GIS数据输入PPT课件

1、4.14.1GISGIS数据源数据源图形数据：图形数据：l 普通地图普通地图 l 专题地图（工程图、专题地图（工程图、规划图、地质图）规划图、地质图）遥感数据：遥感数据：l 照片照片l 航空与遥感影像等航空与遥感影像等测量数据测量数据:l 平板测量平板测量l GPSl 全站仪全站仪数字资料数字资料:l 统计数据统计数据l 实验数据实验数据文字数据：文字数据：l 调查报告调查报告l 文件文件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数据第1页/

2、共35页图形数据图形数据 普通地图（普通地图（Reference maps） general-purpose natural and man-made objects eg. topographic maps，atlas maps 专题地图（专题地图（Thematic maps ） special-purpose presents structural characteristics of some geographic distribution qualitative or quantitative usually consists of: Basemap Thematic map+第2页/

3、共35页GIS的数据来源的数据来源特点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空间数据第3页/共35页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第4页/共35页4.4.2 2数据规范化与标准化数据规范化与标准化统一的地理基础 统一的地图投影系统、统一的地理坐标系统以及统一的地理编码系统。 统一分类编码原则 分类编码应遵循科学性、系统性、实用性、统一性、完整性、可扩充性等原则。数据交换格式标准 数据交换格式标准是规

4、定数据交换时采用的数据记录格式，主要用于不同系统之间数据交换。标准采集技术规程 我国现已研究和制定了两个技术规程： 图形数据采集技术规程和摄影测量数据采集的技术规程。 第5页/共35页4.4.3 3空间数据采集空间数据采集 Data capture and input is one of the most tedious, time-consuming, but yet important tasks in GIS The process of data input can take 70% or more of GIS resources and timeData Data sourceso

5、urceField surveysor censusMapsheetsRemotesensingPhotogrammetryData InputManualentryDigitisersScannersSensorsGPSDigitalmediaInput Input mediummedium第6页/共35页野外测量：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第7页/共35页数字化设备：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第8页/共35页

6、4.3.1 野外数据采集野外数据采集1平板仪测量平板仪测量外业数据采集平板仪进行对中、整平、定向等照准目标（指需测的地物或地貌特征点）读数（角度、距离）并计算出相应点的平距与高程画线（地物或地形特征点，并连接）注高程成果检查描绘、制图，提供用户蓝晒图不合格合格平板仪测图作业流程 第9页/共35页2数字测图技术全站仪便携计算机三维激光扫描仪第10页/共35页3.3.全球定位系统（全球定位系统（ Global Positioning Global Positioning SystemSystem）GPS is used to compute positions in 2-D or 3-D from

7、 signals from a constellation of satellites (NAVSTAR). It Was fully operational 17 July 1995卫星资料（卫星资料（Satellite details）:24 satellites in total6 orbits at 20,200 km one rotation every 12 hrs第11页/共35页6 satellites visible always an accurate “fix” (XYZ position, velocity, time) obtained from 4 (minimum

8、) satellites simultaneously第12页/共35页 GPS组成组成 (subsystems) -空间系统（空间系统（Space）: 21 satellites are necessary to provide complete coverage of the earth - 3 satellites are used for spares each satellites transmits time and position -控制系统（控制系统（Control）: master control at Colorado Springs, 5 monitors and 3

9、ground antennas located throughout the world -用户系统（用户系统（User）: receivers, antennas and processors第13页/共35页receiversantennasprocessors第14页/共35页4.4.3.23.2数字化仪采集数字化仪采集数字化仪简介数字化仪简介 数字化仪由电磁感应板（操作平台）、坐标输入控制器数字化仪由电磁感应板（操作平台）、坐标输入控制器（标示器）和接口装置组成。目前，市场上数字化仪的规格（标示器）和接口装置组成。目前，市场上数字化仪的规格按其可处理的图幅面积来划分，有按其可处理的图幅

10、面积来划分，有A A0 0、A A1 1、A A3 3等幅面。典型等幅面。典型的用于制图的数字化仪是的用于制图的数字化仪是A A0 0规格，其幅面为规格，其幅面为1.01.0m m1.5m1.5m。较较小的数字化设备称为数字化板。小的数字化设备称为数字化板。通向计算机接口叉丝游标按扭电磁感应板第15页/共35页数字化过程数字化过程（ Digitising process）：）：根据根据GIS软件所提供的数字软件所提供的数字化仪设备驱动程序和数字化仪设备驱动程序和数字化仪的类型，作好数字化化仪的类型，作好数字化仪安装工作，给数字化仪仪安装工作，给数字化仪加电，将准备好的数字化加电，将准备好的数字

11、化原图固定于数字化桌上，原图固定于数字化桌上，输入原图的比例尺，定义输入原图的比例尺，定义用户坐标系（原点和坐标用户坐标系（原点和坐标轴），确定地图投影方式，轴），确定地图投影方式，选择数字化方式，确定数选择数字化方式，确定数字化范围，即用标示器将字化范围，即用标示器将X、Y最小值的点和最小值的点和X、Y最大最大值的点数字化。数字化时值的点数字化。数字化时必须按照不同的专题内容必须按照不同的专题内容分文件、分图层有顺序地分文件、分图层有顺序地数字化，幅面较大的图件，数字化，幅面较大的图件，可分块数字化。可分块数字化。 第16页/共35页 数字化方式数字化方式 点方式数字化时，只要将标示器十字丝

12、交点对准数点方式数字化时，只要将标示器十字丝交点对准数字化原图上要数字化的点，按下标示器上相应的按键，记字化原图上要数字化的点，按下标示器上相应的按键，记录该点录该点x、y坐标。每记录一次坐标，操作员需要按键一次。坐标。每记录一次坐标，操作员需要按键一次。点方式主要用于采集单个点和控制曲线形态的特征点（端点方式主要用于采集单个点和控制曲线形态的特征点（端点、极值点、拐点），如控制点、三角点、水准点、独立点、极值点、拐点），如控制点、三角点、水准点、独立地物中心点等，折线的始点、终点、转折点，居民地街区地物中心点等，折线的始点、终点、转折点，居民地街区拐角点等。拐角点等。 流方式数字化时，将标示

13、器十字丝交点沿曲线从起流方式数字化时，将标示器十字丝交点沿曲线从起点移动到终点，让它以等时间间隔或等距离间隔方式记录点移动到终点，让它以等时间间隔或等距离间隔方式记录曲线上一系列密集的离散点坐标，操作员无需对每个点都曲线上一系列密集的离散点坐标，操作员无需对每个点都按键一次，仅在曲线的始点和终点各按一次相应的按键即按键一次，仅在曲线的始点和终点各按一次相应的按键即可，对于不规则的曲线图形，如河流、等高线、海岸线等，可，对于不规则的曲线图形，如河流、等高线、海岸线等，常使用流方式数字化。常使用流方式数字化。 第17页/共35页4.4.3.33.3扫描数字化采集扫描数字化采集扫描仪简介（扫描仪简介

14、（ScannerScanner）绝大多数扫描仪是按栅格方绝大多数扫描仪是按栅格方式扫描后将图像数据交给计式扫描后将图像数据交给计算机来处理。扫描仪可分为算机来处理。扫描仪可分为滚筒式滚筒式、平板式平板式、CCD直接直接摄像式摄像式三种，其中大幅面的三种，其中大幅面的地图以滚筒（卷纸）式用得地图以滚筒（卷纸）式用得最多。目前市场上常见的最多。目前市场上常见的A0幅面的滚筒式单色分灰度扫幅面的滚筒式单色分灰度扫描仪的分辨率为描仪的分辨率为400800dpi，操作的精度要高。操作的精度要高。普通的扫描仪大都按灰度分普通的扫描仪大都按灰度分类扫描，高级的可按颜色分类扫描，高级的可按颜色分类扫描。类扫描

15、。第18页/共35页n原图准备n较高的地图质量，色调分明，线划实在而不膨胀。n清洁，不含外来的污点。n线不是特别细（适宜宽度是0。1毫米或更大）。n在图上精确划定数字化的范围，标出坐标原点。第19页/共35页扫描过程扫描过程 分辨率确定：扫描仪使用的像素大小为分辨率确定：扫描仪使用的像素大小为25m，50m，100m。像素大小为像素大小为50m时，每平方毫米有时，每平方毫米有400个像个像素，一个素，一个60 80厘米的地图可以被编码为大约厘米的地图可以被编码为大约2亿个亿个像素。像素。 灰度级别确定：扫描地图可产生灰度级别确定：扫描地图可产生255个灰度级别，扫个灰度级别，扫描仪必须精确地校

16、正到一个灰度级别。级别太高，描仪必须精确地校正到一个灰度级别。级别太高，较细的线表达的信息就会丢失，级别太低，外来信较细的线表达的信息就会丢失，级别太低，外来信息就可能包含其内。息就可能包含其内。 二进制编码：设置一个阈值对灰度图像进行二进制二进制编码：设置一个阈值对灰度图像进行二进制编码，灰度级别大于阈值的像素取编码，灰度级别大于阈值的像素取1，小于阈值的像，小于阈值的像素取素取0第20页/共35页n矢量化处理矢量化处理 原始地图原始地图 GIS数据库数据库 扫扫 描描 栅格文件栅格文件 自动矢量化自动矢量化 矢量文件矢量文件 文件文件转换转换 栅格编缉栅格编缉 矢量编缉矢量编缉扫描并自动矢

17、量化的过程扫描并自动矢量化的过程第21页/共35页扫描是利用仪器和计算机算法完成大部分工作，避免了因粗心造成的人扫描是利用仪器和计算机算法完成大部分工作，避免了因粗心造成的人为错误。为错误。在矢量化时，屏幕上同时有扫描影像和矢量线条，使得矢量化比手扶跟在矢量化时，屏幕上同时有扫描影像和矢量线条，使得矢量化比手扶跟踪数字化更灵活。矢量化可以移动缩放和移动影像地图，而手扶跟踪要踪数字化更灵活。矢量化可以移动缩放和移动影像地图，而手扶跟踪要求操作者同时注视数字化仪和计算机屏幕，因而容易疲劳。求操作者同时注视数字化仪和计算机屏幕，因而容易疲劳。扫描比手扶跟踪价格上更合算。扫描比手扶跟快扫描比手扶跟踪价

18、格上更合算。扫描比手扶跟快510倍。倍。扫描数据量大，有噪声的干扰。扫描数据量大，有噪声的干扰。n跟踪数字化和扫描矢量化的比较跟踪数字化和扫描矢量化的比较第22页/共35页4.4.3.43.4遥感数据（遥感数据（Remote Sensing)Remote Sensing)第23页/共35页1.卫星遥感卫星遥感nScanners mounted in aircraft or satellites which record wavelengths from various parts of the EM spectrumnMost satellites sense emissions from d

19、ifferent parts of the EM spectrum using spectral bandsnDifferent properties/features on the earths surface result in different emissions or reflectancesSensing platform (satellite or aircraft)Direction of motionElectronic detector (eg. IR camera)第24页/共35页第25页/共35页地理信息系统概论地理信息系统概论IKONOS遥感遥感图像图像(北京天安门

20、北京天安门)第26页/共35页2.航空和低空遥感航空和低空遥感机载数字传感器系统 第27页/共35页航空平台系统工作原理 第28页/共35页3.地面遥感地面遥感地面车载遥感数据采集系统 第29页/共35页4.4.4 4属性数据输入属性数据输入1.与空间数据同时输入与空间数据同时输入 键码法键码法 根据数字化仪标示器上的键盘根据数字化仪标示器上的键盘,将数字化要素的特征将数字化要素的特征码输入给数字化程序码输入给数字化程序 直接输入法直接输入法 利用计算机的数字键盘将数字化要素特征码输入给利用计算机的数字键盘将数字化要素特征码输入给数字化程序数字化程序 特征码清单法特征码清单法 在数字化仪右上方

21、设置一块菜单区域在数字化仪右上方设置一块菜单区域,每个矩形方每个矩形方格为一种要素的菜单选项格为一种要素的菜单选项,当数字化图形时当数字化图形时,先在菜单选项先在菜单选项中取点中取点,程序将坐标换算成菜单编号程序将坐标换算成菜单编号,再编码得到相应特征再编码得到相应特征码码第30页/共35页2.利用数据库程序利用数据库程序 在在GIS中输入属性数据的一个很方便的方式是在个人电脑中使用一个中输入属性数据的一个很方便的方式是在个人电脑中使用一个数据库应用程序来输入初始记录，然后将数据库文件输入到数据库应用程序来输入初始记录，然后将数据库文件输入到GIS中。个人中。个人电脑中的数据库程序支持在屏幕上设计和填写表格，允许为每一种类型的