第6章 空间数据采集与处理

1、第第6章章 空间数据采集与处理空间数据采集与处理 朱朱 莹莹 主要内容主要内容 概述概述 数据采集数据采集 数据编辑数据编辑 数学基础变换数学基础变换 数据重构数据重构 图形拼接图形拼接 拓扑生成拓扑生成 数据压缩数据压缩 数据质量评价与控制数据质量评价与控制 数据入库数据入库 概述概述 空间数据的来源空间数据的来源 地图数据地图数据 野外实测数据野外实测数据 空间定位数据空间定位数据 摄影测量与遥感图像摄影测量与遥感图像 多媒体数据多媒体数据 概述概述 数据采集流程数据采集流程 数据源的选择数据源的选择 采集方法的确定采集方法的确定 数据的进一步编辑与处理数据的进一步编辑与处理 错误消除错误

2、消除 数学基础变换数学基础变换 数据结构与格式的重构数据结构与格式的重构 图形的拼接图形的拼接 拓扑的生成拓扑的生成 数据的压缩数据的压缩 质量的评价与控制质量的评价与控制 数据入库数据入库 数据源分类数据源分类 地地 图图 数数 据据 遥遥 感感 影影 像像 实实 测测 数数 据据 共共 享享 数数 据据 数字化数据数字化数据 多媒体数据多媒体数据 文本资料数据文本资料数据 GIS数据源数据源 按获取方式按获取方式按表现方式按表现方式 GIS数据源分类示意图数据源分类示意图 数据源特征数据源特征 地图数据地图数据 地图是地理数据的传统描述形式，是具有共同参考坐标系统的点、地图是地理数据的传统

3、描述形式，是具有共同参考坐标系统的点、 线、面的二维平面形式的表示，内容丰富，图上实体间的空间关线、面的二维平面形式的表示，内容丰富，图上实体间的空间关 系直观，而且实体的类别或属性可以用各种不同的符号加以识别系直观，而且实体的类别或属性可以用各种不同的符号加以识别 和表示和表示 普通地图普通地图 以相对平衡的详细程度表示地球表面上的自然地理和社会经济要素，以相对平衡的详细程度表示地球表面上的自然地理和社会经济要素， 主要表达居民地、交通网、水系、地貌、境界、土质和植被等。大比主要表达居民地、交通网、水系、地貌、境界、土质和植被等。大比 例尺地形图具有较高的几何精度，真实反映区域地理要素的特征

4、例尺地形图具有较高的几何精度，真实反映区域地理要素的特征 专题地图专题地图 着重反映一种或少数几种专题要素，如地质、地貌、土壤、植被和土着重反映一种或少数几种专题要素，如地质、地貌、土壤、植被和土 地利用等原始资料地利用等原始资料 地图数据地图数据 应用地图数据时应注意：应用地图数据时应注意： 地图存储介质的缺陷。由于地图多为纸质，在不同的地图存储介质的缺陷。由于地图多为纸质，在不同的 存放条件下存在不同程度的变形，具体应用时，须对存放条件下存在不同程度的变形，具体应用时，须对 其进行纠正。其进行纠正。 地图现势性较差。传统地图更新周期较长，造成现存地图现势性较差。传统地图更新周期较长，造成现

5、存 地图的现势性不能完全满足实际需要。地图的现势性不能完全满足实际需要。 地图投影的转换。使用不同投影的地图数据进行交流地图投影的转换。使用不同投影的地图数据进行交流 前，须先进行地图投影的转换。前，须先进行地图投影的转换。 遥感影像数据遥感影像数据 通过遥感影像可以快速、准确地获得大面积的、通过遥感影像可以快速、准确地获得大面积的、 综合的各种专题信息，航天遥感影像还可以取得综合的各种专题信息，航天遥感影像还可以取得 周期性的资料周期性的资料 每种遥感影像都有其自身的成像规律、变形规律，每种遥感影像都有其自身的成像规律、变形规律， 所以在应用时要注意影像的纠正、影像的分辨率、所以在应用时要注

6、意影像的纠正、影像的分辨率、 影像的解译特征等方面的问题影像的解译特征等方面的问题 航空影像局部航空影像局部卫星遥感影像局部卫星遥感影像局部 实测数据实测数据 指各种野外实验、实地测量所得数据，通过转换指各种野外实验、实地测量所得数据，通过转换 可直接进入可直接进入GIS的空间数据库以用于实时分析和的空间数据库以用于实时分析和 进一步应用进一步应用 GPS点位数据、地籍测量数据等通常具有较高的点位数据、地籍测量数据等通常具有较高的 精度和较好的现势性，是精度和较好的现势性，是GIS的重要数据来源的重要数据来源 统计数据统计数据 许多部门和机构都拥有不同领域的大量统计资料、许多部门和机构都拥有不

7、同领域的大量统计资料、 国民经济的各种统计数据，这些也是国民经济的各种统计数据，这些也是GIS的数据的数据 源，尤其是属性数据的重要来源源，尤其是属性数据的重要来源 统计数据一般都是和一定范围内的统计单元或观统计数据一般都是和一定范围内的统计单元或观 测点联系在一起，因此采集数据时，要包括研究测点联系在一起，因此采集数据时，要包括研究 对象的特征值、观测点的几何数据和统计资料的对象的特征值、观测点的几何数据和统计资料的 基本统计单元基本统计单元 地区地区测站测站 高高 度度 差差 (m) 1 月月 4月月 7 月月 10 月月 天山天山 南坡南坡 阿克阿克 苏苏阿阿 合奇合奇 883 0. 0

8、3 0.5 7 0.5 9 0.3 1 天山天山 北坡北坡 乌鲁木乌鲁木 齐齐小小 渠子渠子 126 6 - 0. 40 0.5 0 0.7 4 0.4 0 祁连祁连 山北山北 坡坡 玉门玉门 镇镇玉玉 门市门市 800 - 0. 03 0.4 9 0.5 0 0.2 6 贺兰贺兰 山区山区 银川银川 贺兰山贺兰山 178 9 0. 29 0.5 9 0.6 4 0.5 0 各地气温递减率各地气温递减率/100m 共享数据、多媒体数据共享数据、多媒体数据 GIS数据共享已成为地理信息系统技术的一个重数据共享已成为地理信息系统技术的一个重 要研究内容，已有数据的共享也成为要研究内容，已有数据的共

9、享也成为GIS获取数获取数 据的重要来源之一。但对已有数据的采用需注意据的重要来源之一。但对已有数据的采用需注意 数据格式的转换和数据精度、可信度数据格式的转换和数据精度、可信度 由多媒体设备获取的数据（包括声音、录像等）由多媒体设备获取的数据（包括声音、录像等） 也是也是GIS的数据源之一，目前主要辅助的数据源之一，目前主要辅助GIS的分析的分析 和查询，可通过通讯口传入和查询，可通过通讯口传入GIS的空间数据库的空间数据库 文本资料数据文本资料数据 各种文字报告和立法文件在一些管理类的各种文字报告和立法文件在一些管理类的GIS系系 统中有广泛应用，如：统中有广泛应用，如： 在城市规划管理信

10、息系统中，各种城市管理法规及规在城市规划管理信息系统中，各种城市管理法规及规 划报告划报告 在土地资源管理、灾害监测、水质和森林资源管理等在土地资源管理、灾害监测、水质和森林资源管理等 专题信息系统中，各种文字说明资料确定专题内容的专题信息系统中，各种文字说明资料确定专题内容的 属性特征属性特征 在区域信息系统中，文字报告是区域综合研究不可缺在区域信息系统中，文字报告是区域综合研究不可缺 少的参考资料少的参考资料 空间数据采集与处理的基本流程空间数据采集与处理的基本流程 空间数据采集的基本内容空间数据采集的基本内容 键盘输入键盘输入 扫描数字化成果扫描数字化成果 数据交换数据交换 遥感图像处理

11、遥感图像处理 摄影测量摄影测量 野外数据采集野外数据采集 地图数据地图数据 影像数据影像数据 野外实测数据野外实测数据 统计数据统计数据 数字数据数字数据 多媒体数据多媒体数据 文本数据文本数据 数据源数据源 采集方法采集方法 编辑处理编辑处理 质量评价质量评价 数据入库数据入库 空间数据采集与处理的基本流程空间数据采集与处理的基本流程 数据源的选择数据源的选择 是否能够满足系统功能的要求是否能够满足系统功能的要求 所选数据源是否已有使用经验所选数据源是否已有使用经验 如果传统的数据源可用的话，就应避免使用其他它的陌生数据如果传统的数据源可用的话，就应避免使用其他它的陌生数据 源。一般情况下，

12、当两种数据源的数据精度差别不大时，宜采源。一般情况下，当两种数据源的数据精度差别不大时，宜采 用有使用经验的传统数据源用有使用经验的传统数据源 系统成本系统成本 数据成本占数据成本占GIS工程成本的工程成本的70%甚至更多，数据源的选择对于甚至更多，数据源的选择对于 系统整体的成本控制来说至关重要系统整体的成本控制来说至关重要 空间数据采集与处理的基本流程空间数据采集与处理的基本流程 采集方法的确定采集方法的确定 地图数据的采集，通常采用扫描矢量化的方法地图数据的采集，通常采用扫描矢量化的方法 影像数据包括航空影像数据和卫星遥感影像两类影像数据包括航空影像数据和卫星遥感影像两类 实测数据指各类

13、野外测量所采集的数据，包括平板仪实测数据指各类野外测量所采集的数据，包括平板仪 测量，一体化野外数字测图、空间定位测量（如测量，一体化野外数字测图、空间定位测量（如GPS 测量）等测量）等 统计数据可采用扫描仪输入作为辅助性数据，也可直统计数据可采用扫描仪输入作为辅助性数据，也可直 接用键盘输入接用键盘输入 已有的数字化数据和多媒体数据通常可通过相应的数已有的数字化数据和多媒体数据通常可通过相应的数 据交换方法转换为当前系统可用的数据据交换方法转换为当前系统可用的数据 文本数据可用键盘直接输入文本数据可用键盘直接输入 空间数据采集与处理的基本流程空间数据采集与处理的基本流程 数据的编辑与处理数

14、据的编辑与处理 各种方法所采集的原始空间数据，都不可避免地存在各种方法所采集的原始空间数据，都不可避免地存在 着错误或误差，属性数据在建库输入时，也难免会存着错误或误差，属性数据在建库输入时，也难免会存 在错误，所以对图形数据和属性数据进行一定的检查、在错误，所以对图形数据和属性数据进行一定的检查、 编辑是很有必要的编辑是很有必要的 不同系统对图形的数学基础、数据结构等可能会有不不同系统对图形的数学基础、数据结构等可能会有不 同的要求，往往需要进行数学基础、数据结构的转换同的要求，往往需要进行数学基础、数据结构的转换 根据系统分析功能的要求，需要对数据进行图形拼接、根据系统分析功能的要求，需要

15、对数据进行图形拼接、 拓扑生成、数据压缩拓扑生成、数据压缩 空间数据采集与处理的基本流程空间数据采集与处理的基本流程 数据质量控制与评价数据质量控制与评价 数据入库数据入库 按照空间数据管理的要求，把采集和处理的成果数据按照空间数据管理的要求，把采集和处理的成果数据 导入到空间数据库中导入到空间数据库中 数据采集数据采集 数据采集包括数据采集包括 空间数据的采集空间数据的采集 主要包括野外数据采集、现有地图数字化、摄影测量方法、遥主要包括野外数据采集、现有地图数字化、摄影测量方法、遥 感图像处理方法感图像处理方法 属性数据的采集属性数据的采集 包括采集及采集后的分类和编码，主要是从相关部门的观

16、测、包括采集及采集后的分类和编码，主要是从相关部门的观测、 测量数据、各类统计数据、专题调查数据、文献资料数据等渠测量数据、各类统计数据、专题调查数据、文献资料数据等渠 道获取道获取 遥感图像解译也是获取属性数据的重要渠道遥感图像解译也是获取属性数据的重要渠道 野外数据采集野外数据采集 野外数据采集是野外数据采集是GIS数据采集的一个基础手段，特别是对数据采集的一个基础手段，特别是对 于大比例尺的城市地理信息系统而言于大比例尺的城市地理信息系统而言 平板测量平板测量 平板测量获取的是非数字化数据，现在已不是平板测量获取的是非数字化数据，现在已不是GIS野外数据获取野外数据获取 的主要手段，但由

17、于它的成本低、技术容易掌握，少数部门和单的主要手段，但由于它的成本低、技术容易掌握，少数部门和单 位仍然在使用位仍然在使用 平板仪测量包括小平板测量和大平板测量，测量的产品都是纸质平板仪测量包括小平板测量和大平板测量，测量的产品都是纸质 地图地图 在传统的大比例尺地形图的生产过程中，一般在野外测量绘制铅在传统的大比例尺地形图的生产过程中，一般在野外测量绘制铅 笔草图，转绘在聚酯薄膜上，晒成蓝图提供给用户使用。也可以笔草图，转绘在聚酯薄膜上，晒成蓝图提供给用户使用。也可以 对铅笔草图进行手扶跟踪或扫描数字化使平板测量结果转变为数对铅笔草图进行手扶跟踪或扫描数字化使平板测量结果转变为数 字数据字数

18、据 野外数据采集野外数据采集 全野外数字测图全野外数字测图 全野外数据采集设备是全站仪加电子手簿或电子平板全野外数据采集设备是全站仪加电子手簿或电子平板 配以相应的采集和编辑软件，作业分为编码和无码两配以相应的采集和编辑软件，作业分为编码和无码两 种方法。数字化测绘记录设备以电子手簿为主。还可种方法。数字化测绘记录设备以电子手簿为主。还可 采用电子平板内外业一体化的作业方法，即利用电子采用电子平板内外业一体化的作业方法，即利用电子 平板（便携机）在野外进行碎部点展绘成图平板（便携机）在野外进行碎部点展绘成图 全野外空间数据采集与成图分为三个阶段全野外空间数据采集与成图分为三个阶段 数据采集数据

19、采集 数据处理数据处理 地图数据输出地图数据输出 野外数据采集野外数据采集 空间定位测量空间定位测量 空间定位测量也是空间定位测量也是GIS空间数据的主要数据源空间数据的主要数据源 常用的空间定位系统常用的空间定位系统 美国的全球定位系统（美国的全球定位系统（GlobalPositioningSystem，GPS） 俄罗斯的俄罗斯的GLONASS全球导航卫星系统全球导航卫星系统 欧洲的伽利略（欧洲的伽利略（GALILEO）导航卫星系统）导航卫星系统 我国的北斗导航卫星系统也在逐步完善之中我国的北斗导航卫星系统也在逐步完善之中 GPS因其方便快捷和较高的精度，在各个行业和部门有广泛应用因其方便快

20、捷和较高的精度，在各个行业和部门有广泛应用 从一定程度上改变了传统野外测绘的实施方式，并成为从一定程度上改变了传统野外测绘的实施方式，并成为GIS数据数据 采集的重要手段，在许多应用型采集的重要手段，在许多应用型GIS中都得到了应用，如车载导中都得到了应用，如车载导 航系统航系统 野外数据采集野外数据采集 GPS的的3个组成部分个组成部分 卫星卫星 控制系统控制系统 用户用户 测距交会确定点位是卫星定位测量的基本原理测距交会确定点位是卫星定位测量的基本原理 应用测距后方交会原理，由三个以上地面已知点应用测距后方交会原理，由三个以上地面已知点 （控制站）交会出卫星的位置，反之利用三个以（控制站）

21、交会出卫星的位置，反之利用三个以 上卫星的已知空间位置又可交会出地面未知点上卫星的已知空间位置又可交会出地面未知点 （用户接收机）的位置（用户接收机）的位置 S3 S2 S1 P GPS空间定位测量原理空间定位测量原理 野外数据采集野外数据采集 GPS卫星发射测距信号和导航电文，用户用卫星发射测距信号和导航电文，用户用GPS 接收机在某一时刻接收机在某一时刻i同时接收到三颗同时接收到三颗GPS卫星信号，卫星信号， 测量出测站测量出测站P到三颗到三颗GPS卫星的距离卫星的距离S1、S2、S3， 并计算出该时刻并计算出该时刻GPS卫星的空间坐标为（卫星的空间坐标为（Xj、Yj、 Zj），），j=1

22、,2,3，用距离交会法解算出测站，用距离交会法解算出测站P的位的位 置（置（Xp、Yp、Zp） 利用利用GPS卫星导航定位时，必须同时跟踪至少三卫星导航定位时，必须同时跟踪至少三 颗以上的卫星。为保证解算结果的可靠性，实际颗以上的卫星。为保证解算结果的可靠性，实际 测量时，通常获取至少四颗星的信号测量时，通常获取至少四颗星的信号 野外数据采集野外数据采集 地图数字化地图数字化 地图数字化是指根据现有纸质地图，通过手扶跟踪或地图数字化是指根据现有纸质地图，通过手扶跟踪或 扫描矢量化的方法，生产出可在计算机上进行存储、扫描矢量化的方法，生产出可在计算机上进行存储、 处理和分析的数字化数据处理和分析

23、的数字化数据 手扶跟踪数字化手扶跟踪数字化 早期，地图数字化所采用的工具是手扶跟踪数字化仪早期，地图数字化所采用的工具是手扶跟踪数字化仪 利用电磁感应原理，当使用者在电磁感应板上移动游标到图件利用电磁感应原理，当使用者在电磁感应板上移动游标到图件 的指定位置，按动相应的按钮时，电磁感应板周围的多路开关的指定位置，按动相应的按钮时，电磁感应板周围的多路开关 等线路可以检测出最大信号的位置，从而得到该点的坐标值等线路可以检测出最大信号的位置，从而得到该点的坐标值 这种方式数字化的速度比较慢，工作量大，自动化程度低，数这种方式数字化的速度比较慢，工作量大，自动化程度低，数 字化精度与作业员的操作有很

24、大关系，目前已基本上不再采用字化精度与作业员的操作有很大关系，目前已基本上不再采用 野外数据采集野外数据采集 扫描矢量化扫描矢量化 地图数字化一般采用扫描矢量化的方法。根据地图幅地图数字化一般采用扫描矢量化的方法。根据地图幅 面大小，选择合适规格的扫描仪，对纸质地图扫描生面大小，选择合适规格的扫描仪，对纸质地图扫描生 成栅格图像。然后在经过几何纠正之后，即可进行矢成栅格图像。然后在经过几何纠正之后，即可进行矢 量化量化 原始地图原始地图 扫扫 描描栅格文件栅格文件 栅格编辑栅格编辑 矢矢 量量 化化矢量文件矢量文件 矢量编辑矢量编辑 格式转换格式转换 GIS数据库数据库 地图扫描矢量化的工作流

25、程地图扫描矢量化的工作流程 野外数据采集野外数据采集 栅格图像的矢量化栅格图像的矢量化 软件自动矢量化软件自动矢量化 工作速度较快、效率较高，但是由于软件智能化水平有限，其工作速度较快、效率较高，但是由于软件智能化水平有限，其 结果仍然需要再进行人工检查和编辑结果仍然需要再进行人工检查和编辑 屏幕鼠标跟踪矢量化屏幕鼠标跟踪矢量化 作业方式与数字化仪基本相同，仍然是手动跟踪，但是数字化作业方式与数字化仪基本相同，仍然是手动跟踪，但是数字化 的精度和工作效率得到了显著的提高的精度和工作效率得到了显著的提高 常使用常使用GIS软件如软件如MapInfo、Arc/Info、GeoStar、 Super

26、Map等对扫描所获取的栅格数据进行屏幕跟踪矢等对扫描所获取的栅格数据进行屏幕跟踪矢 量化并对矢量化结果数据进行编辑和处理量化并对矢量化结果数据进行编辑和处理 摄影测量方法摄影测量方法 摄影测量原理摄影测量原理 航空摄影测量航空摄影测量 垂直摄影垂直摄影 地面摄影测量地面摄影测量 倾斜摄影或交向摄影倾斜摄影或交向摄影 摄影机镜头中心垂直于聚焦平面（胶片平面）的连线摄影机镜头中心垂直于聚焦平面（胶片平面）的连线 称为相机的主轴线称为相机的主轴线 航测上规定当主轴线与铅垂线方向的夹角小于航测上规定当主轴线与铅垂线方向的夹角小于3时为时为 垂直摄影垂直摄影 摄影测量方法摄影测量方法 摄影测量通常采用立

27、体摄影测量方法采集某一地摄影测量通常采用立体摄影测量方法采集某一地 区空间数据，对同一地区同时摄取两张或多张重区空间数据，对同一地区同时摄取两张或多张重 叠的像片，在室内的光学仪器上或计算机内恢复叠的像片，在室内的光学仪器上或计算机内恢复 它们的摄影方位，重构地形表面，即把野外的地它们的摄影方位，重构地形表面，即把野外的地 形表面搬到室内进行观测形表面搬到室内进行观测 航测上对立体覆盖的要求是当飞机沿一条航线飞航测上对立体覆盖的要求是当飞机沿一条航线飞 行时相机拍摄的任意相邻两张像片的重叠度（航行时相机拍摄的任意相邻两张像片的重叠度（航 向重叠）不少于向重叠）不少于55%-65%，在相邻航线上

28、的两张，在相邻航线上的两张 相邻像片的旁向重叠应保持在相邻像片的旁向重叠应保持在30%。 P2P2 P1 c2 a2 d2 m2 c2 a2 d2 m2 m1 d1 c1 a1 S2 S2 S1 A C M D C A M D 立体摄影测量的原理立体摄影测量的原理 摄影测量方法摄影测量方法 数字摄影测量一般指全数字摄影测量，它是基于数字摄影测量一般指全数字摄影测量，它是基于 数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算机技数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算机技 术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学 科的理论与方法，提取所摄对象用数字方式表达科的理论

29、与方法，提取所摄对象用数字方式表达 的集合与物理信息的摄影测量方法的集合与物理信息的摄影测量方法 遥感图像处理遥感图像处理 通常所称的遥感影像数据指的是卫星遥感影像，通常所称的遥感影像数据指的是卫星遥感影像， 其信息获取方式与航空像片不同其信息获取方式与航空像片不同 地面接受太阳辐射，地表各类地物对其反射的特地面接受太阳辐射，地表各类地物对其反射的特 性各不相同，搭载在卫星上的传感器捕捉并记录性各不相同，搭载在卫星上的传感器捕捉并记录 这种信息，之后将数据传输回地面这种信息，之后将数据传输回地面 遥感数据的处理与具体的数据类型（卫星影像、遥感数据的处理与具体的数据类型（卫星影像、 雷达影像）、

30、存储介质等因素相关雷达影像）、存储介质等因素相关 遥感原理示意图遥感原理示意图 遥感传感平台遥感传感平台 遥感数据处理的主要内容遥感数据处理的主要内容 遥感数据处理遥感数据处理 再生再生 校正校正 图像重建图像重建 图像复原图像复原 辐射量校正辐射量校正 几何校正几何校正 镶嵌镶嵌 变换变换灰度信息变换灰度信息变换 空间信息变换空间信息变换 几何信息变换几何信息变换 数据压缩数据压缩 分类分类总体测定总体测定(earning) 分类分类(classification) 区域分割区域分割 匹配匹配 电磁波的反射辐射电磁波的反射辐射 投影仪等投影仪等 一次处理（变换到一次处理（变换到CCTCCT等

31、等 通用载体上）通用载体上） 扫描仪等扫描仪等 通过胶片、扫描仪等通过胶片、扫描仪等 进行进行A/DA/D转换转换 数字图像数字图像 再生、校正处理再生、校正处理 分类处理分类处理变换处理变换处理 数字图像数字图像数字图像数字图像 彩色彩色CRTCRT及胶片等模拟系统及胶片等模拟系统地理信息系统等数字处理系统地理信息系统等数字处理系统 遥感器遥感器 遥感数据的基本处理流程遥感数据的基本处理流程 遥感图像处理遥感图像处理 基本处理流程包括基本处理流程包括 观测数据的输入：采集的数据包括模拟数据和数字数观测数据的输入：采集的数据包括模拟数据和数字数 据两种，为了把像片等模拟数据输入到处理系统中，据

32、两种，为了把像片等模拟数据输入到处理系统中， 必须用胶片扫描仪等进行必须用胶片扫描仪等进行AD变换。对数字数据来说，变换。对数字数据来说， 因为数据多记录在特殊的数字记录器因为数据多记录在特殊的数字记录器(HDDT等等)中，所中，所 以必须转换到一般的数字计算机都可以读出的以必须转换到一般的数字计算机都可以读出的 CCT(ComputerCompatibleTape)等通用载体上等通用载体上 再生、校正处理：对于进入到处理系统的观测数据，再生、校正处理：对于进入到处理系统的观测数据， 首先进行辐射量失真及几何畸变的校正，对于首先进行辐射量失真及几何畸变的校正，对于SAR的的 原始数据进行图像重

33、建；其次，按照处理目的进行变原始数据进行图像重建；其次，按照处理目的进行变 换、分类，或者变换与分类结合的处理换、分类，或者变换与分类结合的处理 遥感图像处理遥感图像处理 变换处理：变换处理意味着从某一空间投影到另一空间上，变换处理：变换处理意味着从某一空间投影到另一空间上， 通常在这一过程中观测数据所含的一部分信息得到增强。通常在这一过程中观测数据所含的一部分信息得到增强。 因此，变换处理的结果多为增强的图像。因此，变换处理的结果多为增强的图像。 分类处理：分类是以特征空间的分割为中心的处理，最终分类处理：分类是以特征空间的分割为中心的处理，最终 要确定图像数据与类别之间的对应关系。因此，分

34、类处理要确定图像数据与类别之间的对应关系。因此，分类处理 的结果多为专题图的形式。的结果多为专题图的形式。 处理结果的输出：处理结果可分为两种情况，一种是经处理结果的输出：处理结果可分为两种情况，一种是经D A变换后作为模拟数据输出到显示装置及胶片上；另一变换后作为模拟数据输出到显示装置及胶片上；另一 种是作为地理信息系统等其他处理系统的输入数据而以数种是作为地理信息系统等其他处理系统的输入数据而以数 字数据输出。字数据输出。 属性数据的采集属性数据的采集 属性数据即空间实体的特征数据，一般包括名称、属性数据即空间实体的特征数据，一般包括名称、 等级、数量、代码等多种形式，属性数据的内容等级、

35、数量、代码等多种形式，属性数据的内容 有时直接记录在栅格或矢量数据文件中，有时则有时直接记录在栅格或矢量数据文件中，有时则 单独输入数据库存储为属性文件，通过关键码与单独输入数据库存储为属性文件，通过关键码与 图形数据相联系图形数据相联系 属性数据一般采用键盘输入。输入的方式有两种：属性数据一般采用键盘输入。输入的方式有两种： 一种是对照图形直接输入；另一种是预先建立属一种是对照图形直接输入；另一种是预先建立属 性表输入属性，或从其它统计数据库中导入属性，性表输入属性，或从其它统计数据库中导入属性， 然后根据关键字与图形数据自动连接然后根据关键字与图形数据自动连接 属性数据的采集属性数据的采集

36、 属性数据的来源属性数据的来源 国家资源与环境信息系统规范将数据分为社会环境、自然环境和国家资源与环境信息系统规范将数据分为社会环境、自然环境和 资源与能源三大类共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小项，并规定了每项数据的内容及基本数 据来源据来源 社会环境数据社会环境数据 社会环境数据包括城市与人口、交通网、行政区划、地名、文化和通社会环境数据包括城市与人口、交通网、行政区划、地名、文化和通 信设施五类。这几类数据可从人口普查办公室、外交部、民政部、国信设施五类。这几类数据可从人口普查办公室、外交部、民政部、国 家测绘局，以及林业、文化、教育、卫生、邮政等相关部门获取

37、家测绘局，以及林业、文化、教育、卫生、邮政等相关部门获取 自然环境自然环境 自然环境数据包括地形数据、海岸及海域数据、水系及流域数据、基自然环境数据包括地形数据、海岸及海域数据、水系及流域数据、基 础地质数据五类。这些数据可以从国家测绘局、海洋局、水利水电部础地质数据五类。这些数据可以从国家测绘局、海洋局、水利水电部 以及地质、矿产、地震、石油等相关部门和结构获取以及地质、矿产、地震、石油等相关部门和结构获取 属性数据的采集属性数据的采集 资源与能源资源与能源 资源与能源数据包括土地资源相关数据、气候和水热资源与能源数据包括土地资源相关数据、气候和水热 资源相关数据、生物资源相关数据、矿产资源

38、相关数资源相关数据、生物资源相关数据、矿产资源相关数 据、海洋资源相关数据五类。这几类数据可从中国科据、海洋资源相关数据五类。这几类数据可从中国科 学院、国家测绘局及农、林、气象、水电、海洋等相学院、国家测绘局及农、林、气象、水电、海洋等相 关部门获取关部门获取 属性数据的分类属性数据的分类 空间数据的分类，是根据系统的功能以及相应的空间数据的分类，是根据系统的功能以及相应的 国际、国家和行业空间信息分类规范和标准，将国际、国家和行业空间信息分类规范和标准，将 具有不同空间特征和语义的空间要素区别开来的具有不同空间特征和语义的空间要素区别开来的 过程，是为了在空间数据的逻辑结构上将数据组过程，

39、是为了在空间数据的逻辑结构上将数据组 织为不同的信息层并标识空间要素的类别织为不同的信息层并标识空间要素的类别 空间数据一般采用线分类法对空间实体进行分类，空间数据一般采用线分类法对空间实体进行分类， 即将分类对象按选定的空间特征和语义信息作为即将分类对象按选定的空间特征和语义信息作为 分类划分的基础，逐次地分成相应的若干个层级分类划分的基础，逐次地分成相应的若干个层级 的类目，并排列成一个有层次的，逐级展开的分的类目，并排列成一个有层次的，逐级展开的分 类体系类体系 属性数据的分类属性数据的分类 同级类之间是并列关系，下级类与上级类间存在同级类之间是并列关系，下级类与上级类间存在 着隶属关系

40、，同级类不重复、不交叉。从而将地着隶属关系，同级类不重复、不交叉。从而将地 理空间的空间实体组织为一个层级树，也称作层理空间的空间实体组织为一个层级树，也称作层 级分类法级分类法 我国我国国土基础地理信息数据分类与代码国土基础地理信息数据分类与代码 （GB/T13923-1992）将地球表面的自然和社会）将地球表面的自然和社会 基础信息分为基础信息分为9个大类，分别为测量控制点、水个大类，分别为测量控制点、水 系、居民地、交通、管线与垣栅、境界、地形与系、居民地、交通、管线与垣栅、境界、地形与 土质、植被和其他类，在每个大类下又依次细分土质、植被和其他类，在每个大类下又依次细分 为小类、一级和

41、二级类为小类、一级和二级类 国国 土土 基基 础础 地地 理理 信信 息息 测量控制点测量控制点 水系水系 居民地居民地 交通交通 管线和垣栅管线和垣栅 境界境界 地形与土质地形与土质 植被植被 其他其他 平面控制点平面控制点 高程控制点高程控制点 其他控制点其他控制点 铁路铁路 公路公路 铁路和公路铁路和公路 主要构筑物主要构筑物 航运航运 港口港口 空运空运 高速公路高速公路 一级公路一级公路 二级公路二级公路 三级公路三级公路 四级公路四级公路 等外公路等外公路 普通公路普通公路 专用公路专用公路 城市道路城市道路 城市快速路城市快速路 城市主干道城市主干道 城市次干道城市次干道 城市支

42、线城市支线 城市其他路城市其他路 国土基础地理信息分类体系国土基础地理信息分类体系 属性数据的编码属性数据的编码 属性数据的编码是指确定属性数据的代码的方法和过程属性数据的编码是指确定属性数据的代码的方法和过程 代码是一个或一组有序的易于被计算机或人识别与处理的代码是一个或一组有序的易于被计算机或人识别与处理的 符号，是计算机鉴别和查找信息的主要依据和手段符号，是计算机鉴别和查找信息的主要依据和手段 编码的直接产物就是代码，而分类分级则是编码的基础编码的直接产物就是代码，而分类分级则是编码的基础 对于要直接记录到栅格或矢量数据文件中的属性数据，必对于要直接记录到栅格或矢量数据文件中的属性数据，

43、必 须先对其进行编码，将各种属性数据变为计算机可以接受须先对其进行编码，将各种属性数据变为计算机可以接受 的数字或字符形式，便于的数字或字符形式，便于GIS存储管理存储管理 属性数据的编码属性数据的编码 属性数据编码原则属性数据编码原则 编码的系统性和科学性编码的系统性和科学性 编码的一致性和唯一性编码的一致性和唯一性 编码的标准化和通用性编码的标准化和通用性 编码的简捷性编码的简捷性 编码的可扩展性编码的可扩展性 属性数据的编码属性数据的编码 在属性数据分类编码的过程中，应力求规范化、标准化，在属性数据分类编码的过程中，应力求规范化、标准化， 有可遵循标准的尽量依标准有可遵循标准的尽量依标准

44、 如果没有适用的标准可遵循，可依照以下编码方法：如果没有适用的标准可遵循，可依照以下编码方法： 列出全部制图对象清单；列出全部制图对象清单； 制定对象分类、分级原则和指标，将制图对象进行分类、分级；制定对象分类、分级原则和指标，将制图对象进行分类、分级； 拟定分类代码系统；拟定分类代码系统； 代码及其格式。设定代码使用的字符和数字、码位长度、码位分代码及其格式。设定代码使用的字符和数字、码位长度、码位分 配等；配等； 建立代码和编码对象的对照表。这是编码最终成果档案，是数据建立代码和编码对象的对照表。这是编码最终成果档案，是数据 输入计算机进行编码的依据。输入计算机进行编码的依据。 与交通与交

45、通GIS相关的国家及行业标准相关的国家及行业标准 GB2260-95 中华人民共和国行政区划代中华人民共和国行政区划代 码码 GB10114-88 县以下行政区划代码编制规县以下行政区划代码编制规 则则 GB12409-90地理格网地理格网 GB/T15660-95 1:5千、千、1:1万、万、1:2.5万、万、1:5 万、万、1:10万地形图要素与代万地形图要素与代 码码 GB917.1-917.2 公路路线命名编号和编码规公路路线命名编号和编码规 则则 JT0022-90 公路管理养护单位代码编制公路管理养护单位代码编制 规则规则 JTJ073-96公路养护技术规范公路养护技术规范 GB9

46、20-89 公路路面等级与面层类型代公路路面等级与面层类型代 码码 GB/T919-94公路等级代码公路等级代码 GB11708-89 公路桥梁命名编号和编码规公路桥梁命名编号和编码规 则则 GBJ124-88道路工程术语标准道路工程术语标准 属性数据的编码属性数据的编码 常用的编码方法常用的编码方法 层次分类编码法层次分类编码法 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 关系关系 多源分类编码法多源分类编码法 又称独

47、立分类编码法，是指对于一个特定的分类目标，根据诸又称独立分类编码法，是指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 属关系属关系 河河 流流 6 可通航河可通航河 61 不通航河不通航河 62 常年河常年河 611 时令河时令河 612 消失河消失河 613 长度长度1 Km 6111 长度长度2 Km 6112 长度长度5 Km 6113 长度长度10 Km 6115 宽度宽度50 m 61146 深度深度510 m 611451 611 深度深度1020 m 611452 611 深度深度20

48、30 m 611453 611 深度深度3060 m 611454 611 深度深度60120 m 611455 611 深度深度120300 m 611456 611 深度深度300500 m 611457 611 深度深度500 m 611458 611 河流类型的层次分类编码方案河流类型的层次分类编码方案 河流编码的标准分类方案河流编码的标准分类方案 通航通航 情况情况 流水流水 季节季节 河流河流 长度长度 河流河流 宽度宽度 河流河流 深度深度 通航：通航： 1 不通不通 航：航： 2 常年常年 河：河： 1 时令时令 河：河： 2 消失消失 河：河： 3 1K m： 1 2K m：

49、 2 5K m： 3 10 Km 5 50m ：6 510m： 1 1020 m：2 2030 m：3 3060 m：4 6012 0m：5 1203 00m： 6 3005 00m： 7 500m ：8 例如，常年河、通航、河床形状为树形，主流长例如，常年河、通航、河床形状为树形，主流长7公里，宽公里，宽 25米，平均深度为米，平均深度为50米在表中表示为：米在表中表示为：11454。由此可见，。由此可见， 该种编码方法一般具有较大的信息载量。有利于对于空间该种编码方法一般具有较大的信息载量。有利于对于空间 信息的综合分析信息的综合分析 数据编辑数据编辑 图形数据编辑图形数据编辑 空间数据采

50、集过程中，人为因素是造成图形数据错误空间数据采集过程中，人为因素是造成图形数据错误 的主要原因的主要原因 常见的数字化错误是线条连接过头和不及两种情况常见的数字化错误是线条连接过头和不及两种情况 常见错误包括常见错误包括 伪节点（伪节点（PseudoNode）：当一条线没有一次录入完毕时，）：当一条线没有一次录入完毕时， 就会产生伪结点。伪节点使一条完整的线变成两段。就会产生伪结点。伪节点使一条完整的线变成两段。 悬挂节点（悬挂节点（DanglingNode）：当一个节点只与一条线相连接，）：当一个节点只与一条线相连接， 那么该节点称为悬挂节点。悬挂节点有过头和不及、多边形不那么该节点称为悬挂

51、节点。悬挂节点有过头和不及、多边形不 封闭、节点不重合等几种情形。封闭、节点不重合等几种情形。 数据编辑数据编辑 常见错误包括常见错误包括 碎屑多边形碎屑多边形(SliverPolygon)：碎屑多边形也称条带多：碎屑多边形也称条带多 边形。因为前后两次录入同一条线的位置不完全一致，边形。因为前后两次录入同一条线的位置不完全一致， 就会产生碎屑多边形，即由于重复录入而引起。另外，就会产生碎屑多边形，即由于重复录入而引起。另外， 当用不同比例尺的地图进行数据更新时也可能产生。当用不同比例尺的地图进行数据更新时也可能产生。 不正规的多边形（不正规的多边形（WeirdPolygon）：在输入线的过程

52、）：在输入线的过程 中，点的次序倒置或者位置不准确会引起不正规的多中，点的次序倒置或者位置不准确会引起不正规的多 边形。在进行拓扑生成时，会产生碎屑多边形。边形。在进行拓扑生成时，会产生碎屑多边形。 错误会在建立拓扑的过程中被发现错误会在建立拓扑的过程中被发现 过头过头 多边形不封闭多边形不封闭 不及不及 不正规多边形不正规多边形 结点不重合结点不重合 碎屑多边形碎屑多边形 伪结点伪结点 数据错误示意图数据错误示意图 数据编辑数据编辑 其它图形数据错误的检查方法其它图形数据错误的检查方法 叠合比较法叠合比较法 把成果数据打印在透明材料上，然后与原图叠合在一起，在透把成果数据打印在透明材料上，然

53、后与原图叠合在一起，在透 光桌上仔细的观察和比较光桌上仔细的观察和比较 叠合比较法是空间数据数字化正确与否的最佳检核方法，对于叠合比较法是空间数据数字化正确与否的最佳检核方法，对于 空间数据的比例尺不准确和空间数据的变形马上就可以观察出空间数据的比例尺不准确和空间数据的变形马上就可以观察出 来来 如果数字化的范围比较大，分块数字化时，除检核一幅如果数字化的范围比较大，分块数字化时，除检核一幅(块块)图图 内的差错外，还应检核已存入计算机的其它图幅的接边情况内的差错外，还应检核已存入计算机的其它图幅的接边情况 数据编辑数据编辑 目视检查法目视检查法 逻辑检查法逻辑检查法 根据数据拓扑一致性进行检

54、验，如将弧段连成多边形，根据数据拓扑一致性进行检验，如将弧段连成多边形， 数字化节点误差的检查等数字化节点误差的检查等 地理信息系统的图形编辑功能地理信息系统的图形编辑功能 点编辑点编辑线编辑线编辑面编辑面编辑目标编辑目标编辑 删除删除 移动移动 拷贝拷贝 旋转旋转 追加追加 水平对齐水平对齐 垂直对齐垂直对齐 删除删除 移动移动 拷贝拷贝 追加追加 旋转（改向）旋转（改向） 剪断剪断 光滑光滑 求平行线求平行线 弧段加点弧段加点 弧段删点弧段删点 弧段移动弧段移动 删除弧段删除弧段 移动弧段移动弧段 插入弧段插入弧段 剪断弧段剪断弧段 删除目标删除目标 旋转目标旋转目标 拷贝目标拷贝目标 移

55、动目标移动目标 放大目标放大目标 缩小目标缩小目标 开窗口开窗口 属性数据编辑属性数据编辑 属性数据校核属性数据校核 属性数据与空间数据是否正确关联，标识码是否唯一，不含空值。属性数据与空间数据是否正确关联，标识码是否唯一，不含空值。 属性数据是否准确，属性数据的值是否超过其取值范围等。属性数据是否准确，属性数据的值是否超过其取值范围等。 属性数据错误检查属性数据错误检查 首先可以利用逻辑检查，检查属性数据的值是否超过其取值范围，首先可以利用逻辑检查，检查属性数据的值是否超过其取值范围， 属性数据之间或属性数据与地理实体之间是否有荒谬的组合。在属性数据之间或属性数据与地理实体之间是否有荒谬的组

56、合。在 许多数字化软件中，这种检查通常使用程序来自动完成许多数字化软件中，这种检查通常使用程序来自动完成 把属性数据打印出来进行人工校对，这和用校核图来检查空间数把属性数据打印出来进行人工校对，这和用校核图来检查空间数 据准确性相似据准确性相似 数学基础变换数学基础变换 每一个地理信息系统所包含的空间数据都应具有每一个地理信息系统所包含的空间数据都应具有 同样的地理数学基础，包括坐标系统、地图投影同样的地理数学基础，包括坐标系统、地图投影 等等 扫描得到的图像数据和遥感影像数据往往会有变扫描得到的图像数据和遥感影像数据往往会有变 形，与标准地形图不符，这时需要对其进行几何形，与标准地形图不符，

57、这时需要对其进行几何 纠正纠正 当在一个系统内使用不同来源的空间数据时，它当在一个系统内使用不同来源的空间数据时，它 们之间可能会有不同的投影方式和坐标系统，需们之间可能会有不同的投影方式和坐标系统，需 要进行坐标变换使它们具有统一的空间参照系统。要进行坐标变换使它们具有统一的空间参照系统。 统一的数学基础统一的数学基础是运用各种分析方法的前提是运用各种分析方法的前提 数学基础变换数学基础变换 几何纠正几何纠正 地图变形地图变形 地形图的实际尺寸发生变形；地形图的实际尺寸发生变形； 在扫描过程中，工作人员的操作会产生一定的误差，如扫描时在扫描过程中，工作人员的操作会产生一定的误差，如扫描时 地

58、形图或遥感影像没被压紧、产生斜置或扫描参数的设置不恰地形图或遥感影像没被压紧、产生斜置或扫描参数的设置不恰 当等，都会使被扫入的地形图或遥感影像产生变形，直接影响当等，都会使被扫入的地形图或遥感影像产生变形，直接影响 扫描质量和精度；扫描质量和精度； 遥感影像本身就存在着几何变形；遥感影像本身就存在着几何变形； 地图图幅的投影与其它资料的投影不同，或需将遥感影像的中地图图幅的投影与其它资料的投影不同，或需将遥感影像的中 心投影或多中心投影转换为正射投影等。心投影或多中心投影转换为正射投影等。 扫描时受扫描仪幅面大小的影响，有时需将一幅地形图或遥感扫描时受扫描仪幅面大小的影响，有时需将一幅地形图

59、或遥感 影像分成几块扫描，这样会使地形图或遥感影像在拼接时难以影像分成几块扫描，这样会使地形图或遥感影像在拼接时难以 保证精度。保证精度。 数学基础变换数学基础变换 对扫描得到的图像进行纠正，主要是建立要纠正对扫描得到的图像进行纠正，主要是建立要纠正 的图像与标准的地形图或地形图的理论数值或纠的图像与标准的地形图或地形图的理论数值或纠 正过的正射影像之间的变换关系，消除各类图形正过的正射影像之间的变换关系，消除各类图形 的变形误差的变形误差 主要的变换函数有：仿射变换、双线性变换、平主要的变换函数有：仿射变换、双线性变换、平 方变换、双平方变换、立方变换、四阶多项式变方变换、双平方变换、立方变

60、换、四阶多项式变 换等，具体采用哪一种，则要根据纠正图像的变换等，具体采用哪一种，则要根据纠正图像的变 形情况、所在区域的地理特征及所选点数来决定形情况、所在区域的地理特征及所选点数来决定 数学基础变换数学基础变换 地形图的纠正地形图的纠正 四点纠正法，根据选定的数学变换函数，输入需纠正四点纠正法，根据选定的数学变换函数，输入需纠正 地形图的图幅行、列号、地形图的比例尺、图幅名称地形图的图幅行、列号、地形图的比例尺、图幅名称 等，生成标准图廓，分别采集四个图廓控制点坐标来等，生成标准图廓，分别采集四个图廓控制点坐标来 完成完成 逐网格纠正法，在四点纠正法不能满足精度要求的情逐网格纠正法，在四点