地理信息系统基础与实验教程空间数据的输入与处理

1、会计学1地理信息系统基础与实验教程空间数据地理信息系统基础与实验教程空间数据的输入与处理的输入与处理原始数据内部数据属性数据的输入图形数据的输入空间数据的输入是指将系统外部的原始数据传输给系统内部，并将这些数据从外部格式转换为便于系统处理的内部格式的过程。 图形数据的输入数据源：各种纸质地图以及影像数据等 方法手扶跟踪数字化扫描矢量化.设备：手扶跟踪数字化仪手扶跟踪数字化仪步骤：1.选取参照点 2.确定控制点并将其数字化 3.对点、线、面要素数字化通向计算机接口叉丝游标按扭电磁感应板扫描矢量化扫描矢量化步骤步骤：图纸扫描图纸扫描读图分层读图分层矢量化矢量化保存文件保存文件a. 屏幕直接矢量化b

2、. 全自动矢量化 c. 交互式矢量化 d. 其它矢量化方法 1.逐要素输入法2.计算法 ArcGIS :Field Calculator 3.条件输入法4.外部表格连接法 ( Join ) 通过对所有要素或所选定要素采用相同通过对所有要素或所选定要素采用相同的方法进行计算而获得属性值。的方法进行计算而获得属性值。 只对满足某些条件的要素输入属性值。只对满足某些条件的要素输入属性值。 通过公共字段，将外部表格中的数通过公共字段，将外部表格中的数据连接到属性表中。据连接到属性表中。 结点不达结点不达 结点超出结点超出 碎多边形碎多边形 常见数字化错误常见数字化错误：错误多边形错误多边形 边沿不匹配

3、边沿不匹配 两类主要问题两类主要问题 ：二是属性数据不准确。二是属性数据不准确。 一是属性数据与地理要素不关联；一是属性数据与地理要素不关联；首先使数据处于可编辑状态，在图形上选定编辑对象，打开属性表，首先使数据处于可编辑状态，在图形上选定编辑对象，打开属性表，找出要修改的属性字段，然后输入正确的属性，保存后关闭属性表即找出要修改的属性字段，然后输入正确的属性，保存后关闭属性表即可。可。编辑处理的一般过程编辑处理的一般过程 ：在Geodatabase中建立拓扑关系Topology工具条 。处理坐标转换 格式转换 结构转换 数据裁切 数据拼接 数据提取 几何纠正几何纠正 投影变换投影变换 地形图

4、的纠正地形图的纠正 遥感影像的纠正遥感影像的纠正 四点纠正法四点纠正法 逐网格纠正法逐网格纠正法 正解变换正解变换 反解变换反解变换 数值变换数值变换 其他方法其他方法 。处理坐标转换 格式转换 结构转换 数据裁切 数据拼接 数据提取 。处理坐标转换 格式转换 结构转换 数据裁切 数据拼接 数据提取 矢量数据向栅格数据的转换 由于栅格数据在空间叠加分析、空间数据共享等方面比矢量数据更具由于栅格数据在空间叠加分析、空间数据共享等方面比矢量数据更具有优势，经常需要将点、线、多边形等形式存在的矢量数据转换成栅格数有优势，经常需要将点、线、多边形等形式存在的矢量数据转换成栅格数据。据。 点实体点实体转

5、换时只需要计算出点所在的栅格行列号即可。 线实体线实体转换时，需要计算出线所经过的所有栅格，并将线的属性赋予这些栅格。 多边形多边形由矢量向栅格的转换又称为多边形填充，它首先将多边形的边界转换成栅格，然后对多边形内部的所有栅格进行填充，赋予多边形的属性值。 YXOJIyx(0,0)XminXmaxYmin(x ,y )22(x ,y )11(x,y)abcdef1000001100111000000010100100010001000000100000000100001110111000100110110001110000000111011000010011101000110000111111

6、1110Feature to Raster 在ArcGIS中，矢量数据向栅格数据的转换过程为： Conversion Tools To Raster Feature to Raster 。矢量数据向栅格数据的转换Raster to Polygon对话框对话框 Raster to Polygon的图解表达的图解表达 栅格数据向矢量数据的转换 。处理坐标转换 格式转换 结构转换 数据裁切 数据拼接 数据提取 Clip的图解表达(据ESRI)Clip对话框矢量数据的裁切 在ArcGIS中，矢量数据的裁切过程为：Analysis Tools Extract Clip ；数据裁切是从整个空间数据中裁切出

7、部分区域，以便获取真正需要的数据作为研究区域，减少不必要的数据参与运算。 Extract by Mask对话框 栅格数据的提取 。处理坐标转换 格式转换 结构转换 数据裁切 数据拼接 数据提取 Append的图解表达(据ESRI)数据拼接是指将空间相邻的数据拼接成为一个完整的目标数据。数据拼接是指将空间相邻的数据拼接成为一个完整的目标数据。 Mosaic To New Raster的图解表达 Mosaic To New Raster 对话框 。处理坐标转换 格式转换 结构转换 数据裁切 数据拼接 数据提取 矢量数据的提取栅格数据的提取它是从某一起点开始，用沿八个基本方向前进的单位矢量链来表示线

8、状地物或多边形的边界。 起始行号+起始列号+方向编码E / 0EN /1N / 2WN / 3W / 4WS / 5ES / 7S / 63,1,1,0,7,6,5,4,3,2可以有效的压缩栅格数据，尤其是对计算面积、长度和凹凸度等运算十分方便；但对边界进行合并和插入等修改编辑工作比较困难，对局部的修改将影响整体结构的变化，效率不高；由于链码以每个区域为单元存储边界，导致相邻区域的边界将被重复存储，所以仍然有较大的数据冗余。 特点特点：基本思想基本思想：一幅栅格图像中，在行（列）方向上相邻的像元往往具有相同的属性值，因而可采用某种方法来压缩这些重复的属性值。两种游程长度压缩编码方法： （a，2

9、），（b，3），（d，2），（c，1）；（d，2）， （b，4），（c，2）；（a，2），（b，3），（d，3）；（a，2），（c，2），（d，4）；（d，3），（c，1），（a，2），（c，2）；（d，4），（a，2），（b，1）， （c，1）；（d，3），（a，3），（b，2）；（c，6），（b，2） a、只在各行（列）方向上像元属性值发生变化时依次记录下这个像元的属性值及具有此属性值的像元个数。 （1，a），（3，b），（6，d），（8，c）；（1，d），（3，b），（7，c）；（1，a），（3，b），（6，d）；（1，a），（3，c），（5，d）；（1，d），（4，c），（5，a），（

10、7，c）；（1，d），（5，a），（7，b），（8，c）；（1，d），（4，a），（7，b）；（1，c），（7，b）。 b、依次记录像元的属性值发生变化时的像元位置和相应的属性值。基本思想基本思想：块码是在游程长度编码的基础上发展而来，它的每个记录单元都是由相邻像元组成的正方形区域，它的记录形式由记录单元初始位置的行、列号（记录单元左上角像元的行、列号），半径和记录单元的属性值组成。 特点特点：块码有可变的分辨率，当图像越简单时，图斑越大，分辨率越低，压缩效率就越高；反之，压缩效率会降低。（1，1，1，a），（），（1，2，1，a），（），（1，3，3，b），（），（1，6，1，d），（），（

11、1，7，1，d），（1，8，1，c），（），（2，1，1，d），（），（2，2，1，d），（），（2，6，1，b），（），（2，7，1，c），（2，8，1，c），（），（3，1，2，a），（），（3，6，2，d），（），（3，8，1，d），（），（4，3，1，c），（4，4，1，c），（），（4，5，1，d），（），（4，8，1，d），（），（5，1，3，d），（），（5，4，1，c），（5，5，2，a），（），（5，7，1，c），（），（5，8，1，c），（），（6，4，1，d），（），（6，7，1，b），（6，8，1，c），（），（7，4，1，a），（），（7，5，1，a），（），（7，6

12、，1，a），（），（7，7，2，b），（8，1，1，c），（），（8，2，1，c），（），（8，3，1，c），（），（8，4，1，c），（），（8，5，1，c），（8，6，1，c）。）。 基本思想基本思想：将一幅图像逐步分解成大小相同的四个子块，每个子块称为一个象限（图中（a）所示），每个象限下面还可以再分成四个大小相同的子象限，直到这个子象限中的所有像元具有相同的属性值时不再分，否则继续划分。 图中（b）为对栅格图像进行的四叉树分割。地理空间数据库系统的组成：是按一定规则存储在计算机上的空间数据及其是按一定规则存储在计算机上的空间数据及其相应属性数据的集合。相应属性数据的集合。 地理空间数据

13、库地理空间数据库地理空间数据库管理系统地理空间数据库管理系统地理空间数据库应用系统地理空间数据库应用系统（1）采用文件与关系数据库管理系统的混合管理模式（2）采用全关系型数据库管理系统（2）采用全关系型数据库管理系统是对存储介质上的地理空间数据及属性数据进行语义是对存储介质上的地理空间数据及属性数据进行语义和逻辑上的定义，并具有数据查询检索和存取功能，和逻辑上的定义，并具有数据查询检索和存取功能，以及能够对空间数据进行有效维护和更新的一套软件以及能够对空间数据进行有效维护和更新的一套软件系统。系统。为了满足特定用户对空间数据的处理需求建为了满足特定用户对空间数据的处理需求建立起来的，具有空间数

14、据库访问功能的一种立起来的，具有空间数据库访问功能的一种应用软件，给用户提供了对空间数据进行访应用软件，给用户提供了对空间数据进行访问和操作的用户界面问和操作的用户界面 。 内容多、数据量大。矢量数据、遥感数据和地形图等，可能有几十GB或几百GB，甚至更大。 操作对象的地理实体类型繁多、空间关系复杂。 有水平方向上的，也有垂直方向上的。 数据应用广泛。 如环境、生态、土地、资源和海洋等。1. 建立数据库结构建立数据库结构2. 输入数据输入数据3. 调试运行调试运行 基于空间特征的查询（Identify）SQL查询 邻接查询 缓冲区查询是对特定的空间实体做一定距离的缓冲，然后查询缓冲区范围内的空

15、间地物，如图所示查询陇海线沿线一定范围内的城市。实验实验八八 空间数据扫描矢量化空间数据扫描矢量化实验实验九九 空间数据编辑空间数据编辑实验实验九九 空间数据编辑空间数据编辑实验实验十十 属性数据输入属性数据输入实验实验十一十一 空间坐标的转换空间坐标的转换设置方式：Spatial adjustmentAdjustment methods Transformation-similarity；建立连接关系，至少四个；打开连接表，检查残差；点击Spatial AdjustmentAdjust，完成调整。6、投影转换，打开ArcToolbox，选择Data Management Tools Proj

16、ections and Transformations Feature Project ；Albers投影投影Mercator投影投影 7、数据比较。图形数据的输入数据源：各种纸质地图以及影像数据等 方法手扶跟踪数字化扫描矢量化.设备：手扶跟踪数字化仪手扶跟踪数字化仪步骤：1.选取参照点 2.确定控制点并将其数字化 3.对点、线、面要素数字化通向计算机接口叉丝游标按扭电磁感应板扫描矢量化扫描矢量化步骤步骤：图纸扫描图纸扫描读图分层读图分层矢量化矢量化保存文件保存文件a. 屏幕直接矢量化b. 全自动矢量化 c. 交互式矢量化 d. 其它矢量化方法 几何纠正几何纠正 投影变换投影变换 地形图的纠正地形图的纠正 遥感影像的纠正遥感影像的纠正 四点纠正法四点纠正法 逐网格纠正法逐网格纠正法 正解变换正解变换 反解变换反解变换 数值变换数值变换