2016注冊測繪師課件-地理信息工程(綜合能力)

1、地理信息工程注冊測繪師資格考試培訓李愛勤 博士、教高浙江省測繪科學技術研究院2016（綜合能力部分）tipsGIS屬于交叉學科內容很多，教材很簡略，基礎知識要參考很多輔導教材教材與實際發(fā)展差異，考試以教材為主GIS專業(yè)、非GIS專業(yè)背景GIS案例分析要真的看懂教材和往年真題案例授課主要是跟大家一起再學習一遍目的：學習知識、通過考試13:43第12章 互聯(lián)網(wǎng)地理信息服務Contents第10章 地理信息工程第11章 導航電子地圖制作12313:43第10章 地理信息工程13:43地理信息工程大綱要求1、根據(jù)項目需求，確定地理信息數(shù)據(jù)庫的內容和系統(tǒng)硬軟件平臺，進行技術設計。2、根據(jù)技術設計，采用適

2、當?shù)募夹g方法，進行基礎和專題地理信息數(shù)據(jù)的采集、加工、處理及整合。3、根據(jù)技術設計，對獲取的數(shù)據(jù)進行入庫前的檢查和集成處理，建立地理信息數(shù)據(jù)庫，進行數(shù)據(jù)的組織、入庫以及數(shù)據(jù)庫的優(yōu)化調試、測試。13:43地理信息工程大綱要求4、根據(jù)技術設計，基于適當?shù)挠曹浖脚_及網(wǎng)絡環(huán)境，部署并構建數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和應用系統(tǒng)，進行系統(tǒng)開發(fā)、集成、測試和運行。5、根據(jù)項目要求，制定地理信息數(shù)據(jù)庫及其系統(tǒng)運行管理、維護更新措施，并實施相應的運行管理及維護更新工作。6、根據(jù)地理信息工程項目的特點和要求，對項目過程質量進行控制，并對項目成果進行整理、檢查、驗收和歸檔。13:43第10章 地理信息工程10.1 地理信息工程

3、概要10.2 地理信息工程技術設計10.3 地理信息數(shù)據(jù)10.4 地理信息數(shù)據(jù)庫10.5 地理信息系統(tǒng)開發(fā)與集成10.6 GIS運行管理及維護更斯10.7 GIS質量控制與成果檢驗13:4310.1 地理信息工程概要10.1.1 地理信息系統(tǒng)基本概念10.1.2 地理信息系統(tǒng)的主要功能10.1.3 地理信息系統(tǒng)的發(fā)展13:4310.1 地理信息工程概要10.1.1 地理信息系統(tǒng)基本概念 地理信息系統(tǒng)的定義從技術的角度看，地理信息系統(tǒng)（geographic information system，GIS）是在計算機軟硬件及網(wǎng)絡支持下，對有關地理空間數(shù)據(jù)進行輸入、存儲、檢索、更新、顯示、制圖、綜合分

4、析和應用的技術系統(tǒng)。從學科的角度看，地理信息系統(tǒng)是一門介于地球科學、遙感科學、系統(tǒng)科學、信息科學、決策科學與計算機科學之間的交叉學科。它將地學空間數(shù)據(jù)與計算機技術相結合，以空間數(shù)據(jù)庫為基礎，采用地理模型分析方法，對地理信息進行采集、存儲、檢索、分析、顯示與更新，適時提供多種時間和空間的地理信息，以多種形式輸出數(shù)據(jù)或圖形產(chǎn)品，為地理研究和地理決策服務。13:4310.1 地理信息工程概要 地理信息系統(tǒng)的構成 一個典型的地理信息系統(tǒng)應該包括三個基本部分：計算機系統(tǒng)（硬件、軟件），地理信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，系統(tǒng)開發(fā)、管理與應用人員。核心部分是計算機系統(tǒng)（軟件和硬件）；空間數(shù)據(jù)反映GIS的地理內容；而系統(tǒng)開

5、發(fā)、管理人員和用戶則決定系統(tǒng)的工作方式和信息表示方式。1計算機系統(tǒng)主要包括：1）硬件系統(tǒng) 2）軟件系統(tǒng)（操作系統(tǒng)軟件、GIS軟件、數(shù)據(jù)庫軟件）2地理信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)地理信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是一個包含了用于表達通用GIS數(shù)據(jù)模型（要素、柵格、拓撲、網(wǎng)絡等）的空間數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)庫。地理空間數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)操作的對象，它具體描述地理實體的空間特征、屬性特征和時間特征。3系統(tǒng)開發(fā)、管理與應用人員13:43GIS的組成硬件13:43GIS的組成軟件操作系統(tǒng)（系統(tǒng)調用、設備運行、網(wǎng)絡等）系統(tǒng)庫（編程語言、數(shù)學庫等）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)GIS平臺軟件GIS應用系統(tǒng)用戶界面應用系統(tǒng)基礎軟件操作系統(tǒng)GIS13:4313:43

6、13:43地理空間數(shù)據(jù)結構概述空間數(shù)據(jù)概述空間對象 空間對象可以抽象成點、線、面、曲面和體等多種數(shù)據(jù)類型及其組合。空間對象（地理實體 ）是現(xiàn)實世界中客觀存在的實體或現(xiàn)象。空間對象點0維線一維面二維體三維時間四維13:43空間數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)的特征 指空間物體的位置、形狀和大小等幾何特征，以及與相鄰物體的拓撲關系。空間特征 指空間數(shù)據(jù)總是在某一特定時間或時間段內采集得到或計算產(chǎn)生的，是動態(tài)的信息。 時間特征 指的是除了時間和空間特征以外的空間現(xiàn)象的其他特征，即屬性信息。屬性特征空間數(shù)據(jù)結構概述13:4313:43矢量圖 柵格圖13:43空間數(shù)據(jù)結構空間數(shù)據(jù)結構 矢量和柵格結構是計算機描述空間實體的兩

7、種最基本的方式，分別用于表達圖形和圖像數(shù)據(jù)。 Yx1 y1x2 y2xi yixn ynX矢量數(shù)據(jù)結構ij柵格數(shù)據(jù)結構空間數(shù)據(jù)結構概述13:43矢量數(shù)據(jù)的結構特征矢量數(shù)據(jù)概述矢量數(shù)據(jù)的概念 矢量數(shù)據(jù)是指通過記錄地理實體坐標的方式精確地表示點、線、面等實體的空間位置和形狀。13:43圖形數(shù)據(jù)結構圖形數(shù)據(jù)的來源紙質地圖的數(shù)字化外業(yè)測量的數(shù)據(jù)空間分析的結果由圖像數(shù)據(jù)轉換而得空間數(shù)據(jù)結構概述13:43矢量數(shù)據(jù)的結構特征矢量數(shù)據(jù)的編碼方法編碼方法的分類數(shù)據(jù)編碼 把需要加工處理的信息，根據(jù)一定的數(shù)據(jù)結構和目標的定性特征，用特定的代碼或編碼字符來表示，以便于計算機識別和管理。坐標序列法樹狀索引編碼法拓撲結構

8、編碼方法矢量數(shù)據(jù)編碼方法13:43矢量數(shù)據(jù)的結構特征矢量數(shù)據(jù)的編碼方法坐標序列法 任何點、線、面實體都可以用某一坐標體系中的坐標點x, y來表示。要素特征碼位置坐標點線面101235x，y；x1,y1;x2,y2;x3,y3;x4,y4;x5,y5;x6,y6；x1,y1;x2,y2;x3,y3;x4,y4;x5,y5;x6,y6;x7,y7;x8,y8;x9,y9;x10,y10;x11,y11;x12,y12;x1,y1；13:43矢量數(shù)據(jù)的結構特征矢量數(shù)據(jù)的編碼方法坐標序列法優(yōu)點文件結構簡單。易于實現(xiàn)以多邊形為單位的運算和顯示。缺點公共邊重復存儲，造成冗余和匹配誤差。缺少鄰域關系信息。不

9、能解決多邊形嵌套問題。特征碼位置坐標1x1,y1;x2,y2;x3,y3;x4,y4;x5,y5;x6,y6;x7,y7;x8,y8;x9,y9;x10,y10;x1,y1;2x28,y28;x29,y29;x30,y30;x31,y31;x32,y32;x33,y33;x28,y28;3x1,y1;x11,y11;x12,y12;x13,y13;x14,y14;x15,y15;x16,y16;x17,y17;x18,y18;x19,y19;x9,y9;x10,y10;x1,y1;4x18,y18;x19,y19;x9,y9;x8,y8;x7,y7;x20,y20;x21,y21;x22,y2

10、2;x23,y23;x24,y24;x18,y18;5x16,y16;x17,y17;x18,y18;x24,y24;x23,y23;x27,y27;x26,y26;x25,y25;x16,y16;重復存儲多邊形嵌套鄰域關系13:43矢量數(shù)據(jù)的結構特征矢量數(shù)據(jù)的編碼方法樹狀索引編碼法 采用樹狀索引以減少數(shù)據(jù)冗余并間接表示鄰域信息。點號坐標12 ：33x1, y1x2, y2：x33, y331 2 3 4 5 多邊形索引文件以線索引與各多邊形(面)相聯(lián)系以坐標對順序方式存儲所用邊界點 1 2 3 4 5 6 7 7 8 9 9 10 11 16 25 23 邊界線點索引文件以點索引與邊界線號相

11、聯(lián)系13:43矢量數(shù)據(jù)的結構特征矢量數(shù)據(jù)的編碼方法拓撲結構編碼法拓撲關系應用于數(shù)據(jù)編碼解決多邊形嵌套和鄰域關系。輸入數(shù)據(jù)的同時輸入拓撲連接關系。由計算機從一系列相互關聯(lián)的鏈建立拓撲結構。關聯(lián)關系的存儲13:43矢量數(shù)據(jù)的結構特征矢量數(shù)據(jù)概述矢量數(shù)據(jù)庫矢量數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)引擎定義物體的地理位置幾何數(shù)據(jù)屬性與對應的物體聯(lián)系起來屬性數(shù)據(jù)OID Shape Attribute . 1 XY,. . . 13:43圖形數(shù)據(jù)結構圖形數(shù)據(jù)的拓撲結構 拓撲結構指基本要素點、線、面和體之間具有鄰接、關聯(lián)和包含的拓撲關系，與長度、面積無關。 拓撲學是幾何學的一個分支，它研究在拓撲變換下能保持不變的幾何屬性拓撲屬性。 拓

12、撲（Topology）一詞來自希臘文，它的原意是“空間關系的研究，或為形狀的研究”?？臻g數(shù)據(jù)結構概述13:43圖形數(shù)據(jù)結構圖形數(shù)據(jù)的拓撲結構歐幾里德平面上實體對象所具有的拓撲和非拓撲屬性。一個點在一個弧段的端點。一個弧段是一個簡單弧段。 （自身不相交）一個點在一個區(qū)域的邊界上。一個面的連接性。（給定面上任意兩點，從一點可以完全在面的內部沿任意路徑走向另一點）拓撲屬性兩點之間的距離弧段的長度一個區(qū)域的周長一個區(qū)域的面積非拓撲屬性空間數(shù)據(jù)結構概述13:43基本拓撲要素的概念線段（ARC，弧段）在線段的端點才與其他的線段有關系。有向線段，由首尾點來確定。多邊形（POLYGON）由數(shù)條線段有序地連接而

13、成。結點（NODE）線段的兩端點。可分為首節(jié)點和尾節(jié)點。層（LAYER）具有相同屬性的拓撲要素的組合。圖形數(shù)據(jù)結構空間數(shù)據(jù)結構概述13:43基本拓撲關系圖形數(shù)據(jù)結構拓撲鄰接指存在于空間圖形同類要素之間的拓撲關系。空間數(shù)據(jù)結構概述多邊形P1和P2 , P1和P3 在空間上相鄰接；弧段L2，L3，和L5在空間上相鄰接；節(jié)點V1與V9, V9與V4等在空間上相鄰接。行政區(qū)域的鄰接關系13:43基本拓撲關系圖形數(shù)據(jù)結構拓撲關聯(lián)指存在于空間圖形中不同類要素之間的拓撲關系。多邊形弧p1L1、L3、L6、L7p2L2、L3、L5p3L4、L5、L6p4L7節(jié)點V9與弧段L3，L5，L6關聯(lián)多邊形P1與弧段L

14、1，L2，L3，L6關聯(lián)道路與建筑之間的關聯(lián)關系空間數(shù)據(jù)結構概述13:43基本拓撲關系圖形數(shù)據(jù)結構拓撲包含 指存在于空間圖形中同類但不同級的基本要素之間的拓撲關系。多邊形P1包含多邊形P4 。城市市域與主體功能區(qū)的包含關系空間數(shù)據(jù)結構概述13:4313:4313:4313:4313:4313:4313:43矢量數(shù)據(jù)的結構特征矢量數(shù)據(jù)的壓縮技術基本概念 從所取得的矢量數(shù)據(jù)集合中抽出一個子集，這個子集作為一個新的信息源，能夠用盡可能少的數(shù)據(jù)量，在規(guī)定的精度范圍內最好地逼近原集合，而又取得盡可能大的壓縮比。 數(shù)據(jù)量大存儲空間大運算速度慢顯示效率低數(shù)據(jù)壓縮以犧牲時間換取空間壓縮前壓縮后減少數(shù)據(jù)量，反映

15、地物特征13:43矢量數(shù)據(jù)的結構特征矢量數(shù)據(jù)的壓縮技術壓縮的意義減少存儲空間，提高數(shù)據(jù)傳輸效率， 提高數(shù)據(jù)的應用處理速度。形成不同詳細程度的數(shù)據(jù)，支持不同的問題、不同層次的機構的管理、規(guī)劃與決策。減少空間提高速度13:43矢量數(shù)據(jù)的結構特征矢量數(shù)據(jù)的壓縮技術數(shù)據(jù)壓縮的基本原則最好地逼近原集合保持形狀特征10405個數(shù)據(jù)點 7702個數(shù)據(jù)點密疏疏 保持密度對比 保持特征轉折點的精度 保持空間關系的正確13:43矢量數(shù)據(jù)的結構特征矢量數(shù)據(jù)的壓縮技術數(shù)據(jù)壓縮的基本原則取得盡可能大的壓縮比 則壓縮比為:設曲線的原點序A:經(jīng)過壓縮處理后的點序為As: 壓縮比：表示信息載負量減少的程度。P1P2P3P4P

16、5P6P7P9P8原始數(shù)據(jù)壓縮后數(shù)據(jù)13:43矢量數(shù)據(jù)的結構特征矢量數(shù)據(jù)的壓縮技術矢量數(shù)據(jù)壓縮的方法間隔取點法隨機取點法無約束點算法垂距法偏角法局部處理算法約束的擴展局部處理算法光欄法道格拉斯普克法（ DouglasPeucker ）全局處理算法13:43矢量數(shù)據(jù)的結構特征矢量數(shù)據(jù)的壓縮技術間隔取點法 每隔n個點取一點，或每隔一規(guī)定的距離取一點，但首末點一定要保留。P1P3P4P5P6P7P8P9P1P2P3P4P6P7P9 LP1P2LP2P3LP3P4L P2按距離取點間隔取點 沒有考慮相鄰點對之間的精確關系，可能會遺漏拐點和極值點。P5P813:43矢量數(shù)據(jù)的結構特征矢量數(shù)據(jù)的壓縮技術垂

17、距法 在給定的曲線上每次順序取三個點，計算中間點與其它兩點連線的垂距d，并與閾值L比較。若大于閾值，則保留該節(jié)點，否則刪除。P1P2P3P4P5Ld2d3d4d2Ld3L考慮點與點之間的距離變化13:43矢量數(shù)據(jù)的結構特征矢量數(shù)據(jù)的壓縮技術偏角法 計算連接第一點和第二點，與連接第一點和第三點的矢量間的夾角。如果這個角度超過了預定的角度限差，就保留中間點，否則刪除。12P1P2P3考慮點與點之間的角度變化13:43矢量數(shù)據(jù)的結構特征矢量數(shù)據(jù)的壓縮技術光欄法P1P2P4P3 以P1為起點，連接P1P2，過P2做P1P2的垂線a1a2，使得a1P2 = a2P2 = L/2，定義扇形區(qū)域a1P1a2

18、 。a1a2L/2 判斷P3是否在扇形內。若在，舍去P2，連接P1P3，過P3作P1P3的垂線b1b2，使b1P3 = b2P3 = L/2。若b1或b2落在扇形a1P1a2外，則用b1b2與扇形的交點c1或c2代替。定義扇形b1P1c2 判斷下一個節(jié)點是否在扇形內。是，則重復 ，直到下一節(jié)點在最新定義的扇形外。 當發(fā)現(xiàn)在扇形外的節(jié)點，如圖P4，此時保留P3，并以P3為新的起點，重復13的步驟。直到整個點列處理完，保留的節(jié)點順序構成新的點列。b1b2L/2c2 由點和限差圓盤來定義一個扇形，根據(jù)曲線上點是否在扇形區(qū)域內來確定點的取舍13:43矢量數(shù)據(jù)的結構特征矢量數(shù)據(jù)的壓縮技術道格拉斯-普克法

19、（DouglasPeucker） 對給定曲線的首末點虛連一條直線，求中間所有點與直線間的距離，并找出最大距離dmax，用dmax與限差 L比較：大則保留對應點，以該點為界將曲線分為兩段，對每一段重復使用該方法。小則舍去所有中間點。Ld6p1p2p3p4p5p6p7p8p9d7d4d6Ld7L13:43矢量數(shù)據(jù)的結構特征矢量數(shù)據(jù)的壓縮技術道格拉斯-普克法 從曲線整體出發(fā)的一種全局的處理方法，通過遞歸的方法來選擇曲線上的特征點上，即彎曲強(轉角大)的地方。選擇的點是原始曲線上的點，保證了精度；與原曲線相比，整體位移最??；與手工綜合中選擇的關鍵點基本一致；繼承性，某一化簡層次下選取的點在更低的層次下

20、仍被選取優(yōu)點13:4313:43圖像數(shù)據(jù)結構圖像數(shù)據(jù)的概念 圖像數(shù)據(jù)的最小單元為象元或像素，像元的灰度值可用于描述客觀世界中存在的現(xiàn)象。圖像數(shù)據(jù)的表現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的存儲結構空間數(shù)據(jù)結構概述13:43圖像數(shù)據(jù)結構圖像數(shù)據(jù)的實質 圖像數(shù)據(jù)的實質是像元的陣列，每個像元由行列號確定其位置，且具有實體屬性的編碼值。真實世界格網(wǎng)值=0=1=2=3行列柵格化圖像柵格數(shù)據(jù)是是地表一定面積內數(shù)據(jù)的近似、離散化的表示。柵格象元的大小決定了圖像數(shù)據(jù)的分辨率，也決定了圖像數(shù)據(jù)量的大小?？臻g數(shù)據(jù)結構概述13:43圖像數(shù)據(jù)結構圖像數(shù)據(jù)的表達點表示為單個像元。線在一定方向上連接成串的相鄰像元的集合。面由聚集在一起的相鄰像元的集

21、合。值=0=1=2=3層表示一種地理屬性或同一屬性的不同特征?？臻g數(shù)據(jù)結構概述13:43柵格數(shù)據(jù)的結構特征柵格數(shù)據(jù)概述常見的柵格數(shù)據(jù)衛(wèi)星圖像航空影片高程數(shù)據(jù)掃描圖像13:43柵格數(shù)據(jù)概述柵格數(shù)據(jù)的獲取遙感方法獲取(航天與航空)方法一方法二方法三方法四圖片掃描獲取(紙介質的地圖等掃描)矢量數(shù)據(jù)轉換而來由平面上行距,列距固定的點抽樣而來主要包括(1)中心歸屬法;(2)面積占優(yōu)法;(3)長度占優(yōu)法.柵格數(shù)據(jù)的結構特征13:431111112213332133長度歸屬法每個柵格單元的值以網(wǎng)格中線的大部分長度所對應的面域的屬性值來確定。1112212211322333面積歸屬法每個柵格單元的值以在該網(wǎng)格

22、單元中占據(jù)最大面積的屬性值來確定。1112212213322133中心歸屬法每個柵格單元的值以網(wǎng)格中心點對應的面域屬性值來確定。123圖例柵格數(shù)據(jù)概述柵格數(shù)據(jù)的獲取柵格數(shù)據(jù)的結構特征13:43柵格單元存儲柵格單元屬性值和位置每個柵格單元都有自己的屬性值和位置。某一區(qū)域內的單元格具有同一屬性。位置：通常由一對有序的坐標 （x, y）表示。屬性：保存各種類型的數(shù)據(jù)值： 如整數(shù)、實數(shù)、編碼、 邏輯變量和日期柵格數(shù)據(jù)的結構特征13:43柵格壓縮編碼方法長度編碼法 從左向右，從上之下掃描柵格數(shù)據(jù)，記錄屬性值及相同的柵格數(shù)目。柵格數(shù)屬性值1112223444456666666667777788888811

23、111111122222255555577778888888 3 1 32 13 44 15 96 57 6891 62 65 47 78每行長度不同，在數(shù)據(jù)差異大時較少使用。改變掃描順序法 改為迂回式的讀取數(shù)據(jù)方法，省去每次跳回每行開始處的時間，節(jié)省掃描時間。柵格數(shù)據(jù)的結構特征13:43柵格壓縮編碼方法鏈式編碼 鏈式編碼又稱弗里曼鏈碼（Freeman,1961）、邊界鏈碼法，多邊形的邊界可表示為由某一原點開始并按某些基本方向確定的單位矢量鏈。56740321東東南南西南西西北北東具有很強的數(shù)據(jù)壓縮能力。具有一定的運算能力，如面積，周長等。優(yōu)點局部修改將改變整體結構，效率低相鄰邊界重復存儲。難

24、以實現(xiàn)疊加運算。缺點柵格數(shù)據(jù)的結構特征13:4313:43柵格壓縮編碼方法游程長度編碼 按行的順序存儲多邊形內的各個像元的列號，即在某行上從左到右存儲該多邊形的始末像元列號。第9行 2，3 6，6 8，10 第10行 1，10第11行 1，9 第12行 1，9第13行 3，9 12，16 第14行 5，16第15行 7，14 第16行 9，11特點在許多相鄰像屬性值相同的基礎上，壓縮效率很高。進行網(wǎng)格加密時，數(shù)據(jù)量沒有明顯增加。易于檢索、疊加、合并等操作。壓縮和解壓處理工作都有所增加。柵格數(shù)據(jù)的結構特征13:43柵格壓縮編碼方法塊式編碼 將游程長度編碼擴大到二維的情況，把多邊形范圍劃分成由像元

25、組成的正方形，然后對各個正方形進行編碼。（行號、列號、半徑、代碼）（9、9、2、4）（10、3、4、4）（14、13、2、4）特點所能包含的正方形越大，邊界越簡單，編碼的效果越好。在合并、插入、檢查延伸性、計算面積等操作時有明顯的優(yōu)越性。對某些運算不適應，必須再轉換成簡單數(shù)據(jù)形式才能順利進行。柵格數(shù)據(jù)的結構特征13:43柵格壓縮編碼方法四叉樹編碼將2n 2n像元陣列的區(qū)域，逐步分解為包含單一類型的方形區(qū)域，最小的方形區(qū)域為一個像元。原理：將二維區(qū)域按照四個象限進行遞歸分割，直至每個子象限（子塊）都只含有相同的灰度或屬性值為止。）。NW 0NE 1SE 3SW 220位 8位 4位0000 10

26、 00 01 11 0100深度從根節(jié)點到葉子節(jié)點的路徑SESWNENW柵格數(shù)據(jù)的結構特征13:43柵格壓縮編碼方法四叉樹編碼優(yōu)點容易而有效地計算多邊形的數(shù)量特征。陣列各部分的分辨率是可變的。與簡單柵格編碼的相互轉換較容易。多邊形中嵌套不同類型小多邊形的表示較方便。缺點轉換的不確定性，用同一形狀和大小的多邊形可能得出多種不同的四叉樹結構。012320212223210211212213根柵格數(shù)據(jù)的結構特征13:4313:4310.1 地理信息工程概要 地理信息系統(tǒng)的分類 全國地理信息標準化技術委員會（CSBTS/TC 230）在地理信息標準體系框架中將地理信息系統(tǒng)分為三大類：基礎地理信息系統(tǒng)專

27、業(yè)應用的地理信息系統(tǒng)專項應用的地理信息系統(tǒng)13:4313:4313:43南水北調工程地理信息系統(tǒng)京滬高鐵建設地理信息系統(tǒng)13:4310.1 地理信息工程概要 地理信息系統(tǒng)與其他學科的關系1GIS與地圖學2GIS與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)3GIS與CAD13:4310.1 地理信息工程概要10.1.2 地理信息系統(tǒng)的主要功能 數(shù)據(jù)采集與輸入 數(shù)據(jù)編輯與更新 數(shù)據(jù)存儲與管理 空間查詢與分析 數(shù)據(jù)顯示與輸出13:43GIS基本功能的實現(xiàn)過程文件圖表數(shù)據(jù)獲取 原始數(shù)據(jù)存儲管理空間查詢空間分析數(shù)據(jù)編輯投影變換數(shù)據(jù)輸出 制圖、表格 交互展示 結構化數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)庫13:43空間查詢空間數(shù)據(jù)庫哈爾濱在哪里？空間查詢屬性查詢

28、78路公交經(jīng)過哪些站？空間查詢是最基本的分析功能，包括從空間位置檢索空間物體和從屬性條件檢索空間物體空間查詢13:43解決設施的選址問題 把同一地區(qū)的兩幅或兩幅以上的圖層重疊在一起進行圖形運算和屬性運算，產(chǎn)生新的空間圖形和屬性的過程。123ABCA1A2A3B1B2C1超市的位置居民區(qū)（有） 購買力交通線（近） 便利性疊加分析13:43疊置分析多邊形疊置分析基本概念 將兩層中的多邊形要素疊置，產(chǎn)生輸出層中的新多邊形要素，同時它們的屬性也將聯(lián)系起來，以滿足建立分析模型的需要。政區(qū)圖土壤圖疊置圖ABAB21土壤號土壤1黑土2棕壤政區(qū)號政區(qū)名A河北省B遼寧省土壤號政區(qū)號土壤名政區(qū)名1A黑土河北省1B

29、黑土遼寧省2A棕壤遼寧省2B棕壤河北省 AB21A12BABAB21疊置分析點與多邊形疊置分析點與多邊形的疊置 點與多邊形的疊加分析，實質是計算包含關系（包含分析），判斷各個點的歸屬（落在哪個多邊形內）。疊置的結果是為每點產(chǎn)生一個新的屬性。 1 3 2街區(qū)圖商場圖 1 3 2疊置圖ABABABAB 1 3 2AB商場號商場名1海信廣場2陽光百貨3麗達廣場街區(qū)號街區(qū)名A市南區(qū)B嶗山區(qū)商場號商場名街區(qū)號街區(qū)名1海信廣場A市南區(qū)2陽光百貨A市南區(qū)3麗達廣場B嶗山區(qū)疊置分析線與多邊形疊置分析線與多邊形的疊置 將多邊形要素層疊置到一個弧段層上，以確定每個弧段（全部或部分）落在哪個多邊形內。疊置后為每個弧

30、段產(chǎn)生一個新屬性，表示其歸屬。Line IDOld IDPoly11C22C32B43C53A63B124ABC123356河流圖政區(qū)圖ABCABC123疊置圖弧段分割疊置分析疊置分析應用案例商場選址 主要交通線路影響范圍居民居住地影響范圍停車場影響范圍已存在商場影響范圍緩沖區(qū)分析在道路兩側50米內有哪些建筑物？解決近鄰度問題 緩沖區(qū)分析就是對一組或一類地物按緩沖的距離條件，建立緩沖區(qū)多邊形圖，然后將這個圖層與需要進行緩沖區(qū)分析的圖層進行疊加分析，得到所需要的結果。 加油站醫(yī)院13:43緩沖區(qū)分析緩沖區(qū)分析緩沖區(qū)的類型點緩沖區(qū)單個對象多個對象分級對象RRRRRRR線緩沖區(qū)面緩沖區(qū)緩沖區(qū)分析緩沖

31、區(qū)分析緩沖分析的應用黃浦江路小學富春江路小學確定學校的服務范圍 緩沖區(qū)分析緩沖區(qū)分析緩沖分析的應用確定修建鐵路的安全帶緩沖區(qū)分析緩沖區(qū)分析緩沖分析的應用確定生態(tài)區(qū)的保護范圍 網(wǎng)絡分析解決路徑分析和資源優(yōu)化配置的問題 始發(fā)地 目的地 GIS中的網(wǎng)絡由一系列相互聯(lián)系的線狀要素組成的，是對城市網(wǎng)絡的抽象。13:4313:4310.1 地理信息工程概要10.1.3 地理信息系統(tǒng)的發(fā)展 分布式GIS 智能GIS與空間數(shù)據(jù)挖掘 GIS、RS、GNSS的集成（3S技術） 時空GIS 三維GIS 移動GIS13:4310.2 地理信息工程技術設計10.2.1 地理信息工程的基本框架10.2.2 系統(tǒng)需求分析1

32、0.2.3 系統(tǒng)總體設計10.2.4 數(shù)據(jù)庫設計10.2.5 詳細設計13:43地理信息工程地理信息系統(tǒng) 地理信息信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)計算機技術工程應用地理信息工程13:43是指：應用GIS的理論和方法，結合計算機技術、網(wǎng)絡 通訊技術、現(xiàn)代測繪技術等， 用于解決具體應用的軟件系統(tǒng)工程。10.2 地理信息工程技術設計10.2.1 地理信息工程的基本框架地理信息工程的實施主要有以下幾個步驟：（1）系統(tǒng)分析：用戶需求調研與可行性研究；（2）系統(tǒng)設計：工程實施方案與總體設計、詳細設計；（3）系統(tǒng)實施：數(shù)據(jù)整理分析、開發(fā)與測試；（4）培訓、試運行與調試（優(yōu)化完善）；（6）系統(tǒng)運維：系統(tǒng)維護和評價。在用戶

33、需求調研報告基礎上，對系統(tǒng)進行總體設計，并制定系統(tǒng)工程建設的實施方案。以總體設計和實施方案為綱領，實施系統(tǒng)的詳細設計、數(shù)據(jù)整理分析和開發(fā)測試工作。在系統(tǒng)開發(fā)完成之后進行系統(tǒng)試運行和調試、完善系統(tǒng)及系統(tǒng)安裝運行。持續(xù)運行維護和改進。13:4310.2 地理信息工程技術設計10.2.2 系統(tǒng)需求分析明確用戶對系統(tǒng)的需求，分析用戶需求和系統(tǒng)建設的可行性，形成對問題、數(shù)據(jù)、需求的調研報告。具體工作內容包括：（1）用戶情況調查包括現(xiàn)有軟件系統(tǒng)問題、數(shù)據(jù)現(xiàn)狀、業(yè)務需求；（2）明確系統(tǒng)建設目標和任務；（3）系統(tǒng)可行性分析研究；（4）撰寫并提交需求調研報告。13:4310.2 地理信息工程技術設計 系統(tǒng)目標分

34、析根據(jù)地理信息工程特點，可通過下述方式明確系統(tǒng)的建設目標和任務：（1）進行用戶類型分析。（2）對現(xiàn)行系統(tǒng)進行調查分析。（3）明確系統(tǒng)服務對象。（4）用戶應用現(xiàn)狀調查。13:4310.2 地理信息工程技術設計 系統(tǒng)功能分析系統(tǒng)的功能和性能是在明確系統(tǒng)目標的基礎上，對系統(tǒng)目標和任務在具體實現(xiàn)上進行設計和細分。常用的方法有如下三種：（1）結構化分析方法。（2）面向對象分析方法。（3）快速原型化分析方法。13:4310.2 地理信息工程技術設計 可行性分析與系統(tǒng)分析方法 必要性、可行性？可行性研究主要工作內容包括：數(shù)據(jù)源調查與評估；技術可行性評估；系統(tǒng)的支持狀況；經(jīng)濟和社會效益分析。系統(tǒng)分析方法主要包

35、括：數(shù)據(jù)流模型；數(shù)據(jù)字典；加工邏輯說明。13:4310.2 地理信息工程技術設計 需求規(guī)格說明書13:4310.2 地理信息工程技術設計10.2.3 系統(tǒng)總體設計 在系統(tǒng)總體設計階段采用一些表達工具來描述GIS工程的數(shù)據(jù)結構和軟件體系結構，如層次圖、HIPO圖、結構圖、通用建模語言UML等。13:4310.2 地理信息工程技術設計10.2.3 系統(tǒng)總體設計 體系結構設計包括系統(tǒng)構建的關鍵技術、數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)庫體系結構設計、接口設計、模塊體系設計、工程建設的軟硬件環(huán)境設計、系統(tǒng)組網(wǎng)及安全性設計等。地理信息工程設計階段還應該選擇合適的軟硬件配置，要充分考慮每個GIS工程提出的海量數(shù)據(jù)存儲、系統(tǒng)的伸縮性

36、、系統(tǒng)的開放性、多用戶并發(fā)訪問、網(wǎng)絡環(huán)境等需求。13:4310.2 地理信息工程技術設計 軟件結構設計1C/S結構C/S模式的應用系統(tǒng)基本運行關系體現(xiàn)為“請求一響應”的應答模式。2B/S結構B/S結構是將C/S模式的結構與Web技術密切結合而形成的三層體系結構。3兩種結構體系的比較，大項目也可以混合結構在B/S和C/S的比較中，只能在某一方面有優(yōu)勢。C/S模式適合于大規(guī)模浮點運算，B/S模式適合于網(wǎng)絡協(xié)同。13:4313:43B/S 三層體系結構圖Web瀏覽器Web瀏覽器10.2 地理信息工程技術設計 軟件配置與硬件網(wǎng)絡架構1軟件配置參看GIS軟件構成圖。2硬件及網(wǎng)絡環(huán)境設計通用的網(wǎng)絡機房結構

37、。13:4310.2 地理信息工程技術設計 系統(tǒng)功能設計地理信息工程除具有軟件應用系統(tǒng)的基礎功能外，還具有其特有功能。一般具有如下功能：（1）數(shù)據(jù)輸入模塊（2）數(shù)據(jù)編輯模塊（3）數(shù)據(jù)處理模塊（4）數(shù)據(jù)查詢模塊（5）空間分析模塊（6）數(shù)據(jù)輸出與制圖模塊13:4310.2 地理信息工程技術設計 系統(tǒng)安全設計1網(wǎng)絡的安全與保密2應用系統(tǒng)的安全措施3數(shù)據(jù)備份和恢復機制全量、增量；本地、異地；同步、異步。4用戶管理（用戶、授權）13:43數(shù)據(jù)庫設計的原理與方法數(shù)據(jù)庫設計的原理與方法基本概念 以數(shù)據(jù)庫為基礎的信息系統(tǒng)通常稱為數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)。它一般具有信息的采集、組織加工和傳播等功能。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)生存期規(guī)劃需

38、求分析概念設計邏輯設計物理設計實現(xiàn)運行維護分析和設計階段實現(xiàn)和運行階段13:4310.2 地理信息工程技術設計10.2.4 數(shù)據(jù)庫設計 數(shù)據(jù)庫設計基礎GIS工程的數(shù)據(jù)庫設計是現(xiàn)實世界中地理實體轉變?yōu)橛嬎銠C能識別的信息數(shù)據(jù)的過程。1數(shù)據(jù)庫概念設計2數(shù)據(jù)庫邏輯結構設計3數(shù)據(jù)庫物理結構設計4數(shù)據(jù)字典設計13:43數(shù)據(jù)庫設計的原理與方法數(shù)據(jù)庫設計的原理與方法概念設計概念設計的目標是產(chǎn)生反映組織信息需求的數(shù)據(jù)庫概念結構，即概念模式。概念模式不依賴于計算機系統(tǒng)和具體DBMS，概念模式的設計過程稱為概念設計。概念設計的主要內容包括數(shù)據(jù)抽象（局部概念模式設計）和全局概念模式設計?！熬奂保簩⑷舾蓪ο蠛退鼈冎g

39、的聯(lián)系組合成一個新對象；“概括”：將一組具有某些共同特性的對象合并成更高一層意義上的對象。數(shù)據(jù)抽象方法汽車、貨物、道路及沿線兩座城市運載聚集例子：公路運輸、水路運輸、航空運輸、管道運輸概括交通運輸數(shù)據(jù)庫設計的原理與方法數(shù)據(jù)庫設計的原理與方法ER模型 ER模型（Entity Relationship Model）即實體聯(lián)系模型，它是概念設計的主要方法和最常用的表達形式。ER模型的三個主要成分：實體、屬性、聯(lián)系ER模型的基本語義單位：實體、聯(lián)系。ER模型可以形象地用圖表表示，稱為ER圖。ER圖的表示以矩形框表示實體類型；以菱形表示聯(lián)系；以橢圓表示實體類型和聯(lián)系類型的屬性；所有類型和屬性都以相應的名

40、稱記入框內；聯(lián)系類型和相關實體類型間以直線相連，并在直線的兩端標明 聯(lián)系的種類（1：M，M：N或1：1）數(shù)據(jù)庫設計的原理與方法數(shù)據(jù)庫設計的原理與方法ER模型建立ER模型的基本步驟：確定實體類型：如客戶和銷售商。確定聯(lián)系類型：銷售活動或訂貨活動。確定實體類型和聯(lián)系類型畫出ER圖。確定實體類型與聯(lián)系類型的屬性：對于客戶，其屬性有客戶的編號、姓名、地址等；對于聯(lián)系類型，其屬性有客戶編號、銷售編號、商品名稱、銷售量等。 數(shù)據(jù)庫設計的原理與方法數(shù)據(jù)庫設計的原理與方法邏輯設計1）導出初始模式：將概念設計結果（全局ER模式）轉換成初始關系模式。2）規(guī)范化處理：目的是減少乃至消除關系模式中存在的各種異常，改善

41、完整性、一致性和存儲效率。3）模式和性能評價：評價設計出的模式是否完全滿足用戶的功能要求，是否具有較高的效率。4）模式修正：通過合并、分解或選用另外結構等方法，完善需求分析和概念設計過程中沒能滿足的用戶需求。步驟 邏輯設計又稱為“實現(xiàn)設計”，目的是從概念結構中（如ER圖）導出特定DBMS可處理的數(shù)據(jù)庫的邏輯結構（數(shù)據(jù)庫模式和外模式），這些模式在功能、性能、完整性和一致性約束以及數(shù)據(jù)庫的可擴充性等方面均應滿足用戶的各種要求。13:4313:43主要與選用的DBMS相關數(shù)據(jù)庫設計的原理與方法數(shù)據(jù)庫設計的原理與方法數(shù)據(jù)字典 數(shù)據(jù)字典是數(shù)據(jù)庫中各類數(shù)據(jù)描述的集合，或者說是元數(shù)據(jù)及相關數(shù)據(jù)操作的集合。它

42、的主要功能是存儲和檢索元數(shù)據(jù)。加工過程數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)結構數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)流名、說明、流入流出的過程名、組成成分等內容。數(shù)據(jù)結構名、組成成分等內容。包括加工過程名、說明、輸入輸出數(shù)據(jù)流、加工的簡 要說明。數(shù)據(jù)存儲名、說明、輸入輸出數(shù)據(jù)流、組成成分的數(shù)據(jù)量、存取方式、操作方式等內容。包括數(shù)據(jù)項名、含義、別名、類型、長度、取值范圍GIS數(shù)據(jù)字典中詞條的定義及其內容 描述詞條內容注釋數(shù)據(jù)流是GIS數(shù)據(jù)結構在系統(tǒng)內傳播的途徑數(shù)據(jù)流名；說明；數(shù)據(jù)流來源；數(shù)據(jù)流去向；數(shù)據(jù)流組成；每個數(shù)據(jù)流的流通量“說明”用來簡要介紹數(shù)據(jù)流產(chǎn)生的原因和結果；“數(shù)據(jù)流組成”是介紹數(shù)據(jù)結構數(shù)據(jù)要素構成數(shù)據(jù)流圖的數(shù)據(jù)結構，是數(shù)據(jù)處理

43、的最小單位 數(shù)據(jù)要素名；類型；長度；取值范圍；相關的數(shù)據(jù)要素及數(shù)據(jù)結構“類型”可以分為數(shù)字（離散值，連續(xù)值），文字（編碼類型）等數(shù)據(jù)文件保存數(shù)據(jù)結構數(shù)據(jù)文件名；簡述；輸入數(shù)據(jù)；輸出數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)文件組成；存儲方式；存取頻率“簡述”介紹文件中存放的是什么數(shù)據(jù)；“存儲方式”包括順序、隨機、索引等幾種加工邏輯加工比較復雜，到后來就是一段程序加工名；加工編號；簡要描述；輸入數(shù)據(jù)流；輸出數(shù)據(jù)流；加工邏輯“加工編號”反映該加工的層次；“簡要描述”是對加工邏輯及功能簡述；“加工邏輯”介紹加工程序和加工順序數(shù)據(jù)字典（Data Dictionary ，簡稱DD）是關于數(shù)據(jù)信息的集合。它是數(shù)據(jù)流圖中所有要素嚴格定義的

44、場所，這些要素包括數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)流的組成、文件、加工說明及其它應進入字典的一切數(shù)據(jù)，其中，每個要素對應數(shù)據(jù)字典中的一個條目。13:43數(shù)據(jù)字典示例GBT 20258.3-2006 基礎地理信息要素數(shù)據(jù)字典 第3部分13:43數(shù)據(jù)字典示例（續(xù)）13:4310.2 地理信息工程技術設計 空間數(shù)據(jù)庫設計現(xiàn)勢數(shù)據(jù)庫DEMDEM13:4310.2 地理信息工程技術設計 屬性數(shù)據(jù)庫設計在地理信息工程中，應用主要面向專題或行業(yè)，因此屬性數(shù)據(jù)庫設計一般也是針對不同的專題或行業(yè)分別設計。在技術上，屬性數(shù)據(jù)庫設計采用常規(guī)數(shù)據(jù)庫設計方法和步驟；在實踐應用中，行業(yè)或者區(qū)域主管部門會制定并頒布一些指導性設計規(guī)范。如基礎地

45、理信息要素數(shù)據(jù)字典、基礎地理信息城市數(shù)據(jù)庫建設規(guī)范、道路交通運輸 地理信息系統(tǒng) 數(shù)據(jù)字典要求 等。13:4310.2 地理信息工程技術設計 符號庫設計 從地物的圖式符號來看，地物要素的符號庫設計包括了符號類型設計和地物要素符號樣例設計。符號類型包括如下七個類型：符號類型設計13:43地物要素符號樣例設計13:4313:43元數(shù)據(jù)的概念 “Metadata” 是“關于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)”。 地理信息元數(shù)據(jù)：描述地理數(shù)據(jù)的標識、覆蓋范圍、質量、空間和時間模式、空間參照系和分發(fā)等信息，目的是實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。元數(shù)據(jù)標準名稱建立標準的組織 CSDGM地球空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)內容標準FGDC，美國聯(lián)邦空間數(shù)據(jù)委員會 GD

46、DD數(shù)據(jù)集描述方法MEGRIN，歐洲地圖事務組織 CGSB空間數(shù)據(jù)集描述CSC，加拿大標準委員會 CEN地學信息一數(shù)據(jù)描述一元數(shù)據(jù)CENTC287 DIF目錄交換格式NASA 地理信息 元數(shù)據(jù)ISOTC211（國際標準化組織地理信息技術委員會）13:4310.2 地理信息工程技術設計 元數(shù)據(jù)庫設計元數(shù)據(jù)是指描述空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，元數(shù)據(jù)庫設計的內容主要包括：空間數(shù)據(jù)集的內容、質量、精度、表示方式、空間參考、管理方式以及數(shù)據(jù)集的其他特征等，是空間數(shù)據(jù)交換的基礎，也是空間數(shù)據(jù)標準化與規(guī)范化的保證，在一定程度上為空間數(shù)據(jù)的質量提供了保障。 數(shù)據(jù)更新設計通過地理信息更新可保證地理信息的現(xiàn)勢性，其手段主要包

47、括五種：實測更新法、編繪更新法、計算機地圖制圖更新法、遙感信息更新法，和GNSS信息更新法等。13:4313:4313:4313:43遙感信息更新法航天遙感航空遙感車載遙感地面遙感13:43GNSS信息更新法GPS（美國）BDS（COMPASS）（“北斗”，中國）GLONASS（“格洛納斯”，俄羅斯）Galileo（“伽利略”，歐盟）GNSSGlobal Navigation Satellite System全球衛(wèi)星導航系統(tǒng) or 全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)13:4310.2 地理信息工程技術設計10.2.5 詳細設計 詳細設計的任務（1）細化總體設計的體系流程圖，繪出程序結構圖，直到每個模塊的編寫難度

48、可被單個程序員所掌握為止。（2）為每個功能模塊選定算法。（3）確定模塊使用的數(shù)據(jù)組織。（4）確定模塊的接口細節(jié)及模塊間的調度關系。（5）描述每個模塊的流程邏輯。（6）編寫詳細設計文檔。主要包括細化的系統(tǒng)結構圖及逐個模塊的描述，如功能、界面、接口、數(shù)據(jù)組織、控制邏輯等。13:4310.2 地理信息工程技術設計 用戶界面設計用戶界面設計的三大原則是：置界面于用戶的控制之下；減少用戶的記憶負擔；保持界面的一致性。界面設計包括：結構設計、交互設計、視覺設計。結構設計也稱概念設計，是界面設計的骨架。通過對用戶研究和任務分析，制定出產(chǎn)品的整體架構。在結構設計中，目錄體系的邏輯分類和語詞定義是用戶易于理解和

49、操作的重要前提。交互設計的目的是使產(chǎn)品讓用戶能簡單使用。任何產(chǎn)品功能的實現(xiàn)都是通過人和機器的交互來完成的。因此，人的因素應作為設計的核心被體現(xiàn)出來。視覺設計包括色彩、字體、頁面等。13:4310.2 地理信息工程技術設計 標準化設計 在一定時期內，面向通用產(chǎn)品，采用共性條件，制定統(tǒng)一的標準和模式，開展適用范圍比較廣泛的設計，適用于技術上成熟、經(jīng)濟上合理、市場容量充裕的產(chǎn)品設計。 在地理信息工程領域內，標準化設計是面向工程項目，以國家、行業(yè)、地方等標準化體系為基準，建立適用于本工程的標準化文件或者標準化詞語。13:4310.2 地理信息工程技術設計 詳細設計說明書 系統(tǒng)詳細設計是解決系統(tǒng)“如何做

50、”的問題。一般而言，系統(tǒng)詳細設計包括數(shù)據(jù)結構設計（見表10.2.4）、模塊設計（見表10.2.5）、代碼設計（類設計）。 詳細設計說明書的主要內容見下圖（圖10.2.6）。（不足：缺少界面設計、標準化設計等有關詳細設計內容）13:4313:43第10章 地理信息工程10.1 地理信息工程概要10.2 地理信息工程技術設計10.3 地理信息數(shù)據(jù)10.4 地理信息數(shù)據(jù)庫10.5 地理信息系統(tǒng)開發(fā)與集成10.6 GIS運行管理及維護更斯10.7 GIS質量控制與成果檢驗13:4310.3 地理信息數(shù)據(jù)10.3.1 基礎地理信息數(shù)據(jù)10.3.2 專題地理信息數(shù)據(jù)10.3.3 屬性信息10.3.4 地理

51、信息數(shù)據(jù)的可視化13:43數(shù)據(jù)與信息處理存儲信息數(shù)據(jù)信息是經(jīng)過加工后的數(shù)據(jù)，它對使用者有用，對決策或行為有現(xiàn)實或潛在的價值。13:43地理空間數(shù)據(jù)（Geospatial Data）地理空間信息（Geospatial Information）地理信息 （Geographic Information）地理信息是與地理空間分布（地理空間位置）有關的信息，是人類社會賴以生存的地球三維空間中的物體。它是表征地上、地表、地下等地理環(huán)境中固有要素或物質的數(shù)量、質量、位置分布特征、聯(lián)系和規(guī)律等的數(shù)字、文字、圖形、圖象等的總稱。地理信息屬于三維空間信息。地理空間數(shù)據(jù)與地理信息13:43地理信息基礎地理信息專題地

52、理信息基礎地理信息 基礎地理信息是表征地球地形、地貌最基本、最基礎的地理信息，是地球上各類經(jīng)濟、社會、人口等專題地理信息的載體，是集成整合各類地理空間信息的統(tǒng)一地理空間框架，是各類專題地圖共同的底圖?；?礎地理信息科教工業(yè)交通農(nóng)業(yè)水利國土資源城建環(huán)保氣象地震文衛(wèi)綜合政務民政社區(qū)商業(yè)貿(mào)易經(jīng)濟管理信息產(chǎn)業(yè)旅游服務財政軍事國防政法監(jiān)察勞動人事基礎專題i10.3 地理信息數(shù)據(jù)10.3.1 基礎地理信息數(shù)據(jù) 基礎地理信息數(shù)據(jù)的內容與特點基礎地理信息數(shù)據(jù)是描述地表形態(tài)及其所附屬的自然以及人文特征和屬性的總稱。按照國家標準基礎地理信息標準數(shù)據(jù)基本規(guī)定（GB 21139-2007），基礎地理信息數(shù)據(jù)反映和描述

53、地球表面測量控制點、水系數(shù)據(jù)、居民點及設施、交通、管線、境界與政區(qū)、地貌、植被與土質、地名、數(shù)字正射影像、地籍、地名等有關自然和社會要素的位置、形態(tài)和屬性信息。它是統(tǒng)一的空間定位框架和空間分析的基礎?；A地理信息數(shù)據(jù)具有基礎性、普遍適用性和使用頻率高等特點。 具體特點可概括如下：（1）基礎性；（2）權威性；（3）現(xiàn)勢性與動態(tài)性；（4）抽象性；（5）多尺度、多分辨率性；（6）多樣性；（7）復雜性。13:4310.3 地理信息數(shù)據(jù) 基礎地理信息數(shù)據(jù)的采集基礎地理信息數(shù)據(jù)采集主要有以下方法：（1）全野外數(shù)據(jù)采集（2）航空攝影測量和航天遙感（3）地圖數(shù)字化技術采集流程如圖13:43基礎測繪4D產(chǎn)品基礎

54、地理信息產(chǎn)品DLG 數(shù)字線劃圖DEM 數(shù)字高程模型DOM 數(shù)字正射影像圖DRG 數(shù)字柵格圖13:4310.3 地理信息數(shù)據(jù) 基礎地理信息數(shù)據(jù)更新基礎地理信息數(shù)據(jù)更新是一項長期、艱巨的工作，也是個復雜的系統(tǒng)工程，既有組織與管理問題，也涉及技術問題。基礎地理信息數(shù)據(jù)更新主要涉及確定更新策略、變化信息獲取、變化數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)勢數(shù)據(jù)生產(chǎn)、現(xiàn)勢數(shù)據(jù)提供等5個步驟，如圖：P328-329更新周期更新內容更新精度更新范圍更新隊伍專業(yè)隊伍調查影像比對其他信息全野外數(shù)據(jù)采集攝影測量遙感圖形處理數(shù)據(jù)融合：插入、刪除、匹配和替換、歷史版本保存管理13:4310.3 地理信息數(shù)據(jù) 基礎地理信息標準完善的標準體系是建設規(guī)

55、范系統(tǒng)的重要保證。基礎地理信息標準體系包括基礎標準、數(shù)據(jù)獲取、生產(chǎn)、管理、應用和質量控制等內容，如圖10.3.3所示。在基礎地理數(shù)據(jù)生產(chǎn)與基礎地理信息系統(tǒng)建設和應用中都應遵循一系列技術標準。基礎地理信息系統(tǒng)標準為數(shù)據(jù)生產(chǎn)、數(shù)據(jù)庫建立、產(chǎn)品開發(fā)、系統(tǒng)建設和應用等提供規(guī)范化的依據(jù)，是工程得以標準化實施的保證?；A標準、產(chǎn)品標準、技術標準、管理標準。（P329-330）13:4313:4310.3 地理信息數(shù)據(jù)10.3.2 專題地理信息數(shù)據(jù) 專題地理信息數(shù)據(jù)的類型與特點專題地理信息數(shù)據(jù)主要包括兩個方面的內容，一個是專題空間數(shù)據(jù)，另一個是專題非空間數(shù)據(jù)（包含專題屬性數(shù)據(jù)、專題統(tǒng)計數(shù)據(jù)和多媒體數(shù)據(jù)），這

56、兩類數(shù)據(jù)都集成在專題地理目標上，因此，專題數(shù)據(jù)的表達也需要從兩個方面考慮，即專題空間數(shù)據(jù)的表達和專題非空間數(shù)據(jù)的表達。前者是以空間數(shù)據(jù)為基礎，在電子地圖上顯示專題目標的空間定位，有助于了解專題要素的空間分布規(guī)律；后者以專題屬性的表達為基礎，通過對專題屬性信息在空間分布上的直觀表達，有助于進行科學的規(guī)劃與決策。13:43信息匯展：查看治水項目基本信息和進展，掌握治水工作動態(tài)。13:43信息匯展：“以水質論英雄”，監(jiān)測點遍布全市，定期檢測水質，量化治水成效。13:43百姓投訴：提供在線、蘋果、安卓、電話等多種投訴方式。與地圖結合，具有位置準確，問題清晰等優(yōu)點。13:4313:4310.3 地理信息

57、數(shù)據(jù) 專題地理信息數(shù)據(jù)的采集專題地理信息數(shù)據(jù)的采集分為地理信息數(shù)據(jù)的采集、文檔數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計數(shù)據(jù)采集、聲像數(shù)據(jù)采集等。這里以某省的“扶貧專題地理信息系統(tǒng)”為例介紹其數(shù)據(jù)采集方法與步驟。（1）地理數(shù)據(jù)采集：為充分利用已經(jīng)建立的1 : 100萬和1 : 25萬基礎地理信息數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)主要以這兩種比例尺的地理數(shù)據(jù)為基礎，局部地區(qū)采用1 : 10萬、1 : 5萬等比例尺的地理數(shù)據(jù)。地理數(shù)據(jù)的采集以ArcGIS為主，必要情況下可采用AutoCAD、Photoshop等圖形、圖像處理軟件輔助采集。（2）文檔數(shù)據(jù)采集：用Word、Notepad等文本編輯器采集文本數(shù)據(jù)，根據(jù)情況選用鍵盤錄入方式和掃描識別方式

58、。（3）專題統(tǒng)計數(shù)據(jù)采集：以Oracle數(shù)據(jù)庫管理軟件采集專題統(tǒng)計數(shù)據(jù)。（4）聲像數(shù)據(jù)采集：用Recorder、Photoshop等軟仵采集聲像數(shù)據(jù)。13:4310.3 地理信息數(shù)據(jù) 專題地理信息數(shù)據(jù)更新1更新原則（1）精度匹配原則。（2）現(xiàn)勢性原則。（3）空間信息與屬性信息同步更新原則。2更新步驟 專題地理信息數(shù)據(jù)的更新步驟與方法因不同的專題數(shù)據(jù)而不同，這里以竣工圖拼接為例。（1）道路線竣工圖拼接。（2）拼接道路線的圖層處理。（3）提取、合并每條道路線涉及的電子地圖。（4）竣工圖與電子地圖合并。13:4310.3 地理信息數(shù)據(jù) 專題地理信息標準專題地理信息標準除了包括了相應的基礎地理信息系統(tǒng)

59、的標準，還包括各個領域中專題地理信息的標準。比如，林業(yè)中的專題地理信息除了滿足基礎地理信息標準，要滿足其林業(yè)部門對森林資源信息的存儲、管理、信息傳輸?shù)臉藴剩贿€要滿足林業(yè)部門對信息瀏覽、發(fā)布標準。只有滿足各個標準后，專題地理信息系統(tǒng)才可以參與林業(yè)的決策。13:4310.3 地理信息數(shù)據(jù)10.3.3 屬性信息 屬性信息的類型與特點屬性信息描述空間要素的特征。要素類型以及應用不同，空間要素的屬性信息也會有顯著的不同。 屬性信息的獲取屬性信息的獲取主要是獲取空間要素的特征。這里以對某省的地貌類型圖、土壤類型圖與土地利用現(xiàn)狀圖進行重置分析，生成坡地土壤資源類型圖為例。 屬性信息的更新通過對屬性信息操作可

60、以由現(xiàn)有的信息數(shù)據(jù)生成新的屬性信息。新信息常針對特定的項目。常見的情景是通過把屬性信息數(shù)據(jù)取值分成少數(shù)幾類來簡化現(xiàn)有屬性信息數(shù)據(jù)。另外是從現(xiàn)有屬性信息數(shù)據(jù)計算新的屬性信息。13:4310.3.4 地理信息數(shù)據(jù)的可視化地理信息數(shù)據(jù)可視化就是將地理信息數(shù)據(jù)轉換為直觀的圖形、圖像、三維景觀等的一種綜合技術。地理信息數(shù)據(jù)可視化可以動態(tài)、形象、多視角、全方位、多層面的描述各種地理信息數(shù)據(jù)，對于虛擬化研究、再現(xiàn)和預測各種地理變化過程都有重要的支撐作用。10.3 地理信息數(shù)據(jù)13:43第10章 地理信息工程10.1 地理信息工程概要10.2 地理信息工程技術設計10.3 地理信息數(shù)據(jù)10.4 地理信息數(shù)據(jù)庫