第四章空間數(shù)據(jù)的轉換與處理PPT1課件

1、第四章空間數(shù)據(jù)的轉換與處理（優(yōu)選）第四章空間數(shù)據(jù)的轉換與處理 1、地圖 地圖是按一定的法則，以二維形式在平面上表示地理空間中的要素信息的圖形或圖像，包括位置及其上的特征。地圖具有嚴格的數(shù)學基礎、符號系統(tǒng)、文字注記等 由于地圖本身的尺寸與其描述的地理空間范圍之間是不同的，因此，通常說地圖具有某種比例尺。所謂地圖比例尺，指的是地圖上的距離與地面上相應距離之比。 比例尺分類 大比例尺：大于和等于1：10萬的地圖 中比例尺：大于1：100萬和小于1：10萬的地圖 小比例尺： 1：100萬和更小比例的地圖1、地圖投影-理論基礎 地球橢面是曲面，但地圖是平面，因此需要用一定的數(shù)學方法把大地坐標系轉化為某投

2、影面上的平面直角坐標系。GIS用各種平面坐標系統(tǒng)去描繪地球，而每種平面坐標均基于特殊的地圖投影。 雖然由于地球表面形態(tài)發(fā)生了變化，但在一定的空間范圍內卻提供了很好的近似，可以幫助人們對地理空間建立一個良好的視覺感，進行各種量算以及進一步的空間數(shù)據(jù)處理和分析。 2、投影概念 投影指的是在兩個點集之間建立一一映射關系。因為地球是一個不規(guī)則的球體，將地球表面的地理坐標轉換為平面坐標的過程稱為地圖投影?？臻g信息系統(tǒng)不能僅依靠地理坐標，必須要有平面坐標，地圖投影對空間信息系統(tǒng)來說是不可缺少的。地圖投影的使用保證了空間信息從地理坐標變換為平面坐標后能夠保持在地域上的聯(lián)系和完整性。 地圖投影之后的結果記錄是

3、以地圖作為保存形式的。 投影原理：設想的地球是透明體，在球心有一點光源S（投影中心），向四周輻射投影射線，通過球表面（各點A、B、C、D）射到可展面（投影面）上，得到投影點a、b、c，然后再將投影面展開鋪平，又將其比例尺縮小到可見程度，從而制成地圖。2、地圖投影投影原理3、地圖投影地圖投影的變形 用地圖投影的方法將球面展開為平面，雖然可以保持地域上的聯(lián)系和完整性，但它們與球面上的經(jīng)緯度網(wǎng)線形狀并不一致。即投影后，地圖上的經(jīng)緯度網(wǎng)線發(fā)生了變形，同樣根據(jù)地理坐標展繪在地圖上的各種要素，也必然隨著變形。這種變形使得地理要素的幾何特性受到破壞： 長度變形：地球儀上，緯線長度不等；同一緯線上，經(jīng)差相同，

4、緯線長度相同；同一經(jīng)線上，緯差相同而經(jīng)線長度不同；所有經(jīng)線長度相等。 面積變形：地球儀上，同一緯度帶內，經(jīng)差相同的網(wǎng)格面積相等；同一經(jīng)度帶內，緯度越高，面積越小。 角度變形：地球儀上，經(jīng)線與緯線處處呈直角相交。3、地圖投影地圖投影的變形地圖投影的變形示意3、地圖投影地圖投影的變形按變形性質分類： 等角投影：角度變形為零。 等積投影：面積變形為零。 任意投影：長度、角度和面積都存在變形。 經(jīng)投影后地圖上所產(chǎn)生的長度變形、角度變形和面積變形是相互聯(lián)系相互影響的：等積與等角互斥；任意投影不能等角和等積；等積投影角度變形大，等角投影面積變形大。4、地圖投影地圖投影的分類地圖具有嚴格的數(shù)學基礎、符號系統(tǒng)

5、、文字注記等不同的投影有不同的變形（1）柵格數(shù)據(jù)向ASCII文件的轉換地圖投影之后的結果記錄是以地圖作為保存形式的。通常地圖投影對中小比例尺地圖影響很大，對于大比例尺地圖，則影響很小。都是從矢量和柵格兩種數(shù)據(jù)結構上分別講。南北半球有正軸等面積（等角、等距離）方位投影。柵格數(shù)據(jù)的重采樣主要基于三種方法最鄰近采樣（NEAREST），雙線性投影后無角度變形，即保角投影橫軸切圓柱投影 橫方位投影翻轉（Flip）是指將柵格數(shù)據(jù)沿著通過數(shù)據(jù)中心點的水平軸線，將數(shù)據(jù)進行上下翻轉。不同比例尺有不同的編號方法，請大家在課后參照參考書學習。DB2 with its Spatial Type不同比例尺有不同的編號方

6、法，請大家在課后參照參考書學習。GIS用各種平面坐標系統(tǒng)去描繪地球，而每種平面坐標均基于特殊的地圖投影。我國位于東經(jīng)72到136間，共含11個投影帶；關于地圖投影的幾點結論：實現(xiàn)等角、等面積、等距離同時做到的投影不存在。投影方式有多種多樣，一個國家或地區(qū)依據(jù)自己所處在的經(jīng)緯度、幅員大小以及圖件用途選擇投影方式。 在大于1：10萬的大比例尺圖件中，各種投影帶來的誤差可以忽略。4、地圖投影地圖投影的分類從投影面（可展曲面）類型劃分為：圓錐、圓柱、平面（方位投影）從投影面與地球位置關系劃分為：正軸、橫軸、斜軸，切、割圓柱投影方位投影圓錐投影4、地圖投影地圖投影的分類正軸切圓錐投影 正軸割圓錐投影橫軸

7、切圓錐投影 橫軸割圓錐投影橫軸切圓柱投影 橫方位投影正軸割圓柱投影 斜軸切圓柱投影斜軸切圓錐投影 正軸切圓柱投影正方位投影 斜方位投影5、我國常用地圖投影在開始GIS建庫之前搞清所采用的地圖投影非常重要。原因： 存在投影變形，或是形狀、面積、方向 不同的投影有不同的變形 某種投影決定了它適宜某種應用。對我國來講，除1：1000000（及小于此比例尺）采用Lambert（正軸等角割圓錐）投影外，其余基本采用高斯-克呂格投影（橫軸等角切圓柱）比例尺表明了地圖數(shù)據(jù)的詳細（精確）程度，因此不同比例尺地圖往往需要采用不同的地圖投影方式。 5.1 高斯克呂格投影（GaussKruger Projectio

8、n） 高斯克呂格投影是由高斯于19世紀20年代擬定，后經(jīng)克呂格補充而形成的一種地圖投影方式。 屬于橫軸等角切圓柱投影。這種投影是將橢圓柱面套在地球橢球的外面，并與某一子午線相切（此子午線叫中央子午線或中央經(jīng)線），橢圓柱的中心軸通過地球橢球的中心，然后用等角條件將中央子午線東西兩側各一定經(jīng)差范圍內的地區(qū)投影到柱面上，并將此柱面展成平面，即獲得高斯投影橫軸圓柱投影 高斯克呂格投影緯度在7680之間，經(jīng)差24，緯差4拼接的前提是矢量數(shù)據(jù)經(jīng)過了嚴格的接邊，關于數(shù)據(jù)接邊的操作在Spatial Adjustment工具中。為了保證地圖的精度，采用分帶投影方法，即將投影范圍的東西界加以限制，使其變形不超過一

9、定的限度，這樣把許多帶結合起來，可成為整個區(qū)域的投影柵格轉矢量多邊形、點，線閱讀地圖投影方面的材料40 Mosaic To New Raster的圖解表達橫軸切圓錐投影 橫軸割圓錐投影正軸切圓錐投影 正軸割圓錐投影基于文件的空間數(shù)據(jù)類型包括對多種GIS數(shù)據(jù)格式的支持，如coverage，shapefile，grid，image和TIN。數(shù)據(jù)裁切是從整個空間數(shù)據(jù)中裁切出部分區(qū)域，以便獲取真正需要的數(shù)據(jù)作為研究區(qū)域，減少不必要數(shù)據(jù)參與運算。空間數(shù)據(jù)的來源有很多，如地圖、工程圖、規(guī)劃圖、照片、航空與遙感影像等，因此空間數(shù)據(jù)也有多種格式。投影原理：設想的地球是透明體，在球心有一點光源S（投影中心），向

10、四周輻射投影射線，通過球表面（各點A、B、C、D）射到可展面（投影面）上，得到投影點a、b、c，然后再將投影面展開鋪平，又將其比例尺縮小到可見程度，從而制成地圖。斜軸切圓錐投影 正軸切圓柱投影1 矢量數(shù)據(jù)的裁切可利用Analysis Tools工具箱，Extract工具集中的Clip命令使用import為世界地圖導入中國地圖的投影坐標。旋轉（Rotate）是指將柵格數(shù)據(jù)沿著指定的中心點旋轉指定的角度。利用Mirror命令，對數(shù)據(jù)進行鏡像。它的基本思想是增加鄰點來獲得最佳插值函數(shù)。柵格數(shù)據(jù)間不同格式的轉換。xy高斯-克呂格投影原理圖高斯投影特征： 中央經(jīng)線和赤道投影為互相垂直的直線，且為投影的對

11、稱軸 投影后無角度變形，即保角投影 中央經(jīng)線無長度變形 同一條經(jīng)線上，緯度越低，變形越大，赤道處最大同一條緯線上，離中央經(jīng)線越遠，變形越大；為了保證地圖的精度，采用分帶投影方法，即將投影范圍的東西界加以限制，使其變形不超過一定的限度，這樣把許多帶結合起來，可成為整個區(qū)域的投影 在6帶范圍內，長度變形線最大不超過0.14% 高斯克呂格投影3度帶和6度帶從0度開始，自西向東每6度分為一個投影帶。從東經(jīng)1度30分開始，自西向東每3度分為一個投影帶。 高斯克呂格投影-投影分帶 我國1:1萬至1:50萬的地形圖全部采用高斯克呂格投影。1:2.5萬至1:50萬的地形圖，采用6分帶方案，全球共分為60個投影

12、帶；我國位于東經(jīng)72到136間，共含11個投影帶；1:1萬比例尺圖采用3分帶方案，全球共120個帶。 分割條帶號規(guī)定：從0子午線開始分6經(jīng)度為一帶，東半球東經(jīng)3、9、15177分別是1、2、330條6帶的中央子午線，然后繼續(xù)自西向東旋轉，每轉6增加帶號1。 分割3帶原則上與6帶相同，只是從東經(jīng)130（即1.5E）起，每隔3帶為1個投影帶。 高斯克呂格投影-投影分帶 在高斯克呂格投影上，規(guī)定以中央經(jīng)線為X軸，赤道為Y軸，兩軸的交點為坐標原點。 X坐標值在赤道以北為正，以南為負；Y坐標值在中央經(jīng)線以東為正，以西為負。我國在北半球，X坐標皆為正值。Y坐標在中央經(jīng)線以西為負值，運用起來很不方便。為了避

13、免Y坐標出現(xiàn)負值，通常將各帶的坐標縱軸西移500公里，即將所有Y值都加500公里。 高斯克呂格投影-投影分帶5.2 正軸割圓錐投影（Lambert投影） 這種投影是將一圓錐面套在地球橢球外面，將地球表面上的要素投影到圓錐面上，然后將圓錐面沿某一母線（經(jīng)線）展開，即獲得Lambert投影。這種投影中，經(jīng)線為交于一點的直線束，緯線為同心圓圓弧，圓心即直線束的交點經(jīng)線呈輻射狀，為縱向直線，緯線近似于弧形，與經(jīng)線正交適用于1：100萬（包括1：100萬）以上地形圖誤差情況 圓錐與地球相交處為北緯25與北緯47 ，距離誤差隨地點緯度不同而不同，在成圖范圍內北部最大達+4%，南部達3%，中部為1.8%，面

14、積變形相對誤差相比距離相對誤差要大一倍。 一幅圖可覆蓋大片中緯度地區(qū)，可整幅覆蓋我國境內領土正軸割圓錐投影（Lambert投影）6、地圖投影的選擇 地圖投影將直接影響地圖的精度和使用價值。通常地圖投影對中小比例尺地圖影響很大，對于大比例尺地圖，則影響很小。一般國家基本比例尺地形圖的地圖投影選擇是由國家測繪部門制訂，不允許隨便更改。 地圖投影的選擇主要考慮以下因素：制圖區(qū)域的范圍、形狀和地理位置；地圖的用途、出版方式及其他要求等。1、地圖投影-理論基礎長度變形：地球儀上，緯線長度不等；31 Extract by Mask的圖解表達16 移動（Shift）的圖解表達因為地球是一個不規(guī)則的球體，將地

15、球表面的地理坐標轉換為平面坐標的過程稱為地圖投影。地圖投影的使用保證了空間信息從地理坐標變換為平面坐標后能夠保持在地域上的聯(lián)系和完整性。Oracle with Spatial加之土地覆蓋和土地利用等數(shù)據(jù)常常從遙感圖像中獲得，這些數(shù)據(jù)都是柵格數(shù)據(jù)，因此矢量數(shù)據(jù)與它們的疊置復合分析更需要把其從矢量數(shù)據(jù)的形式轉變?yōu)闁鸥駭?shù)據(jù)的形式。任意投影：長度、角度和面積都存在變形。5萬至1:50萬的地形圖，采用6分帶方案，全球共分為60個投影帶；3 Define Projection對話框在6帶范圍內，長度變形線最大不超過0.Images（各種格式的）40 Mosaic To New Raster的圖解表達在大于

16、1：10萬的大比例尺圖件中，各種投影帶來的誤差可以忽略。矢量轉柵格多邊形、點，線8 翻轉（Flip）的圖解表達分幅編號需要有一定的系統(tǒng)性，不能太任意。定義投影（Define Projection），指按照地圖信息源原有的投影方式，為數(shù)據(jù)添加投影信息。ILINEAR）和三次卷積采樣（CUBIC）。空間數(shù)據(jù)的來源有很多，如地圖、工程圖、規(guī)劃圖、照片、航空與遙感影像等，因此空間數(shù)據(jù)也有多種格式。 地圖投影的選擇一般遵循以下原則： 使制圖區(qū)域與投影平面上變形小的地方匹配； 編制系列圖時，經(jīng)線與緯線正交較好； 許多地圖對投影的要求，不僅是一個或一些專門特征，如等積和方位，其他一些投影特性如平行緯線、局部

17、面積變形和直角坐標，也很重要。 世界地圖的投影：保證全球整體變形不大，多圓錐投影，任意偽圓柱投影等。 半球地圖的投影：東西半球有橫軸等面積（等角）方位投影；南北半球有正軸等面積（等角、等距離）方位投影。 各大洲地圖的投影：各洲都選用了斜軸等面積方位投影，此外，亞洲和北美洲（ 彭納投影）、歐洲和大洋州（正軸等圓錐投影）、南美洲（桑遜投影）。 我國各種地圖投影：全國地圖（各種投影，lambert投影居多）、分省區(qū)地圖（各種投影，高斯克呂格投影最多）、大比例尺地形圖（高斯克呂格投影）。地圖投影的選擇 地理信息系統(tǒng)的處理對象空間信息需要有共同的地理坐標和平面系統(tǒng)；對于不同來源的地理信息，需要統(tǒng)一在同一

18、個地理定位框架內。 6、地圖投影的選擇 地理信息系統(tǒng)中地圖投影配置的一般原則 所配置的投影系統(tǒng)應與相應比例尺的國家基本圖（基本比例尺地形圖、基本省區(qū)圖或國家大地圖集）投影系統(tǒng)一致； 系統(tǒng)一般只考慮至多采用兩種投影系統(tǒng)，一種服務于大比例尺的數(shù)據(jù)處理與輸入輸出，另一種服務于中小比例尺；所用投影應能與網(wǎng)格坐標系統(tǒng)相適應，即所采用的網(wǎng)格系統(tǒng)(特別是一級網(wǎng)格)在投影帶中應保持完整。6、地圖投影的選擇7、地圖的分幅和編號 我國基本比例尺地形圖有1:1萬、 1:2.5萬、 1:5萬、 1:10萬、 1:20萬、 1:50萬和1:100萬七種。大于等于1:10萬的稱為大比例尺地圖； 1:10萬至1:100萬地

19、稱為中比例尺地圖；小于1:100萬的稱為小比例尺地圖。 由于一個國家范圍很大，因此不可能用一幅地圖來描述，因此地圖的分幅和編號就非常重要。 目前，我國采用的地形圖分幅方案是以1:100萬地形圖為基準的，按照相同的經(jīng)差和緯差定義其他更大比例尺地形圖的分幅。 1:100萬地形圖分幅： 緯度在060之間，經(jīng)差6，緯差4 緯度在6076之間，經(jīng)差12，緯差4 緯度在7680之間，經(jīng)差24，緯差4 分幅是根據(jù)不同比例尺對每一分幅圖編號，每一分幅圖給一個固定的號碼，相互不能重復，以便確認。分幅編號需要有一定的系統(tǒng)性，不能太任意。 不同比例尺有不同的編號方法，請大家在課后參照參考書學習。7、地圖的分幅和編號

20、思考題 閱讀地圖投影方面的材料如果你拿到一幅數(shù)字地形圖，如何了解地圖是否已經(jīng)經(jīng)過投影？是否可以忽略投影方式？ 新 在GIS中，空間數(shù)據(jù)是一個重要的部分。整個GIS都是圍繞空間數(shù)據(jù)的采集、加工、存儲、分析和表現(xiàn)展開的。而原始空間數(shù)據(jù)本身通常在數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)表達上和用戶自己的信息系統(tǒng)不一致，就需要對原始數(shù)據(jù)進行轉換與處理，如投影變換，不同數(shù)據(jù)格式之間的相互轉換，以及數(shù)據(jù)的裁切、拼接等處理。以上所述的各種數(shù)據(jù)轉換與處理均可以利用ArcToolbox中的工具實現(xiàn)。 操作內容投影變換數(shù)據(jù)格式轉換數(shù)據(jù)處理4.1 投影變換 由于數(shù)據(jù)源的多樣性，當數(shù)據(jù)與所研究、分析問題的空間參考系統(tǒng)（坐標系統(tǒng)、投影

21、方式）不一致時，就需要對數(shù)據(jù)進行投影變換。同樣，在對本身有投影信息的數(shù)據(jù)采集完成時，為了保證數(shù)據(jù)的完整性和易交換性，要對數(shù)據(jù)定義投影。圖4.1 投影變換工具4.1 投影變換 18000 16000W 14000W 12000W 10000W 8000W4000N3000N2000N1000N00090008000N7000N6000N5000N圖4.2（a）地理坐標系下的經(jīng)緯網(wǎng)4.1 投影變換 18000 16000W 14000W 12000W 10000W 8000W8000N7000N6000N5000N4000N3000N2000N圖4.2（b）投影坐標系下的經(jīng)緯網(wǎng)4.1 投影變換定義

22、投影 定義投影（Define Projection），指按照地圖信息源原有的投影方式，為數(shù)據(jù)添加投影信息。在ArcGIS中利用Data Management Tools工具箱, Projections and Transformations工具集中的Define Projection命令，能夠為數(shù)據(jù)定義投影。圖4.4 Spatial Reference屬性對話框圖4.3 Define Projection對話框圖標 單擊定義投影小節(jié)練習將文件夾中的中國和世界地圖進行投影定義:使用select為中國地圖選擇一個投影。比如北京54的某一個帶。使用import為世界地圖導入中國地圖的投影坐標。使用n

23、ew為中國地圖新建一個坐標系統(tǒng)（如下頁圖示）。參考理論文件：1 2 34.1 投影變換投影變換 投影變換（Project）是將一種地圖投影轉換為另一種地圖投影，主要包括投影類型、投影參數(shù)或橢球體等的改變。在ArcToolbox的Data Management Tools工具箱,Projections and Transformations工具集中分為柵格和要素類兩種類型的投影變換，其中對柵格數(shù)據(jù)進行投影變換時，要進行重采樣。 4.1 投影變換 1 . 柵格（Raster）數(shù)據(jù)的投影變換利用Data Management Tools工具箱, Projections and Transformat

24、ions中Raster工具集,Project Raster命令對柵格數(shù)據(jù)進行投影變換。圖4.5 Project Raster對話框4.1 投影變換2 . 要素類（Feature）數(shù)據(jù)的投影變換 利用Data Management Tools工具箱, Projections and Transformations中的Feature工具集,Project命令，對矢量數(shù)據(jù)進行投影變換。圖4.6 Project對話框這種投影中，經(jīng)線為交于一點的直線束，緯線為同心圓圓弧，圓心即直線束的交點經(jīng)線呈輻射狀，為縱向直線，緯線近似于弧形，與經(jīng)線正交用tu1、2、3、4數(shù)據(jù)試驗橫軸切圓柱投影 橫方位投影不同的投影

25、有不同的變形存在投影變形，或是形狀、面積、方向重設比例尺（Rescale）是指將柵格數(shù)據(jù)按照指定比例分別沿X軸和Y軸放大或縮小。利用Conversion Tools工具箱，To Raster 工具集，中的ASCII to Raster命令，可實現(xiàn)由ASCII文件向柵格數(shù)據(jù)的轉換。如果你拿到一幅數(shù)字地形圖，如何了解地圖是否已經(jīng)經(jīng)過投影？是否可以忽略投影方式？由柵格數(shù)據(jù)可以轉換為3種不同的矢量數(shù)據(jù)，分為點狀、線狀和面狀的矢量數(shù)據(jù) 。2（b）投影坐標系下的經(jīng)緯網(wǎng)使用import為世界地圖導入中國地圖的投影坐標。柵格數(shù)據(jù)的裁切有多種方法，例如用圓形、點、多邊形、矩形， 以及用已存在的數(shù)據(jù)進行裁切。Ge

26、odatabase數(shù)據(jù)模型也可以在數(shù)據(jù)庫中管理同樣的空間數(shù)據(jù)類型。任意投影不能等角和等積；這種投影中，經(jīng)線為交于一點的直線束，緯線為同心圓圓弧，圓心即直線束的交點經(jīng)線呈輻射狀，為縱向直線，緯線近似于弧形，與經(jīng)線正交翻轉，鏡像，重設比例尺，旋轉，移動，扭曲。32 Append對話框投影指的是在兩個點集之間建立一一映射關系。最鄰近采樣它用輸入柵格數(shù)據(jù)中最臨近柵格值作為輸出值。CAD數(shù)據(jù)是一種常用的數(shù)據(jù)類型，例如大多數(shù)的工程圖、規(guī)劃圖都是CAD格式。要素類的數(shù)據(jù)投影變換和前面不同的是生成新的圖層投影變換要素類以世界地圖為例試驗投影變換柵格類柵格類的數(shù)據(jù)投影變換關鍵是定義重采樣方式和輸出柵格的大小以土

27、地利用地圖為例試驗柵格數(shù)據(jù)的重采樣柵格數(shù)據(jù)的重采樣主要基于三種方法最鄰近采樣（NEAREST），雙線性ILINEAR）和三次卷積采樣（CUBIC）。（1）.最鄰近采樣它用輸入柵格數(shù)據(jù)中最臨近柵格值作為輸出值。因此，在重采樣后的輸出柵格中的每個柵格值, 都是輸入柵格數(shù)據(jù)中真實存在而未加任何改變的值。這種方法簡單易用，計算量小，重采樣的速度最快。（2）.雙線性采樣此重采樣法取待采樣點（x，y）點周圍四個鄰點，在y方向（或X方向）內插兩次，再在x方向（或y方向）內插一次，得到（x，y）點的柵格值。（3）.三次卷積采樣這是進一步提高內插精度的一種方法。它的基本思想是增加鄰點來獲得最佳插值函數(shù)。取待計算

28、點周圍相鄰的16個點，與雙線性采樣類似，可先在某一方向上內插，如先在x方向上，每四個值依次內插四次，再根據(jù)四次的計算結果在y方上內插，最終得到內插結果。4.1 投影變換數(shù)據(jù)變換 數(shù)據(jù)變換是指對數(shù)據(jù)進行諸如放大、縮小、翻轉、移動、扭曲等幾何位置、形狀和方位的改變等的操作。對矢量數(shù)據(jù)的相應操作在ArcMap中Editor工具條的若干工具實現(xiàn)（詳見第三章）。而柵格數(shù)據(jù)的相應操作則集中于ArcToolbox的Data Management Tools工具箱Projections and Transformations中的Raster工具集中，以下分別就柵格數(shù)據(jù)的翻轉（Flip）、鏡像（Mirror）、

29、重設比例尺（Rescale）、旋轉（Rotate）、移動（Shift）和扭曲（Warp）等分別介紹。 4.1 投影變換1.翻轉（Flip）是指將柵格數(shù)據(jù)沿著通過數(shù)據(jù)中心點的水平軸線，將數(shù)據(jù)進行上下翻轉。利用Flip命令，對數(shù)據(jù)進行翻轉。圖4.7 Flip對話框翻轉圖4.8 翻轉（Flip）的圖解表達4.1 投影變換2.鏡像（Mirror）是指將柵格數(shù)據(jù)沿著通過數(shù)據(jù)中心點的垂直軸線，將數(shù)據(jù)進行左右翻轉。利用Mirror命令，對數(shù)據(jù)進行鏡像。圖4.10 鏡像（Mirror）的圖解表達鏡像圖4.9 Mirror對話框4.1 投影變換3.重設比例尺（Rescale）是指將柵格數(shù)據(jù)按照指定比例分別沿X軸

30、和Y軸放大或縮小。Rescale命令，對數(shù)據(jù)重設比例尺。重設比例尺圖4.12 重設比例尺（Rescale）的圖解表達圖4.11 Rescale對話框4.1 投影變換4.旋轉（Rotate）是指將柵格數(shù)據(jù)沿著指定的中心點旋轉指定的角度。利用Rotate命令，對數(shù)據(jù)進行旋轉。 圖4.13 Rotate對話框 旋轉圖4.14 旋轉（Rotate）的圖解表達4.1 投影變換5.移動（Shift）是指將柵格數(shù)據(jù)分別沿X軸和Y軸移動指定的距離。利用Shift命令，對數(shù)據(jù)進行移動。圖4.15 Shift對話框移動圖4.16 移動（Shift）的圖解表達4.1 投影變換6.扭曲（Warp）是指將柵格數(shù)據(jù)通過輸

31、入的控制點進行多項式變換。利用Warp命令，對數(shù)據(jù)進行扭曲變換。圖4.17 Warp對話框 原數(shù)據(jù)一次多項式二次多項式三次多項式圖4.18 扭曲（Warp）的圖解表達數(shù)據(jù)變換針對柵格類翻轉，鏡像，重設比例尺，旋轉，移動，扭曲。以土地利用地圖為例試驗4.2 數(shù)據(jù)格式轉換 空間數(shù)據(jù)的來源有很多，如地圖、工程圖、規(guī)劃圖、照片、航空與遙感影像等，因此空間數(shù)據(jù)也有多種格式。根據(jù)應用需要，對數(shù)據(jù)的格式要進行轉換。轉換是數(shù)據(jù)結構之間的轉換，而數(shù)據(jù)結構之間的轉化又包括同一數(shù)據(jù)結構不同組織形式間的轉換和不同數(shù)據(jù)結構間的轉換。其中，不同數(shù)據(jù)結構間的轉換主要包括矢量到柵格數(shù)據(jù)的轉換和柵格到矢量數(shù)據(jù)的轉換。圖4.19

32、 數(shù)據(jù)格式轉換工具4.2 數(shù)據(jù)格式轉換 基于文件的空間數(shù)據(jù)類型包括對多種GIS數(shù)據(jù)格式的支持，如coverage，shapefile，grid，image和TIN。Geodatabase數(shù)據(jù)模型也可以在數(shù)據(jù)庫中管理同樣的空間數(shù)據(jù)類型?；谖募目臻g數(shù)據(jù)基于數(shù)據(jù)庫的空間數(shù)據(jù)CoveragesOracleShapefilesOracle with SpatialGridsDB2 with its Spatial TypeTINsInformix with its Spatial TypeImages（各種格式的）SQL ServerVector Product Format (VPF) files

33、Personal Geodatabases（微軟的Access）CAD 文件 表（各種格式的） 表1 ArcGIS 中的數(shù)據(jù)類型21 Raster to Polygon的圖解表達緯度在060之間，經(jīng)差6，緯差4矢量數(shù)據(jù)直接用于多種數(shù)據(jù)的復合分析等處理將比較復雜，特別是不同數(shù)據(jù)要在位置上一一配準，尋找交點并進行分析。利用Conversion Tools工具箱，To Raster 工具集，中的ASCII to Raster命令，可實現(xiàn)由ASCII文件向柵格數(shù)據(jù)的轉換。為了保證地圖的精度，采用分帶投影方法，即將投影范圍的東西界加以限制，使其變形不超過一定的限度，這樣把許多帶結合起來，可成為整個區(qū)域的

34、投影比如北京54的某一個帶。投影原理：設想的地球是透明體，在球心有一點光源S（投影中心），向四周輻射投影射線，通過球表面（各點A、B、C、D）射到可展面（投影面）上，得到投影點a、b、c，然后再將投影面展開鋪平，又將其比例尺縮小到可見程度，從而制成地圖。重設比例尺（Rescale）是指將柵格數(shù)據(jù)按照指定比例分別沿X軸和Y軸放大或縮小。都是從矢量和柵格兩種數(shù)據(jù)結構上分別講。半球地圖的投影：東西半球有橫軸等面積（等角）方位投影；數(shù)據(jù)裁切是從整個空間數(shù)據(jù)中裁切出部分區(qū)域，以便獲取真正需要的數(shù)據(jù)作為研究區(qū)域，減少不必要數(shù)據(jù)參與運算。地理信息系統(tǒng)中地圖投影配置的一般原則32 Append對話框26 Ra

35、ster to ASCII對話框在ArcToolbox的Data Management Tools工具箱,Projections and Transformations工具集中分為柵格和要素類兩種類型的投影變換，其中對柵格數(shù)據(jù)進行投影變換時，要進行重采樣。3、地圖投影地圖投影的變形以china-dalu數(shù)據(jù)裁切世界河流tools-extension-空間分析打鉤tools-extension-空間分析打鉤最鄰近采樣它用輸入柵格數(shù)據(jù)中最臨近柵格值作為輸出值。矢量轉柵格多邊形、點，線4.2 數(shù)據(jù)格式轉換數(shù)據(jù)結構轉換 地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)結構主要有柵格結構和矢量結構，這兩種數(shù)據(jù)結構是模擬地理信息的

36、兩種不同的方法。在地理信息系統(tǒng)中柵格數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)各具特點與適用性，為了在一個系統(tǒng)中可以兼容這兩種數(shù)據(jù)，以便有利于進一步的分析處理，常常需要實現(xiàn)兩種結構的轉換。 4.2 數(shù)據(jù)格式轉換1. 柵格數(shù)據(jù)向矢量數(shù)據(jù)的轉換 柵格向矢量轉換處理的目的，是為了將柵格數(shù)據(jù)分析的結果，通過矢量繪圖裝置輸出，或者為了數(shù)據(jù)壓縮的需要，將大量的面狀柵格數(shù)據(jù)轉換為由少量數(shù)據(jù)表示的多邊形邊界，但是主要目的是為了能將自動掃描儀獲取的柵格數(shù)據(jù)加入矢量形式的數(shù)據(jù)庫。 由柵格數(shù)據(jù)可以轉換為3種不同的矢量數(shù)據(jù)，分為點狀、線狀和面狀的矢量數(shù)據(jù) 。但轉換操作大同小異，例如利用Conversion Tools工具箱，F(xiàn)rom Raste

37、r 工具集中的 Raster to Polygon命令，可將柵格數(shù)據(jù)轉換成面狀矢量數(shù)據(jù)。4.2 數(shù)據(jù)格式轉換圖4.21 Raster to Polygon的圖解表達圖4.20 Raster to Polygon對話框4.2 數(shù)據(jù)格式轉換2. 矢量數(shù)據(jù)向柵格數(shù)據(jù)的轉換 矢量數(shù)據(jù)直接用于多種數(shù)據(jù)的復合分析等處理將比較復雜，特別是不同數(shù)據(jù)要在位置上一一配準，尋找交點并進行分析。相比之下利用柵格數(shù)據(jù)模式進行處理則容易得多。加之土地覆蓋和土地利用等數(shù)據(jù)常常從遙感圖像中獲得，這些數(shù)據(jù)都是柵格數(shù)據(jù)，因此矢量數(shù)據(jù)與它們的疊置復合分析更需要把其從矢量數(shù)據(jù)的形式轉變?yōu)闁鸥駭?shù)據(jù)的形式。 利用Conversion T

38、ools工具箱，To Raster 工具集中的Feature to Raster命令，可將矢量數(shù)據(jù)轉換成柵格數(shù)據(jù) 。4.2 數(shù)據(jù)格式轉換圖4.23 Feature to Raster圖解表達圖4.22 Feature to Raster對話框4.2 數(shù)據(jù)格式轉換數(shù)據(jù)格式轉換1. CAD數(shù)據(jù)的轉換 CAD數(shù)據(jù)是一種常用的數(shù)據(jù)類型，例如大多數(shù)的工程圖、規(guī)劃圖都是CAD格式。ArcGIS中的要素類，Shapefile數(shù)據(jù)可以轉換成CAD數(shù)據(jù)，CAD數(shù)據(jù)也可以轉換成要素類和地理數(shù)據(jù)庫。4.2 數(shù)據(jù)格式轉換（1）數(shù)據(jù)輸出CAD格式將要素類或者要素層轉換成CAD數(shù)據(jù)。可利用Conversion Tools

39、工具箱，To CAD 工具集中的Export to CAD命令。圖4.24 Export to CAD對話框4.2 數(shù)據(jù)格式轉換（2）CAD的輸入轉換將CAD數(shù)據(jù)轉換成要素類和數(shù)據(jù)表?？衫肅onversion Tools工具箱，To Geodatabase 工具集中的Import to CAD命令。圖4.25 Import to CAD對話框4.2 數(shù)據(jù)格式轉換2 柵格數(shù)據(jù)與ASCII文件之間的轉換（1）柵格數(shù)據(jù)向ASCII文件的轉換 利用Conversion Tools工具箱，F(xiàn)rom Raster 工具集中的Raster to ASCII 命令，可實現(xiàn)由柵格數(shù)據(jù)向ASCII文件的轉換。圖

40、4.26 Raster to ASCII對話框4.2 數(shù)據(jù)格式轉換（2）ASCII文件向柵格數(shù)據(jù)的轉換 利用Conversion Tools工具箱，To Raster 工具集，中的ASCII to Raster命令，可實現(xiàn)由ASCII文件向柵格數(shù)據(jù)的轉換。圖4.27 ASCII to Raster對話框數(shù)據(jù)格式轉換練習數(shù)據(jù)結構轉換矢量 柵格數(shù)據(jù)格式轉換常用的cad格式轉入轉出、mapinfo格式與arcgis格式的互轉.柵格數(shù)據(jù)間不同格式的轉換。GIS用各種平面坐標系統(tǒng)去描繪地球，而每種平面坐標均基于特殊的地圖投影。我國位于東經(jīng)72到136間，共含11個投影帶；不同比例尺有不同的編號方法，請大

41、家在課后參照參考書學習。32 Append對話框可利用Spatial Analyst Tools工具箱，Extraction工具集中的Extract by Mask命令。為了保證地圖的精度，采用分帶投影方法，即將投影范圍的東西界加以限制，使其變形不超過一定的限度，這樣把許多帶結合起來，可成為整個區(qū)域的投影由柵格數(shù)據(jù)可以轉換為3種不同的矢量數(shù)據(jù)，分為點狀、線狀和面狀的矢量數(shù)據(jù) 。地圖是按一定的法則，以二維形式在平面上表示地理空間中的要素信息的圖形或圖像，包括位置及其上的特征。矢量數(shù)據(jù)直接用于多種數(shù)據(jù)的復合分析等處理將比較復雜，特別是不同數(shù)據(jù)要在位置上一一配準，尋找交點并進行分析。17 Warp對話框中比例尺：大于1：100萬和小于1：10萬的地圖使用s