第6章空間數(shù)據(jù)采集與處理

第6章空間數(shù)據(jù)采集與處理朱瑩主要內(nèi)容概述數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)編輯數(shù)學(xué)基礎(chǔ)變換數(shù)據(jù)重構(gòu)圖形拼接拓?fù)渖蓴?shù)據(jù)壓縮數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)與控制數(shù)據(jù)入庫概述空間數(shù)據(jù)的來源地圖數(shù)據(jù)野外實(shí)測數(shù)據(jù)空間定位數(shù)據(jù)攝影測量與遙感圖像多媒體數(shù)據(jù)概述數(shù)據(jù)采集流程數(shù)據(jù)源的選擇采集方法的確定數(shù)據(jù)的進(jìn)一步編輯與處理錯(cuò)誤消除數(shù)學(xué)基礎(chǔ)變換數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與格式的重構(gòu)圖形的拼接拓?fù)涞纳蓴?shù)據(jù)的壓縮質(zhì)量的評價(jià)與控制數(shù)據(jù)入庫數(shù)據(jù)源分類地圖數(shù)據(jù)遙感影像實(shí)測數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)數(shù)字化數(shù)據(jù)多媒體數(shù)據(jù)文本資料數(shù)據(jù)GIS數(shù)據(jù)源按獲取方式按表現(xiàn)方式GIS數(shù)據(jù)源分類示意圖數(shù)據(jù)源特征地圖數(shù)據(jù)地圖是地理數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)描述形式，是具有共同參考坐標(biāo)系統(tǒng)的點(diǎn)、線、面的二維平面形式的表示，內(nèi)容豐富，圖上實(shí)體間的空間關(guān)系直觀，而且實(shí)體的類別或?qū)傩钥梢杂酶鞣N不同的符號加以識別和表示普通地圖以相對平衡的詳細(xì)程度表示地球表面上的自然地理和社會經(jīng)濟(jì)要素，主要表達(dá)居民地、交通網(wǎng)、水系、地貌、境界、土質(zhì)和植被等。大比例尺地形圖具有較高的幾何精度，真實(shí)反映區(qū)域地理要素的特征專題地圖著重反映一種或少數(shù)幾種專題要素，如地質(zhì)、地貌、土壤、植被和土地利用等原始資料地圖數(shù)據(jù)應(yīng)用地圖數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)注意：地圖存儲介質(zhì)的缺陷。由于地圖多為紙質(zhì)，在不同的存放條件下存在不同程度的變形，具體應(yīng)用時(shí)，須對其進(jìn)行糾正。地圖現(xiàn)勢性較差。傳統(tǒng)地圖更新周期較長，造成現(xiàn)存地圖的現(xiàn)勢性不能完全滿足實(shí)際需要。地圖投影的轉(zhuǎn)換。使用不同投影的地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行交流前，須先進(jìn)行地圖投影的轉(zhuǎn)換。遙感影像數(shù)據(jù)通過遙感影像可以快速、準(zhǔn)確地獲得大面積的、綜合的各種專題信息，航天遙感影像還可以取得周期性的資料每種遙感影像都有其自身的成像規(guī)律、變形規(guī)律，所以在應(yīng)用時(shí)要注意影像的糾正、影像的分辨率、影像的解譯特征等方面的問題航空影像局部衛(wèi)星遙感影像局部實(shí)測數(shù)據(jù)指各種野外實(shí)驗(yàn)、實(shí)地測量所得數(shù)據(jù)，通過轉(zhuǎn)換可直接進(jìn)入GIS的空間數(shù)據(jù)庫以用于實(shí)時(shí)分析和進(jìn)一步應(yīng)用GPS點(diǎn)位數(shù)據(jù)、地籍測量數(shù)據(jù)等通常具有較高的精度和較好的現(xiàn)勢性，是GIS的重要數(shù)據(jù)來源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)許多部門和機(jī)構(gòu)都擁有不同領(lǐng)域的大量統(tǒng)計(jì)資料、國民經(jīng)濟(jì)的各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，這些也是GIS的數(shù)據(jù)源，尤其是屬性數(shù)據(jù)的重要來源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)一般都是和一定范圍內(nèi)的統(tǒng)計(jì)單元或觀測點(diǎn)聯(lián)系在一起，因此采集數(shù)據(jù)時(shí)，要包括研究對象的特征值、觀測點(diǎn)的幾何數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)資料的基本統(tǒng)計(jì)單元地區(qū)測站高度差(m)1月4月7月10月天山南坡阿克蘇—阿合奇8830.030.570.590.31天山北坡烏魯木齊—小渠子1266-0.400.500.740.40祁連山北坡玉門鎮(zhèn)—玉門市800-0.030.490.500.26賀蘭山區(qū)銀川—賀蘭山17890.290.590.640.50各地氣溫遞減率/℃/100m共享數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)GIS數(shù)據(jù)共享已成為地理信息系統(tǒng)技術(shù)的一個(gè)重要研究內(nèi)容，已有數(shù)據(jù)的共享也成為GIS獲取數(shù)據(jù)的重要來源之一。但對已有數(shù)據(jù)的采用需注意數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)精度、可信度由多媒體設(shè)備獲取的數(shù)據(jù)（包括聲音、錄像等）也是GIS的數(shù)據(jù)源之一，目前主要輔助GIS的分析和查詢，可通過通訊口傳入GIS的空間數(shù)據(jù)庫文本資料數(shù)據(jù)各種文字報(bào)告和立法文件在一些管理類的GIS系統(tǒng)中有廣泛應(yīng)用，如：在城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)中，各種城市管理法規(guī)及規(guī)劃報(bào)告在土地資源管理、災(zāi)害監(jiān)測、水質(zhì)和森林資源管理等專題信息系統(tǒng)中，各種文字說明資料確定專題內(nèi)容的屬性特征在區(qū)域信息系統(tǒng)中，文字報(bào)告是區(qū)域綜合研究不可缺少的參考資料空間數(shù)據(jù)采集與處理的基本流程空間數(shù)據(jù)采集的基本內(nèi)容鍵盤輸入掃描數(shù)字化成果數(shù)據(jù)交換遙感圖像處理攝影測量野外數(shù)據(jù)采集地圖數(shù)據(jù)影像數(shù)據(jù)野外實(shí)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)多媒體數(shù)據(jù)文本數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)源采集方法編輯處理質(zhì)量評價(jià)數(shù)據(jù)入庫空間數(shù)據(jù)采集與處理的基本流程數(shù)據(jù)源的選擇是否能夠滿足系統(tǒng)功能的要求所選數(shù)據(jù)源是否已有使用經(jīng)驗(yàn)如果傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)源可用的話，就應(yīng)避免使用其他它的陌生數(shù)據(jù)源。一般情況下，當(dāng)兩種數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)精度差別不大時(shí)，宜采用有使用經(jīng)驗(yàn)的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)源系統(tǒng)成本數(shù)據(jù)成本占GIS工程成本的70%甚至更多，數(shù)據(jù)源的選擇對于系統(tǒng)整體的成本控制來說至關(guān)重要空間數(shù)據(jù)采集與處理的基本流程采集方法的確定地圖數(shù)據(jù)的采集，通常采用掃描矢量化的方法影像數(shù)據(jù)包括航空影像數(shù)據(jù)和衛(wèi)星遙感影像兩類實(shí)測數(shù)據(jù)指各類野外測量所采集的數(shù)據(jù)，包括平板儀測量，一體化野外數(shù)字測圖、空間定位測量（如GPS測量）等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可采用掃描儀輸入作為輔助性數(shù)據(jù)，也可直接用鍵盤輸入已有的數(shù)字化數(shù)據(jù)和多媒體數(shù)據(jù)通?？赏ㄟ^相應(yīng)的數(shù)據(jù)交換方法轉(zhuǎn)換為當(dāng)前系統(tǒng)可用的數(shù)據(jù)文本數(shù)據(jù)可用鍵盤直接輸入空間數(shù)據(jù)采集與處理的基本流程數(shù)據(jù)的編輯與處理各種方法所采集的原始空間數(shù)據(jù)，都不可避免地存在著錯(cuò)誤或誤差，屬性數(shù)據(jù)在建庫輸入時(shí)，也難免會存在錯(cuò)誤，所以對圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的檢查、編輯是很有必要的不同系統(tǒng)對圖形的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等可能會有不同的要求，往往需要進(jìn)行數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換根據(jù)系統(tǒng)分析功能的要求，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形拼接、拓?fù)渖?、?shù)據(jù)壓縮空間數(shù)據(jù)采集與處理的基本流程數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與評價(jià)數(shù)據(jù)入庫按照空間數(shù)據(jù)管理的要求，把采集和處理的成果數(shù)據(jù)導(dǎo)入到空間數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集包括空間數(shù)據(jù)的采集主要包括野外數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)有地圖數(shù)字化、攝影測量方法、遙感圖像處理方法屬性數(shù)據(jù)的采集包括采集及采集后的分類和編碼，主要是從相關(guān)部門的觀測、測量數(shù)據(jù)、各類統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、專題調(diào)查數(shù)據(jù)、文獻(xiàn)資料數(shù)據(jù)等渠道獲取遙感圖像解譯也是獲取屬性數(shù)據(jù)的重要渠道野外數(shù)據(jù)采集野外數(shù)據(jù)采集是GIS數(shù)據(jù)采集的一個(gè)基礎(chǔ)手段，特別是對于大比例尺的城市地理信息系統(tǒng)而言平板測量平板測量獲取的是非數(shù)字化數(shù)據(jù)，現(xiàn)在已不是GIS野外數(shù)據(jù)獲取的主要手段，但由于它的成本低、技術(shù)容易掌握，少數(shù)部門和單位仍然在使用平板儀測量包括小平板測量和大平板測量，測量的產(chǎn)品都是紙質(zhì)地圖在傳統(tǒng)的大比例尺地形圖的生產(chǎn)過程中，一般在野外測量繪制鉛筆草圖，轉(zhuǎn)繪在聚酯薄膜上，曬成藍(lán)圖提供給用戶使用。也可以對鉛筆草圖進(jìn)行手扶跟蹤或掃描數(shù)字化使平板測量結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)野外數(shù)據(jù)采集全野外數(shù)字測圖全野外數(shù)據(jù)采集設(shè)備是全站儀加電子手簿或電子平板配以相應(yīng)的采集和編輯軟件，作業(yè)分為編碼和無碼兩種方法。數(shù)字化測繪記錄設(shè)備以電子手簿為主。還可采用電子平板內(nèi)外業(yè)一體化的作業(yè)方法，即利用電子平板（便攜機(jī)）在野外進(jìn)行碎部點(diǎn)展繪成圖全野外空間數(shù)據(jù)采集與成圖分為三個(gè)階段數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)處理地圖數(shù)據(jù)輸出野外數(shù)據(jù)采集空間定位測量空間定位測量也是GIS空間數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)源常用的空間定位系統(tǒng)美國的全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem，GPS）俄羅斯的GLONASS全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)歐洲的伽利略（GALILEO）導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)我國的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)也在逐步完善之中GPS因其方便快捷和較高的精度，在各個(gè)行業(yè)和部門有廣泛應(yīng)用從一定程度上改變了傳統(tǒng)野外測繪的實(shí)施方式，并成為GIS數(shù)據(jù)采集的重要手段，在許多應(yīng)用型GIS中都得到了應(yīng)用，如車載導(dǎo)航系統(tǒng)野外數(shù)據(jù)采集GPS的3個(gè)組成部分衛(wèi)星控制系統(tǒng)用戶測距交會確定點(diǎn)位是衛(wèi)星定位測量的基本原理應(yīng)用測距后方交會原理，由三個(gè)以上地面已知點(diǎn)（控制站）交會出衛(wèi)星的位置，反之利用三個(gè)以上衛(wèi)星的已知空間位置又可交會出地面未知點(diǎn)（用戶接收機(jī)）的位置S3S2S1PGPS空間定位測量原理野外數(shù)據(jù)采集GPS衛(wèi)星發(fā)射測距信號和導(dǎo)航電文，用戶用GPS接收機(jī)在某一時(shí)刻i同時(shí)接收到三顆GPS衛(wèi)星信號，測量出測站P到三顆GPS衛(wèi)星的距離S1、S2、S3，并計(jì)算出該時(shí)刻GPS衛(wèi)星的空間坐標(biāo)為（Xj、Yj、Zj），j=1,2,3，用距離交會法解算出測站P的位置（Xp、Yp、Zp）利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位時(shí)，必須同時(shí)跟蹤至少三顆以上的衛(wèi)星。為保證解算結(jié)果的可靠性，實(shí)際測量時(shí)，通常獲取至少四顆星的信號野外數(shù)據(jù)采集地圖數(shù)字化地圖數(shù)字化是指根據(jù)現(xiàn)有紙質(zhì)地圖，通過手扶跟蹤或掃描矢量化的方法，生產(chǎn)出可在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行存儲、處理和分析的數(shù)字化數(shù)據(jù)手扶跟蹤數(shù)字化早期，地圖數(shù)字化所采用的工具是手扶跟蹤數(shù)字化儀利用電磁感應(yīng)原理，當(dāng)使用者在電磁感應(yīng)板上移動(dòng)游標(biāo)到圖件的指定位置，按動(dòng)相應(yīng)的按鈕時(shí)，電磁感應(yīng)板周圍的多路開關(guān)等線路可以檢測出最大信號的位置，從而得到該點(diǎn)的坐標(biāo)值這種方式數(shù)字化的速度比較慢，工作量大，自動(dòng)化程度低，數(shù)字化精度與作業(yè)員的操作有很大關(guān)系，目前已基本上不再采用野外數(shù)據(jù)采集掃描矢量化地圖數(shù)字化一般采用掃描矢量化的方法。根據(jù)地圖幅面大小，選擇合適規(guī)格的掃描儀，對紙質(zhì)地圖掃描生成柵格圖像。然后在經(jīng)過幾何糾正之后，即可進(jìn)行矢量化原始地圖掃描柵格文件柵格編輯矢量化矢量文件矢量編輯格式轉(zhuǎn)換GIS數(shù)據(jù)庫地圖掃描矢量化的工作流程野外數(shù)據(jù)采集柵格圖像的矢量化軟件自動(dòng)矢量化工作速度較快、效率較高，但是由于軟件智能化水平有限，其結(jié)果仍然需要再進(jìn)行人工檢查和編輯屏幕鼠標(biāo)跟蹤矢量化作業(yè)方式與數(shù)字化儀基本相同，仍然是手動(dòng)跟蹤，但是數(shù)字化的精度和工作效率得到了顯著的提高常使用GIS軟件如MapInfo、Arc/Info、GeoStar、SuperMap等對掃描所獲取的柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行屏幕跟蹤矢量化并對矢量化結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯和處理 攝影測量方法攝影測量原理航空攝影測量垂直攝影地面攝影測量傾斜攝影或交向攝影攝影機(jī)鏡頭中心垂直于聚焦平面（膠片平面）的連線稱為相機(jī)的主軸線航測上規(guī)定當(dāng)主軸線與鉛垂線方向的夾角小于3°時(shí)為垂直攝影攝影測量方法攝影測量通常采用立體攝影測量方法采集某一地區(qū)空間數(shù)據(jù)，對同一地區(qū)同時(shí)攝取兩張或多張重疊的像片，在室內(nèi)的光學(xué)儀器上或計(jì)算機(jī)內(nèi)恢復(fù)它們的攝影方位，重構(gòu)地形表面，即把野外的地形表面搬到室內(nèi)進(jìn)行觀測航測上對立體覆蓋的要求是當(dāng)飛機(jī)沿一條航線飛行時(shí)相機(jī)拍攝的任意相鄰兩張像片的重疊度（航向重疊）不少于55%-65%，在相鄰航線上的兩張相鄰像片的旁向重疊應(yīng)保持在30%。P2P2’P1c2a2d2m2c2’a2’d2’m2’m1d1c1a1S2S2’S1ACMDCAMD立體攝影測量的原理攝影測量方法數(shù)字?jǐn)z影測量一般指全數(shù)字?jǐn)z影測量，它是基于數(shù)字影像與攝影測量的基本原理，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識別等多學(xué)科的理論與方法，提取所攝對象用數(shù)字方式表達(dá)的集合與物理信息的攝影測量方法遙感圖像處理通常所稱的遙感影像數(shù)據(jù)指的是衛(wèi)星遙感影像，其信息獲取方式與航空像片不同地面接受太陽輻射，地表各類地物對其反射的特性各不相同，搭載在衛(wèi)星上的傳感器捕捉并記錄這種信息，之后將數(shù)據(jù)傳輸回地面遙感數(shù)據(jù)的處理與具體的數(shù)據(jù)類型（衛(wèi)星影像、雷達(dá)影像）、存儲介質(zhì)等因素相關(guān)遙感原理示意圖遙感傳感平臺遙感數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容遙感數(shù)據(jù)處理再生校正圖像重建圖像復(fù)原輻射量校正幾何校正鑲嵌變換灰度信息變換空間信息變換幾何信息變換數(shù)據(jù)壓縮分類總體測定(earning)分類(classification)區(qū)域分割匹配電磁波的反射輻射投影儀等一次處理（變換到CCT等通用載體上）掃描儀等通過膠片、掃描儀等進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換數(shù)字圖像再生、校正處理分類處理變換處理數(shù)字圖像數(shù)字圖像彩色CRT及膠片等模擬系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)等數(shù)字處理系統(tǒng)遙感器遙感數(shù)據(jù)的基本處理流程遙感圖像處理基本處理流程包括觀測數(shù)據(jù)的輸入：采集的數(shù)據(jù)包括模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)兩種，為了把像片等模擬數(shù)據(jù)輸入到處理系統(tǒng)中，必須用膠片掃描儀等進(jìn)行A／D變換。對數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)來說，因?yàn)閿?shù)據(jù)多記錄在特殊的數(shù)字記錄器(HDDT等)中，所以必須轉(zhuǎn)換到一般的數(shù)字計(jì)算機(jī)都可以讀出的CCT(ComputerCompatibleTape)等通用載體上再生、校正處理：對于進(jìn)入到處理系統(tǒng)的觀測數(shù)據(jù)，首先進(jìn)行輻射量失真及幾何畸變的校正，對于SAR的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建；其次，按照處理目的進(jìn)行變換、分類，或者變換與分類結(jié)合的處理遙感圖像處理變換處理：變換處理意味著從某一空間投影到另一空間上，通常在這一過程中觀測數(shù)據(jù)所含的一部分信息得到增強(qiáng)。因此，變換處理的結(jié)果多為增強(qiáng)的圖像。分類處理：分類是以特征空間的分割為中心的處理，最終要確定圖像數(shù)據(jù)與類別之間的對應(yīng)關(guān)系。因此，分類處理的結(jié)果多為專題圖的形式。處理結(jié)果的輸出：處理結(jié)果可分為兩種情況，一種是經(jīng)D／A變換后作為模擬數(shù)據(jù)輸出到顯示裝置及膠片上；另一種是作為地理信息系統(tǒng)等其他處理系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)而以數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出。屬性數(shù)據(jù)的采集屬性數(shù)據(jù)即空間實(shí)體的特征數(shù)據(jù)，一般包括名稱、等級、數(shù)量、代碼等多種形式，屬性數(shù)據(jù)的內(nèi)容有時(shí)直接記錄在柵格或矢量數(shù)據(jù)文件中，有時(shí)則單獨(dú)輸入數(shù)據(jù)庫存儲為屬性文件，通過關(guān)鍵碼與圖形數(shù)據(jù)相聯(lián)系屬性數(shù)據(jù)一般采用鍵盤輸入。輸入的方式有兩種：一種是對照圖形直接輸入；另一種是預(yù)先建立屬性表輸入屬性，或從其它統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫中導(dǎo)入屬性，然后根據(jù)關(guān)鍵字與圖形數(shù)據(jù)自動(dòng)連接屬性數(shù)據(jù)的采集屬性數(shù)據(jù)的來源國家資源與環(huán)境信息系統(tǒng)規(guī)范將數(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(xiàng)，并規(guī)定了每項(xiàng)數(shù)據(jù)的內(nèi)容及基本數(shù)據(jù)來源社會環(huán)境數(shù)據(jù)社會環(huán)境數(shù)據(jù)包括城市與人口、交通網(wǎng)、行政區(qū)劃、地名、文化和通信設(shè)施五類。這幾類數(shù)據(jù)可從人口普查辦公室、外交部、民政部、國家測繪局，以及林業(yè)、文化、教育、衛(wèi)生、郵政等相關(guān)部門獲取自然環(huán)境自然環(huán)境數(shù)據(jù)包括地形數(shù)據(jù)、海岸及海域數(shù)據(jù)、水系及流域數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地質(zhì)數(shù)據(jù)五類。這些數(shù)據(jù)可以從國家測繪局、海洋局、水利水電部以及地質(zhì)、礦產(chǎn)、地震、石油等相關(guān)部門和結(jié)構(gòu)獲取屬性數(shù)據(jù)的采集資源與能源資源與能源數(shù)據(jù)包括土地資源相關(guān)數(shù)據(jù)、氣候和水熱資源相關(guān)數(shù)據(jù)、生物資源相關(guān)數(shù)據(jù)、礦產(chǎn)資源相關(guān)數(shù)據(jù)、海洋資源相關(guān)數(shù)據(jù)五類。這幾類數(shù)據(jù)可從中國科學(xué)院、國家測繪局及農(nóng)、林、氣象、水電、海洋等相關(guān)部門獲取屬性數(shù)據(jù)的分類空間數(shù)據(jù)的分類，是根據(jù)系統(tǒng)的功能以及相應(yīng)的國際、國家和行業(yè)空間信息分類規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，將具有不同空間特征和語義的空間要素區(qū)別開來的過程，是為了在空間數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)上將數(shù)據(jù)組織為不同的信息層并標(biāo)識空間要素的類別空間數(shù)據(jù)一般采用線分類法對空間實(shí)體進(jìn)行分類，即將分類對象按選定的空間特征和語義信息作為分類劃分的基礎(chǔ)，逐次地分成相應(yīng)的若干個(gè)層級的類目，并排列成一個(gè)有層次的，逐級展開的分類體系屬性數(shù)據(jù)的分類同級類之間是并列關(guān)系，下級類與上級類間存在著隸屬關(guān)系，同級類不重復(fù)、不交叉。從而將地理空間的空間實(shí)體組織為一個(gè)層級樹，也稱作層級分類法我國《國土基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)分類與代碼》（GB/T13923-1992）將地球表面的自然和社會基礎(chǔ)信息分為9個(gè)大類，分別為測量控制點(diǎn)、水系、居民地、交通、管線與垣柵、境界、地形與土質(zhì)、植被和其他類，在每個(gè)大類下又依次細(xì)分為小類、一級和二級類國土基礎(chǔ)地理信息測量控制點(diǎn)水系居民地交通管線和垣柵境界地形與土質(zhì)植被其他平面控制點(diǎn)高程控制點(diǎn)其他控制點(diǎn)……………鐵路公路鐵路和公路

主要構(gòu)筑物航運(yùn)港口空運(yùn)…………高速公路一級公路二級公路三級公路四級公路等外公路普通公路專用公路城市道路…城市快速路城市主干道城市次干道城市支線城市其他路…………………………………國土基礎(chǔ)地理信息分類體系屬性數(shù)據(jù)的編碼屬性數(shù)據(jù)的編碼是指確定屬性數(shù)據(jù)的代碼的方法和過程代碼是一個(gè)或一組有序的易于被計(jì)算機(jī)或人識別與處理的符號，是計(jì)算機(jī)鑒別和查找信息的主要依據(jù)和手段編碼的直接產(chǎn)物就是代碼，而分類分級則是編碼的基礎(chǔ)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)，必須先對其進(jìn)行編碼，將各種屬性數(shù)據(jù)變?yōu)橛?jì)算機(jī)可以接受的數(shù)字或字符形式，便于GIS存儲管理屬性數(shù)據(jù)的編碼屬性數(shù)據(jù)編碼原則編碼的系統(tǒng)性和科學(xué)性編碼的一致性和唯一性編碼的標(biāo)準(zhǔn)化和通用性編碼的簡捷性編碼的可擴(kuò)展性屬性數(shù)據(jù)的編碼在屬性數(shù)據(jù)分類編碼的過程中，應(yīng)力求規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，有可遵循標(biāo)準(zhǔn)的盡量依標(biāo)準(zhǔn)如果沒有適用的標(biāo)準(zhǔn)可遵循，可依照以下編碼方法：列出全部制圖對象清單；制定對象分類、分級原則和指標(biāo)，將制圖對象進(jìn)行分類、分級；擬定分類代碼系統(tǒng)；代碼及其格式。設(shè)定代碼使用的字符和數(shù)字、碼位長度、碼位分配等；建立代碼和編碼對象的對照表。這是編碼最終成果檔案，是數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行編碼的依據(jù)。與交通GIS相關(guān)的國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB2260-95中華人民共和國行政區(qū)劃代碼GB10114-88縣以下行政區(qū)劃代碼編制規(guī)則GB12409-90地理格網(wǎng)GB/T15660-951:5千、1:1萬、1:2.5萬、1:5萬、1:10萬地形圖要素與代碼GB917.1-917.2公路路線命名編號和編碼規(guī)則JT0022-90公路管理養(yǎng)護(hù)單位代碼編制規(guī)則JTJ073-96公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范GB920-89公路路面等級與面層類型代碼GB/T919-94公路等級代碼GB11708-89公路橋梁命名編號和編碼規(guī)則GBJ124-88道路工程術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)GB/T4754-94國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類與代碼屬性數(shù)據(jù)的編碼常用的編碼方法層次分類編碼法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)系多源分類編碼法又稱獨(dú)立分類編碼法，是指對于一個(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)系河流6可通航河61不通航河62常年河611時(shí)令河612消失河613長度<1Km6111長度<2Km6112長度<5Km6113長度<10Km6114長度>10Km6115寬度<1m61141寬度1~2m61142寬度2~5m61143寬度5~20m61144寬度20~50m61145寬度>50m61146深度5~10m611451611深度10~20m611452611深度20~30m611453611深度30~60m611454611深度60~120m611455611深度120~300m611456611深度300~500m611457611深度>500m611458611河流類型的層次分類編碼方案河流編碼的標(biāo)準(zhǔn)分類方案通航情況流水季節(jié)河流長度河流寬度河流深度通航：1不通航：2常年河：1時(shí)令河：2消失河：3<1Km：1<2Km：2<5Km：3<10Km4>10Km5<1m：11~2m：22~5m：35~20m：420~50m：5>50m：65~10m：110~20m：220~30m：330~60m：460~120m：5120~300m：6300~500m：7>500m：8例如，常年河、通航、河床形狀為樹形，主流長7公里，寬25米，平均深度為50米在表中表示為：11454。由此可見，該種編碼方法一般具有較大的信息載量。有利于對于空間信息的綜合分析數(shù)據(jù)編輯圖形數(shù)據(jù)編輯空間數(shù)據(jù)采集過程中，人為因素是造成圖形數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的主要原因常見的數(shù)字化錯(cuò)誤是線條連接過頭和不及兩種情況常見錯(cuò)誤包括偽節(jié)點(diǎn)（PseudoNode）：當(dāng)一條線沒有一次錄入完畢時(shí)，就會產(chǎn)生偽結(jié)點(diǎn)。偽節(jié)點(diǎn)使一條完整的線變成兩段。懸掛節(jié)點(diǎn)（DanglingNode）：當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)只與一條線相連接，那么該節(jié)點(diǎn)稱為懸掛節(jié)點(diǎn)。懸掛節(jié)點(diǎn)有過頭和不及、多邊形不封閉、節(jié)點(diǎn)不重合等幾種情形。數(shù)據(jù)編輯常見錯(cuò)誤包括碎屑多邊形(SliverPolygon)：碎屑多邊形也稱條帶多邊形。因?yàn)榍昂髢纱武浫胪粭l線的位置不完全一致，就會產(chǎn)生碎屑多邊形，即由于重復(fù)錄入而引起。另外，當(dāng)用不同比例尺的地圖進(jìn)行數(shù)據(jù)更新時(shí)也可能產(chǎn)生。不正規(guī)的多邊形（WeirdPolygon）：在輸入線的過程中，點(diǎn)的次序倒置或者位置不準(zhǔn)確會引起不正規(guī)的多邊形。在進(jìn)行拓?fù)渖蓵r(shí)，會產(chǎn)生碎屑多邊形。錯(cuò)誤會在建立拓?fù)涞倪^程中被發(fā)現(xiàn)過頭多邊形不封閉不及不正規(guī)多邊形結(jié)點(diǎn)不重合碎屑多邊形偽結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤示意圖數(shù)據(jù)編輯其它圖形數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的檢查方法疊合比較法把成果數(shù)據(jù)打印在透明材料上，然后與原圖疊合在一起，在透光桌上仔細(xì)的觀察和比較疊合比較法是空間數(shù)據(jù)數(shù)字化正確與否的最佳檢核方法，對于空間數(shù)據(jù)的比例尺不準(zhǔn)確和空間數(shù)據(jù)的變形馬上就可以觀察出來如果數(shù)字化的范圍比較大，分塊數(shù)字化時(shí)，除檢核一幅(塊)圖內(nèi)的差錯(cuò)外，還應(yīng)檢核已存入計(jì)算機(jī)的其它圖幅的接邊情況數(shù)據(jù)編輯目視檢查法邏輯檢查法根據(jù)數(shù)據(jù)拓?fù)湟恢滦赃M(jìn)行檢驗(yàn)，如將弧段連成多邊形，數(shù)字化節(jié)點(diǎn)誤差的檢查等地理信息系統(tǒng)的圖形編輯功能點(diǎn)編輯線編輯面編輯目標(biāo)編輯刪除移動(dòng)拷貝旋轉(zhuǎn)追加水平對齊垂直對齊刪除移動(dòng)拷貝追加旋轉(zhuǎn)（改向）剪斷光滑求平行線弧段加點(diǎn)弧段刪點(diǎn)弧段移動(dòng)刪除弧段移動(dòng)弧段插入弧段剪斷弧段刪除目標(biāo)旋轉(zhuǎn)目標(biāo)拷貝目標(biāo)移動(dòng)目標(biāo)放大目標(biāo)縮小目標(biāo)開窗口屬性數(shù)據(jù)編輯屬性數(shù)據(jù)校核屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)是否正確關(guān)聯(lián)，標(biāo)識碼是否唯一，不含空值。屬性數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，屬性數(shù)據(jù)的值是否超過其取值范圍等。屬性數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢查首先可以利用邏輯檢查，檢查屬性數(shù)據(jù)的值是否超過其取值范圍，屬性數(shù)據(jù)之間或?qū)傩詳?shù)據(jù)與地理實(shí)體之間是否有荒謬的組合。在許多數(shù)字化軟件中，這種檢查通常使用程序來自動(dòng)完成把屬性數(shù)據(jù)打印出來進(jìn)行人工校對，這和用校核圖來檢查空間數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性相似數(shù)學(xué)基礎(chǔ)變換每一個(gè)地理信息系統(tǒng)所包含的空間數(shù)據(jù)都應(yīng)具有同樣的地理數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，包括坐標(biāo)系統(tǒng)、地圖投影等掃描得到的圖像數(shù)據(jù)和遙感影像數(shù)據(jù)往往會有變形，與標(biāo)準(zhǔn)地形圖不符，這時(shí)需要對其進(jìn)行幾何糾正當(dāng)在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)使用不同來源的空間數(shù)據(jù)時(shí)，它們之間可能會有不同的投影方式和坐標(biāo)系統(tǒng)，需要進(jìn)行坐標(biāo)變換使它們具有統(tǒng)一的空間參照系統(tǒng)。統(tǒng)一的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是運(yùn)用各種分析方法的前提數(shù)學(xué)基礎(chǔ)變換幾何糾正地圖變形地形圖的實(shí)際尺寸發(fā)生變形；在掃描過程中，工作人員的操作會產(chǎn)生一定的誤差，如掃描時(shí)地形圖或遙感影像沒被壓緊、產(chǎn)生斜置或掃描參數(shù)的設(shè)置不恰當(dāng)?shù)?，都會使被掃入的地形圖或遙感影像產(chǎn)生變形，直接影響掃描質(zhì)量和精度；遙感影像本身就存在著幾何變形；地圖圖幅的投影與其它資料的投影不同，或需將遙感影像的中心投影或多中心投影轉(zhuǎn)換為正射投影等。掃描時(shí)受掃描儀幅面大小的影響，有時(shí)需將一幅地形圖或遙感影像分成幾塊掃描，這樣會使地形圖或遙感影像在拼接時(shí)難以保證精度。數(shù)學(xué)基礎(chǔ)變換對掃描得到的圖像進(jìn)行糾正，主要是建立要糾正的圖像與標(biāo)準(zhǔn)的地形圖或地形圖的理論數(shù)值或糾正過的正射影像之間的變換關(guān)系，消除各類圖形的變形誤差主要的變換函數(shù)有：仿射變換、雙線性變換、平方變換、雙平方變換、立方變換、四階多項(xiàng)式變換等，具體采用哪一種，則要根據(jù)糾正圖像的變形情況、所在區(qū)域的地理特征及所選點(diǎn)數(shù)來決定數(shù)學(xué)基礎(chǔ)變換地形圖的糾正四點(diǎn)糾正法，根據(jù)選定的數(shù)學(xué)變換函數(shù)，輸入需糾正地形圖的圖幅行、列號、地形圖的比例尺、圖幅名稱等，生成標(biāo)準(zhǔn)圖廓，分別采集四個(gè)圖廓控制點(diǎn)坐標(biāo)來完成逐網(wǎng)格糾正法，在四點(diǎn)糾正法不能滿足精度要求的情況下采用。這種方法和四點(diǎn)糾正法的不同點(diǎn)就在于采樣點(diǎn)數(shù)目的不同，它是逐方里網(wǎng)進(jìn)行的，也就是說，對每一個(gè)方里網(wǎng)，都要采點(diǎn)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)變換遙感影像的糾正一般選用和遙感影像比例尺相近的地形圖或正射影像圖作為變換標(biāo)準(zhǔn)，選用合適的變換函數(shù)，分別在要糾正的遙感影像和標(biāo)準(zhǔn)地形圖或正射影像圖上采集同名地物點(diǎn)先采源點(diǎn)（影像），后采目標(biāo)點(diǎn)（地形圖），要注意選點(diǎn)的均勻分布，點(diǎn)不能太多如果在選點(diǎn)時(shí)沒有注意點(diǎn)位的分布或點(diǎn)太多，這樣不但不能保證精度，反而會使影像產(chǎn)生變形數(shù)學(xué)基礎(chǔ)變換遙感影像的糾正選點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)位應(yīng)選由人工建筑構(gòu)成的并且不會移動(dòng)的地物點(diǎn)，如渠或道路交叉點(diǎn)、橋梁等，盡量不要選河床易變動(dòng)的河流交叉點(diǎn)，以免點(diǎn)的移位影響配準(zhǔn)精度坐標(biāo)變換坐標(biāo)變換的實(shí)質(zhì)是建立兩個(gè)空間參考系之間點(diǎn)的一一對應(yīng)關(guān)系空間數(shù)據(jù)坐標(biāo)變化方法投影變換坐標(biāo)變換方法仿射投影相似變換橡皮拉伸坐標(biāo)變換投影變換投影變換必須已知變換前后的兩個(gè)空間參考的投影參數(shù)，然后利用投影公式的正解和反解算法，推算變化前后兩個(gè)空間參考系之間點(diǎn)的一一對應(yīng)函數(shù)關(guān)系投影變換是坐標(biāo)變換中精度最高的變換方法坐標(biāo)變換仿射變換仿射變換是在不同的方向上進(jìn)行不同的壓縮和擴(kuò)張，可以將球變?yōu)闄E球，將正方形變?yōu)槠叫兴倪呅畏律渥儞Q要求最少三個(gè)位移關(guān)聯(lián)點(diǎn)仿射變換坐標(biāo)變換相似變換相似變換是由一個(gè)圖形變換為另一個(gè)圖形,在改變的過程中保持形狀不變平移平移是將圖形的一部分或者整體移動(dòng)到笛卡爾坐標(biāo)系中另外的位置平移旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換旋轉(zhuǎn)假定順時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度為，其公式為：縮放縮放操作可用于輸出大小不同的圖形圖形縮放坐標(biāo)變換橡皮拉伸橡皮拉伸通過坐標(biāo)幾何糾正來修正缺陷它們可能由于在地圖編繪中的配準(zhǔn)缺陷、缺乏大地控制等原因產(chǎn)生原圖層（實(shí)心線）被糾正成更精確的目標(biāo)（虛線）。類似于變換，位移關(guān)聯(lián)點(diǎn)在橡皮伸縮中被用于確定要素移動(dòng)的位置橡皮筋變換示意圖柵格數(shù)據(jù)重采樣重采樣是柵格數(shù)據(jù)空間分析中處理柵格分辨率匹配問題的常用數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行空間分析時(shí)，用來分析的數(shù)據(jù)資料由于來源不同，經(jīng)常要對柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何糾正、旋轉(zhuǎn)、投影變換等處理，在這些處理過程中都會產(chǎn)生重采樣問題原始柵格數(shù)據(jù)采樣?xùn)鸥駭?shù)據(jù)柵格數(shù)據(jù)重采樣?xùn)鸥駭?shù)據(jù)重采樣最鄰近像元法直接取與P(x，y)點(diǎn)位置最近像元N的值作為該點(diǎn)的采樣值，即：I（P）=I（N）N為最近點(diǎn)，其坐標(biāo)值為xN=INT（x+0.5）yN=INT（y+0.5）柵格數(shù)據(jù)重采樣雙線性插值法根據(jù)最鄰近的四個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，確定一個(gè)雙線性多項(xiàng)式：雙三次卷積法數(shù)據(jù)重構(gòu)數(shù)據(jù)重構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換矢量數(shù)據(jù)向柵格數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換柵格數(shù)據(jù)向矢量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換矢量數(shù)據(jù)向柵格數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換令直角坐標(biāo)X和Y分別與行與列平行，按確定的柵格大小采樣點(diǎn)的轉(zhuǎn)換原理很簡單，只需要計(jì)算出點(diǎn)所在的柵格行列號線的轉(zhuǎn)換基本原理是計(jì)算出線所經(jīng)過的所有柵格，然后將其賦予線的屬性值面域的柵格化首先完成多邊形邊界線段的柵格化用面域?qū)傩灾党涮?，矢量的面域向柵格轉(zhuǎn)換又稱為多邊形填充常用的多邊形填充算法有內(nèi)部點(diǎn)擴(kuò)散法、射線法、掃描線法柵格數(shù)據(jù)向矢量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換遙感影像或分類圖掃描圖邊界提取二值化二值化細(xì)化矢量化柵格轉(zhuǎn)矢量流程柵格數(shù)據(jù)向矢量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換柵格向矢量轉(zhuǎn)換處理的目的將柵格數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，通過矢量繪圖裝置輸出為了數(shù)據(jù)壓縮的需要，將大量的面狀柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為由少量數(shù)據(jù)表示的多邊形邊界為了能將自動(dòng)掃描儀獲取的柵格數(shù)據(jù)加入矢量形式的數(shù)據(jù)庫柵格數(shù)據(jù)向矢量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換柵格向矢量轉(zhuǎn)換的兩種情況一種本身為遙感影像或已柵格化的分類圖在矢量化前首先要做邊界提取，然后將它處理成近似線劃圖的二值圖像（二值圖），最后才能將它轉(zhuǎn)換成矢量數(shù)據(jù)（矢量數(shù)據(jù)）另一種情況通常是從原來的線劃圖掃描得到的柵格圖，二值化后的線劃寬度往往占據(jù)多個(gè)柵格，這時(shí)需要進(jìn)行細(xì)化處理后才能矢量化柵格數(shù)據(jù)向矢量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換矢量化的過程從圖幅西北角開始，按順時(shí)針或逆時(shí)針方向，從起始點(diǎn)開始，根據(jù)八個(gè)鄰域進(jìn)行搜索，依次跟蹤相鄰點(diǎn)，找出線段經(jīng)過的柵格將柵格（i，j）坐標(biāo)變成直角坐標(biāo)（X，Y）生成拓?fù)潢P(guān)系，對于矢量表示的邊界弧段，判斷其與原圖上各多邊形的空間關(guān)系，形成完整的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并建立與屬性數(shù)據(jù)的聯(lián)系去除多余點(diǎn)及曲線圓滑由于搜索是逐個(gè)柵格進(jìn)行的，必須去除由此造成的多余點(diǎn)記錄以減少冗余。搜索結(jié)果曲線由于柵格精度的限制可能不夠圓滑，需要采用一定的插補(bǔ)算法進(jìn)行光滑處理。常用的算法有線性疊代法、分段三次多項(xiàng)式插值法、正軸拋物線平均加權(quán)法、斜軸拋物線平均加權(quán)法、樣條函數(shù)插值法等數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換是GIS獲取空間數(shù)據(jù)、共享空間數(shù)據(jù)的常用手段實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的模式外部數(shù)據(jù)交換模式直接數(shù)據(jù)訪問模式數(shù)據(jù)互操作模式空間數(shù)據(jù)共享平臺模式數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換方法利用軟件商提供的交換文件(如DXF，MIF，E00等)采用中介文件轉(zhuǎn)換方式在數(shù)據(jù)加工平臺軟件支持下，把空間數(shù)據(jù)連同屬性數(shù)據(jù)按自定義的格式輸出為一文本文件，作為中介文件，該數(shù)據(jù)文件的要素和結(jié)構(gòu)符合相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)，然后在GIS平臺下開發(fā)數(shù)據(jù)接口程序，讀入該文件，自動(dòng)生成基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的內(nèi)容包括空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、拓?fù)湫畔⒁约跋鄳?yīng)的元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)描述信息根據(jù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的程度、數(shù)據(jù)分層和編碼對應(yīng)情況，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換可以分為三類：分層和編碼原則都不同的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中，系統(tǒng)最大限度地保證空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)入，并把相應(yīng)的分層和編碼轉(zhuǎn)換過來分層不同，編碼原則相同的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換分層不同，編碼方案完全一致的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的方法外部數(shù)據(jù)交換方式標(biāo)準(zhǔn)空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)方式空間數(shù)據(jù)的互操作方式外部數(shù)據(jù)交換方式通過外部交換文件的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式系統(tǒng)A內(nèi)部文件系統(tǒng)A外部交換文件系統(tǒng)B內(nèi)部文件系統(tǒng)B外部交換文件交換交換三次轉(zhuǎn)換二次轉(zhuǎn)換外部數(shù)據(jù)交換方式外部數(shù)據(jù)交換方式是目前空間轉(zhuǎn)換的主要方式。大部分商用GIS軟件定義了外部數(shù)據(jù)交換文件格式，一般為ASCII碼文件，如ArcInfo的EOO，MapInfo的MID，AutoCAD的DXF等。標(biāo)準(zhǔn)空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)方式采用一種空間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，盡量減少空間數(shù)據(jù)格式交換造成的信息損失通過標(biāo)準(zhǔn)格式完成不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)A內(nèi)部文件系統(tǒng)B內(nèi)部文件標(biāo)準(zhǔn)空間數(shù)據(jù)交換文件格式轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)方式美國國家空間數(shù)據(jù)協(xié)會（NSDI，NationalSpatialDataInstitute）制定了統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)格式規(guī)范SDTS，包括幾何坐標(biāo)、投影、拓?fù)潢P(guān)系、屬性數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)字典，也包括柵格和矢量等不同空間數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)SDTS，目前有許多GIS軟件提供了標(biāo)準(zhǔn)的空間數(shù)據(jù)交換格式，如ArcInfo的SDTSIMPORT和SDTSEXPORT模塊等，可供其他系統(tǒng)調(diào)用空間數(shù)據(jù)的互操作方式空間數(shù)據(jù)的互操作方式是基于公共接口的數(shù)據(jù)融合方式接口相當(dāng)于一種規(guī)程，它是大家都遵守并達(dá)成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)在接口中不僅要考慮數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)處理，而且還要提供對數(shù)據(jù)處理采用的協(xié)議，各個(gè)系統(tǒng)通過公共接口相互聯(lián)系，而且允許各自系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)處理各不相同OGC（OpenGISConsortium）為數(shù)據(jù)互操作制定了統(tǒng)一的規(guī)范，從而使一個(gè)系統(tǒng)同時(shí)支持不同的空間數(shù)據(jù)格式成為可能OpenGIS的思想是將空間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換變成一次轉(zhuǎn)換或者不進(jìn)行轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)不同GIS軟件系統(tǒng)之間空間數(shù)據(jù)的互操作空間數(shù)據(jù)的互操作方式基于語義的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換除了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換外，更重要的是對語義數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換和操作數(shù)據(jù)集A格式A數(shù)據(jù)集B格式B語義轉(zhuǎn)換語義轉(zhuǎn)換概念示意圖空間數(shù)據(jù)的互操作方式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模型數(shù)據(jù)模型A其它數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型B物理層邏輯層應(yīng)用層企業(yè)層物理層邏輯層應(yīng)用層企業(yè)層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)語義知識、信息物理存儲基于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換基于語義數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換語義層次轉(zhuǎn)換示意圖空間數(shù)據(jù)的互操作方式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模型是基于語義層次建立的一種數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換機(jī)制和規(guī)則。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模型不僅考慮到了各個(gè)數(shù)據(jù)源的空間數(shù)據(jù)模型及空間數(shù)據(jù)組織方式，而且更重要的是側(cè)重于語義的繼承及豐富程度

圖形拼接在相鄰圖幅的邊緣部分，由于原圖圖幅本身的數(shù)字化誤差，使得同一實(shí)體的線段或弧段的坐標(biāo)數(shù)據(jù)不能相互銜接，或是由于坐標(biāo)系統(tǒng)、編碼方式等不統(tǒng)一，需進(jìn)行圖幅數(shù)據(jù)邊緣匹配處理要將相鄰兩圖幅之間的數(shù)據(jù)拼接起來，就要求相同實(shí)體的線段或弧的坐標(biāo)數(shù)據(jù)相互銜接，也要求同一實(shí)體的屬性碼相同，因此必須進(jìn)行圖幅數(shù)據(jù)邊緣匹配處理圖幅拼接圖形拼接圖幅數(shù)據(jù)邊緣匹配步驟邏輯一致性的處理識別和檢索相鄰圖幅相鄰圖幅邊界點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的匹配相同屬性多邊形公共邊界的刪除圖形拼接識別和檢索相鄰圖幅將待拼接的圖幅數(shù)據(jù)按圖幅進(jìn)行編號，編號有2位，其中十位數(shù)指示圖幅的橫向順序，個(gè)位數(shù)指示縱向順序，并記錄圖幅的長寬標(biāo)準(zhǔn)尺寸當(dāng)進(jìn)行橫向圖幅拼接時(shí)，總是將十位數(shù)編號相同的圖幅數(shù)據(jù)收集在一起；進(jìn)行縱向圖幅拼接時(shí)，是將個(gè)位數(shù)編號相同的圖幅數(shù)據(jù)收集在一起一般只提取圖幅邊界2cm范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)作為匹配和處理的目標(biāo)，同時(shí)要求圖幅內(nèi)空間實(shí)體的坐標(biāo)數(shù)據(jù)已經(jīng)進(jìn)行過投影轉(zhuǎn)換圖形拼接相鄰圖幅邊界點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的匹配采用追蹤拼接法兩條線段或弧段的匹配銜接條件相鄰圖幅邊界兩條線段或弧段的左右碼各自相同或相反；相鄰圖幅同名邊界點(diǎn)坐標(biāo)在某一允許值范圍內(nèi)(如土0.5mm)匹配銜接時(shí)是以一條弧或線段作為處理的單元，當(dāng)邊界點(diǎn)位于兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間時(shí)，須分別取出相關(guān)的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)，然后按照結(jié)點(diǎn)之間線段方向一致性的原則進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄和存儲圖形拼接相同屬性多邊形公共邊界的刪除多邊形公共界線的刪除，可以通過構(gòu)成每一面域的線段坐標(biāo)鏈，刪去其中共同的線段，然后重新建立合并多邊形的線段鏈表112212相同屬性多邊形公共邊界的刪除2拓?fù)渖山⑼負(fù)潢P(guān)系時(shí)只需要關(guān)注實(shí)體之間的連接、相鄰關(guān)系，而節(jié)點(diǎn)的位置、弧段的具體形狀等非拓?fù)鋵傩詣t不影響拓?fù)涞慕⑦^程點(diǎn)線拓?fù)潢P(guān)系的建立在圖形采集和編輯中實(shí)時(shí)建立，此時(shí)有兩個(gè)文件表，一個(gè)記錄結(jié)點(diǎn)所關(guān)聯(lián)的弧段，一個(gè)記錄弧段兩端點(diǎn)的結(jié)點(diǎn)在圖形采集與編輯之后，系統(tǒng)自動(dòng)建立拓?fù)潢P(guān)系A(chǔ)4N4A3A2A1N3N2N1N4A3A2A1N3N2N1A2A1N3N2N1ID起結(jié)點(diǎn)終結(jié)點(diǎn)A1A2N1N2N2N3ID關(guān)聯(lián)弧段N1N2N3A1A1，A2A2ID起結(jié)點(diǎn)終結(jié)點(diǎn)A1A2A3N1N2N2N2N3N4ID關(guān)聯(lián)弧段N1N2N3N4A1A1，A2，A3A2A3ID起結(jié)點(diǎn)終結(jié)點(diǎn)A1A2A3A4N1N2N2N3N2N3N4N3ID關(guān)聯(lián)弧段N1N2N3N4A1A2，A2，A3A2，A4A3，A3拓?fù)渖啥噙呅瓮負(fù)潢P(guān)系的建立獨(dú)立多邊形具有公共邊界的簡單多邊形嵌套的多邊形多邊形自動(dòng)生成的步驟和方法結(jié)點(diǎn)匹配（snap）以任一弧段的端點(diǎn)為圓心，以給定容差為半徑，產(chǎn)生一個(gè)搜索圓，搜索落入該搜索圓內(nèi)的其他弧段的端點(diǎn)，若有，則取這些端點(diǎn)坐標(biāo)的平均值作為結(jié)點(diǎn)位置，并代替原來各弧段的端點(diǎn)坐標(biāo)拓?fù)渖蒩)三個(gè)沒有吻合在一起的弧段端點(diǎn)b)經(jīng)結(jié)點(diǎn)匹配處理后產(chǎn)生的同一結(jié)點(diǎn)ABC拓?fù)渖山⒔Y(jié)點(diǎn)—弧段拓?fù)潢P(guān)系在結(jié)點(diǎn)匹配的基礎(chǔ)上，對產(chǎn)生的結(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號，并產(chǎn)生兩個(gè)文件表，一個(gè)記錄結(jié)點(diǎn)所關(guān)聯(lián)的弧段，另一個(gè)記錄弧段兩端的結(jié)點(diǎn)N2N3N1A3A1A2A4N4A6A5ID起結(jié)點(diǎn)終結(jié)點(diǎn)A1N1N4A2N1N3A3N1N2A4N4N3A5N4N2A6N2N3弧段—結(jié)點(diǎn)表結(jié)點(diǎn)—弧段表ID關(guān)聯(lián)弧段N1A2,A3,A1N2A6,A5,A3N3A4,A6,A2N4A4,A1,A5拓?fù)渖啥噙呅蔚淖詣?dòng)生成建立多邊形與弧段的關(guān)系，并將弧段關(guān)聯(lián)的左右多邊形填入弧段文件中建立多邊形拓?fù)潢P(guān)系時(shí)，必須考慮弧段的方向性，即弧段沿起結(jié)點(diǎn)出發(fā)，到終結(jié)點(diǎn)結(jié)束，沿該弧段前進(jìn)方向，將其關(guān)聯(lián)的兩個(gè)多邊形定義為左多邊形和右多邊形在建立多邊形拓?fù)潢P(guān)系之前，將所有弧段的左、右多邊形都置為空，并將已經(jīng)建立的結(jié)點(diǎn)—弧段拓?fù)潢P(guān)系中各個(gè)結(jié)點(diǎn)所關(guān)聯(lián)的弧段按方位角大小排序方位角是指從x軸按逆時(shí)針方向量至結(jié)點(diǎn)與它相鄰的該弧段上后一個(gè)（或前一個(gè)）頂點(diǎn)的連線的夾角A2N1A3A1A4ID關(guān)聯(lián)弧段N1A3,A2,A1,A4拓?fù)渖删W(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系的建立確定結(jié)點(diǎn)與弧段之間的拓?fù)潢P(guān)系，其方法與建立多邊形拓?fù)潢P(guān)系時(shí)相似在一些特殊情況下，兩條相互交叉的弧段在交點(diǎn)處不一定需要結(jié)點(diǎn)，如道路交通中的立交橋，在平面上相交，但實(shí)際上不連通刪除不需要的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)壓縮從取得的數(shù)據(jù)集合中抽取一個(gè)子集，這個(gè)子集作為一個(gè)新的信息源，在規(guī)定的精度范圍內(nèi)最好地逼近原集合，而又取得盡可能大的壓縮比柵格數(shù)據(jù)的壓縮游程長度編碼鏈碼四叉樹法數(shù)據(jù)壓縮矢量數(shù)據(jù)的壓縮根據(jù)線性要素中心軸線和面狀要素的邊界線的特征，減少弧段矢量坐標(biāo)串中頂點(diǎn)的個(gè)數(shù)（結(jié)點(diǎn)不能去除）常用的壓縮方法間隔取點(diǎn)法每隔規(guī)定的距離取一點(diǎn)，或者每隔k個(gè)點(diǎn)取一點(diǎn)，但首末點(diǎn)一定要保留逐一比較相鄰兩點(diǎn)間的距離，以確定需要舍棄的點(diǎn)垂距法和偏角法按照垂距或偏角的限差選取符合或超過限差的點(diǎn)間隔取點(diǎn)法P1P2P3P4P5P6P7P8PnP9P10P11P12P13P14P15P14P1P2P3P5P6P9P7P8PnP10P13P14P15P14D臨P1P2P3P4限差P1P2P3P4限差垂距法和偏角法數(shù)據(jù)壓縮分裂法這種方法試圖保持曲線走向，并允許用戶規(guī)定合理的限差。步驟：把曲線首末兩端點(diǎn)連成一條直線計(jì)算曲線上每一點(diǎn)與直線的垂直距離。若所有這些距離均小于限差，則將直線兩端點(diǎn)間的各點(diǎn)全部舍去若上一步條件不滿足，則保留含有最大垂足距離的點(diǎn)，將原曲線分成兩段曲線，再遞歸地重復(fù)使用分裂法數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)與控制空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的相關(guān)概念誤差（Error）誤差表示數(shù)據(jù)與其真值之間的差異。誤差只取決于量測值，因?yàn)檎嬷凳谴_定的如測量地面某點(diǎn)高程為1002.4m，而其真值為1001.3m，則該數(shù)據(jù)誤差為0.9m準(zhǔn)確度（Accuracy）準(zhǔn)確度是量測值與真值之間的接近程度，可以用誤差來衡量偏差（Bias）與誤差不同，偏差基于一個(gè)面向全體量測值的統(tǒng)計(jì)模型，通常以平均誤差來描述數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)與控制精密度（Precision）指在對某個(gè)量的多次量測中，各量測值之間的離散程度常把準(zhǔn)確度和精密度二者結(jié)合在一起稱為精確度，簡稱精度精度通常表示成一個(gè)統(tǒng)計(jì)值，它基于一組重復(fù)的監(jiān)測值，如樣本平均值的標(biāo)準(zhǔn)差A(yù)組量測值B組量測值C組量測值D組量測值數(shù)據(jù)質(zhì)量相關(guān)概念示意圖離中心圓圓心距離越近，表示越高的準(zhǔn)確度（Accuracy）A組量測值中，只有一個(gè)距離圓心較近，準(zhǔn)確度相對較高，整體值比較分散，說明這一組數(shù)據(jù)偏差大、精密度較差B組量測值偏差不大但精密度較低，數(shù)據(jù)整體準(zhǔn)確度較低C組值偏差較大，雖具有較高的精密度，整體準(zhǔn)確度仍較低D組值偏差較小且具有很高的精密度，數(shù)據(jù)整體準(zhǔn)確性較高數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)與控制不確定性（uncertainty）不確定性是指對真值的認(rèn)知或肯定的程度，是更廣泛意義上的誤差，包含系統(tǒng)誤差、偶然誤差、粗差、可度量和不可度量誤差、數(shù)據(jù)的不完整性、概念的模糊性等在GIS中，用于進(jìn)行空間分析的空間數(shù)據(jù)，其真值一般無從量測，空間分析模型往往是在對自然現(xiàn)象認(rèn)識的基礎(chǔ)上建立的，因而空間數(shù)據(jù)和空間分析中傾向于采用不確定性來描述數(shù)據(jù)和分析結(jié)果的質(zhì)量空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)評價(jià)指標(biāo)不同標(biāo)準(zhǔn)中的質(zhì)量指標(biāo)和質(zhì)量參數(shù)STDS（1992）ICA（1996）CEN/TC287（1997）ISO/TC211（1997）數(shù)據(jù)淵源數(shù)據(jù)淵源數(shù)據(jù)淵源數(shù)據(jù)總攬（數(shù)據(jù)淵源、數(shù)據(jù)目的、數(shù)據(jù)用途）（潛在的）用途分辨率分辨率分辨率幾何精度幾何精度幾何精度數(shù)據(jù)精度屬性精度屬性精度屬性精度專題精度完整性完整性完整性完整性邏輯一致性邏輯一致性邏輯一致性邏輯一致性語義精度元數(shù)據(jù)質(zhì)量時(shí)態(tài)精度時(shí)態(tài)精度時(shí)態(tài)精度數(shù)據(jù)同質(zhì)性數(shù)據(jù)測試和一致性空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)從實(shí)用角度看空間數(shù)據(jù)質(zhì)量指標(biāo)包括完備性要素、要素屬性和要素關(guān)系的存在和缺失多余：數(shù)據(jù)集中多余的數(shù)據(jù)遺漏：數(shù)據(jù)集中缺少的數(shù)據(jù)邏輯一致性對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、屬性及關(guān)系的邏輯規(guī)則的依附度概念一致性：對概念模式規(guī)則的符合情況值域一致性：值對值域的符合情況格式一致性：數(shù)據(jù)存儲同數(shù)據(jù)集的物理結(jié)構(gòu)匹配程度拓?fù)湟恢滦裕簲?shù)據(jù)集拓?fù)涮卣骶幋a的準(zhǔn)確度空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)位置準(zhǔn)確度要素位置的準(zhǔn)確度絕對或客觀精度：坐標(biāo)值與可以接受值或真實(shí)值的接近程度相對或內(nèi)在精度：數(shù)據(jù)集中要素的相對位置和其可以接受或真實(shí)的相對位置的接近程度格網(wǎng)數(shù)據(jù)位置精度：格網(wǎng)數(shù)據(jù)位置值同可以接受或真實(shí)值的接近程度空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)時(shí)間準(zhǔn)確度要素時(shí)間屬性和時(shí)間關(guān)系的準(zhǔn)確度時(shí)間量測準(zhǔn)確度：時(shí)間參照的正確性（時(shí)間量測誤差報(bào)告）時(shí)間一致性：事件時(shí)間排序或時(shí)間次序的正確性時(shí)間有效性：時(shí)間上數(shù)據(jù)的有效性空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)專題準(zhǔn)確度定量屬性的準(zhǔn)確度；定性屬性的正確性；要素的分類分級以及其他關(guān)系分類分級正確性：要素被劃分的類別或等級，或者他們的屬性與論域（例如，地表真值或參考數(shù)據(jù)集）的比較非定量屬性準(zhǔn)確度：非定量屬性的正確性定量屬性準(zhǔn)確度：定量屬性的準(zhǔn)確度對于任意數(shù)據(jù)質(zhì)量指標(biāo)可以根據(jù)需要建立其它的具體指標(biāo)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)評價(jià)方法直接評價(jià)直接評價(jià)方法是對數(shù)據(jù)集通過全面檢測或抽樣檢測方式進(jìn)行評價(jià)的方法，又稱驗(yàn)收度量間接評價(jià)間接評價(jià)方法是對數(shù)據(jù)的來源和質(zhì)量、生產(chǎn)方法等間接信息進(jìn)行數(shù)據(jù)集質(zhì)量評價(jià)的方法，又稱預(yù)估度量本質(zhì)區(qū)別是面向的對象不同，直接評價(jià)方法面對的是生產(chǎn)出的數(shù)據(jù)集，而間接評價(jià)方法則面對的是一些間接信息，只能通過誤差傳播的原理，根據(jù)間接信息估算出最終成品數(shù)據(jù)集的質(zhì)量空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)直接評價(jià)法分為內(nèi)部和外部兩種內(nèi)部直接評價(jià)方法要求對所有數(shù)據(jù)僅在其內(nèi)部對數(shù)據(jù)集進(jìn)行評價(jià)外部直接評價(jià)法要求參考外部數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)集測試?yán)鐚?shù)據(jù)集中道路名稱做完整性測試需要另外的道路名稱原始性資料間接評價(jià)法是一種基于外部知識的數(shù)據(jù)集質(zhì)量評價(jià)方法空間數(shù)據(jù)的誤差源及誤差傳播空間數(shù)據(jù)的誤差隨機(jī)誤差系統(tǒng)誤差粗差數(shù)據(jù)源地圖遙感數(shù)據(jù)數(shù)字地圖GPS全站儀攝影測量原始GIS數(shù)據(jù)處理后的GIS數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入空間數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)源及產(chǎn)生過程GIS中的誤差源GIS中數(shù)據(jù)的誤差源空間數(shù)據(jù)的誤差源及誤差傳播空間數(shù)據(jù)的誤差源蘊(yùn)涵在整個(gè)GIS運(yùn)行的每個(gè)環(huán)節(jié)，并且往往會隨系統(tǒng)的運(yùn)行不斷傳播，使得GIS空間數(shù)據(jù)的誤差分析相當(dāng)復(fù)雜，甚至在某些環(huán)節(jié)沒有任何方式可對其進(jìn)行分析空間數(shù)據(jù)誤差幾何誤差屬性誤差時(shí)間誤差邏輯誤差誤差類型分析幾何誤差即空間數(shù)據(jù)在描述空間實(shí)體時(shí)，在幾何屬性上的誤差地圖數(shù)字化幾何誤差誤差類型具體內(nèi)容地形圖本身的誤差地形圖的位置誤差地形圖的屬性誤差時(shí)間誤差