空間數(shù)據(jù)采集與處理優(yōu)秀文檔

第五章空間數(shù)據(jù)采集與處理

數(shù)據(jù)采集在GIS中的地位以數(shù)據(jù)為處理線索硬件∶軟件∶數(shù)據(jù)=1∶2∶7汽油數(shù)據(jù)GIS數(shù)據(jù)的內(nèi)容數(shù)字線化數(shù)據(jù)地形測圖思想：點、線、面影像數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)源豐富生產(chǎn)效率高直觀詳細(xì)記錄地表自然現(xiàn)象數(shù)字高程模型屬性數(shù)據(jù)是什么，判讀和考察詳細(xì)描述信息第一節(jié)數(shù)據(jù)源種類

圖形圖像數(shù)據(jù)：地圖工程圖規(guī)劃圖照片航空與遙感影像等文字?jǐn)?shù)據(jù)：調(diào)查報告文件統(tǒng)計數(shù)據(jù)實驗數(shù)據(jù)野外調(diào)查的原始記錄等圖形圖像數(shù)據(jù)文字?jǐn)?shù)據(jù)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)計圖表平板測量數(shù)據(jù)工程測量數(shù)據(jù)筆記航空、遙感相片人口普查社會經(jīng)濟調(diào)查各種統(tǒng)計資料已建各種數(shù)據(jù)庫GIS數(shù)據(jù)系統(tǒng)性和科學(xué)性：滿足所涉及學(xué)科的科學(xué)分類方法，能反映出同一類型中不同的級別特點。對于要輸入屬性庫的屬性數(shù)據(jù)，通過鍵盤直接鍵入或文件、表格、數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入。精確方法：仿射變換、雙線性變換、平方變換、立方變換等數(shù)據(jù)分類和內(nèi)插引起的誤差B=f(x,y),L=g(x,y)選擇采集方法的依據(jù)是如何應(yīng)用圖形數(shù)據(jù)，圖形數(shù)據(jù)類型，現(xiàn)有設(shè)備狀況，現(xiàn)有人力，物力，財力狀況等。②用點、線、多邊形和格網(wǎng)鄰接的方法表示地理實體。遙感影像是地理信息系統(tǒng)中一個極其重要的數(shù)據(jù)源，它至少具有下列一些特點：①能取得大面積、綜合的信息；數(shù)字化設(shè)備：數(shù)字化儀、掃描儀、攝影測量設(shè)備野外測量：大平板、全站儀、GPS、移動測繪系統(tǒng)適合范圍：小范圍GIS數(shù)據(jù)采集或局部數(shù)據(jù)更新硬件∶軟件∶數(shù)據(jù)=1∶2∶7②用點、線、多邊形和格網(wǎng)鄰接的方法表示地理實體。遙感影像是地理信息系統(tǒng)中一個極其重要的數(shù)據(jù)源，它至少具有下列一些特點：①能取得大面積、綜合的信息；數(shù)據(jù)處理：幾何糾正、圖幅拼接、拓?fù)渖傻葦?shù)據(jù)質(zhì)量是空間數(shù)據(jù)在表達空間位置、專題特征以及時間這三個基本要素時，所能夠達到的準(zhǔn)確性、一致性、完整性，以及它們?nèi)咧g統(tǒng)一性的程度。目前各種類型的地圖是重要的信息源。這不僅是因為地圖的內(nèi)容直觀與豐富，而且是由于在地理信息系統(tǒng)誕生以前，地圖是表示空間與非空間信息強有力的手段，從某種意義上說，一冊完備的專題地圖集是一個很好的人工操作地理信息系統(tǒng)。遙感影像是地理信息系統(tǒng)中一個極其重要的數(shù)據(jù)源，它至少具有下列一些特點：①能取得大面積、綜合的信息；②速度快；③降低數(shù)據(jù)儲存冗余和不連續(xù)性；④能提供各類專題所需要的信息。文字?jǐn)?shù)據(jù)主要用來描述空間對象的屬性，比如人口數(shù)據(jù)、經(jīng)濟數(shù)據(jù)、土壤成份、環(huán)境數(shù)據(jù)確定應(yīng)用哪些類型的數(shù)據(jù)是由系統(tǒng)的功能所確定的，例如要建立一個土地的適宜性和承載力的信息系統(tǒng)，所需要的數(shù)據(jù)有地形、土壤類型、降雨、地下水位、運輸條件等。

第二節(jié)空間數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集任務(wù)：將現(xiàn)有的地圖、外業(yè)觀測成果、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。數(shù)據(jù)庫入庫之前進行驗證、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。不同的數(shù)據(jù)來源要用到不同的設(shè)備和方法。數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換裝載數(shù)據(jù)處理：幾何糾正、圖幅拼接、拓?fù)渖傻葘傩詳?shù)據(jù)的采集包括各類調(diào)查報告、文件、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、實驗數(shù)據(jù)與野外調(diào)查的原始記錄等，如人口數(shù)據(jù)、經(jīng)濟數(shù)據(jù)、土壤成份、環(huán)境數(shù)據(jù)。對于要輸入屬性庫的屬性數(shù)據(jù)，通過鍵盤直接鍵入或文件、表格、數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入。對于要直接記錄到柵格或矢量數(shù)據(jù)文件中的屬性數(shù)據(jù)，則必須進行編碼輸入。屬性數(shù)據(jù)的采集國家資源與環(huán)境信息系統(tǒng)規(guī)范在“專業(yè)數(shù)據(jù)分類和數(shù)據(jù)項目建議總表”中，將數(shù)據(jù)分為社會環(huán)境、自然環(huán)境和資源與能源三大類共14小項，并規(guī)定了每項數(shù)據(jù)的內(nèi)容及基本數(shù)據(jù)來源。屬性數(shù)據(jù)的編碼——編碼原則系統(tǒng)性和科學(xué)性：滿足所涉及學(xué)科的科學(xué)分類方法，能反映出同一類型中不同的級別特點。一致性：對代碼所定義的同一專業(yè)名詞、術(shù)語必須是唯一的。標(biāo)準(zhǔn)化和通用性：有國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要按標(biāo)準(zhǔn)進行，沒有標(biāo)準(zhǔn)的必須考慮在有可能的條件下實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。簡捷性：在滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的前提下、每一種編碼應(yīng)該是以最小的數(shù)據(jù)量載負(fù)最大的信息量?？蓴U展性：編碼的設(shè)置應(yīng)留有擴展的余地，避免新對象的出現(xiàn)而使原編碼系統(tǒng)失效、造成編碼錯亂現(xiàn)象。

屬性數(shù)據(jù)的編碼——編碼內(nèi)容登記部分：用來標(biāo)識屬性數(shù)據(jù)的序號，可以是簡單的連續(xù)編號，也可劃分不同層次進行順序編碼；分類部分：用來標(biāo)識屬性的地理特征，可采用多位代碼反映多種特征；控制部分：用來通過一定的查錯算法，檢查在編碼、錄入和傳輸中的錯誤，在屬性數(shù)據(jù)量較大情況下具有重要意義。

屬性數(shù)據(jù)的編碼——編碼方法層次分類編碼法：是按照分類對象的從屬和層次關(guān)系為排列順序的一種代碼，它的優(yōu)點是能明確表示出分類對象的類別，代碼結(jié)構(gòu)有嚴(yán)格的隸屬關(guān)系。耕地71園地

72林地

73牧草地74居民點及公礦用地

75交通用地75水域

76未利用地

77土地利用類型7有林地

731灌木地

732疏林地733跡地

735針葉樹疏林地7331闊葉樹疏林地7332未成林林地734多源分類編碼法：對于一個特定的分類目標(biāo)，根據(jù)諸多不同的分類依據(jù)分別進行編碼，各位數(shù)字代碼之間并沒有隸屬關(guān)系。圖形數(shù)據(jù)的采集采集基本模式有兩種：

①將地理信息實體以x,y坐標(biāo)的形式，以順時針或逆時針方法依次輸入。

②用點、線、多邊形和格網(wǎng)鄰接的方法表示地理實體。特征數(shù)碼位置點11x,y（點）線21x1,y1,x2,y2,...,xn,yn(線）面31x1,y1,x2,y2,...,xn,yn（面）空間數(shù)據(jù)采集方法：手扶跟蹤數(shù)字化儀采集攝影測量數(shù)字化采集掃描跟蹤數(shù)字化采集外業(yè)實地數(shù)字化采集選擇采集方法的依據(jù)是如何應(yīng)用圖形數(shù)據(jù)，圖形數(shù)據(jù)類型，現(xiàn)有設(shè)備狀況，現(xiàn)有人力，物力，財力狀況等。標(biāo)準(zhǔn)化和通用性：有國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要按標(biāo)準(zhǔn)進行，沒有標(biāo)準(zhǔn)的必須考慮在有可能的條件下實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。由自然變化或原始測量引起的誤差遙感影像本身存在幾何變形采集基本模式有兩種：

①將地理信息實體以x,y坐標(biāo)的形式，以順時針或逆時針方法依次輸入。B=f(x,y),L=g(x,y)X=F(B,L),Y=G(B,L)源誤差（與數(shù)據(jù)獲取方法有關(guān)）硬件∶軟件∶數(shù)據(jù)=1∶2∶7對于要輸入屬性庫的屬性數(shù)據(jù)，通過鍵盤直接鍵入或文件、表格、數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入?？刂撇糠郑河脕硗ㄟ^一定的查錯算法，檢查在編碼、錄入和傳輸中的錯誤，在屬性數(shù)據(jù)量較大情況下具有重要意義。掌握影像分析的經(jīng)驗和技能適合范圍：小范圍GIS數(shù)據(jù)采集或局部數(shù)據(jù)更新數(shù)據(jù)庫入庫之前進行驗證、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。遙感影像是地理信息系統(tǒng)中一個極其重要的數(shù)據(jù)源，它至少具有下列一些特點：①能取得大面積、綜合的信息；數(shù)據(jù)處理：幾何糾正、圖幅拼接、拓?fù)渖傻冗b感影像是地理信息系統(tǒng)中一個極其重要的數(shù)據(jù)源，它至少具有下列一些特點：①能取得大面積、綜合的信息；屬性數(shù)據(jù)的編碼——編碼內(nèi)容圖形數(shù)據(jù)的采集數(shù)字化設(shè)備：數(shù)字化儀、掃描儀、攝影測量設(shè)備特點：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影測量工作站野外測量：大平板、全站儀、GPS、移動測繪系統(tǒng)特點：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)更新第三節(jié)空間數(shù)據(jù)的編輯與處理誤差與錯誤的檢查與編輯空間數(shù)據(jù)一般性錯誤數(shù)據(jù)不完整、重復(fù)空間數(shù)據(jù)位置不正確空間數(shù)據(jù)比例尺不準(zhǔn)確空間數(shù)據(jù)變形幾何和屬性連接有誤屬性數(shù)據(jù)不完整錯誤檢查主要方法疊合比較法目視檢查法邏輯檢查法誤差修正一般過程：設(shè)定容許值連接接點重建拓?fù)潢P(guān)系圖象糾正糾正原因地圖變形(均勻變形、非均勻變形）數(shù)字化中的位置移動遙感影像本身存在幾何變形投影方式不同分幅掃描實質(zhì)建立糾正圖象與標(biāo)準(zhǔn)地圖的一一對應(yīng)關(guān)系變換方法精確方法：仿射變換、雙線性變換、平方變換、立方變換等近似方法：橡皮板變換糾正步驟糾正點—數(shù)據(jù)采集—函數(shù)建立—逐點或網(wǎng)格糾正數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換：不同介質(zhì)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換相同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的不同組織形式轉(zhuǎn)換矢量拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變換柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換矢量到柵格柵格到矢量投影變換：投影A（x，y）投影B（X，Y）正解變換：解析函數(shù)關(guān)系X=f(x,y)，Y=g(x,y)反解變換：經(jīng)緯度B=f(x,y),L=g(x,y)X=F(B,L),Y=G(B,L)數(shù)值變換：數(shù)學(xué)方法圖像解譯從圖像中提取有用信息的過程。圖像解譯需要一定的能力：研究地理區(qū)域的一般知識具有一定的圖像處理能力掌握影像分析的經(jīng)驗和技能對影像特征的深入理解

遙感圖象的解譯有目視判讀和計算機自動解譯兩種方法，其中，自動解譯又可分為監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類兩種。圖幅接邊（邊界匹配）不同圖幅的連接自動、手工第一種方法是小心地修改空間數(shù)據(jù)庫中點和矢量的坐標(biāo)，以維護數(shù)據(jù)庫

的連續(xù)性；第二種方法是先對準(zhǔn)兩幅圖的一條邊緣線，然后再小心地調(diào)整其它線段使其取得連續(xù)。數(shù)字化邊界調(diào)整對于要輸入屬性庫的屬性數(shù)據(jù)，通過鍵盤直接鍵入或文件、表格、數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入。B=f(x,y),L=g(x,y)目前各種類型的地圖是重要的信息源。（4）不確定性（Uncertainty)數(shù)字化過程的質(zhì)量控制：第二種方法是先對準(zhǔn)兩幅圖的一條邊緣線，然后再小心地調(diào)整其它線段使其取得連續(xù)。第一種方法是小心地修改空間數(shù)據(jù)庫中點和矢量的坐標(biāo)，以維護數(shù)據(jù)庫

的連續(xù)性；遙感影像本身存在幾何變形分類部分：用來標(biāo)識屬性的地理特征，可采用多位代碼反映多種特征；確定應(yīng)用哪些類型的數(shù)據(jù)是由系統(tǒng)的功能所確定的，例如要建立一個土地的適宜性和承載力的信息系統(tǒng)，所需要的數(shù)據(jù)有地形、土壤類型、降雨、地下水位、運輸條件等。硬件∶軟件∶數(shù)據(jù)=1∶2∶7（3）數(shù)據(jù)的精密度(Resolution)對于要輸入屬性庫的屬性數(shù)據(jù)，通過鍵盤直接鍵入或文件、表格、數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入。第四節(jié)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量及其精度分析數(shù)據(jù)質(zhì)量是空間數(shù)據(jù)在表達空間位置、專題特征以及時間這三個基本要素時，所能夠達到的準(zhǔn)確性、一致性、完整性，以及它們?nèi)咧g統(tǒng)一性的程度。（1）誤差(Error)（2）數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度(Accuracy)（3）數(shù)據(jù)的精密度(Resolution)（4）不確定性（Uncertainty)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評價數(shù)據(jù)情況說明時間精度(現(xiàn)勢性)位置精度(幾何精度)分類精度(屬性精度)可靠性邏輯的一致性、完整性數(shù)據(jù)采集與編碼方法誤差的類型

誤差類型誤差來源誤差特征源誤差數(shù)據(jù)年代；數(shù)據(jù)的空間覆蓋范圍；地圖比例尺；觀測密度數(shù)據(jù)的可訪問性，數(shù)據(jù)格式；數(shù)據(jù)與用途的一致性；數(shù)據(jù)的采集處理費用明顯、易探測由自然變化或原始測量引起的誤差位置誤差；屬性誤差：質(zhì)量和數(shù)量方面的誤差數(shù)據(jù)偏差：輸入輸出錯誤，觀測者偏差，自然變化不明顯難測定GIS處理過程引起的誤差計算機字長引起的誤差拓?fù)浞治鲆鸬恼`差：邏輯錯誤、地圖疊置操作分類與綜合引起的誤差：分類方法、分類間隔、內(nèi)插方法復(fù)雜難探測源誤差（與數(shù)據(jù)獲取方法有關(guān)）測量數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的誤差控制測量誤差碎部測量誤差空中三角測量誤差測圖誤差地圖數(shù)字化數(shù)據(jù)的誤差制圖誤差：控制點展繪誤差、編繪誤差、繪圖誤差、綜合誤差、地圖復(fù)制誤差、分色板套合誤差、繪圖材料的變形誤差數(shù)字化誤差遙感數(shù)據(jù)誤差數(shù)據(jù)獲取誤差數(shù)據(jù)處理誤差數(shù)據(jù)分析誤差數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換誤差人工判斷誤差操作誤差

由計算機字長引起的誤差由拓?fù)浞治鲆鸬恼`差數(shù)據(jù)分類和內(nèi)插引起的誤差GIS空間