地理信息系統(tǒng)

1、地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)項目項目1.21.2：遙感影像配準：遙感影像配準項目項目1 1：地理信息系統(tǒng)概述及：地理信息系統(tǒng)概述及GISGIS項項目工程建立目工程建立工作任務：工作任務：空間坐標參考系統(tǒng)和地圖投影空間坐標參考系統(tǒng)和地圖投影土地利用現(xiàn)狀圖采用的坐標投影系土地利用現(xiàn)狀圖采用的坐標投影系統(tǒng)統(tǒng)土地利用土地利用1：1萬遙感影像配準，在學生掌握地理空間參考坐標萬遙感影像配準，在學生掌握地理空間參考坐標系統(tǒng)的基本理論基礎上，結(jié)合影像圖讓學生上機進行影像圖的坐標配系統(tǒng)的基本理論基礎上，結(jié)合影像圖讓學生上機進行影像圖的坐標配準。準。知識目標：知識目標：掌握地理空間參考系統(tǒng)和地圖投影的常用類型，理解坐

2、標系統(tǒng)各個參掌握地理空間參考系統(tǒng)和地圖投影的常用類型，理解坐標系統(tǒng)各個參數(shù)含義，了解不同坐標系統(tǒng)間轉(zhuǎn)換方法數(shù)含義，了解不同坐標系統(tǒng)間轉(zhuǎn)換方法。技能目標：技能目標：通過土地利用項目中遙感影像的配準項目使學生理解坐標投影系統(tǒng)的通過土地利用項目中遙感影像的配準項目使學生理解坐標投影系統(tǒng)的主要參數(shù)含義、掌握利用主要參數(shù)含義、掌握利用GIS軟件進行柵格影像配準的基本操作。軟件進行柵格影像配準的基本操作。 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 地圖的構(gòu)成要素和分類 地圖的坐標系統(tǒng) 地圖的投影 利用MapGIS軟件對1：1萬遙感影像進行配準第一節(jié)第一節(jié) 地圖構(gòu)成與分類地圖構(gòu)成與分類 地圖的概念 地圖的構(gòu)成要素 地圖的分類一、

3、地圖的概念 地圖是最常用的地理信息載體和地理語言，它是遵循一定的數(shù)學法則，將客體（一般指地球，也包括其他星體）上的地理信息，通過科學的概括，并運用符號系統(tǒng)表示在一定載體上的圖形 二、地圖的構(gòu)成要素 1.地理要素地理要素 普通地圖 ：水系、地貌、土壤植被、居民地、交通線、境界線 專題地圖 ：專題要素 、底圖要素 表現(xiàn)形式：點狀要素、線狀要素和面狀要素 2數(shù)學要素數(shù)學要素 （1）地圖投影 （2）坐標系統(tǒng) （3）比例尺 （4）控制點 3輔助要素輔助要素 圖名、圖例、地圖編號，編制和出版本圖的單位、時間，主要編圖過程及參數(shù) 三、地圖的分類三、地圖的分類 1.按內(nèi)容分類按內(nèi)容分類 地圖可分為普通地圖和專

4、題地圖兩大類。 普通地圖是具有自然和社會經(jīng)濟等一般特征的地圖，它包含水文，地形，土質(zhì)，植被，居民點，交通線及社會經(jīng)濟等因素。普通地圖又可分為地理圖和地形圖。 專題圖是在普通地圖基礎上，著重表示一種或幾種自然或社會經(jīng)濟現(xiàn)象的地圖。專題圖又分自然地圖，如植被圖，地貌圖，土壤圖等；社會經(jīng)濟地圖，如人口圖，經(jīng)濟分布圖等；以及工程地圖，如航空圖，軍事圖等 2 2按比例尺分類按比例尺分類 按比例尺的大小分為大、中、小三類： 大比例尺地圖指比例尺大于等于1:10萬的地圖； 中比例尺地圖指比例尺在1:10萬到1:100萬的地圖； 小比例尺地圖指比例尺在小于等于1:100萬的地圖 3. 3.按制圖區(qū)域分類按制圖

5、區(qū)域分類 按制圖區(qū)域范圍大小可分為世界地圖，半球地圖，大陸地圖，海洋地圖，國家地圖，省、市、區(qū)地圖等。 4.4.按地圖的結(jié)構(gòu)分類按地圖的結(jié)構(gòu)分類 按結(jié)構(gòu)分可分為線畫地圖和影象地圖。 5.5.按地圖的用途分類按地圖的用途分類 按用途可分為軍用圖，交通圖，旅游圖，飛行圖，行政區(qū)圖等 第二節(jié)第二節(jié) 地圖坐標地圖坐標 一、地理坐標一、地理坐標 地理坐標亦稱大地坐標，是全球統(tǒng)一坐標，它用經(jīng)度和緯度來表示地面上各點 。 根據(jù)國際規(guī)定，通過英國格林威治天文臺的子午線為。繞地球一周，在東為東經(jīng)，西稱西經(jīng)。地面上任一點的法線與赤道平面的交角為該點的緯度 二、平面直角坐標二、平面直角坐標 用平面上的長度表示地面點

6、位置的直角坐標稱平面直角坐標 。 我國的地形圖采用高斯克呂格投影坐標系，每個投影帶的中央經(jīng)線為縱軸(稱X軸)，赤道為橫軸(稱y軸)，將兩軸的交點作為坐標原點，構(gòu)成每個投影帶的平面直角坐標系，稱為高斯克呂格坐標。 第三節(jié)第三節(jié) 地圖投影地圖投影 一、投影的概念 在數(shù)學中，投影是指建立兩個點集之間一一對應的映射關(guān)系。 地圖投影實質(zhì)上是研究如何建立地球表面上的點與投影平面上的點之間的數(shù)學函數(shù)關(guān)系，見（2-1式） ),(1fx ),(2fy 二、地圖投影的分類二、地圖投影的分類 1地圖投影變形性質(zhì)的分類 （1）等角投影 （2）等積投影 （3）任意投影 2按地圖投影的構(gòu)成方法分類 （1）方位投影 （2）

7、圓柱投影 （3）圓錐投影 正 軸斜 軸 斜 軸圓錐投影圓柱投影方位投影二、數(shù)字地圖的投影變換二、數(shù)字地圖的投影變換 1.正解變換正解變換 式中(x,y)為地圖資料投影平面上需要變換的直角坐標；X，Y是新編地圖投影平面上的直角坐標；f為兩投影轉(zhuǎn)換的函數(shù)。 ),(1yxfX ),(2yxfY 2.反解變換反解變換 條件：已知變換前后的兩種投影和地理坐標的關(guān)系，但這兩種坐標直接轉(zhuǎn)換的公式未知。),(1fx ),(2fy ),(1X),(2Y),(yx),(yx3.多項式轉(zhuǎn)換多項式轉(zhuǎn)換 條件：前后兩個投影不能直接轉(zhuǎn)換，也不知和地理坐標的關(guān)系，可用同一點相對應的方法，利用多項式待定系數(shù)法求解。.3032

8、1222133020211012201000yaxyayxaxayaxyayaxaxaaX.30321222133020211012201000ybxybyxbxbybxybybxbxbbY三、高斯三、高斯-克呂格投影克呂格投影 從世界范圍看，各國大中比例尺地形圖所使用的投影很不統(tǒng)一，據(jù)不完全統(tǒng)計有十幾中之多，但最常用的是高斯克呂格投影 高斯一克呂格投影是等角橫切圓柱投影，中央經(jīng)線投影為直線，其長度等于球面實際長度，沒有變形，其余經(jīng)線為向極點收斂的弧線，距中央線越遠，變形越大。為使邊緣變形不致過大，采用分帶投影的方法。以60投影帶為例，赤道上邊緣部分的最大長度變形不大于0.14，面積最大變形不

9、大于0.27其經(jīng)線和緯線的投影均為曲線 。 其中投影帶內(nèi)的平面直角坐標系，以中央經(jīng)線的投影作為X軸，赤道投影作為y軸，兩軸交點O為原點。X值在北半球為正，南半球為負，y值在中央經(jīng)線以東為正，以西為負。為避免y值出現(xiàn)負值，還規(guī)定各投影帶的坐標縱軸均向西移500km，中央經(jīng)線上原橫軸坐標由0變?yōu)?00km，整個投影帶內(nèi)就不會有負值了。 大于1:10萬地形圖上繪有高斯克呂格投影平面直角坐標網(wǎng)，其方格為正方形，以公里為單位，故又稱公里網(wǎng)。公里網(wǎng)在圖上的間隔，隨地圖比例尺大小而不同，表21為幾種比例尺地形圖的公里網(wǎng)間隔。地圖比例尺 公里格網(wǎng)間隔(cm) 相應實地距離（km）1:1萬1:2.5萬1:5萬1

10、:10萬104221112 上述比例尺公里網(wǎng)的直角坐標注在內(nèi)外圖廊之間，其中第一條公里線的坐標值注出全數(shù)，其他地方注出最后兩位數(shù)。如圖22中，3269指該坐標線上所有點離赤道3269公里；18210為橫坐標，表示其為第18投影帶，離移軸縱線為210公里，即中央經(jīng)線以西290(500210)公里坐標。 32 69 70 71 29182003010111213 182第四節(jié)第四節(jié) 利用利用MapGIS軟件進行遙軟件進行遙感影像數(shù)據(jù)導入和配準感影像數(shù)據(jù)導入和配準1、文件格式轉(zhuǎn)換2、標準分幅的影像校正3、影像的矢量文件校正4、圖像鑲嵌文件轉(zhuǎn)換 單擊“文件”菜單下的“數(shù)據(jù)輸入”或“數(shù)據(jù)輸出”，系統(tǒng)彈出

11、“數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換”對話框：文件轉(zhuǎn)換 第一步：選擇“數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類型”，這里選擇“TIFF文件”，如右圖； 第二步：單擊“添加文件”，在彈出的對話框中選擇要轉(zhuǎn)換的文件，單擊“打開”按鈕，裝入代轉(zhuǎn)換的柵格文件；文件轉(zhuǎn)換 第三步：單擊“轉(zhuǎn)換”按鈕，系統(tǒng)提示保存結(jié)果文件，并彈出“操作成功完成”或“失敗”對話框；標準分幅的影像校正 單擊“文件”菜單下的“打開影像”命令，打開待校正的標準分幅的柵格影像； 標準分幅的影像校正 第一步： 單擊“鑲嵌融合/DRG生產(chǎn)”菜單下的“圖幅生成控制點”命令，系統(tǒng)彈出“圖幅生成控制點”對話框；標準分幅的影像校正 、單擊“輸入圖幅信息”按鈕，彈出如圖所示的對話框，輸入圖幅號，單擊“確

12、定”； 、依次確定四個內(nèi)圖廓點：單擊“左上角”單選按鈕，然后單擊標準圖幅中相應的內(nèi)圖廓交叉點，余者依次類推； 、單擊“生成GCP”按鈕；標準分幅的影像校正 第二步：單擊“鑲嵌融合/DRG生產(chǎn)”菜單下的“順序修改控制點”命令，依次調(diào)整每個控制點的位置，并按“空格鍵”確認修改；標準分幅的影像校正 第三步：單擊“鑲嵌融合/DRG生產(chǎn)”菜單下的“逐格網(wǎng)校正”命令，保存校正后的結(jié)果文件，單擊“確定”按鈕即可；影像的矢量文件校正 單擊“文件”菜單下的“打開影像”命令，打開待校正的標準影像；影像的矢量文件校正 第一步：單擊“鑲嵌融合”菜單下“打開參照文件/參照線文件”命令；影像的矢量文件校正 第二步：單擊“鑲嵌融合”菜單下“刪除所有控制點”命令； 第三步：單擊