空間數據采集與處理

空間數據采集與處理第一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/31數據采集在GIS中的地位汽油數據第二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/32GIS數據的內容數字線化數據地形測圖思想：點、線、面影像數據數據源豐富生產效率高直觀詳細記錄地表自然現象數字高程模型屬性數據是什么，判讀和考察詳細描述信息第三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/33數據采集任務將現有的地圖、外業(yè)觀測成果、航空像片、遙感圖片數據、文本資料等轉換成GIS可以接受的數字形式。數據庫入庫之前進行驗證、修改、編輯等處理，保證數據在內容和邏輯上的一致性。不同的數據來源要用到不同的設備和方法。數據的轉換裝載數據處理：幾何糾正、圖幅拼接、拓撲生成等第四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/34數據源種類

圖形圖像數據：地圖工程圖規(guī)劃圖照片航空與遙感影像等文字數據：調查報告文件統(tǒng)計數據實驗數據野外調查的原始記錄等圖形圖像數據文字數據第一手數據第二手數據非電子數據電子數據全站儀、GPS數據地球物理、地球化學遙感數據地圖專題地圖統(tǒng)計圖表平板測量數據工程測量數據筆記航空、遙感相片人口普查社會經濟調查各種統(tǒng)計資料已建各種數據庫GIS數據第五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/35數據源種類目前各種類型的地圖是重要的信息源。這不僅是因為地圖的內容直觀與豐富，而且是由于在地理信息系統(tǒng)誕生以前，地圖是表示空間與非空間信息強有力的手段，從某種意義上說，一冊完備的專題地圖集是一個很好的人工操作地理信息系統(tǒng)。遙感影像是地理信息系統(tǒng)中一個極其重要的數據源，它至少具有下列一些特點：①能取得大面積、綜合的信息；②速度快；③降低數據儲存冗余和不連續(xù)性；④能提供各類專題所需要的信息。文字數據主要用來描述空間對象的屬性，比如人口數據、經濟數據、土壤成份、環(huán)境數據確定應用哪些類型的數據是由系統(tǒng)的功能所確定的，例如要建立一個土地的適宜性和承載力的信息系統(tǒng)，所需要的數據有地形、土壤類型、降雨、地下水位、運輸條件等。

第六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/36數據源與相應設備地圖地面測量數據統(tǒng)計資料航空、遙感文字數據多媒體坐標幾何數字化儀掃描儀攝影測量系統(tǒng)鍵盤空間數據庫編輯處理數據交換第七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/37空間數據采集——屬性數據的采集包括各類調查報告、文件、統(tǒng)計數據、實驗數據與野外調查的原始記錄等，如人口數據、經濟數據、土壤成份、環(huán)境數據。對于要輸入屬性庫的屬性數據，通過鍵盤直接鍵入或文件、表格、數據庫導入。對于要直接記錄到柵格或矢量數據文件中的屬性數據，則必須進行編碼輸入。第八頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/38空間數據采集——屬性數據的采集國家資源與環(huán)境信息系統(tǒng)規(guī)范在“專業(yè)數據分類和數據項目建議總表”中，將數據分為社會環(huán)境、自然環(huán)境和資源與能源三大類共14小項，并規(guī)定了每項數據的內容及基本數據來源。第九頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/39屬性數據的編碼——編碼原則

系統(tǒng)性和科學性：滿足所涉及學科的科學分類方法，能反映出同一類型中不同的級別特點。一致性：對代碼所定義的同一專業(yè)名詞、術語必須是唯一的。標準化和通用性：有國家或行業(yè)標準的要按標準進行，沒有標準的必須考慮在有可能的條件下實現標準化。簡捷性：在滿足國家標準的前提下、每一種編碼應該是以最小的數據量載負最大的信息量。可擴展性：編碼的設置應留有擴展的余地，避免新對象的出現而使原編碼系統(tǒng)失效、造成編碼錯亂現象。

第十頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/310屬性數據的編碼——編碼內容

登記部分：用來標識屬性數據的序號，可以是簡單的連續(xù)編號，也可劃分不同層次進行順序編碼；分類部分：用來標識屬性的地理特征，可采用多位代碼反映多種特征；控制部分：用來通過一定的查錯算法，檢查在編碼、錄入和傳輸中的錯誤，在屬性數據量較大情況下具有重要意義。

第十一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/311屬性數據的編碼——編碼方法

層次分類編碼法：是按照分類對象的從屬和層次關系為排列順序的一種代碼，它的優(yōu)點是能明確表示出分類對象的類別，代碼結構有嚴格的隸屬關系。耕地71園地

72林地

73牧草地74居民點及公礦用地

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第十二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/312屬性數據的編碼——編碼方法多源分類編碼法：對于一個特定的分類目標，根據諸多不同的分類依據分別進行編碼，各位數字代碼之間并沒有隸屬關系。標

志

編

號

分類

ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨ123

平原河過渡河山地河

123

常年河時令河消失河

12

通航河不通航河

123456

樹狀河平行河篩狀河輻射河扇形河迷宮河

1234567

主〔要河〕流∶一級支

流∶二級

三級

四級

五級

六級

七級

12345

河長：一組——1公里以下

二組——2公里以下

三組——5公里以下

四組——10公里以下

五組——10公里以上

12345678

河寬：一組——5～10米

二組——10～20米

三組——20～30米

四組——30～60米

五組——60～120米

六組——120～300米

七組——300～500米

八組——500米以上

1234567

河流間的最短距離50米50～100米100～200米200～400米400～500米500～1000米1000～2000米

12345彎曲度：2.5公里彎曲

深度

寬度>40>50>50>40>50>75>25>50>75>25>50>100<25>75>150第十三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/313空間數據采集——圖形數據的采集采集基本模式有兩種：

①將地理信息實體以x,y坐標的形式，以順時針或逆時針方法依次輸入。

②用點、線、多邊形和格網鄰接的方法表示地理實體。特征數碼位置點11x,y（點）線21x1,y1,x2,y2,...,xn,yn(線）面31x1,y1,x2,y2,...,xn,yn（面）第十四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/314空間數據采集——圖形數據的采集空間數據采集方法：手扶跟蹤數字化儀采集攝影測量數字化采集掃描跟蹤數字化采集外業(yè)實地數字化采集選擇采集方法的依據是如何應用圖形數據，圖形數據類型，現有設備狀況，現有人力，物力，財力狀況等。第十五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/315空間數據采集——圖形數據的采集數字化設備：數字化儀、掃描儀、攝影測量設備特點：范圍大，速度快使用范圍：大面積GIS數據采集、資源普查等數字化儀掃描儀數字攝影測量工作站野外測量：大平板、全站儀、GPS、移動測繪系統(tǒng)特點：精度高、效率較低適合范圍：小范圍GIS數據采集或局部數據更新第十六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/316空間數據采集——數據交換數據交換文件GISAGISAGISBGISB內部文件外部文件內部文件外部文件

GISAGISB數據交換標準OpenGISInternet/Intranet第十七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/317空間數據采集——方案隨機采樣系統(tǒng)采樣系統(tǒng)隨機采樣可變系統(tǒng)采樣蔟聚采樣斷面采樣等高線采樣第十八頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/318空間數據采集——流程計劃調查編輯處理評價準備收集數字化第十九頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/319空間數據的編輯與處理空間數據編輯的必要性修正數據輸入錯誤維護數據的完整性和一致性更新地理信息空間數據一般性錯誤數據不完整、重復空間數據位置不正確空間數據比例尺不準確空間數據變形幾何和屬性連接有誤屬性數據不完整錯誤檢查主要方法疊合比較法目視檢查法邏輯檢查法第二十頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/320空間數據的編輯與處理方式誤差修正一般過程：設定容許值連接接點重建拓撲關系第二十一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/321空間數據的編輯與處理方式邊界匹配（圖幅接邊）不同圖幅的連接自動、手工第一種方法是小心地修改空間數據庫中點和矢量的坐標，以維護數據庫

的連續(xù)性；第二種方法是先對準兩幅圖的一條邊緣線，然后再小心地調整其它線段使其取得連續(xù)。數字化邊界調整第二十二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/322空間數據的編輯與處理方式數據格式的轉換：數據結構轉換相同數據結構的不同組織形式轉換矢量拓撲結構變換柵格數據轉換不同數據結構轉換矢量到柵格柵格到矢量不同介質轉換第二十三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/323空間數據的編輯與處理方式投影變換：投影A（x，y）投影B（X，Y）正解變換：解析函數關系X=f(x,y)，Y=g(x,y)反解變換：經緯度B=f(x,y),L=g(x,y)X=F(B,L),Y=G(B,L)數值變換：數學方法第二十四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/324空間數據的編輯與處理方式坐標變換第二十五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/325空間數據的編輯與處理方式圖象糾正糾正原因地圖變形(均勻變形、非均勻變形）數字化中的位置移動遙感影像本身存在幾何變形投影方式不同分幅掃描實質建立糾正圖象與標準地圖的一一對應關系變換方法精確方法：仿射變換、雙線性變換、平方變換、立方變換等近似方法：橡皮板變換糾正步驟糾正點—數據采集—函數建立—逐點或網格糾正第二十六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/326空間數據的編輯與處理方式圖象糾正橡皮板變換函數變換第二十七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/327空間數據的編輯與處理方式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)域的一般知識具有一定的圖像處理能力掌握影像分析的經驗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算機自動解譯兩種方法，其中，自動解譯又可分為監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類兩種。第二十八頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/328空間數據質量及其精度分析數據質量是空間數據在表達空間位置、專題特征以及時間這三個基本要素時，所能夠達到的準確性、一致性、完整性，以及它們三者之間統(tǒng)一性的程度。（1）誤差(Error)（2）數據的準確度(Accuracy)（3）數據的精密度(Resolution)（4）不確定性（Uncertainty)第二十九頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/329空間數據質量評價數據情況說明時間精度(現勢性)位置精度(幾何精度)分類精度(屬性精度)可靠性邏輯的一致性、完整性數據采集與編碼方法第三十頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/330誤差的類型

源誤差操作誤差

誤差類型誤差來源誤差特征源誤差數據年代；數據的空間覆蓋范圍；地圖比例尺；觀測密度數據的可訪問性，數據格式；數據與用途的一致性；數據的采集處理費用明顯、易探測由自然變化或原始測量引起的誤差位置誤差；屬性誤差：質量和數量方面的誤差數據偏差：輸入輸出錯誤，觀測者偏差，自然變化不明顯難測定GIS處理過程引起的誤差計算機字長引起的誤差拓撲分析引起的誤差：邏輯錯誤、地圖疊置操作分類與綜合引起的誤差：分類方法、分類間隔、內插方法復雜難探測第三十一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/331源誤差（與數據獲取方法有關）

測量數字數據的誤差地圖數字化數據的誤差遙感數據誤差第三十二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/332測量數字數據的誤差控制測量誤差碎部測量誤差空中三角測量誤差測圖誤差第三十三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期日2023/6/333