空间数据获取
?空间数据采集的主要任务
? GIS的数据内容
? GIS的数据来源
?现行主要数据采集方法
? 定位设备
? 数字化设备
? 数据交换
? 其它
?空间数据编辑与处理的主要内容
?如何选择空间数据及其输入方式？
空间数据采集的主要任务
?数据采集在 GIS中的地位
?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。
数据采集在 GIS中的地位
汽油 数据
以数据为处理线索
硬件 ∶ 软件 ∶ 数据 = 1∶ 2 ∶ 7
GIS数据：内容
? 数字线化数据
地形测图思想：点、线、面
? 影象数据
? 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
GIS数据：特征
?空间特征
?GIS独有的数据类型
?刻画空间对象的位置、形状和大小等几何特征
?表示：绝对描述 — 坐标（直角坐标、经纬度）
相对描述 — 空间关系
?专题特征
除空间特征、时间特征外的其它特征
?时间特征
GIS数据：精度和尺度
? 空间对象描述表示：定性和定量
? 定性：空间对象的鉴别、分类和命名
? 属性数据
?分类代码
?数值类型：仅作为一种标识，不代表对象量化程度
? 不同应用领域的空间对象描述详细程度不同
? 定量：图形几何坐标、属性量化指标
? 属性量化指标：统计调查数据，可信度与完整性
? 图形几何坐标：采样点密度、比例尺、特征点选取
? 原则：计算机输出的地图满足同等比例尺地图精度要
求
GIS的数据来源 — 分类表
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
GIS的数据来源 — 特点
统计数据
地图
存储介质、现势性、投影转换
遥感、航空影象和数据
分辨率、变形规律、纠正、解译特征
地面测量
数字数据
格式、精度
多媒体，辅助
GIS空间分析
和查询
GIS
空间数据
主要数据采集方法 — 各种定位设备
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
主要数据采集方法 — 数字化设备
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
主要数据采集方法 — 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 内部文件 外部文件
GIS A 数据交换标准
Open GIS
Internet / Intranet
数据内容与相应设备
地图
地面测量数据
统计资料
航空、遥感
数字数据
多媒体
坐标几何
数字化仪
扫描仪
摄影测量
键盘
空间
数据库编辑处理
数据交换
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
数据采集流程
计划
调查
编辑
处理
评价
准备
收集
数字化
数据质量信息
?数据采集日期 (现势性 )
?位置精度 (几何精度 )
?分类精度 (属性精度 )
?完整性
?数据采集与编码方法
数据编辑内容与方法
? 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
? 空间数据编辑内容
? 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
? 主要方法
? 叠合比较法
? 目视检查法
? 逻辑检查法
常见数据输入错误
?图纸移动
?图纸变形
?制图误差
?数字化误差
?各种误差将影响到 GIS数据处理的各个环节
制图误差
图幅接边误差
数字化误差
数据预处理
? 目的
? 数据集成
? 在数据类型、坐标系、数据结构上满足 GIS要求
? 专题的分层数据
? 地理数据结构化
? 拓扑编码
? 空间索引
? 数据格式转换
? 数据压缩
? 误差探测
? 边界匹配
? 数据纠正
? 投影转换
数据格式转换
?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
例：栅格转换
例：矢量到栅格转换
数据压缩与概化
?数据压缩
? 简化数据记录
? 节约存储量
?数据概化
? 比例尺变换
? 精度减少
? 矢量：更少的点、线、面
? 栅格：重采样（小格网到大格网）
例：地图综合（矢量数据概化）
例：栅格数据重采样
1MMU = 1公顷
1MMU = 9公顷
MMU：最小制图单位
误差探测与编辑
?空间数据一般错误
? 多边形不闭合
? 裂缝
? 交叉
? 属性错误等等
误差修正一般过程
? 设定容许值
? 连接接点
? 重建拓扑关系
边界匹配
? 不同图幅的连接
? 自动、手工 数字化
边
界
调
整
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
橡皮板变换
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
??????
??
?
?
?
??
?
?
?
??????? yx
ba
ba
Y
X
nn ?
???
?11
地图投影
投影变换
墨卡特投影 摩尔魏特投影
坐标变换
?空间数据采集的主要任务
? GIS的数据内容
? GIS的数据来源
?现行主要数据采集方法
? 定位设备
? 数字化设备
? 数据交换
? 其它
?空间数据编辑与处理的主要内容
?如何选择空间数据及其输入方式？
空间数据采集的主要任务
?数据采集在 GIS中的地位
?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。
数据采集在 GIS中的地位
汽油 数据
以数据为处理线索
硬件 ∶ 软件 ∶ 数据 = 1∶ 2 ∶ 7
GIS数据：内容
? 数字线化数据
地形测图思想：点、线、面
? 影象数据
? 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
GIS数据：特征
?空间特征
?GIS独有的数据类型
?刻画空间对象的位置、形状和大小等几何特征
?表示：绝对描述 — 坐标（直角坐标、经纬度）
相对描述 — 空间关系
?专题特征
除空间特征、时间特征外的其它特征
?时间特征
GIS数据：精度和尺度
? 空间对象描述表示：定性和定量
? 定性：空间对象的鉴别、分类和命名
? 属性数据
?分类代码
?数值类型：仅作为一种标识，不代表对象量化程度
? 不同应用领域的空间对象描述详细程度不同
? 定量：图形几何坐标、属性量化指标
? 属性量化指标：统计调查数据，可信度与完整性
? 图形几何坐标：采样点密度、比例尺、特征点选取
? 原则：计算机输出的地图满足同等比例尺地图精度要
求
GIS的数据来源 — 分类表
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
GIS的数据来源 — 特点
统计数据
地图
存储介质、现势性、投影转换
遥感、航空影象和数据
分辨率、变形规律、纠正、解译特征
地面测量
数字数据
格式、精度
多媒体，辅助
GIS空间分析
和查询
GIS
空间数据
主要数据采集方法 — 各种定位设备
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
主要数据采集方法 — 数字化设备
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
主要数据采集方法 — 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 内部文件 外部文件
GIS A 数据交换标准
Open GIS
Internet / Intranet
数据内容与相应设备
地图
地面测量数据
统计资料
航空、遥感
数字数据
多媒体
坐标几何
数字化仪
扫描仪
摄影测量
键盘
空间
数据库编辑处理
数据交换
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
数据采集流程
计划
调查
编辑
处理
评价
准备
收集
数字化
数据质量信息
?数据采集日期 (现势性 )
?位置精度 (几何精度 )
?分类精度 (属性精度 )
?完整性
?数据采集与编码方法
数据编辑内容与方法
? 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
? 空间数据编辑内容
? 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
? 主要方法
? 叠合比较法
? 目视检查法
? 逻辑检查法
常见数据输入错误
?图纸移动
?图纸变形
?制图误差
?数字化误差
?各种误差将影响到 GIS数据处理的各个环节
制图误差
图幅接边误差
数字化误差
数据预处理
? 目的
? 数据集成
? 在数据类型、坐标系、数据结构上满足 GIS要求
? 专题的分层数据
? 地理数据结构化
? 拓扑编码
? 空间索引
? 数据格式转换
? 数据压缩
? 误差探测
? 边界匹配
? 数据纠正
? 投影转换
数据格式转换
?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
例：栅格转换
例：矢量到栅格转换
数据压缩与概化
?数据压缩
? 简化数据记录
? 节约存储量
?数据概化
? 比例尺变换
? 精度减少
? 矢量：更少的点、线、面
? 栅格：重采样（小格网到大格网）
例：地图综合（矢量数据概化）
例：栅格数据重采样
1MMU = 1公顷
1MMU = 9公顷
MMU：最小制图单位
误差探测与编辑
?空间数据一般错误
? 多边形不闭合
? 裂缝
? 交叉
? 属性错误等等
误差修正一般过程
? 设定容许值
? 连接接点
? 重建拓扑关系
边界匹配
? 不同图幅的连接
? 自动、手工 数字化
边
界
调
整
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
橡皮板变换
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
??????
??
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??
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??????? yx
ba
ba
Y
X
nn ?
???
?11
地图投影
投影变换
墨卡特投影 摩尔魏特投影
坐标变换
