Chp5 空间数据采集与处理

单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第五章 空间数据采集与处理,11/25/2024,1,数据采集在,GIS,中的地位,以数据为处理线索,硬件,软件,数据,=12 7,汽油,数据,11/25/2024,2,GIS,数据的内容,数字线化数据,地形测图思想：点、线、面,影像数据,数据源丰富,生产效率高,直观详细记录地表自然现象,数字高程模型,属性数据,是什么，判读和考察,详细描述信息,11/25/2024,3,数据采集任务,将现有的地图、外业观测成果、航空像片、遥感图片数据、文本资料等转换成,GIS,可以接受的数字形式。,数据库入库之前进行验证、修改、编辑等处理，保证数据在内容和逻辑上的一致性。,不同的数据来源要用到不同的设备和方法。,数据的转换装载,数据处理：几何纠正、图幅拼接、拓扑生成等,11/25/2024,4,数据源种类,图形图像数据：,地图,工程图,规划图,照片,航空与遥感影像等,文字数据：,调查报告,文件,统计数据,实验数据,野外调查的原始记录等,图形图像数据,文字数据,第一手数据,第二手数据,非电子数据,电子数据,全站仪、,GPS,数据,地球物理、地球化学,遥感数据,地图,专题地图,统计图表,平板测量数据,工程测量数据,笔记,航空、遥感相片,人口普查,社会经济调查,各种统计资料,已建各种数据库,GIS,数据,11/25/2024,5,数据源种类,目前各种类型的,地图,是重要的信息源。这不仅是因为地图的内容直观与丰富，而且是由于在地理信息系统诞生以前，地图是表示空间与非空间信息强有力的手段，从某种意义上说，,一册完备的专题地图集是一个很好的人工操作地理信息系统。,遥感影像,是地理信息系统中一个极其重要的数据源，它至少具有下列一些特点：,能取得大面积、综合的信息,；,速度快,；,降低数据储存冗余和不连续性,；,能提供各类专题所需要的信息,。,文字数据,主要用来描述空间对象的属性，比如人口数据、经济数据、土壤成份、环境数据,确定应用哪些类型的数据是由系统的功能所确定的，例如要建立一个土地的适宜性和承载力的信息系统，所需要的数据有地形、土壤类型、降雨、地下水位、运输条件等。,11/25/2024,6,数据源与相应设备,地图,地面测量数据,统计资料,航空、遥感,文字数据,多媒体,坐标几何,数字化仪,扫描仪,摄影测量系统,键盘,空间,数据库,编辑处理,数据交换,11/25/2024,7,空间数据采集,属性数据的采集,包括各类调查报告、文件、统计数据、实验数据与野外调查的原始记录等，如人口数据、经济数据、土壤成份、环境数据。,对于要输入属性库的属性数据，通过键盘直接键入或文件、表格、数据库导入。,对于要直接记录到栅格或矢量数据文件中的属性数据，则必须进行编码输入。,11/25/2024,8,空间数据采集,属性数据的采集,国家资源与环境信息系统规范在“专业数据分类和数据项目建议总表”中，将数据分为社会环境、自然环境和资源与能源三大类共,14,小项，并规定了每项数据的内容及基本数据来源。,11/25/2024,9,属性数据的编码,编码原则,系统性和科学性,：,满足所涉及学科的科学分类方法，能反映出同一类型中不同的级别特点。,一致性：,对代码所定义的同一专业名词、术语必须是唯一的。,标准化和通用性：,有国家或行业标准的要按标准进行，没有标准的必须考虑在有可能的条件下实现标准化。,简捷性：,在满足国家标准的前提下、每一种编码应该是以最小的数据量载负最大的信息量。,可扩展性：,编码的设置应留有扩展的余地，避免新对象的出现而使原编码系统失效、造成编码错乱现象。,11/25/2024,10,属性数据的编码,编码内容,登记部分：,用来标识属性数据的序号，可以是简单的连续编号，也可划分不同层次进行顺序编码；,分类部分：,用来标识属性的地理特征，可采用多位代码反映多种特征；,控制部分：,用来通过一定的查错算法，检查在编码、录入和传输中的错误，在属性数据量较大情况下具有重要意义。,11/25/2024,11,属性数据的编码,编码方法,层次分类编码法：,是按照分类对象的从属和层次关系为排列顺序的一种代码，它的优点是能明确表示出分类对象的类别，代码结构有严格的隶属关系。,耕地,71,园地,72,林地,73,牧草地,74,居民点及公矿用地,75,交通用地,75,水域,76,未利用地,77,土地利用类型,7,有林地,731,灌木地,732,疏林地,733,迹地,735,针叶树疏林地,7331,阔叶树疏林地,7332,未成林林地,734,11/25/2024,12,属性数据的编码,编码方法,多源分类编码法：,对于一个特定的分类目标，根据诸多不同的分类依据分别进行编码，各位数字代码之间并没有隶属关系。,标,志,编,号,分,类,1,2,3,平原河,过渡河,山地河,1,2,3,常年河,时令河,消失河,1,2,通航河,不通航河,1,2,3,4,5,6,树状河,平行河,筛状河,辐射河,扇形河,迷宫河,1,2,3,4,5,6,7,主,要河,流,一级,支,流,二级,三级,四级,五级,六级,七级,1,2,3,4,5,河长：一组,1,公里以下,二组,2,公里以下,三组,5,公里以下,四组,10,公里以下,五组,10,公里以上,1,2,3,4,5,6,7,8,河宽：一组,5,10,米,二组,10,20,米,三组,20,30,米,四组,30,60,米,五组,60,120,米,六组,120,300,米,七组,300,500,米,八组,500,米以上,1,2,3,4,5,6,7,河流间的最短距离,50,米,50,100,米,100,200,米,200,400,米,400,500,米,500,1000,米,1000,2000,米,1,2,3,4,5,弯曲度：,2.5,公里弯曲,深度,宽度,40 50 ,50,40 50 75,25 50 75,25 50 100,75 150,11/25/2024,13,空间数据采集,图形数据的采集,采集基本模式有两种：,将地理信息实体以,x,y,坐标的形式，以顺时针或逆时针方法依次输入。,用点、线、多边形和格网邻接的方法表示地理实体。,特征数码,位置,点,11,x,y,（,点）,线,21,x,1,y,1,x,2,y,2,.,x,n,y,n,(,线）,面,31,x,1,y,1,x,2,y,2,.,x,n,y,n,（,面）,11/25/2024,14,空间数据采集,图形数据的采集,空间数据采集方法,：,手扶跟踪数字化仪采集,摄影测量数字化采集,扫描跟踪数字化采集,外业实地数字化采集,选择采集方法的依据是如何应用图形数据，图形数据类型，现有设备状况，现有人力，物力，财力状况等。,11/25/2024,15,空间数据采集,图形数据的采集,数字化设备：数字化仪、扫描仪、摄影测量设备,特 点：范围大，速度快,使 用 范 围：大面积,GIS,数据采集、资源普查等,数字化仪,扫描仪,数字摄影测量工作站,野外测量：大平板、全站仪、,GPS,、,移动测绘系统,特 点：精度高、效率较低,适合范围：小范围,GIS,数据采集或局部数据更新,11/25/2024,16,空间数据采集,数据交换,数据交换文件,GIS A GIS A GIS B GIS B,内部文件 外部文件 外部文件 内部文件,GIS A,GIS B,数据交换标准,Open GIS,Internet/Intranet,11/25/2024,17,空间数据采集,方案,随机采样,系统采样,系统随机采样,可变系统采样,蔟聚采样,断面采样,等高线采样,11/25/2024,18,Connstr,=DRIVER=Microsoft Access Driver(*.,mdb);DBQ,=+,server.mappath(mdb,),Set,Conn,=,Server.CreateObject(ADODB.Connection,),conn.Open,connstr,sql,=select*from,config,set,rs,=,conn.execute(sql,),broad=,rs(broad,),about=,rs(about,),about2=rs(about2),数据库连接举例,11/25/2024,19,空间数据采集,流程,计划,调查,编辑,处理,评价,准备,收集,数字化,11/25/2024,20,空间数据的编辑与处理,空间数据编辑的必要性,修正数据输入错误,维护数据的完整性和一致性,更新地理信息,空间数据一般性错误,数据不完整、重复,空间数据位置不正确,空间数据比例尺不准确,空间数据变形,几何和属性连接有误,属性数据不完整,错误检查主要方法,叠合比较法,目视检查法,逻辑检查法,11/25/2024,21,空间数据的编辑与处理方式,误差修正一般过程：,设定容许值,连接接点,重建拓扑关系,11/25/2024,22,空间数据的编辑与处理方式,边界匹配,（图幅接边）,不同图幅的连接,自动、手工,第一种方法是小心地修改空间数据库中点和矢量的坐标，以维护数据库的连续性；,第二种方法是先对准两幅图的一条边缘线，然后再小心地调整其它线段使其取得连续。,数字化,边界调整,11/25/2024,23,空间数据的编辑与处理方式,数据格式的转换：,数据结构转换,相同数据结构的不同组织形式转换,矢量拓扑结构变换,栅格数据转换,不同数据结构转换,矢量到栅格,栅格到矢量,不同介质转换,11/25/2024,24,空间数据的编辑与处理方式,投影变换：,投影,A,（,x,，,y,）,投影,B,（,X,，,Y,）,正解变换：解析函数关系,X=f(x,y),，,Y=g(x,y),反解变换：经纬度,B=f(x,y),L=g(x,y),X=F(B,L),Y=G(B,L),数值变换：数学方法,11/25/2024,25,空间数据的编辑与处理方式,坐标变换,11/25/2024,26,空间数据的编辑与处理方式,图象纠正,纠正原因,地图变形,(,均匀变形、非均匀变形）,数字化中的位置移动,遥感影像本身存在几何变形,投影方式不同,分幅扫描,实质,建立纠正图象与标准地图的一一对应关系,变换方法,精确方法：仿射变换、双线性变换、平方变换、立方变换等,近似方法：橡皮板变换,纠正步骤,纠正点,数据采集,函数建立,逐点或网格纠正,11/25/2024,27,空间数据的编辑与处理方式,图象纠正,橡皮板变换,函数变换,11/25/2024,28,空间数据的编辑与处理方式,图像解译,从图像中提取有用信息的过程。,图像解译需要一定的能力：,研究地理区域的一般知识,具有一定的图像处理能力,掌握影像分析的经验和技能,对影像特征的深入理解,遥感图象的解译有目视判读和计算机自动解译两种方法，其中，自动解译又可分为监督分类和非监督分类两种。,11/25/2024,29,空间数据质量及其精度分析,数据质量是空间数据在表达空间位置、专题特征以及时间这三 个基本要素时，所能够达到的准确性、一致性、完整性，以及它们三者之间统一性的程度。,（,1,）误差,(Error),（,2,）,数据的准确度,(Accuracy),（,3,）,数据的精密度,(Resolution),（,4,）,不确定性（,Uncertainty),11/25/2024,30,空间数据质量评价,数据情况说明,时间精度,(,现势性,),位置精度,(,几何精度,),分类精度,(,属性精度,),可靠性,逻辑的一致性、完整性,数据采集与编码方法,11/25/2024,31,误差的类型,源误差,操作误差,误差类型,误差来源,误差特征,源误差,数据年代；数据的空间覆盖范围；地图比例尺；观测密度数据的可访问性，数据格式；数据与用途的一致性；数据的采集处理费用,明显、易探测,由自然变化或原始测量引起的误差,位置误差；属性误差：质量和数量方面的误差,数据偏差：输入输出错误，观测者偏差，自然变化,不明显,难测定,GIS,处理过程引起的误差,计算机字长引起的误差,拓扑分析引起的