《GIS中的數(shù)據(jù)》課件

GIS中的數(shù)據(jù)地理信息系統(tǒng)(GIS)依賴于各種數(shù)據(jù)來創(chuàng)建和分析地圖和空間信息。GIS數(shù)據(jù)的定義地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)(GIS)是一個用于收集、管理、分析和可視化地理空間數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。地理空間數(shù)據(jù)GIS數(shù)據(jù)指的是與地球表面上的位置相關(guān)聯(lián)的信息，包括地理位置、屬性和時間等。GIS數(shù)據(jù)的類型矢量數(shù)據(jù)點(diǎn)、線、面柵格數(shù)據(jù)像素矩陣遙感影像圖像數(shù)據(jù)矢量數(shù)據(jù)模型矢量數(shù)據(jù)模型使用點(diǎn)、線、面等幾何形狀來表示地理實(shí)體。它將地理空間信息存儲為坐標(biāo)和屬性的集合。矢量數(shù)據(jù)模型適用于表示離散的地理實(shí)體，如道路、河流、城市和建筑物。圖形表示矢量數(shù)據(jù)以點(diǎn)的坐標(biāo)、線的起點(diǎn)和終點(diǎn)以及多邊形的邊界點(diǎn)來表示地理特征。這些點(diǎn)、線和面在計算機(jī)中用一系列坐標(biāo)來描述，每個特征都與一個唯一標(biāo)識符相關(guān)聯(lián)。矢量數(shù)據(jù)模型通常用于表示離散的地理特征，例如道路、河流、建筑物和邊界。它擅長存儲和處理拓?fù)湫畔ⅲ邕B接、鄰接和包含關(guān)系。屬性表描述信息每個地理要素的屬性信息都存儲在屬性表中，例如道路名稱、長度、寬度等。表格結(jié)構(gòu)屬性表采用表格結(jié)構(gòu)，每一行表示一個要素，每一列表示一個屬性。關(guān)聯(lián)關(guān)系屬性表中的每個記錄與圖形數(shù)據(jù)中的一個要素相關(guān)聯(lián)，通過唯一標(biāo)識符進(jìn)行連接。柵格數(shù)據(jù)模型柵格數(shù)據(jù)模型是地理空間數(shù)據(jù)的一種表示方法，將空間劃分為規(guī)則的網(wǎng)格，每個網(wǎng)格單元稱為像元，像元包含一個屬性值。柵格數(shù)據(jù)模型廣泛應(yīng)用于遙感影像、數(shù)字高程模型等領(lǐng)域，便于進(jìn)行空間分析和建模。網(wǎng)格結(jié)構(gòu)1行和列柵格數(shù)據(jù)由行和列組成。2像元每個單元格稱為像元，代表一個空間位置。3屬性值每個像元包含一個屬性值，表示該位置的特征。圖像數(shù)據(jù)數(shù)字照片通過數(shù)碼相機(jī)拍攝，以像素矩陣形式存儲，可以是彩色或黑白。掃描圖像將紙質(zhì)文檔、地圖或其他實(shí)體物體數(shù)字化，常用于地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。遙感影像遙感影像是一種重要的地理空間數(shù)據(jù)類型，它記錄了地球表面的反射光譜信息。遙感影像通常由衛(wèi)星或飛機(jī)上的傳感器獲取，可以提供大范圍、多尺度的地理信息。遙感影像在GIS中有廣泛應(yīng)用，例如：土地利用分類、自然災(zāi)害監(jiān)測、環(huán)境評估等。遙感影像可以幫助我們理解地球表面的變化，并進(jìn)行空間分析和決策支持?？臻g數(shù)據(jù)采集1地面測量通過傳統(tǒng)測量儀器和技術(shù)，例如全站儀和GPS，采集地表特征和空間位置信息。2遙感技術(shù)利用傳感器獲取地表信息，例如衛(wèi)星影像、航空影像和無人機(jī)影像，用于地形分析、土地覆蓋監(jiān)測和環(huán)境評估。3GPS定位利用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，例如GPS、北斗和伽利略，確定地面點(diǎn)的位置和坐標(biāo)。4地圖數(shù)字化將紙質(zhì)地圖或其他圖形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式，以便在GIS系統(tǒng)中使用。地面測量直接測量直接測量是通過實(shí)地觀測和測量獲得空間數(shù)據(jù)的方式。使用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀等測量儀器進(jìn)行距離、角度、高程等的精確測量。間接測量間接測量是通過其他已知信息推算空間數(shù)據(jù)的方式。例如，使用攝影測量技術(shù)、激光掃描等技術(shù)獲取圖像數(shù)據(jù)，再通過處理和分析得到空間信息。遙感技術(shù)數(shù)據(jù)獲取遙感技術(shù)利用傳感器收集來自地球表面的電磁輻射數(shù)據(jù)。圖像分析分析這些數(shù)據(jù)可以識別地表特征、監(jiān)測變化，并提取地理信息。應(yīng)用廣泛廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、資源管理、災(zāi)害評估等領(lǐng)域。GPS定位衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS接收機(jī)通過接收來自衛(wèi)星的信號來確定位置。空間坐標(biāo)GPS數(shù)據(jù)提供經(jīng)緯度和高程信息，用于空間定位。精度與誤差GPS定位精度受多種因素影響，如衛(wèi)星數(shù)量和大氣條件。地圖數(shù)字化1矢量數(shù)據(jù)點(diǎn)、線、面2柵格數(shù)據(jù)像素3屬性數(shù)據(jù)名稱、類型屬性數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)錄入手動錄入數(shù)據(jù)，如表格形式數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入將已有數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)導(dǎo)入到GIS系統(tǒng)中掃描數(shù)據(jù)掃描地圖或其他文檔中的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換將其他格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為GIS屬性數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)化描述元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確保數(shù)據(jù)的一致性和可互操作性。它們提供了一種通用語言來描述數(shù)據(jù)特征。內(nèi)容范圍元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)涵蓋數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)使用限制等關(guān)鍵信息。數(shù)據(jù)質(zhì)量控制準(zhǔn)確性數(shù)據(jù)必須反映現(xiàn)實(shí)情況，避免錯誤或偏差。完整性數(shù)據(jù)應(yīng)完整無缺，避免缺失或重復(fù)。一致性數(shù)據(jù)在不同來源或時間點(diǎn)保持一致。及時性數(shù)據(jù)應(yīng)及時更新，反映最新狀況。數(shù)據(jù)管理組織數(shù)據(jù)確保數(shù)據(jù)的完整性和一致性，以便進(jìn)行有效分析和利用。維護(hù)數(shù)據(jù)定期更新和備份數(shù)據(jù)，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可用性。訪問控制通過權(quán)限管理，確保只有授權(quán)人員可以訪問和修改數(shù)據(jù)。文件組織結(jié)構(gòu)1層次結(jié)構(gòu)通常采用樹形結(jié)構(gòu)，以方便管理和檢索數(shù)據(jù)。2數(shù)據(jù)分類根據(jù)數(shù)據(jù)類型、主題和空間范圍進(jìn)行分類，如矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)等。3文件命名規(guī)范使用統(tǒng)一的命名規(guī)則，便于識別和管理文件。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理DBMS負(fù)責(zé)存儲、檢索和管理地理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)組織DBMS使用結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)模型，例如關(guān)系模型，以確保數(shù)據(jù)的完整性和一致性。數(shù)據(jù)訪問DBMS提供用戶界面，允許用戶查詢、更新和分析地理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲硬盤存儲硬盤存儲是傳統(tǒng)GIS數(shù)據(jù)存儲方式，提供穩(wěn)定可靠性，但擴(kuò)展性有限。云存儲云存儲提供靈活的擴(kuò)展性和高可用性，適用于海量數(shù)據(jù)和分布式環(huán)境。數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）可用于存儲和管理GIS數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)一致性和完整性保障。數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式確保不同GIS系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)可互操作性，例如，Shapefile，GeoJSON，KML等。數(shù)據(jù)編碼定義數(shù)據(jù)編碼規(guī)則，以保證數(shù)據(jù)在傳輸和存儲過程中的完整性和一致性。元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)描述數(shù)據(jù)來源、質(zhì)量、格式、坐標(biāo)系等信息，以幫助用戶了解和使用數(shù)據(jù)。柵格數(shù)據(jù)壓縮減少存儲空間壓縮后的數(shù)據(jù)占用更少的存儲空間，有利于降低存儲成本和提高數(shù)據(jù)傳輸效率。提高傳輸速度壓縮后的數(shù)據(jù)傳輸速度更快，有利于提高數(shù)據(jù)共享和應(yīng)用效率。改善數(shù)據(jù)處理性能壓縮后的數(shù)據(jù)處理速度更快，有利于提高數(shù)據(jù)分析和建模效率。網(wǎng)絡(luò)空間數(shù)據(jù)共享開放數(shù)據(jù)平臺政府和機(jī)構(gòu)提供開放數(shù)據(jù)平臺，方便數(shù)據(jù)訪問。在線協(xié)作通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)作，數(shù)據(jù)共享更便捷。云存儲云存儲技術(shù)提供安全可靠的數(shù)據(jù)共享和存儲服務(wù)。GIS數(shù)據(jù)的來源地圖數(shù)據(jù)現(xiàn)有地圖和地圖數(shù)據(jù)可以提供地理空間信息，例如道路、河流和地標(biāo)。遙感影像衛(wèi)星或航空傳感器拍攝的圖像可以用于識別地表特征，例如土地利用和植被。GPS數(shù)據(jù)GPS接收器可以記錄位置信息，用于創(chuàng)建點(diǎn)、線和多邊形。數(shù)據(jù)收集流程規(guī)劃與設(shè)計明確數(shù)據(jù)需求，制定收集計劃，選擇合適的采集方法。數(shù)據(jù)采集利用各種技術(shù)手段獲取數(shù)據(jù)，例如地面測量、遙感影像等。數(shù)據(jù)預(yù)處理對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、校正、清洗等操作。數(shù)據(jù)質(zhì)量控制檢驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、完整性、一致性，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量。數(shù)據(jù)存儲與管理將數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫，建立數(shù)據(jù)管理體系，方便后續(xù)使用。數(shù)據(jù)整理與清洗數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換將不同來源的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為一致的格式，例如將文本數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)值數(shù)據(jù)。缺失值處理處理數(shù)據(jù)中的缺失值，例如刪除缺失值記錄或使用插值法填補(bǔ)缺失值。異常值處理識別并處理數(shù)據(jù)中的異常值，例如刪除異常值或使用數(shù)據(jù)平滑技術(shù)調(diào)整異常值。數(shù)據(jù)一致性校驗(yàn)檢查數(shù)據(jù)的一致性，例如檢查數(shù)據(jù)類型、單位、范圍等是否一致。數(shù)據(jù)建模與轉(zhuǎn)換1概念模型現(xiàn)實(shí)世界抽象為數(shù)據(jù)模型2邏輯模型描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和關(guān)系3物理模型數(shù)據(jù)在計算機(jī)中的具體實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用案例GIS數(shù)據(jù)廣泛應(yīng)用于