第十一讲 地理信息系统的相关知识.ppt

第5章地理信息系统的相关知识 一 地理信息系统概述二 地理信息系统的空间数据表示三 地理信息系统开发平台Mapinfo简介作业 一 地理信息系统概述 1 地图与地理空间数据 1 地图 map 由数学所确定的经过概括并用形象符号表示的地球表面上的图形 用其表示各种自然现象和社会现象的分布 状况的联系 根据不同专题的具体用途对所表示现象进行选择和概括 结果得到的图形叫做地图 地图的种类包括普通地图 地形图 专题地图 2 空间数据 空间数据是单个或群体地以地理空间位置为参照的数据 是指人们通过观测所得到的地球上某些地物景观的空间数据 空间位置有以下两种表示方法 专门位置表示法 表示地物的绝对坐标或相对坐标 列名位置表示法 用名称或编码等可表示的数码表示 如邮政编码 街区地址 门牌号码的等 2 地理信息 地理信息是指表征地理系统诸要素的数量 质量 分布特征 相互联系和变化规律的数字 文字 图像和图形等的总称 地理信息与空间位置相关 具有多维特征 3 地理信息系统 GeographicInformationSystem 是以采集 存储 管理 描述 分析地球表面及空间和地理分布有关的数据信息系统 即以计算机为工具 具有地理图形和空间定位功能的空间型数据管理系统 4 地理信息系统的分类按内容分 专题信息系统 ThematicInformationSystem 具有有限目标和专业特点的地理信息系统 如矿产资源管理信息系统 农作物估产信息系统 灾害监测信息系统等 区域信息系统 RegionalInformationSystem 以区域综合研究和全面的信息服务为目标的地理信息系统 如加拿大国家信息系统 我国黄河流域信息系统 地信息系统工具 GIS Tool 具有地理信息系统基本功能的工具软件或开发平台 如MapinfoProfessional MapGIS Geo Star Arc Info等 按数据结构分结构分 基于多边形的矢量型地理信息系统 基于网格的栅格型地理信息系统按职能分 地形信息系统 专题信息系统 土地资源信息系统 地籍信息系统 人口统计信息系统按用途分 自然资源清查信息系统 城市信息系统 规划和评价信息系统 空间分析型地理信息系统 人才和智力资源信息系统 5 地理信息系统的构成 图形输入模块 分析查询模块 输出模块 属性输入模块 地理信息系统的组成要素 硬件环境 计算机主机 数据输入设备 数据存储设备 数据输出设备 数据通讯传输设备 软件环境 计算机系统软件 地理信息系统软件及其他支持软件 应用分析程序 地理空间数据 空间数据 非空间的属性数据 系统使用与管理人员 系统使用人员 系统管理人员 二 地理信息系统的空间数据表示 1 数据结构的概念 数据记录的编码格式及数据间的关系的描述 不同类型的数据 只有按照一定的数据结构进行组织 并将它映射到计算机存储器中去 才能进行存储 检索 处理和分析 地理信息系统中的空间数据结构有两种 栅格 Raster 数据结构和矢量 Vector 数据结构 2 栅格数据结构 由像元所在的行和列表示其位置 并给予属性 如灰度 来表示 为了高效地存储栅格数据 通常采用压缩编码方法 压缩编码法分有省编码和无省编码两种 地理信息系统中一般采用无省编码方式 1 链式编码 ChainCodes 又称为弗里曼 Freeman编码 原点 10 1 基本方向定义 东 0东南 1南 2西南 3西 4西北 5北 6东北 7右图链式编码为 10 1 7 0 1 0 7 1 7 0 0 2 3 2 2 1 0 7 0 0 0 0 2 4 3 4 4 3 4 4 5 4 5 4 5 4 5 4 6 6 原点 10 1 2 游程长度编码 Run LengthCodes 按行的顺序存储多边形内各像元的列号 把属性值相同的连续若干个栅格看成是一个游程 即在某一行上从左到右存储属于该多边形的始末像元列号 右图的游程长度编码为 第9行 2 3 6 6 8 10第10行 1 10第11行 1 9第12行 1 9第13行 3 9 12 16第14行 5 16第15行 7 14第16行 9 11 3 四叉树编码 QuadtreeEncoding 四叉树编码又称四分树或四元树编码 这种编码地基本原理是 先把地图看成是一个正方形的单元 如果该单元内有不同性质的多边形 则将该单元分成四个大小相同的二级单元 然后分别判断这四个二级单元中是否还有性质不同的多边形 如其中某个二级单元中有不同性质的多边形 则再将其划分成四个大小相同的三级单元 这种逐级一分为四的方法一直继续到预定的最高分辨率为止 该图片给出了一个用四叉树方法表示一个多边形的划分过程 及与之相对应的树状数据结构 为了在计算机中既能以最小的冗余来存储与图像相对应的四叉树 又能方便地完成以后的各种图形操作 现已有多种编码方法 如线性四叉树编码的存储算法 常规四叉树编码的存储算法等 2 矢量数据结构用一系列坐标x y z来表达点 线 面等地理要素 地理空间数据的表示方法通常有 树状索引编码法 拓扑结构编码法 1 树状索引编码法对所有边界点进行数字化 将坐标按顺序方式存储 以点索引和边界线号相联系 以线索引与各多边形相联系 形成树状结构 如下图所示 2 拓扑结构编码法拓扑结构编码法在表达空间数据方面较树状索引编码法优越 其算法较复杂 在此不作介绍 3 两种数据结构的比较 三 地理信息系统开发平台Mapinfo简介 1 地理信息系统开发平台的一般特征 1 一般信息 2 数据结构 主要指图形数据结构 3 对DBMS的支持 4 体系结构 扩充型或混合型 2 GIS Tool的基本功能 1 数据输入功能 2 数据输出功能 3 测量功能 4 产生缓冲区 5 地图代数功能 6 多边形操作功能 数字高程模型 DEM 的地形分析功能 7 其它空间分析功能 8 地图本身特征的操作功能3 Mapinfo系统简介 1 Mapinfo的技术特点 地图表达与预处理功能1 丰富的矢量地图表达形式2 栅格图像的屏幕显示3 丰富的图形编辑工具4 灵活的图层管理功能5 地图的无级缩放 2 关系型数据库的管理功能1 内置关系型数据库 支持SQL查询2 动态连接关系型数据库3 灵活的地理编码功能 3 数据的可视化表达方式1 地图 Map 2 浏览表格 Browser 3 图表 Graph 4 专题图 ThematicMap 4 数据查询分析功能 范围地图等级符号地图点密度地图独立值地图直方图地图饼图地图 5 系统开发 MApBasic 1 软件集成环境 2 语法及规则3 函数 6 图形输入输出功能 7 OLE与地图数据源 8 硬件操作平台 9 用户界面 见图片 EditerCompilerLinkerHelp 4 Mapinfo的数据文件Mapinfo可以直接读取FoxBase Excel及ASCII格式等多种数据库 另一方面 Mapinfo在创建表 保存工作空间 以及转入 转出数据的时候 可以生成多种具有不同扩展名的文件 1 DAT 以Mapinfo格式保存的表格数据文件 2 DBF dBASE FoxBASE格式的表格数据文件 3 ID Mapinfo图形对象文件 MAP 的索引文件 4 IND Mapinfo表格文件 DAT 的索引文件 5 MAP 包含描述地图对象的地理数据 6 MID 用于表格数据的Mapinfo转入 输出格式 7 MIF 用于图形对象的Mapinfo转入 输出格式 8 TAB Mapinfo表的主文件 与 DAT文件 或者 DBF XLS WKS TXT文件 MAP ID IND文件相关联 9 TXT 用于存储ASCII格式的表格数据 10 WKS Lotus1 2 3格式的表格数据 11 WOR Mapinfo的工作空间文件 用于保存有关在某次