖符號(hào)和注記，將地球表面縮繪于平面上的圖件，它能反映地面各種自然和社會(huì)環(huán)境的空間分布、聯(lián)系、變化和發(fā)展。地圖的基本要素：經(jīng)過制圖綜合運(yùn)用地圖符號(hào)注記地圖的分類 按比例尺分：大比例尺地圖 =1:10萬 中比例尺地圖 1:10萬 - 1:100萬 小比例尺地圖 =1:100萬 按地圖的性質(zhì)和內(nèi)容分：普通地圖、專題地圖 按制圖區(qū)域分：全球圖、半球圖、全國圖. 按用途分：軍用圖、交通圖、規(guī)劃圖.數(shù)字地圖數(shù)字地圖是以數(shù)字形式記錄和存貯的地圖。數(shù)字地圖便

2、于存貯、傳輸和更新，可以在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示或經(jīng)處理輸出為為紙質(zhì)地圖。數(shù)字地圖有多種數(shù)據(jù)表示法、文件存貯格式，所表達(dá)的空間信息的內(nèi)容也多種多樣。數(shù)字地圖按幾何信息表示方式可以分為：柵格地圖和矢量地圖。柵格Raster地圖：由空間像元陣列表示空間目標(biāo)，像元的空間位置由其在陣列中的行列號(hào)索引。柵格地圖的基本單位是像元Pixel。由于地圖內(nèi)容的不同，表達(dá)一個(gè)像元所需要的大小也有所不同，常用的有1bit、4bits、1byte、2bytes。柵格地圖概念Raster柵格地圖的主要屬性柵格數(shù)據(jù)的范圍和類型數(shù)確定該圖層的顯示和處理方式。按數(shù)據(jù)值范圍柵格數(shù)據(jù)通常為分類為： 專題圖Thematic,又稱分類圖,

3、文件數(shù)值是一個(gè)簡(jiǎn)單的類型，每個(gè)類型值采用序數(shù)表示。例如：1針葉林、2闊葉林、3灌木林. 連續(xù)圖Continuous，文件數(shù)值是一個(gè)數(shù)值范圍，間隔數(shù)字都有實(shí)際的含義。例如：降雨量30mm-100mm對(duì)連續(xù)圖進(jìn)行圖像分類處理可以生成分類圖，例如：一個(gè)柵格的高程數(shù)據(jù)其值范圍從-51.257到553.401, 可以被處理為二值化為陸地1（高程正值）和水面0（高程負(fù)值）。進(jìn)行內(nèi)插值計(jì)算時(shí)，專題圖只能使用鄰近點(diǎn)，連續(xù)圖可以使用鄰近點(diǎn)也可以使用平均值。專題圖與連續(xù)圖矢量Vector地圖：通過記錄坐標(biāo)(x,y)的方式來描述空間目標(biāo)。矢量地圖的基本單位是要素Feature。最基本的要素包括：Point、Line

4、、Polygon。矢量地圖概念Points要素集Lines要素集Polygons要素集柵格與矢量表示方式的差異柵格地圖的矢量化分類圖經(jīng)過邊界提取，拓?fù)潢P(guān)系生成，冗余點(diǎn)去除和曲線圓滑等計(jì)算處理進(jìn)行矢量化。連續(xù)圖通常需要進(jìn)行圖像分類處理生成分類圖。提取矢量要素矢量轉(zhuǎn)換為柵格矢量數(shù)據(jù)格式向柵格數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換又稱為多邊形填充，就是在矢量表示的邊界內(nèi)部的所有柵格上賦予相應(yīng)的編號(hào)，從而形成柵格數(shù)據(jù)陣列。矢量與柵格轉(zhuǎn)換的精度損失空間數(shù)據(jù)的柵格和矢量表示方法是截然不同兩種方法 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)需要大量的空間才能達(dá)到與矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相同的空間分辨率； 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有利于多邊形的疊置、空間均值處理和空間分析； 矢量數(shù)據(jù)

5、結(jié)構(gòu)有利于網(wǎng)絡(luò)分析； 矢量數(shù)據(jù)輸出的地圖比較精確和美觀。柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都有一定的優(yōu)點(diǎn)和局限性，二者同時(shí)存在，不能相互代替柵格與矢量的比較文件格式典型數(shù)據(jù)位壓縮情況文件命名規(guī)則TIFF掃描、圖形、單波段、多波段1-8、16、24、32壓縮或不壓縮.tifJFIF單波段、多波段24壓縮.jpgERDAS Imagine單波段和多波段1、2、4、8、16、32不壓縮.imgBand Interleaved by Line分類和連續(xù)圖、多波段1、4、8、16、32不壓縮.bilBand Interleaved by Pixel分類和連續(xù)圖、多波段1、4、8、16、32不壓縮.bipBand

6、 Sequential分類和連續(xù)圖、多波段1、4、8、16、32不壓縮.bsqArcInfo Binary Grid Format分類和連續(xù)圖32壓縮或不壓縮常用的柵格文件格式A1A2A3B1B2B3C1C2C3a1a2a3b1b2b3c1c2c3多波段圖像的數(shù)據(jù)排列方式包括BSQ、BIL、BIP三種BIL方式，對(duì)每一行中代表一個(gè)波段的光譜值進(jìn)行排列，然后按波段順序排列該行，最后對(duì)各行進(jìn)行重復(fù)。(像元號(hào)順序)，波段順序)，行號(hào)順序)沒有文件頭格式,非壓縮,是一種最簡(jiǎn)單的文件格式。123123123A1，A2，A3，a1，a2，a3，1，2，3，B1，B2，B3，b1，b2，b3，1，2，3，C

7、1，C2，C3，c1，c2，c3，1，2，3BIL格式常用的矢量文件格式AutoCAD DXF.dxfESRI interchange file.e00Shapefile.shp/.shx/.dbfMapInfo TAB.tabMapInfo MIF/MID.mif/.midSimple ASCII FormatPoint/Line/Polygon Coverage Geodatabase各種數(shù)據(jù)庫絕大部分矢量數(shù)據(jù)用二進(jìn)制格式保存，從計(jì)算機(jī)處理角度，ASCII將數(shù)據(jù)保存為字符串，更占用空間、讀寫均不方便。絕大部分GIS軟件不支持ASCII格式的圖像文件直接打開。ASCII格式通常用作文件格式轉(zhuǎn)

8、換的中間文件，例如E00。示例： 2 Expressway 7 18312535.6112858 3327379.32137622 18312758.4947625 3327380.51434976 18312937.1424259 3327353.61697054 18313123.7453146 3327344.76568145 18313304.5285307 3327343.35859022 18313446.7329444 3327403.38206153 18313576.57647 3327475.17834578 3 Expressway 5 18312535.6112858

9、3327379.32137622 18312772.4088341 3327310.30339217 18312925.0258958 3327219.93791054 18313076.8106693 3327191.11363123 18313192.9763893 3327187.68276342ASCII格式移動(dòng)通信常用數(shù)據(jù)模型 數(shù)字高程模型 DEM 地面覆蓋模型 DOM 線狀地物模型 LDM 建筑物空間分布模型 BDMDEM層、DOM層、LDM層是移動(dòng)通信場(chǎng)強(qiáng)預(yù)測(cè)用數(shù)字地圖所必須的數(shù)據(jù)，BDM層一般只用于微蜂窩的預(yù)測(cè)。習(xí)慣上，我們將上述數(shù)據(jù)模型統(tǒng)稱為移動(dòng)通信用三維數(shù)字地圖。相對(duì)應(yīng)的二

10、維數(shù)字地圖，主要用于信息管理，將場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試得到的場(chǎng)強(qiáng)值、C/I值、切換電平等標(biāo)注在地圖上，供參考分析使用。3D Surface地表面形狀最常用的表示方法有：- 網(wǎng)格點(diǎn)表示法Grid- 隨機(jī)點(diǎn)表示法TINs用TINs表示三維數(shù)據(jù) TINs是一種三角形不規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)Triangulated Irregular Network TINs由一組不規(guī)則排列的高程點(diǎn)連接成的三角形構(gòu)成表面 TINS由矢量數(shù)據(jù)生成 -Mass points -Breaklines -PolygonsBreakline要素表達(dá)一些自然形成的或者人工的地理要素。 Hard Breaklines，表達(dá)一個(gè)不坡度不連續(xù)的表面，Hard

11、Breaklines的z-value將包括在TINs中。例如，河流或公路。 Soft Breaklines，對(duì)坡度計(jì)算不產(chǎn)生影響。例如，行政區(qū)域邊界線。用Grid表示三維數(shù)據(jù) 通過采樣或內(nèi)插值獲取一個(gè)規(guī)則的網(wǎng)格表面的高程 每個(gè)像元表示該區(qū)域的高程平均值等間隔表示的、離散的地面高程數(shù)據(jù)不規(guī)則三角網(wǎng)和正方形網(wǎng)格的比較TIN最主要的優(yōu)點(diǎn)是可變的分辨率，當(dāng)表面粗糙或變化劇烈時(shí)包含大量的數(shù)據(jù)點(diǎn)，當(dāng)表面相對(duì)單一時(shí)，只需要最少的數(shù)據(jù)點(diǎn)。 從等高線數(shù)據(jù)中選取重要點(diǎn)構(gòu)成TIN并生成Grid。在二者數(shù)據(jù)量相同的情況下，TIN具有更小的中誤差； 通過與正射影像的比較，基于TIN的圖像比根據(jù)DEM產(chǎn)生的地形暈渲圖吻合

12、得更好； 當(dāng)用于建立DEM表面的采樣數(shù)據(jù)點(diǎn)減少時(shí)，Grid的質(zhì)量明顯降低得快。而隨著采樣點(diǎn)的增加，兩者之間的差別越來越不明顯; TIN數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與操作復(fù)雜，Grid結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于分析和計(jì)算處理.DEM作為地形表面的一種數(shù)字表達(dá)形式有以下顯著特點(diǎn)：便于存儲(chǔ)、更新和計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理，特別適合于各種定量分析和三維建模。DEM的應(yīng)用HillshadeAspectSlope（DEM應(yīng)用示例）地面覆蓋模型DOM描述地面地物覆蓋情況，采用柵格結(jié)構(gòu)表示。DOM是典型的專題圖，將地貌clutter歸納為若干種不同類型，通過類型賦值表現(xiàn)某個(gè)區(qū)域內(nèi)地貌的總體情況。線狀地物模型LDM采用矢量Lines要素表示出線狀地物平

13、面位置。建筑群空間分布模型BDM描述建筑物平面位置和高度數(shù)據(jù)，可以采用柵格或矢量數(shù)據(jù)表示。移動(dòng)技術(shù)規(guī)范中指定的數(shù)據(jù)格式 柵格數(shù)據(jù)格式DEM和DOM采用BIL格式 矢量數(shù)據(jù)格式LDM采用ASCII格式，按弧段記錄線狀地物平面坐標(biāo)IDx1 y1x2 y2 BDM采用柵格或矢量數(shù)據(jù)格式 投影參數(shù)文件文本文件投影方式橢球體參數(shù)投影分帶號(hào)中央子午線航空攝影像片地形圖衛(wèi)星遙感影像輔助資料地圖數(shù)據(jù)源理解圖像文件柵格圖像文件可以分為： 單色，黑白影像對(duì)每個(gè)像素點(diǎn)使用1位，前景值通常是1，背景值通常是0； 灰度，單波段影像每個(gè)像素用4-8位來存儲(chǔ)，像素值為灰度陰影，通常有256個(gè)灰度； 假彩色，單波段影像并且有

14、一個(gè)色彩映射表，包含了索引值和RGB的值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，色彩最大為256色；多波段合成真彩，每個(gè)波段通常都用8位來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，可以將三個(gè)波段合成為RGB彩色影像。它能顯示224種不同的顏色；多光譜單波段影像單波段全色影像多光譜與全色影像融合多光譜合成常用的衛(wèi)星遙感影像衛(wèi)星影像的畸變 輻射量失真由遙感器的靈敏度特征引起的畸變大陽高度及地形等引起的畸變由大氣引起的畸變 幾何畸變圖像投影面選取和投影法引起的畸變由遙感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)及搭載平臺(tái)引起的畸變由地球自轉(zhuǎn)引起的畸變美國LandSat-5衛(wèi)星搭載的主題成像傳感器，采用掃描鏡進(jìn)行機(jī)械掃描的方式，IFOV除6波段熱紅外為120m,，其它波段為30m，地面觀測(cè)寬

15、度為185km。波段波長m用 途B1藍(lán)色0.45-0.52對(duì)水體是穿透力強(qiáng)的波段。用于海岸帶、湖濱帶水體制圖，對(duì)葉綠素、葉紅素的濃度敏感，用于區(qū)別針葉林、闊葉林，區(qū)分土壤與植被。B2綠色0.52-0.60對(duì)葉綠素敏感，是健康植物的反射峰，用以估計(jì)作物長勢(shì)，也可用于研究水質(zhì)、水深。B3紅色0.63-0.69是葉綠素的吸收帶，用于圈定植物區(qū)、覆蓋率，區(qū)別植物種類，還可以研究人工建筑。B4近紅外0.76-0.90水體強(qiáng)烈吸收，可以用于圈定水體邊界，對(duì)植物密度和生物量進(jìn)行測(cè)量。B5短波紅外1.55-1.75對(duì)植物和土壤中含水量反應(yīng)敏感，并可以區(qū)分云和雪。B6熱紅外10.4-12.5是熱紅外波段，可用于

16、熱異常、熱分布，研究植被熱影響分析、土壤水分狀況及識(shí)別其他水熱條件圖。B7短波紅外2.08-2.35用于識(shí)別土壤、巖石、人工建筑及水熱條件制圖等。TM影像TM影像示例法國SPOT-4衛(wèi)星搭載的兩臺(tái)高分辯率可見光遙感器HRV，采用CCD的電子式掃描。它具有多光譜XS和全色PA兩種模式，分辨率全色波段為10m、多光譜20m。其瞄準(zhǔn)鏡角度要在左右27范圍內(nèi)改變，通過用不同觀測(cè)角觀測(cè)同一地區(qū)，可以得到立體視覺效果，能進(jìn)行高精度的高程測(cè)量。HRV在垂直觀測(cè)時(shí)為60km，在傾斜觀測(cè)時(shí)，寬度最大達(dá)81km。SPOT影像波段波長mIFOVXS10.50-0.59 綠色20mXS20.61-0.68 紅色20m

17、XS30.78-0.89 近紅外20mPA0.51-0.7310mSPOT影像示例資源2號(hào)影像示例航攝像片用航空攝影測(cè)制地圖,通常采用區(qū)域航空攝影，航線方向按東西方向飛行進(jìn)行垂直航空攝影，獲取傾斜角小于3的水平像片。為了量測(cè)和立體觀察的需要，在一條航線上相鄰兩張像片應(yīng)在一定的重疊影像（航向重疊），要求有55%-65%的重疊度。相鄰航線之間的影像也要求一定的重疊，叫旁向重疊，要求有30%左右。航空像片為中心投影。AOAaao地面起伏引起像點(diǎn)位移aoaAO傾斜引起像點(diǎn)位移航攝像片的畸變航攝像片示例地形圖地形圖通過實(shí)地施測(cè)，在圖紙上既表示出各種地物，又用等高線表示出地貌。我國國家基本地形圖包括1:1

18、萬、1:2.5萬、1：5萬、1:10萬、1:25萬、1:50萬、1:100萬等7種比例尺。人們用肉眼能分辨的圖上最小距離為0.1mm,因此一般在圖上量度或者實(shí)地測(cè)圖描繪時(shí)，就只能達(dá)到圖上0.1mm的正確性。相當(dāng)于圖上0.1mm的實(shí)地水平距離稱為比例尺精度。顯然，比例尺越大，其比例尺精度也越高。各種比例尺地形圖以國際規(guī)定的1:100萬地形圖為基礎(chǔ)采用經(jīng)緯度分幅。1:25萬地形圖示例各種更新周期短，能及時(shí)反映地理環(huán)境變化的專題資料，如：政區(qū)圖、交通圖、旅游圖等，都可以用于地圖生產(chǎn)的輔助調(diào)查和衛(wèi)星影像判讀。在生產(chǎn)高精度數(shù)字地圖，還需要采用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)提高精準(zhǔn)度。其它輔助資料幾何校正與地理參考幾何校正是指

19、從具有幾何畸變的圖像中消除畸變的過程。也可以說是定量地確定圖像上的像元坐標(biāo)與目標(biāo)物的地圖坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。地理參考是將地圖坐標(biāo)系統(tǒng)賦予圖像數(shù)據(jù)的過程。幾何校正都遵從于一定的地圖坐標(biāo)系統(tǒng)，因而幾何校正包含了地址參考。常用的幾種幾何校正模型: Affine圖像仿射變換 Polynomial 多項(xiàng)式變換 Rubber Sheeting 非線性,非均勻變換具有地理參考的圖像文件地理數(shù)據(jù)種類與數(shù)據(jù)源空間參照系統(tǒng)與地圖投影數(shù)字地圖的技術(shù)指標(biāo)數(shù)字地圖的生產(chǎn)流程簡(jiǎn)介答疑和討論教程：地球的自然表面是一個(gè)極不規(guī)則和復(fù)雜的曲面。人們?cè)O(shè)想靜止的平均海平面延伸到大陸內(nèi)部，使它成為一個(gè)處處與重力方向成正交的連續(xù)閉合曲面。這

20、個(gè)曲面稱為大地水準(zhǔn)面。選用一個(gè)同大地相近的，與局部地區(qū)的大地水準(zhǔn)面符合得最好的旋轉(zhuǎn)橢球來代替，稱為參考橢球。地球的形狀參考橢球體Spheriod就整個(gè)地球而言，它的形狀接近一個(gè)扁率很小的橢圓，繞其短軸旋轉(zhuǎn)而形成的橢球體。 把地球當(dāng)作半徑為6371公里的圓球Sphere計(jì)算簡(jiǎn)單，用于小比例地圖(=1:1,000,000)橢球體的大小，通常用兩個(gè)半徑：長半徑a和短半徑b,或由長半徑a和扁率來決定。 扁率計(jì)算公式：=(a-b)/a第一偏心率平方e2計(jì)算公式：1-(b/a)2我國在1953年以前使用Hayford地球橢球體,1950-1980年采用Krasovsky橢球體，從1980年起，采用國際大地

21、測(cè)量學(xué)與地球物理學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUGG）1975年第16屆大會(huì)推薦的GRS(1975)橢球體。項(xiàng)目WGS-84KrasovskyIUGG年代198419401975長半軸a6378137m6378245m6378140m短半軸b6356752.31m6356863.0188m6356755m第一偏心率平方E20.0130.0066934270.006694385扁率1/298.2572235631/298.31/298.257 常用的橢球參數(shù)基準(zhǔn)面是利用橢球體對(duì)特定地區(qū)地球表面的逼近，即將橢球定位?；鶞?zhǔn)面是在橢球體基礎(chǔ)上建立的，但橢球體不能代表基準(zhǔn)面。橢球體與基準(zhǔn)面之間的關(guān)系是一對(duì)多的關(guān)系。每個(gè)國

22、家或地區(qū)定義各自的基準(zhǔn)面，用于局部更好的擬合地球表面?；鶞?zhǔn)面定位要素包括： 球心 指北方向 起始子午線基準(zhǔn)面Datum地面點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的高度稱為絕對(duì)高程（海拔）。根據(jù)青島驗(yàn)潮站1950 - 1956年的記錄資料，確定了黃海平均海平面。并從此面起，推算出青島水準(zhǔn)原點(diǎn)高程為72.289米，作為全國高程測(cè)算的依據(jù)，并稱為“1956年黃海高程系”。1985年開始啟用“1985國家高程基準(zhǔn)”（以1952 - 1979年青島驗(yàn)潮站測(cè)定的平均海水面作為高程基準(zhǔn)面。1985年國家高程基準(zhǔn)比56年黃海高程基準(zhǔn)上升29mm。 高程系經(jīng)圈與緯圈地球自轉(zhuǎn)軸線與地球橢球體短軸相重合并與地表相交于兩點(diǎn)，就地球的兩極。垂

23、直于地軸并通過地心與地表相交的大圓圈叫赤道。平行于赤道的各個(gè)圓圈叫緯圈(Parallel)。通過地軸垂直于赤道面的平面叫做子午圈(Meridian)。地理坐標(biāo)用經(jīng)度Longitude（） 緯度Latitude（）所表示的地面點(diǎn)位置的球面坐標(biāo)。本地子午面與本初子午面之間的夾角為該點(diǎn)的經(jīng)度，由本初子午面向東為東經(jīng)，向西為西經(jīng)，東、西各180,地面點(diǎn)在參考橢球的法線與地球赤道平面的交角為該點(diǎn)的緯度。赤道面向北為北緯，向南為南緯，南、北各90。度量不均勻,緯線在兩極收斂1經(jīng)度赤道0 =111km緯度60 =55.8km緯度90 =0km大地坐標(biāo)系全稱為空間大地坐標(biāo)系，大地測(cè)量中地面點(diǎn)P相對(duì)于基準(zhǔn)面的位

24、置，用大地緯度B 、大地經(jīng)度L和大地高H表示。大地經(jīng)度由起始子午面算起，向東為正、向西為負(fù)；大地緯度由赤道面算起，向北為正、向南為負(fù)；大地高是地面點(diǎn)沿法線到基準(zhǔn)面的距離。大地原點(diǎn)：是國家在水平控制網(wǎng)中推算大地坐標(biāo)的起算點(diǎn)?？臻g直角坐標(biāo)系原點(diǎn)位于基準(zhǔn)面的原點(diǎn)o,z軸指向參考橢球的北極，X軸指向起始子午面與赤道的交點(diǎn)，Y軸位于赤道面上、且按右手系與X軸正交于O點(diǎn)處。XYZ空間直角坐標(biāo)系平面直角坐標(biāo)在平面上選一點(diǎn)o為坐標(biāo)原點(diǎn)，垂直方向?yàn)閤軸，水平方向?yàn)閥軸。在坐標(biāo)系中任一點(diǎn)可表示為P(x,y)。坐標(biāo)變換的概念地理坐標(biāo)是一種球面坐標(biāo)。由于橢球體是不可展開的曲面，不能直接表示在平面上，因此必須運(yùn)用地圖投

25、影的方法，建立地球表面和平面上點(diǎn)的函數(shù)關(guān)系。地球表面上任一點(diǎn)的地理坐標(biāo)(,),在平面上必有一個(gè)與它相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，平面上任一點(diǎn)的位置可以用極坐標(biāo)或直角坐標(biāo)表示。 地理坐標(biāo)系統(tǒng)是在三維上的定位方法 地圖投影從三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為二維坐標(biāo) 三維轉(zhuǎn)成二維必然會(huì)產(chǎn)生變形地圖投影的基本概念地圖投影就是依據(jù)一定的數(shù)學(xué)法則，將不可展開的地表曲面運(yùn)用特定的數(shù)學(xué)方法展示到平面上，最終在地表面點(diǎn)和平面點(diǎn)之間建立一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。投影使地面事物的幾何特性（長度、面積、角度）發(fā)生變形。地圖投影最初建立在透視的幾何原理上，把橢球面直接透視到平面上或可展開的曲面上。根據(jù)幾何面的形狀可以分為：方位投影、圓錐投影、圓柱投影。按變形性質(zhì)可

26、以分為：等角投影、等積投影、等距投影。按投影面與地球相切或相割分：割投影、切投影方位投影以平面作為投影面，使平面與球面相切或相割，將球面上的經(jīng)緯線投影到平面上而成。圓柱投影以圓柱面作為投影面，使圓柱面與球面相切或相割，將經(jīng)緯線投影到圓柱面上，然后將圓柱面展開成平面面成。圓錐投影以圓錐作為投影面，使圓錐面與球面相切或相割，將經(jīng)緯線投影到圓錐面上，然后將圓錐面展開成平面面成。投影在平面上的經(jīng)緯網(wǎng)格投影的選擇選擇制圖投影時(shí),主要考慮以下因素:制圖區(qū)域的范圍、形狀和地理位置，地圖的用途、出版方式及其他特殊要求等，其中制圖區(qū)域的范圍、形狀和地理位置是主要因素。對(duì)于世界地圖，常用的主要是正圓柱、圓錐投影。

27、對(duì)于半球地圖，東西半球圖常用橫軸方位投影；南北半球圖常用正軸方位投影；對(duì)于其他中小范圍的投影選擇，須考慮它的輪廓形狀和地理位置，最好是使用等變形線投影使制圖區(qū)域的輪廓形狀基本一致，以便減少地圖的變形。因此，圓形地區(qū)一般知于采用方位投影，在兩極附近則采用正軸方位投影，以赤道為中心的地區(qū)采用橫軸方位投影，在中緯度地區(qū)采用斜軸方位投影；在東西延伸的中緯度地區(qū)，一般采用正軸圓錐投影，如中國和美國；在赤道附近東西延伸的地區(qū)，則宜采用正軸圓柱投影，如印度尼西亞。在南北方向延伸的地區(qū)，一般采用橫軸圓住投影，如智利和阿根廷。國內(nèi)各種地圖投影中國全國地圖投影：斜軸等面積方位投影、斜軸等角方位投影、彭納投影、偽方

28、位投影、正軸等面積割圓錐投影、正軸等角割圓錐投影中國分省(區(qū))地圖投影：、正軸等面積割圓錐投影、正軸等角圓柱投影、高斯克呂格投影（寬帶）中國基本比例尺地形圖的投影由國家測(cè)繪主管部門制訂。1:1萬、1:2.5萬、1:5萬、1:10萬、1:25萬、1:50萬比例尺地形圖采用高斯克呂格投影。1:1萬比例尺地形圖采用經(jīng)差度分帶。1:1萬至1:50萬比例尺地形圖采用經(jīng)差6度分帶。1:100萬比例尺地形圖采用正軸等角割圓錐投影（蘭勃特等角投影）高斯-克呂格投影概念是一種橫軸等角切圓柱投影，又稱為橫軸墨卡托投影。它將一橢圓柱橫切于地球體上，該橢圓柱面與橢球體表面的切線為一經(jīng)線，投影中將其稱為中央經(jīng)線。根據(jù)一

29、定的投影條件將中央經(jīng)線兩側(cè)一定經(jīng)差范圍內(nèi)的點(diǎn)投影到橢圓柱面上面成。中央經(jīng)線為x軸，赤道為y軸，兩軸交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。中央經(jīng)線投影為直線，其余經(jīng)線投影則是以中央經(jīng)線為對(duì)稱軸向兩極收斂的曲線。 高斯-克呂格投影剖面示意圖赤道O相切圓柱截面ACB切線ACB高斯-克呂格投影特點(diǎn)角度沒有變形；中央經(jīng)線長度比=，其余經(jīng)線長度比1，距中央經(jīng)線愈遠(yuǎn)變形愈大.最大變形在邊緣經(jīng)線與赤道的交點(diǎn)上；面積變形也是距中央經(jīng)線愈遠(yuǎn)變形愈大；為了保證地圖的精度，采用分帶投影方法，將投影范圍的東西界加以限制，控制變形的限度；同一條緯線上，離中央經(jīng)線愈遠(yuǎn)變形愈大；同一條經(jīng)線上，緯度愈低變形愈大；等變形線為平行于中央經(jīng)線的直線；在度

30、帶范圍內(nèi)，長度最大變形不超過0.14%。6度帶是從0子午線起，自西向東每隔經(jīng)差為一個(gè)投影帶，全球分為60帶，用自然數(shù)1-60表示。3度帶是從東經(jīng)130的經(jīng)線開始，每隔3為一帶，全球劃分120個(gè)投影帶。我國領(lǐng)土范圍為東經(jīng)73至135共包括11個(gè)6度帶（1323），22個(gè)3度帶（2445）。高斯-克呂格投影的分帶我國地處北半球，坐標(biāo)皆為正值；但在每個(gè)投影帶中有一半的 Y坐標(biāo)值為負(fù)，為了使我國境內(nèi)的坐標(biāo)均取正值，將各帶的坐標(biāo)縱軸西移500公里，即將值都加500公里。由于采用的分帶且各帶的投影完全相同，為了區(qū)分各個(gè)投影帶的坐標(biāo)值(x,y)。在值前冠以帶號(hào)，這樣的坐標(biāo)稱為通用坐標(biāo)。由于各帶的平面坐標(biāo)系是

31、獨(dú)立的，只有同帶地形圖之間的坐標(biāo)值才是可比較和運(yùn)算的，對(duì)不同帶的相鄰圖幅在進(jìn)行圖幅拼接時(shí)，必須先進(jìn)行換帶坐標(biāo)計(jì)算。高斯-克呂格投影坐標(biāo)值的規(guī)定各種比例尺地形圖以國際規(guī)定的1:100萬地形圖為基礎(chǔ)，采用經(jīng)緯度分幅。1:100萬地形圖的分幅編號(hào)在緯度0-60之間，按緯差4分幅、經(jīng)差6分幅；在60-70之間按緯差4、經(jīng)差12分幅；在緯度76-88范圍，按緯差4、經(jīng)差2分幅。 列號(hào)從赤道起，向南北極每隔4緯差為一列，直到緯度88，南北半球各分為22，分別以拉丁字母A、B、CV表示；行號(hào)從經(jīng)度180起，向東每隔6為一行，將全球分為60行，依次用自然序數(shù)1、2、360表示；南北極地區(qū)單獨(dú)成圖。 地圖的分幅

32、規(guī)定北半球的分幅圖示我國地處從東經(jīng)73至135按高斯-克呂格投影6度帶共11個(gè)度帶（13-23）。按照1:100萬地形圖的分幅規(guī)定，在北緯0-60之間，按經(jīng)差6分幅；地圖分幅與投影分帶正好吻合，分幅行號(hào)為43-53。例如：連云港的地形圖編號(hào)為I-50，通過行號(hào)為50我們可以知道該地的經(jīng)度范圍在114-120之間，對(duì)應(yīng)的高斯6度帶為zone20,中央經(jīng)線為117蘭勃特等角投影正軸等角割圓錐投影，用一個(gè)正圓錐割于球面兩標(biāo)準(zhǔn)緯線，應(yīng)用等角條件將地球面投影到圓錐面上。投影后緯線為同心圓弧，經(jīng)線為同心圓半徑。按緯差4從赤道向北、經(jīng)差6從-180向東分幅，每個(gè)投影分幅單獨(dú)計(jì)算坐標(biāo)，每幅兩條標(biāo)準(zhǔn)緯線，第一標(biāo)

33、準(zhǔn)緯線為圖幅南端緯度加30的緯線，第二標(biāo)準(zhǔn)緯線為圖幅北端緯度減30的緯線。角度沒有變形；兩條標(biāo)準(zhǔn)緯線上沒有任何變形；等變形線和緯線一致；兩標(biāo)準(zhǔn)緯線之間為負(fù)變形，外側(cè)為正變形；與等角圓錐切投影相比較，變形小而均勻；蘭勃特等角投影剖面示意圖赤道第一標(biāo)準(zhǔn)緯線第二標(biāo)準(zhǔn)緯線430ABCABCOUTM投影通用橫軸墨卡托投影(Univeral Transverse Mercator Projection)是橫軸等角割圓柱投影，橢圓柱面割在對(duì)稱中央子午線約140處，投影后兩條割線上無變形，中央經(jīng)線長度比為0.9996。經(jīng)度自180W-174W為起始帶連續(xù)向東，將全球劃分為60個(gè)6投影帶。是橫軸墨卡托投影的一種

34、變形；偏離兩條割線愈遠(yuǎn)則變形愈大；兩條割線以內(nèi)的長度變形為負(fù)值，以外為正值；改善了了高斯-克呂格投影低緯度區(qū)的變形，全帶長度變形小于0.1%。 ；UTM投影剖面示意圖赤道O相割圓柱截面ACB割線ACB140坐標(biāo)系總結(jié)橢球體原點(diǎn)起始子午線指北方向基準(zhǔn)面角度單位空間坐標(biāo)系線性單位投影類型投影參數(shù)直角坐標(biāo)系高程系坐標(biāo)系解放初期，鑒于當(dāng)時(shí)的歷史條件和現(xiàn)實(shí)狀況，我國總參謀部測(cè)繪局采用Krasovsky橢球參數(shù)，并經(jīng)過東北邊境的呼瑪、吉拉林、東寧三個(gè)基線網(wǎng)，同蘇聯(lián)大地網(wǎng)聯(lián)結(jié)，通過計(jì)算得到我國北京一主干三角點(diǎn)的大地經(jīng)緯度和至另一點(diǎn)的大地方位角，建立起我國大地坐標(biāo)系，命名為1954北京坐標(biāo)系。1954北京坐標(biāo)

35、系實(shí)際上是蘇聯(lián)1942年坐標(biāo)系的延伸，其原點(diǎn)不在北京，而在蘇聯(lián)普爾科沃。1954年北京坐標(biāo)系鑒于1954北京坐標(biāo)系存在的橢球參數(shù)不夠精確、參考橢球與我國大地水準(zhǔn)面擬合不好等缺點(diǎn)，1978年4月，在西安召開的全國天文大地網(wǎng)平差會(huì)議上決定建立新的坐標(biāo)系。大地原點(diǎn)改設(shè)在陜西涇陽縣內(nèi)，采用IUGG推薦的1975年基本大地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)定和定向，并定名為“1980年大地坐標(biāo)系”1980年國家大地坐標(biāo)系一種國際上采用的地心坐標(biāo)系。坐標(biāo)原點(diǎn)為地球質(zhì)心，其地心空間直角坐標(biāo)系的之軸指向BIH（國際時(shí)間）1984.0定義的協(xié)議地球極（CTP)方向，調(diào)軸指向BIH 1984.0的零度子午面和CTP赤道的交點(diǎn)，Y軸與Z軸

36、、X軸垂直構(gòu)成右手坐標(biāo)系，稱為1984年世界大地坐標(biāo)系統(tǒng)。WGS-84橢球采用國際大地測(cè)量與地球物理聯(lián)合會(huì)第17屆大會(huì)大地測(cè)量常數(shù)推薦值。WGS-84坐標(biāo)系坐標(biāo)網(wǎng)地圖上用來確定點(diǎn)位方向和距離的網(wǎng)格。包括地理坐標(biāo)網(wǎng)和直角坐標(biāo)網(wǎng)兩種。前者又稱“制圖網(wǎng)”，是以一定經(jīng)緯度間隔表示的經(jīng)緯線網(wǎng)，注有經(jīng)緯度，便于確定點(diǎn)位的地理坐標(biāo)。后者又稱“公里網(wǎng)”，一般是垂直和平行于某種投影的中央經(jīng)線的方格線網(wǎng)，注有公里數(shù)，用于確定點(diǎn)位的平面直角坐標(biāo)。在地形圖上常同時(shí)繪有兩種坐標(biāo)網(wǎng)，以滿足軍事上和經(jīng)濟(jì)建設(shè)中量算方位與距離，記錄和檢索信息等的需要。投影系統(tǒng)變換Reproject Image的目的在于將圖像文件從一種地圖投影

37、類型轉(zhuǎn)換到另一種投影類型。這種直接的投影變換可以嚴(yán)格按照投影數(shù)學(xué)模型進(jìn)行變換，對(duì)于大范圍圖像的地理參考非常有意義。移動(dòng)通信中的基站定位大多采樣GPS定位，獲取的是經(jīng)緯度，轉(zhuǎn)換成直角坐標(biāo)更適合在數(shù)字地圖中使用。經(jīng)緯度與直角坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換地理數(shù)據(jù)種類與數(shù)據(jù)源空間參照系統(tǒng)和地圖投影數(shù)字地圖的技術(shù)指標(biāo)數(shù)字地圖的生產(chǎn)流程簡(jiǎn)介答疑和討論教程：制作成本軟件能力話務(wù)密度傳播環(huán)境預(yù)算 Budgeting決定精度與內(nèi)容要求的主要因素采樣間隔與地貌種類市區(qū)：基站密度傳播環(huán)境高小于1km一般1km到2km之間低大于2公里復(fù)雜R：20米M：1315種R：50米M：1315種R：50米M：1012種一般R：20米M：10

38、12種R：50米M：1012種R：50米M：79種簡(jiǎn)單R：50米M：1012種R：50米M：79種R：100米M：79種(2)郊區(qū)：基站密度傳播環(huán)境高小于8公里低大于8公里復(fù)雜R：50米M：1012種R：100米M：1012種簡(jiǎn)單R：50米M：79種R：100米M：79種 市區(qū) 郊區(qū) 農(nóng)村及偏遠(yuǎn)地區(qū)R：100米，M：7種理解平面采樣精度Point矢量20m采樣，每個(gè)像元為20m*20mBA以20m間隔采樣的柵格地圖為示例，矢量點(diǎn)采樣成柵格地圖中可能表示為像素或像素，從嚴(yán)格意義上講，采樣間隔*1.414為柵格地面的平面精度像素像素28.28mDEM精度與網(wǎng)絡(luò)間距及等高距CI直接相關(guān)。 等高線數(shù)據(jù)

39、是從現(xiàn)有地形圖上通過數(shù)字化方式獲取的其標(biāo)準(zhǔn)偏差低于CI/3-CI/5 DEM的標(biāo)準(zhǔn)偏差值隨網(wǎng)格間距的變化而快速增加； DEM的分辨率與等高距和地面平均坡度之間的關(guān)系公式為：網(wǎng)格間距d=KCI/tan(K經(jīng)驗(yàn)值為1.5-2.0) 丘陵或淺丘陵地區(qū)占整個(gè)地球的絕大部分，地面坡度一般為2-25。 根據(jù)我國測(cè)量規(guī)范平均坡度：平原地區(qū)2、丘陵地區(qū)15、高山地區(qū)45; 地形復(fù)雜地區(qū)比平淡地區(qū)需要的更小的網(wǎng)格間距； 高程最大誤差取值為高程中誤差的2倍理解高程精度高程精度與采樣間隔示意圖3040 在相同的空間坐標(biāo)系統(tǒng)下，圖層與圖層之間進(jìn)行套合才有實(shí)際意義； 精度完全相同,起始點(diǎn)相同的兩個(gè)柵格圖層，可以百分之百

40、套合。例如：20mDEM和20mDOM； 柵格地圖和矢量地圖之間套合，柵格中每個(gè)像元可以理解為一個(gè)面，而矢量可以細(xì)化為一個(gè)點(diǎn)，點(diǎn)與面之間存在套合精度的問題，其值肯定小于一個(gè)像元的精度。也就是說LDM與20m重樣后生成的DOM與套合精度小于20米。理解圖層套合精度柵格地圖的套合示意圖柵格與矢量地圖的套合示意圖20m數(shù)字地圖的精度指標(biāo) DEM平面精度為20米。高程精度，最大誤差：市區(qū)為15米，山區(qū)為20米；中誤差：市區(qū)為7.5米；山區(qū)為10米。 DOM分類準(zhǔn)確率應(yīng)大于85；平面分量精度為20米； LDM平面分量精度為20米； 圖層配準(zhǔn)精度小于20米; 50m數(shù)字地圖的精度指標(biāo) DEM平面精度為50

41、米。高程精度，最大誤差：市區(qū)為30米，山區(qū)為60米；中誤差：市區(qū)為15米；山區(qū)為30米。 DOMDOM數(shù)據(jù)的分類準(zhǔn)確率應(yīng)大于85；平面分量精度為50米； LDM平面分量精度為40米； 圖層配準(zhǔn)精度小于50米; 20mDOM數(shù)據(jù)分類1，內(nèi)陸水域(Water)：包括河流、人工運(yùn)河、淡水湖、水庫、水池及河口等水系；2，海洋(Sea)：包括海洋、海灣、海港、咸水湖等；3，濕地(Wet_Land)：水面與植被混雜覆蓋的區(qū)域，包括季節(jié)性河流與湖泊、沼澤地、水稻田、池塘與灘涂等區(qū)域；包括水域周圍大面積的蘆葦?shù)扔兄脖桓采w區(qū)；4，鄉(xiāng)村開闊地(SubUrban_Open_Area)：為植被稀少或荒蕪的土地，包括鹽

42、堿地、鹽場(chǎng)、海漫灘與露天礦等區(qū)域；5，市區(qū)開闊地(Urban_Open_Area)：為市區(qū)范圍內(nèi)地表無建筑的開闊區(qū)域，包括大型廣場(chǎng)、大型停車場(chǎng)、20米以上的寬闊公路、鐵路、飛機(jī)場(chǎng)內(nèi)的開闊地等；6，綠地(Green_Land)：為低矮混雜植被(如農(nóng)作物、雜草及灌木叢等)所覆蓋的區(qū)域，包括農(nóng)田、草地公園及高爾夫球場(chǎng)等；7，林地(Forest)：為各種林木覆蓋的區(qū)域；8，高層建筑群(High_Buildings)：40米以上的建筑物；9，一般規(guī)則建筑群(Ordinary_Regular_Buildings)：高度在2040米的普通樓群；10，平行規(guī)則建筑群(Paralle_Regular_Build

43、ings)：高度在20米以下的普通樓群；11，大基底、不規(guī)則的低矮建筑群(Irregular_Large_Buildings)：高度在20m米以下，基底面積大于2040平方米；12，不規(guī)則低矮建筑群(Irregular_Buildings)：高度在20米以下，基底面積小于2040平方米；13，郊區(qū)村莊(SubUrban_Village)：為郊區(qū)農(nóng)民相對(duì)集中居住且有2車道通行的自然村落（其地表建筑物密度較低） 20mDOM的數(shù)據(jù)表達(dá)采樣間隔20米;大于5*5個(gè)象素的地物應(yīng)以獨(dú)立圖斑表示;當(dāng)建筑物和周圍物體的高差大于30米時(shí)，無論占象元多少，均應(yīng)作為一個(gè)獨(dú)立圖斑表示（屬性為高層建筑群）。 50mDOM數(shù)據(jù)分類采樣間隔50米。大于5 個(gè)象素的地物應(yīng)以獨(dú)立圖斑表示。 1,水域(Water):水面覆蓋區(qū)域，包括淡水湖、水庫、河流及海洋等；2,林地(Forest):林木覆蓋的區(qū)域（林木覆蓋率大于60%）；3,綠地(Green_Land):低矮混雜植被所覆蓋的區(qū)域，包括農(nóng)田、草地、城市綠地公園等；4,市區(qū)開闊地（Urban_O