地理信息系統(tǒng)概論第四章

地理信息系統(tǒng)概論第四章第1頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第四章空間數(shù)據(jù)的采集與處理第一節(jié)空間數(shù)據(jù)采集的任務(wù)第二節(jié)數(shù)據(jù)源種類第三節(jié)空間數(shù)據(jù)采集第四節(jié)空間數(shù)據(jù)的編輯與處理第五節(jié)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量及其精度分析第2頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)空間數(shù)據(jù)采集的任務(wù)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)第3頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)空間數(shù)據(jù)采集的任務(wù)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(diǎn)、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4頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)空間數(shù)據(jù)采集的任務(wù)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。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)入庫之前進(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傻鹊?頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)數(shù)據(jù)源種類數(shù)據(jù)源種類

第6頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)數(shù)據(jù)源種類數(shù)據(jù)源與相應(yīng)設(shè)備

地圖地面測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)資料航空、遙感文字?jǐn)?shù)據(jù)多媒體坐標(biāo)幾何數(shù)字化儀掃描儀攝影測量系統(tǒng)鍵盤空間數(shù)據(jù)庫編輯處理數(shù)據(jù)交換第7頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)空間數(shù)據(jù)的采集 包括各類調(diào)查報(bào)告、文件、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)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(jì)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(jìn)行編碼輸入。屬性數(shù)據(jù)采集

第8頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)空間數(shù)據(jù)的采集系統(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(diǎn)。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(jìn)行，沒有標(biāo)準(zhǔn)的必須考慮在有可能的條件下實(shí)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(kuò)展性：編碼的設(shè)置應(yīng)留有擴(kuò)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(cuò)亂現(xiàn)象。屬性數(shù)據(jù)的編碼——編碼規(guī)則

第9頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)空間數(shù)據(jù)的采集標(biāo)識(shí)部分：用來標(biāo)識(shí)屬性數(shù)據(jù)的序號(hào)，可以是簡單的連續(xù)編號(hào)，也可劃分不同層次進(jìn)行順序編碼；分類部分：用來標(biāo)識(shí)屬性的地理特征，可采用多位代碼反映多種特征。屬性數(shù)據(jù)的編碼——編碼內(nèi)容

第10頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)空間數(shù)據(jù)的采集層次分類編碼法：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(diǎn)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。屬性數(shù)據(jù)的編碼——編碼方法

耕地71園地72林地73牧草地74居民點(diǎn)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第11頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)空間數(shù)據(jù)的采集多源分類編碼法：對于一個(gè)特定的分類目標(biāo)，根據(jù)諸多不同的分類依據(jù)分別進(jìn)行編碼，各位數(shù)字代碼之間并沒有隸屬關(guān)系。屬性數(shù)據(jù)的編碼——編碼方法

第12頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第13頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)空間數(shù)據(jù)的采集數(shù)據(jù)采集方法：手扶跟蹤數(shù)字化儀采集掃描跟蹤數(shù)字化采集攝影測量數(shù)字化采集外業(yè)實(shí)地?cái)?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(cái)力狀況等。圖形數(shù)據(jù)的采集

第14頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)空間數(shù)據(jù)的采集圖形數(shù)據(jù)的采集

第15頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)空間數(shù)據(jù)的采集圖形數(shù)據(jù)的采集

數(shù)字化設(shè)備：掃描儀、攝影測量設(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、資源普查等掃描儀數(shù)字?jǐn)z影測量工作站第16頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)空間數(shù)據(jù)的采集圖形數(shù)據(jù)的采集

野外測量：大平板、全站儀、GPS、移動(dòng)測繪系統(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)更新第17頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)空間數(shù)據(jù)的采集數(shù)據(jù)交換

數(shù)據(jù)交換文件GISA中間格式GISB內(nèi)部文件外部文件內(nèi)部文件

GISAGISB數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)OpenGIS第18頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)空間數(shù)據(jù)的編輯與處理

空間數(shù)據(jù)編輯的必要性修正數(shù)據(jù)輸入錯(cuò)誤維護(hù)數(shù)據(jù)的完整性和一致性更新地理信息空間數(shù)據(jù)一般性錯(cuò)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(cuò)誤檢查主要方法疊合比較法目視檢查法邏輯檢查法第19頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)空間數(shù)據(jù)的編輯與處理

誤差修正一般過程：設(shè)定容許值連接接點(diǎn)重建拓?fù)潢P(guān)系第20頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)空間數(shù)據(jù)的編輯與處理

邊界匹配（圖幅接邊） 第一種方法是小心地修改空間數(shù)據(jù)庫中點(diǎn)和矢量的坐標(biāo)，以維護(hù)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)。第21頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)空間數(shù)據(jù)的編輯與處理

數(shù)據(jù)格式的轉(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不同介質(zhì)轉(zhuǎn)換第22頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)空間數(shù)據(jù)的編輯與處理

投影變換：第23頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)空間數(shù)據(jù)的編輯與處理

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)方法第24頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)空間數(shù)據(jù)的編輯與處理

坐標(biāo)變換：第25頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)空間數(shù)據(jù)的編輯與處理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(dòng)遙感影像本身存在幾何變形投影方式不同分幅掃描實(shí)質(zhì)建立糾正圖象與標(biāo)準(zhǔn)地圖的一一對應(yīng)關(guān)系變換方法仿射變換、雙線性變換、平方變換、立方變換等糾正步驟糾正點(diǎn)—數(shù)據(jù)采集—函數(shù)建立—逐點(diǎn)或網(wǎng)格糾正第26頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)空間數(shù)據(jù)的編輯與處理圖象糾正函數(shù)變換第27頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)空間數(shù)據(jù)的編輯與處理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(shí)具有一定的圖像處理能力掌握影像分析的經(jīng)驗(yàn)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(jì)算機(jī)自動(dòng)解譯兩種方法，其中，自動(dòng)解譯又可分為監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類兩種。第28頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第五節(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(dá)空間位置、專題特征以及時(shí)間這三個(gè)基本要素時(shí)，所能夠達(dá)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)第29頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第五節(jié)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量及其精度分析

數(shù)據(jù)情況說明時(shí)間精度(現(xiàn)勢性)位置精度(幾何精度)分類精度(屬性精度)合理性邏輯的一致性、完整性數(shù)據(jù)采集與編碼方法空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)第30頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第五節(jié)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量及其精度分析

源誤差操作誤差誤差的類型第31頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第五節(jié)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量及其精度分析

測量數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的誤差地圖數(shù)字化數(shù)據(jù)的誤差遙感數(shù)據(jù)誤差原誤差（與數(shù)據(jù)獲取方法有關(guān)）第32頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第五節(jié)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量及其精度分析

由計(jì)算機(jī)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)插引起的誤差操作誤差第33頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第五節(jié)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量及其精度分析

GIS空間操作中誤差的傳播GIS空間操作：

y＝f(xl，x2，...xn)算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算第34頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第五節(jié)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量及其精度分析

空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的控制傳統(tǒng)的手工方法元數(shù)據(jù)方法地理相關(guān)法第35頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第五節(jié)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量及其精