城市信息系統(tǒng)第4講

河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院主講教師：王海鷹第四講城市GIS的數(shù)字化技術(shù)城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁(yè)!空間數(shù)據(jù)的采集和處理數(shù)字化成果質(zhì)量評(píng)價(jià)和控制城市GIS的數(shù)字化技術(shù)城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁(yè)!現(xiàn)實(shí)世界文字報(bào)告、遙感圖象等數(shù)字化儀掃描儀解析測(cè)圖儀鍵盤等編輯、接邊、分層、圖形與屬性連接、加注記等空間數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)源?如何采集和處理?質(zhì)量如何?數(shù)字化流程概述城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁(yè)!數(shù)據(jù)源是指建立GIS的地理數(shù)據(jù)庫(kù)所需的各種數(shù)據(jù)的來(lái)源，主要包括地圖、遙感圖像、文本資料、統(tǒng)計(jì)資料、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)、已有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)等?？蓺w納為原始采集數(shù)據(jù)、再生數(shù)據(jù)和交換數(shù)據(jù)三種來(lái)源。數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁(yè)!數(shù)據(jù)的種類及其來(lái)源第一手?jǐn)?shù)據(jù)第二手?jǐn)?shù)據(jù)非電子數(shù)據(jù)電子數(shù)據(jù)全站儀、GPS數(shù)據(jù)地球物理、地球化學(xué)遙感數(shù)據(jù)地圖專題地圖統(tǒng)計(jì)圖表平板測(cè)量數(shù)據(jù)工程測(cè)量數(shù)據(jù)筆記航空、遙感相片人口普查社會(huì)經(jīng)濟(jì)調(diào)查各種統(tǒng)計(jì)資料已建各種數(shù)據(jù)庫(kù)GIS數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁(yè)!二、遙感數(shù)據(jù)（影像數(shù)據(jù)）

遙感數(shù)據(jù)（影像數(shù)據(jù)）是GIS的重要數(shù)據(jù)源。遙感數(shù)據(jù)是一種大面積的、動(dòng)態(tài)的、近實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)源，遙感技術(shù)也是GIS數(shù)據(jù)更新的重要手段。

遙感數(shù)據(jù)(影象數(shù)據(jù))用于提取線劃數(shù)據(jù)和生成數(shù)字正射影象數(shù)據(jù)（DOM）、DEM數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的種類及其來(lái)源數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁(yè)!四、統(tǒng)計(jì)資料

國(guó)家許多部門和機(jī)構(gòu)都擁有不同領(lǐng)域(如人口、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、兵要地志等)的大量統(tǒng)計(jì)資料，這些都是GIS的數(shù)據(jù)源，尤其是GIS屬性數(shù)據(jù)的重要來(lái)源。數(shù)據(jù)的種類及其來(lái)源數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁(yè)!六、多媒體數(shù)據(jù)

多媒體數(shù)據(jù)(包括聲音、視頻等)通?？赏ㄟ^通訊接口傳入GIS的地理數(shù)據(jù)庫(kù)中，目前其主要功能是輔助GIS的分析和查詢。數(shù)據(jù)的種類及其來(lái)源數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁(yè)!上述這些數(shù)據(jù)經(jīng)地理信息系統(tǒng)數(shù)字化和編輯后，形成不同格式和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)集。GIS的主要數(shù)據(jù)集，包括數(shù)字線劃數(shù)據(jù)（DLG）、數(shù)字掃描數(shù)據(jù)（DRG）、影像數(shù)據(jù)（DOM）、數(shù)字高程數(shù)據(jù)（DEM）和屬性數(shù)據(jù)（包括社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)）、專業(yè)領(lǐng)域數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的種類及其來(lái)源數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁(yè)!地圖地面測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)資料航空、遙感數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)多媒體坐標(biāo)幾何數(shù)字化儀掃描儀攝影測(cè)量鍵盤空間數(shù)據(jù)庫(kù)編輯處理數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)源與相應(yīng)設(shè)備數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁(yè)!數(shù)字化設(shè)備：數(shù)字化儀、掃描儀、攝影測(cè)量設(shè)備特點(diǎn)：范圍大，速度快使用范圍：大面積GIS數(shù)據(jù)采集、資源普查等數(shù)字化儀掃描儀數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站主要數(shù)據(jù)采集方法—各種數(shù)字化設(shè)備數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁(yè)!數(shù)據(jù)采集的方法野外數(shù)據(jù)采集（平板儀、經(jīng)緯儀、全站儀、GPS等）手工數(shù)據(jù)輸入法（各種調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、宗地信息等）地圖數(shù)字化（手扶跟蹤、掃描數(shù)字化等）攝影測(cè)量與遙感其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（公共的數(shù)據(jù)接口與轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)）數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁(yè)!地圖數(shù)字化方法手扶跟蹤數(shù)字化數(shù)字化方法點(diǎn)方式，按下按鍵，發(fā)送一個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)。流方式，移動(dòng)游標(biāo)，自動(dòng)記錄經(jīng)過點(diǎn)坐標(biāo)。實(shí)時(shí)采樣距離流方式(DistanceStream)時(shí)間流方式(TimeStream)曲線離散化算法掃描矢量化一般采用交互跟蹤矢量化或稱半自動(dòng)化數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁(yè)!1.數(shù)字化儀的組成

數(shù)字化儀一般由感應(yīng)板（又叫數(shù)字化板）和定標(biāo)器（又叫游標(biāo)）和相應(yīng)的電子線路組成。數(shù)字化儀的幅面有A0，A1，A3，A4等。

手扶跟蹤數(shù)字化儀示意圖數(shù)字化技術(shù)——手扶跟蹤數(shù)字化數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁(yè)!有效區(qū)域數(shù)字化儀板面組成示意圖數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁(yè)!2、數(shù)字化方式：手扶跟蹤數(shù)字化儀一般采用點(diǎn)方式、流方式。（1）點(diǎn)方式：是一種手控圖形數(shù)字化方式。每按下定標(biāo)器的鍵，感應(yīng)板發(fā)送一對(duì)坐標(biāo)數(shù)據(jù)到計(jì)算機(jī)。（2）流方式：時(shí)間流方式：是一種時(shí)控圖形數(shù)字化方式。數(shù)字化儀每隔一定的時(shí)間就向計(jì)算機(jī)發(fā)送坐標(biāo)數(shù)據(jù)。距離流方式（增量方式）：是一種距控圖形數(shù)字化方式。當(dāng)定標(biāo)器在感應(yīng)板上移動(dòng)某個(gè)距離（步長(zhǎng)），計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄經(jīng)過點(diǎn)的坐標(biāo)。手扶跟蹤數(shù)字化城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁(yè)!2、用數(shù)字化軟件進(jìn)行數(shù)字化手扶跟蹤數(shù)字化數(shù)字化儀的使用流程城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁(yè)!地圖數(shù)字化是地理數(shù)據(jù)采集的重要組成部分，一般包括以下幾個(gè)步驟：（1）讀圖和分層

圖形數(shù)字化以前，首先對(duì)地圖上的圖形要素進(jìn)行分類。每一類作為一個(gè)圖層，每一個(gè)圖層賦一個(gè)圖層名。（2）固定地圖

在感應(yīng)板的有效區(qū)域內(nèi)平整地固定地圖，地圖在感應(yīng)板上的擺放方向不受限制，一般開始數(shù)字化后不再移動(dòng)地圖。（3）輸入初始化參數(shù)包括數(shù)字化的閾值（數(shù)字化兩點(diǎn)間的最短距離）、圖幅四角點(diǎn)的理論坐標(biāo)、圖幅長(zhǎng)度和寬度、比例尺、地圖投影等。手扶跟蹤數(shù)字化城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁(yè)!（6）數(shù)字化

參照預(yù)先設(shè)定的圖層及內(nèi)容，手持游標(biāo)分別跟蹤點(diǎn)、線、多邊形等圖形，完成圖形矢量化。當(dāng)數(shù)字化的圖形過大，超過感應(yīng)板上的有效范圍，需將地圖分幅數(shù)字化。一般將圖形按矩形分為上下兩幅或左右兩幅圖形，或者分為左上、右上、左下、右下四幅矩形圖形等。數(shù)字化時(shí)，首先對(duì)各個(gè)分幅矩形的范圍進(jìn)行數(shù)字化，即對(duì)左下角、左上角，右上角、右下角進(jìn)行數(shù)字化。經(jīng)過這樣處理后，就為圖形的拼接提供了參數(shù)和依據(jù)。（7）檢查和修改數(shù)字化錯(cuò)誤

通過屏幕或繪圖顯示，檢查線段缺失或多余、線段過長(zhǎng)或過短、結(jié)點(diǎn)不匹配、懸掛節(jié)點(diǎn)等各種錯(cuò)誤，并予以改正。手扶跟蹤數(shù)字化城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁(yè)!新一代三維數(shù)字化儀手扶跟蹤數(shù)字化城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁(yè)!1、掃描儀簡(jiǎn)介絕大多數(shù)掃描儀是按柵格方式掃描后將圖像數(shù)據(jù)交給計(jì)算機(jī)來(lái)處理。掃描儀可分為滾筒式、平板式、CCD直接攝像式三種，其中大幅面的地圖以滾筒（卷紙）式用得最多。目前市場(chǎng)上常見的A0幅面的滾筒式單色分灰度掃描儀的分辨率為400～800dpi，操作的精度要高。普通的掃描儀大都按灰度分類掃描，高級(jí)的可按顏色分類掃描。數(shù)字化技術(shù)—掃描矢量化數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁(yè)!3.掃描數(shù)字化流程（1）工作方式

掃描矢量化是利用掃描儀直接掃描原圖，以柵格形式存儲(chǔ)于圖像文件中（如*.TIF等），然后經(jīng)過矢量化轉(zhuǎn)換成矢量數(shù)據(jù)，存入到線文件或點(diǎn)文件中，再進(jìn)行編輯、輸出。數(shù)字化技術(shù)—掃描矢量化數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁(yè)!原圖用掃描儀原圖掃描圖像校正拼接子圖塊讀圖、分層裝入光柵數(shù)據(jù)矢量圖合成設(shè)置當(dāng)前層和缺省參數(shù)設(shè)置矢量化參數(shù)設(shè)置矢量化范圍交互矢量化保存文件可用二值掃描、灰度掃描或彩色掃描一般情況下，先矢量化后對(duì)矢量圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行校正但有時(shí)需要與已有的圖形套合，這時(shí)需要先將掃圖形進(jìn)行校正，然后與已有的圖形配準(zhǔn)。

抽稀因子就是控制線在抽稀后與原光柵中心線之間的最大偏差值，實(shí)際上就是控制線的坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)，要適合精度要求。掃描矢量化流程圖城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁(yè)!?掃描分辨率的設(shè)置：根據(jù)掃描要求設(shè)定分辨率，一般采用300dpi，特殊需要可采用更高的分辨率。?針對(duì)一些特殊的需要，還可以調(diào)整亮度、對(duì)比度、色調(diào)等值。（3）圖形掃描

掃描參數(shù)設(shè)置完畢后，進(jìn)行圖形預(yù)覽，并設(shè)定掃描范圍，然后進(jìn)行掃描。（4）圖像裝入

進(jìn)入輸入子系統(tǒng)，系統(tǒng)讀入該圖像的數(shù)據(jù)，并顯示在圖像數(shù)據(jù)的窗口內(nèi)。數(shù)字化技術(shù)—掃描矢量化數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁(yè)!數(shù)字化技術(shù)—掃描矢量化5.自動(dòng)矢量化技術(shù)

將柵格圖像轉(zhuǎn)換為矢量地圖一般需要以下技術(shù)步驟[Musavi1988]：

圖像二值化（Threshold）平滑（Smooth）細(xì)化鏈?zhǔn)骄幋a

矢量線提取

除了上述五個(gè)步驟以外，還需要一些處理以方便圖像矢量化過程，如圖像拼接和剪裁等。數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁(yè)!③細(xì)化將一條線細(xì)化為只有一個(gè)像素寬，細(xì)化是矢量化過程中的重要步驟，也是矢量化的基礎(chǔ)。細(xì)化處理實(shí)現(xiàn)算法很多，主要有“剝皮法”和“骨架法”。④鏈?zhǔn)骄幋a將細(xì)化后的圖像轉(zhuǎn)換成為點(diǎn)鏈的集合，其中每個(gè)點(diǎn)鏈對(duì)應(yīng)于一條弧段。5.矢量化技術(shù)任一條細(xì)線都可用鏈碼序列表示為下式:C=a1a2…an,0≤ai<≤7如果起始點(diǎn)a1和終點(diǎn)an重合，則說明曲線是閉合的。城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁(yè)!

為什么要進(jìn)行處理常見數(shù)據(jù)輸入錯(cuò)誤圖紙移動(dòng)紙變形制圖誤差數(shù)字化誤差各種誤差將影響到GIS數(shù)據(jù)處理的各個(gè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁(yè)!誤差的具體來(lái)源階段誤差來(lái)源數(shù)據(jù)采集

實(shí)測(cè)誤差，地圖制圖誤差（制作地圖的每一過程都有誤差），航測(cè)遙感數(shù)據(jù)分析誤差（獲取、判讀、轉(zhuǎn)換、人工判讀（識(shí)別要素）誤差）數(shù)據(jù)輸入

數(shù)字化過程中操作員和設(shè)備造成的誤差，某些地理屬性沒有明顯邊界引起的誤差（地類界）

數(shù)據(jù)存貯

數(shù)字存貯有效位不能滿足（由計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)引起，單精度、雙精度類型）空間精度不能滿足數(shù)據(jù)操作

類別間的不明確、邊界誤差（不規(guī)則數(shù)據(jù)分類方法引起）多層數(shù)據(jù)疊加誤差多邊形疊加產(chǎn)生的裂縫（無(wú)意義多邊形）各種內(nèi)插引起的誤差

數(shù)據(jù)輸出比例尺誤差、輸出設(shè)備誤差、媒質(zhì)不穩(wěn)定（如圖紙伸縮）成果使用

用戶錯(cuò)誤理解信息、不正確使用信息數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁(yè)!按數(shù)據(jù)流程分為：源誤差、處理誤差、使用誤差按數(shù)據(jù)類型分為：幾何誤差、屬性誤差、時(shí)間誤差、邏輯誤差按誤差性質(zhì)分為：隨機(jī)誤差、系統(tǒng)誤差、粗差

在幾何誤差、屬性誤差、時(shí)間誤差與邏輯誤差四類誤差中，屬性誤差與時(shí)間誤差與一般信息系統(tǒng)中的概念一致，而幾何誤差是GIS所特有的。數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁(yè)!數(shù)字化后的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁(yè)!地理信息系統(tǒng)原理與應(yīng)用31“碎屑”多邊形或“條帶”多邊形（SliverPolygon）不正規(guī)的多邊形數(shù)字化后的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁(yè)!數(shù)據(jù)的采集和處理

誤差的處理1、幾何糾正；2、坐標(biāo)變換；3、幾何數(shù)據(jù)的編輯；4、屬性數(shù)據(jù)的編輯；5、空間分析(如多邊形疊置等)；6、圖形化簡(jiǎn)(如數(shù)據(jù)壓縮)；7、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換；8、計(jì)算機(jī)截?cái)嗾`差；9、空間內(nèi)插；10、矢量柵格數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換。城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁(yè)!誤差：數(shù)據(jù)與真值的差異，衡量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的指標(biāo)。不確定性：空間過程和特征不能被準(zhǔn)確確定的程度。內(nèi)容上是一個(gè)以真值為中心的范圍，范圍越大，數(shù)據(jù)的不確定性越大。準(zhǔn)確度：測(cè)量值與其實(shí)際真值的接近程度精度：數(shù)據(jù)的精密程度，如：對(duì)象表達(dá)的詳細(xì)程度，包括定位精度、屬性精度、空間分辨力數(shù)字化成果質(zhì)量評(píng)價(jià)和控制2、相關(guān)的概念城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁(yè)!數(shù)字化成果質(zhì)量評(píng)價(jià)和控制3、數(shù)據(jù)質(zhì)量的內(nèi)容GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的基本內(nèi)容1）位置（幾何）精度：如數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、平面精度、高程精度等，用以描述幾何數(shù)據(jù)的誤差。2)

屬性精度：如要素分類的正確性、屬性編碼的正確性、注記的正確性等，用以反映屬性數(shù)據(jù)的質(zhì)量。3)邏輯一致性：如多邊形的閉合精度、結(jié)點(diǎn)匹配精度、拓?fù)潢P(guān)系的正確性等，由幾何或?qū)傩哉`差也會(huì)引起邏輯誤差。4)完備性：如數(shù)據(jù)分類的完備性、實(shí)體類型的完備性、屬性數(shù)據(jù)的完備性、注記的完整性，數(shù)據(jù)層完整性，檢驗(yàn)完整性等。5)現(xiàn)勢(shì)性：如數(shù)據(jù)的采集時(shí)間、數(shù)據(jù)的更新時(shí)間等。城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁(yè)!2、間接評(píng)價(jià)法-----（地理相關(guān)法和元數(shù)據(jù)法）指通過外部知識(shí)或信息進(jìn)行推理來(lái)確定空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量的方法。用于推理的外部知識(shí)或信息如用途、數(shù)據(jù)歷史記錄、數(shù)據(jù)源的質(zhì)量、數(shù)據(jù)生產(chǎn)的方法、誤差傳遞模型等。3、非定量描述法通過對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量的各組成部分的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行的綜合分析來(lái)確定數(shù)據(jù)的總體質(zhì)量的方法。數(shù)字化成果質(zhì)量評(píng)價(jià)和控制4、數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁(yè)!1）數(shù)據(jù)預(yù)處理工作2）數(shù)字化設(shè)備的選用3）數(shù)字化對(duì)點(diǎn)精度4）數(shù)字化限差5）數(shù)據(jù)的精度檢查數(shù)字化成果質(zhì)量評(píng)價(jià)和控制數(shù)字化過程的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁(yè)!數(shù)據(jù)的采集和處理數(shù)據(jù)采集在GIS中的地位汽油數(shù)據(jù)GISGIS數(shù)據(jù)的費(fèi)用比例硬件∶軟件∶數(shù)據(jù)=1∶2∶7城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁(yè)!GIS空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)地圖存儲(chǔ)介質(zhì)、現(xiàn)勢(shì)性、投影轉(zhuǎn)換多媒體輔助GIS空間分析和查詢遙感、航空影象數(shù)據(jù)分辨率、變形規(guī)律、糾正、解譯特征地面測(cè)量其它系統(tǒng)的數(shù)字形式數(shù)據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與法律文檔數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)源的特點(diǎn)數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁(yè)!一、地圖數(shù)據(jù)地圖數(shù)據(jù)是GIS的主要數(shù)據(jù)源，因?yàn)榈貓D包含著豐富的內(nèi)容，不僅含有實(shí)體的類別和屬性，而且含有實(shí)體間的空間關(guān)系。地圖數(shù)據(jù)包括：普通地圖、專題地圖。地圖數(shù)據(jù)主要通過對(duì)地圖的跟蹤數(shù)字化和掃描數(shù)字化獲取。

數(shù)據(jù)的種類及其來(lái)源數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁(yè)!三、文本資料

文本資料是指各行業(yè)、各部門的有關(guān)法律文檔、行業(yè)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、條文條例等，如邊界條約等。這些也屬于GIS的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的種類及其來(lái)源數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁(yè)!五、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

野外試驗(yàn)、實(shí)地測(cè)量等獲取的數(shù)據(jù)可以通過轉(zhuǎn)換直接進(jìn)入GIS的地理數(shù)據(jù)庫(kù)，以便于進(jìn)行實(shí)時(shí)的分析和進(jìn)一步的應(yīng)用，如通過物探得到的地下管線數(shù)據(jù)。GPS(全球定位系統(tǒng))所獲取的數(shù)據(jù)也是GIS的重要數(shù)據(jù)源。數(shù)據(jù)的種類及其來(lái)源數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁(yè)!七、已有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)

GIS還可以從其它已建成的信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。由于規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的推廣，不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享和可交換性越來(lái)越強(qiáng)。這樣就拓展了數(shù)據(jù)的可用性，增加了數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值。數(shù)據(jù)的種類及其來(lái)源數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁(yè)!空間數(shù)據(jù)采集的任務(wù)是將現(xiàn)有的地圖、外業(yè)觀測(cè)成果、航空像片、遙感圖像、文本資料等轉(zhuǎn)換成GIS可以處理與接收的數(shù)字形式，通常要經(jīng)過驗(yàn)證、修改、編輯等處理。具體有如下任務(wù)：數(shù)據(jù)采集的任務(wù)

(1)將現(xiàn)有的地圖、外業(yè)觀測(cè)成果、航空像片、遙感圖片數(shù)據(jù)文本資料等轉(zhuǎn)換成GIS可以接受的數(shù)字形式。

(2)數(shù)據(jù)庫(kù)入庫(kù)之前進(jìn)行驗(yàn)證、修改、編輯等處理，保證數(shù)據(jù)在內(nèi)容和邏輯上的一致性。

(3)不同的數(shù)據(jù)來(lái)源要用到不同的設(shè)備和方法。(4)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換裝載。(5)數(shù)據(jù)處理：誤差錯(cuò)誤檢查、幾何糾正、圖幅拼接、投影變換、圖像糾正等。數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁(yè)!野外測(cè)量：大平板、全站儀、GPS、移動(dòng)測(cè)繪系統(tǒng)特點(diǎn)：精度高、效率較低適合范圍：小范圍GIS數(shù)據(jù)采集或局部數(shù)據(jù)更新主要數(shù)據(jù)采集方法—各種定位設(shè)備數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁(yè)!數(shù)據(jù)交換文件GISAGISAGISBGISB內(nèi)部文件外部文件外部文件內(nèi)部文件

GISAGISB數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)OpenGISInternet/Intranet主要數(shù)據(jù)采集方法—數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁(yè)!數(shù)字化方法手扶跟蹤數(shù)字化掃描跟蹤數(shù)字化解析測(cè)圖法數(shù)字化人工矢量化半自動(dòng)矢量化自動(dòng)矢量化地圖掃描圖像處理：配準(zhǔn)幾何要素跟蹤圖形編輯數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁(yè)!地圖數(shù)字化確定數(shù)字化路線地圖預(yù)處理等地圖數(shù)字化技術(shù)路線地圖數(shù)字化數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁(yè)!數(shù)字化儀示意圖底座感應(yīng)板定標(biāo)器數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁(yè)!手扶跟蹤數(shù)字化城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第49頁(yè)!用數(shù)字化軟件進(jìn)行數(shù)字化3、流程：數(shù)字化技術(shù)—手扶跟蹤數(shù)字化手扶跟蹤數(shù)字化城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第50頁(yè)!準(zhǔn)備設(shè)置數(shù)字化讀圖和分層輸入初始化參數(shù)設(shè)置輸入控制點(diǎn)設(shè)置數(shù)字化參數(shù)設(shè)置定標(biāo)器按鍵

固定地圖數(shù)字化檢查和修改數(shù)字化錯(cuò)誤4、步驟：手扶跟蹤數(shù)字化城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第51頁(yè)!（4）設(shè)置與輸入控制點(diǎn)

一旦設(shè)置好投影方式后，就需要設(shè)置與輸入控制點(diǎn)，它主要完成對(duì)輸入數(shù)據(jù)偏差的糾正。找到地圖上一些已知坐標(biāo)的點(diǎn)，按下定標(biāo)器的按鍵。一般應(yīng)用程序提示輸入數(shù)據(jù)，將圖上已知點(diǎn)的真實(shí)坐標(biāo)輸入。應(yīng)該至少設(shè)置4個(gè)點(diǎn)，輸入的點(diǎn)越多，對(duì)圖幅數(shù)據(jù)糾正的越精確。（5）設(shè)置數(shù)字化參數(shù)

數(shù)字化參數(shù)包括：①自動(dòng)封閉線模式。②允許游標(biāo)鎖定。③數(shù)字化時(shí)光滑線。每數(shù)字化一條圖元時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)光滑這條線。④設(shè)置數(shù)字化方式，如點(diǎn)方式、流方式等。手扶跟蹤數(shù)字化城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第52頁(yè)!53曲線離散化算法Douglas-Peucker在曲線首尾兩點(diǎn)A、B之間連接一條直線段AB，該直線稱為曲線的弦；得到曲線上離該直線段距離最大的點(diǎn)C，并計(jì)算其與AB的距離d；比較該距離與預(yù)先給定閾值ε的大小，如果小于ε，則將該直線段作為曲線的近似，該段曲線處理完畢；如果距離大于閾值，則用C將曲線分為兩段AC和BC，并分別對(duì)兩段曲線進(jìn)行1-3步的處理。當(dāng)所有曲線都處理完畢后，依次連接各個(gè)分割點(diǎn)形成的折線，即可以作為曲線的近似。手扶跟蹤數(shù)字化4、算法：城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第53頁(yè)!數(shù)字化技術(shù)—掃描矢量化數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第54頁(yè)!2.掃描儀工作原理

掃描儀能夠捕捉各種地圖、照片、航空像片以及較薄物體的圖像信息。它是一種高精度的光電一體化產(chǎn)品，能通過光電器件將檢測(cè)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再將電信號(hào)通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中處理。數(shù)字化技術(shù)—掃描矢量化數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第55頁(yè)!（2）掃描矢量化處理流程數(shù)字化技術(shù)—掃描矢量化3.掃描數(shù)字化流程數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第56頁(yè)!4.交互式掃描矢量化操作步驟（1）掃描準(zhǔn)備

準(zhǔn)備要數(shù)字化的原圖，最好為不易變形的聚酯薄膜圖，并把它正確裝入掃描儀。（2）掃描參數(shù)設(shè)置掃描參數(shù)的設(shè)置包括：?掃描模式的設(shè)置：掃描模式分二值、灰度和百萬(wàn)種彩色等，對(duì)單色地圖一般采用二值或灰度掃描；對(duì)黑白航空像片或衛(wèi)星像片采用灰度掃描；對(duì)彩色地圖可采用灰度掃描或百萬(wàn)種彩色掃描；對(duì)彩色航空像片或衛(wèi)星像片采用百萬(wàn)種彩色掃描。數(shù)字化技術(shù)—掃描矢量化數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第57頁(yè)!（5）采集控制點(diǎn)選擇系統(tǒng)的這一功能項(xiàng)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)彈出一對(duì)話框，在此對(duì)話框中可設(shè)置投影、坐標(biāo)單位。用鼠標(biāo)采集控制點(diǎn)，控制點(diǎn)采集完成后，系統(tǒng)會(huì)提示輸入點(diǎn)的坐標(biāo)，并計(jì)算誤差值。（6）分層矢量化

分析掃描地圖，進(jìn)行分層。選擇矢量化方式，在矢量化工具箱中點(diǎn)取相應(yīng)按鈕開始矢量化工作。（7）檢查和修改數(shù)字化錯(cuò)誤將數(shù)字化后的矢量圖與原掃描圖像疊置，檢查數(shù)字化過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤或誤差，并逐個(gè)予以改正。數(shù)字化技術(shù)—掃描矢量化數(shù)據(jù)的采集和處理城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第58頁(yè)!①圖像二值化圖像二值化用于從原始掃描圖像到黑白二值圖像，通常將圖像上白色區(qū)域的柵格點(diǎn)賦值為0；而黑色區(qū)域?yàn)?，黑色區(qū)域?qū)?yīng)了要矢量化提取的地物，又稱為前景。（這里通常要給定一個(gè)灰度閾值，當(dāng)圖像上的區(qū)域的灰度值小于這個(gè)閾值，則賦值為0，大于這個(gè)閾值賦值為1）②平滑圖像平滑用于去除圖像中的隨機(jī)噪聲，通常表現(xiàn)為斑點(diǎn)。5.矢量化技術(shù)城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第59頁(yè)!⑤矢量線提取將每個(gè)點(diǎn)鏈轉(zhuǎn)化成為一條矢量線。每條線由一系列點(diǎn)組成，點(diǎn)的數(shù)目取決于線的彎曲程度和要求的精度。(使用Douglas-Peucher算法)

5.矢量化技術(shù)城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第60頁(yè)!

為什么要進(jìn)行處理修正數(shù)據(jù)輸入錯(cuò)誤在坐標(biāo)系、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)類型上滿足GIS要求維護(hù)數(shù)據(jù)的完整性和一致性數(shù)據(jù)的采集和處理空間數(shù)據(jù)處理的目的是為了消除地圖數(shù)字化過程中所產(chǎn)生的錯(cuò)誤，以及將數(shù)字化數(shù)據(jù)重新組織以便得到進(jìn)一步處理和使用的格式。城市信息系統(tǒng)第4講共70頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第61頁(yè)!空間和非空間數(shù)據(jù)輸入時(shí)