城市建设3S(RS、GIS、GPS)技术_GIS的组成和功能

1、第八章第八章 GIS的组成和功能的组成和功能 一、本章学习目的：一、本章学习目的： 熟悉掌握地理信息系统（GIS）的基本理论和技术，了解地理信息系统（GIS）空间数据的特征、来源、获取。 二、本章学习内容：二、本章学习内容： 地理信息系统的组成和功能 空间数据表达格式 空间数据的获取第一节第一节 地理信息系统的组成和功能地理信息系统的组成和功能 典型的典型的GISGIS应包括四个基本部分：计算机硬应包括四个基本部分：计算机硬件系统、计算机软件系统、空间数据和系统管理件系统、计算机软件系统、空间数据和系统管理应用人员。应用人员。 1 1、计算机硬件系统：、计算机硬件系统：该系统是该系统是GISG

2、IS的核心。它包的核心。它包括主机和输入输出设备。主机部分不多赘述，输括主机和输入输出设备。主机部分不多赘述，输入输出设备包括扫描仪、测绘仪器、绘图仪、数入输出设备包括扫描仪、测绘仪器、绘图仪、数字化仪、解析测图仪、遥感图像处理系统、硬盘字化仪、解析测图仪、遥感图像处理系统、硬盘、打印机等；、打印机等； 硬件配置硬件配置网络设备网络设备服务器服务器扫描仪扫描仪绘图仪绘图仪服务器服务器工作站工作站I n t r a n e t工作站工作站数字化仪数字化仪RS / GPS输入设备输入设备输出设备输出设备浏览器浏览器打印机打印机第一节第一节 地理信息系统的组成和功能地理信息系统的组成和功能 2 2、

3、计算机软件系统、计算机软件系统该系统也是该系统也是GISGIS的核心。的核心。根据软件的层次不同，分为：根据软件的层次不同，分为：计算机系统软件：操作系统软件和平台软件计算机系统软件：操作系统软件和平台软件GISGIS基础软件：由基础软件：由GISGIS软件编程人员开发的通用平软件编程人员开发的通用平台软件台软件GISGIS应用软件：按照特定应用目的进行开发、研制应用软件：按照特定应用目的进行开发、研制，并服务于具体项目或工程的，并服务于具体项目或工程的GISGIS软件。软件。GISGIS基础软件和应用软件，是基础软件和应用软件，是GISGIS应用的核心。应用的核心。第一节第一节 地理信息系统

4、的组成和功能地理信息系统的组成和功能 常用常用GIS基础软件产品：基础软件产品： 1）ARCGIS (美国ESRI公司产品) ArcMap，ArcToolBox，ArcCatalog，ArcGlobe，ArcScene，ArcSDE，ArcIMS等。 2）MapInfo 美国MapInfo公司开发的桌面地图信息系统 3）国内主要GIS基础软件 中地公司的MapGIS，超图的SuperMap，吉奥公司的GeoStar等第一节第一节 地理信息系统的组成和功能地理信息系统的组成和功能 GIS基础软件的子系统基础软件的子系统 空间数据输入子系统 空间数据库管理子系统 编辑与更新子系统 空间查询与分析子

5、系统 输出子系统 3、空间数据：、空间数据：它是它是GIS应用的基础。地理信应用的基础。地理信息系统的地理数据分为图形数据和属性数据。数息系统的地理数据分为图形数据和属性数据。数据表达可以采用矢量和栅格两种形式，图形数据据表达可以采用矢量和栅格两种形式，图形数据表现了地理空间实体的位置、大小、形状、方向表现了地理空间实体的位置、大小、形状、方向以及拓扑关系，属性数据是对地理空间实体性质以及拓扑关系，属性数据是对地理空间实体性质或数量的描述。或数量的描述。第一节第一节 地理信息系统的组成和功能地理信息系统的组成和功能 4、系统管理应用人员：、系统管理应用人员：它是地理信息系它是地理信息系统应用成

6、功的关键。计算机软硬件和数据不能构统应用成功的关键。计算机软硬件和数据不能构成完整的地理信息系统，需要人进行系统组织、成完整的地理信息系统，需要人进行系统组织、管理、维护、数据更新、系统完善扩充、应用程管理、维护、数据更新、系统完善扩充、应用程序开发，并灵活采用地理分析模型提取多种信息，序开发，并灵活采用地理分析模型提取多种信息，为研究和决策服务。为研究和决策服务。第一节第一节 地理信息系统的组成和功能地理信息系统的组成和功能 第一节第一节 地理信息系统的组成和功能地理信息系统的组成和功能 1 1、数据的输入：、数据的输入：将地图、遥感影像、野外观测数据将地图、遥感影像、野外观测数据、实地调查

7、与收集资料等类型的空间数据，借助各种、实地调查与收集资料等类型的空间数据，借助各种输入设备和转换软件，通过绘制，变换，导入，传输输入设备和转换软件，通过绘制，变换，导入，传输等，输送到等，输送到GISGIS应用系统的数据库中。应用系统的数据库中。 2 2、数据编辑与更新：、数据编辑与更新：用于编辑地理空间数据库中的用于编辑地理空间数据库中的图形和属性数据，建立各种数据之间的关系，并修改图形和属性数据，建立各种数据之间的关系，并修改和不断更新和不断更新GISGIS应用系统中的数据。包括基本处理，应用系统中的数据。包括基本处理，图形变换，图形编辑，图形整饰，拓扑变换，属性编图形变换，图形编辑，图形

8、整饰，拓扑变换，属性编辑等。辑等。 3 3、空间数据库的管理：、空间数据库的管理：这是组织这是组织GISGIS项目的基础，用于项目的基础，用于存储和管理空间数据。涉及空间数据（图形图像数据存储和管理空间数据。涉及空间数据（图形图像数据）和属性数据。栅格模型、矢量模型或栅格）和属性数据。栅格模型、矢量模型或栅格/ /矢量混矢量混合模型是常用的空间组织方法。合模型是常用的空间组织方法。 4 4、空间查询与分析子系统：、空间查询与分析子系统：它是它是GIS应用功能的核心应用功能的核心，也是，也是GIS与其它计算机软件的根本区别。由空间量与其它计算机软件的根本区别。由空间量测，空间查询和空间分析等组成

9、。（如图层空间变换测，空间查询和空间分析等组成。（如图层空间变换、再分类、叠加、邻域分析、网络分析等）、再分类、叠加、邻域分析、网络分析等）二、地理信息系统的功能二、地理信息系统的功能 5 5、应用模型的构建方法：、应用模型的构建方法：GISGIS除了提供基本空间分除了提供基本空间分析功能外，还应提供构建专业模型的手段，如二次析功能外，还应提供构建专业模型的手段，如二次开发工具、相关控件或数据库接口等。开发工具、相关控件或数据库接口等。 6 6、结果显示与输出：、结果显示与输出：GISGIS的处理分析结果需要输出的处理分析结果需要输出给用户，输出数据的种类很多，可能有地图、表格给用户，输出数据

10、的种类很多，可能有地图、表格、文字、图像等。一个好的、文字、图像等。一个好的GISGIS应能提供一种良好的应能提供一种良好的、交互式的制图环境，以供、交互式的制图环境，以供GISGIS的使用者能够设计和的使用者能够设计和制作出高品质的地图。制作出高品质的地图。第二节第二节 空间数据表达空间数据表达一、一、GIS的数据源的数据源 空间数据获取是地理信息系统建设首先要进行的任空间数据获取是地理信息系统建设首先要进行的任务，它可以有多种实现方式包括数据转换、遥感数据处务，它可以有多种实现方式包括数据转换、遥感数据处理以及数字测量等等。理以及数字测量等等。 其中已有地图的数字化录入，是目前被广泛采用的

11、手段，其中已有地图的数字化录入，是目前被广泛采用的手段，也是最耗费人力资源的工作。在也是最耗费人力资源的工作。在GIS中，录入的内容包中，录入的内容包括空间信息和非空间信息，前者是录入的主体。括空间信息和非空间信息，前者是录入的主体。第二节第二节 空间数据表达空间数据表达一、一、GIS的数据源的数据源 目前，目前，空间信息的录入主要有两种方式，即手扶跟踪数空间信息的录入主要有两种方式，即手扶跟踪数字化和扫描矢量化。字化和扫描矢量化。而在图形数据录入完毕后，需要进行各种处理，包括坐而在图形数据录入完毕后，需要进行各种处理，包括坐标变换、拼接等等，其中最重要的是建立拓扑关系。在标变换、拼接等等，其

12、中最重要的是建立拓扑关系。在拓扑建立过程中，需要先对各种错误修改。拓扑建立过程中，需要先对各种错误修改。第二节第二节 空间数据表达空间数据表达需要先修改的各种错误：需要先修改的各种错误：1、图形图像数据：、图形图像数据：包括现有的地图、工程图、照片、航片包括现有的地图、工程图、照片、航片和遥感数据影像等。其中各种类型的地图是重要的信息源。和遥感数据影像等。其中各种类型的地图是重要的信息源。2、文字数据、文字数据：包括数字、文字表达下的数据包括数字、文字表达下的数据3、媒体数据、媒体数据：如音频数据等，一般以数字化形式提供。如音频数据等，一般以数字化形式提供。 数据源的选择需要在综合分析系统的目

13、标，用户需数据源的选择需要在综合分析系统的目标，用户需要以及现有条件等基础上进行。各种不同的数据源需要进要以及现有条件等基础上进行。各种不同的数据源需要进行不同的预处理，并在此基础上进行综合分析，如统一坐行不同的预处理，并在此基础上进行综合分析，如统一坐标、编码体系、比例尺等。标、编码体系、比例尺等。第二节第二节 空间数据表达空间数据表达二、二、 GISGIS空间数据的类型空间数据的类型 1 1、空间要素数据空间要素数据：如环境污染类型、土地类型数据、城市：如环境污染类型、土地类型数据、城市规划分类数据等；规划分类数据等； 2 2、面域数据、面域数据：如多边形的中心点，行政区域界线及行政单：如

14、多边形的中心点，行政区域界线及行政单元等；元等； 3 3、网络数据、网络数据：如道路交点、街道和街区等；：如道路交点、街道和街区等； 4 4、样本数据、样本数据：如气象站、环境污染监测点、航空航天影象：如气象站、环境污染监测点、航空航天影象校正的野外控制数据等；校正的野外控制数据等； 5 5、曲面数据、曲面数据：如高程点、等高线或等值线区域；：如高程点、等高线或等值线区域；6 6、文本数据文本数据：地名、河流名称和区域名称； 7 7、符号数据符号数据：点状符号、线状符号和面状符号（晕线）； 8 8、图象数据图象数据：航空、航天图象，野外摄影照片等； 9 9、多媒体数据多媒体数据：音频数据、视频

15、数据。 GIS根据不同需求，以统一的坐标系统将空间数据与非空间数据相结合、表示数据间存在关系、确保数据的时效性，以表达和处理各类问题。第二节第二节 空间数据表达空间数据表达地理信息系统中各种数据及其表现地理信息系统中各种数据及其表现 三、空间数据的特征三、空间数据的特征 空间数据通常指地理空间数据，它是以地球表面空间位置为参空间数据通常指地理空间数据，它是以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据。照的自然、社会和人文经济景观数据。其基本特征如下：其基本特征如下： 1 1、空间特征、空间特征：空间实体或地面在地球表面以空间实体或地面在地球表面以3种基本几何形种基本几何形状存在。状存

16、在。（1）点状，如城镇中心位置；）点状，如城镇中心位置；（2）线状，如交通线；）线状，如交通线；（3）面状，也称图斑，如森林类型分布。）面状，也称图斑，如森林类型分布。 三、空间数据的特征三、空间数据的特征 2 2、属性特征：、属性特征：它用于确定空间实体在本质上的差异。根椐它用于确定空间实体在本质上的差异。根椐人们对事物性质的认识，建立各种分类系统，并确定各种分类的依人们对事物性质的认识，建立各种分类系统，并确定各种分类的依椐和标准，从而把事物划分不同的类型。如进行土地适宜性分析，椐和标准，从而把事物划分不同的类型。如进行土地适宜性分析，需要考虑土壤层厚度、有机质含量等一些土壤性质属性以及地

17、形高需要考虑土壤层厚度、有机质含量等一些土壤性质属性以及地形高度、地形坡度等地形条件属性。度、地形坡度等地形条件属性。 3 3、时间特征（时间尺度）：、时间特征（时间尺度）：指现象或物体随时间的变化，指现象或物体随时间的变化，其变化的周期有超短期的、短期的、中期的、长期的等等。其变化的周期有超短期的、短期的、中期的、长期的等等。 空间性空间性 专题性专题性 （属性）（属性）动态性动态性 （时间性）（时间性）信息与坐标位置联系在一起，信息与坐标位置联系在一起， 使信息具有空间维（二维、三维）使信息具有空间维（二维、三维） 随时间而动态变化随时间而动态变化 （时间维）（时间维）地理信息具有专题属性

18、地理信息具有专题属性 （属性维）（属性维）空间性是空间数据的最主要特性空间性是空间数据的最主要特性 第二节第二节 空间数据表达空间数据表达空间数据的基本特性空间数据的基本特性Jack Dangermond,1984 图2-1 空间数据的特点 第二节第二节 空间数据表达空间数据表达四四、空、空间实间实体的几何特征及其体的几何特征及其关关系系 （一）空间实体的几何特征（一）空间实体的几何特征 空间现象十分复杂，为表达空间实体，可将其抽象成点状、空间现象十分复杂，为表达空间实体，可将其抽象成点状、线状、面状、体状各种空间对象（目标）特征。线状、面状、体状各种空间对象（目标）特征。1 1、点状实体点状

19、实体：可用一对（可用一对（x,y)x,y)坐标对表示坐标对表示 点（点（pointpoint）：有特定位置，维数为）：有特定位置，维数为0 0的物体的物体, , 如城镇、企事业如城镇、企事业单位、基地、气象站、山峰、火山口等。单位、基地、气象站、山峰、火山口等。（1 1）实体点）实体点：用来代表一个实体；：用来代表一个实体；（2 2）注记点）注记点：用于定位注记；：用于定位注记；（3 3）内点）内点：用于负载多边形的属性，存在于多边形内；：用于负载多边形的属性，存在于多边形内；（4 4）结点）结点：表示线的终点和起点；：表示线的终点和起点；（5 5）角点）角点：表示线段和弧段的内部点。：表示线

20、段和弧段的内部点。第二节第二节 空间数据表达空间数据表达：可用两个以上有序坐标对来表示。：可用两个以上有序坐标对来表示。 直线直线(Line)(Line)：起、止点坐标，属性，显示符等；：起、止点坐标，属性，显示符等； 弧、链弧、链(Arc)(Arc)：n n个坐标对的集合，属性，指针系统，显示个坐标对的集合，属性，指针系统，显示符号。如河流、海岸线、铁路、公路、地下管线，行政边符号。如河流、海岸线、铁路、公路、地下管线，行政边界等。界等。：它可由一条或一条以上首尾相连的：它可由一条或一条以上首尾相连的线组成。在数据库中由一封闭曲线加内点来表示。包括面积线组成。在数据库中由一封闭曲线加内点来表

21、示。包括面积范围、周长、独立性或与其它地物相邻、内岛或锯齿状外形范围、周长、独立性或与其它地物相邻、内岛或锯齿状外形、重叠性与非重叠性。、重叠性与非重叠性。 如土壤、森林、草原、沙漠、湖泊分如土壤、森林、草原、沙漠、湖泊分布。布。第二节第二节 空间数据表达空间数据表达4 4、立体状实体立体状实体：一般立体状实体具有以下的一些空间特征一般立体状实体具有以下的一些空间特征 （1 1）体积，如工程开掘和填充的土方量；体积，如工程开掘和填充的土方量； （2 2）每个二维平面的面积；）每个二维平面的面积； （3 3）周长；）周长； （4 4）内岛或锯齿状外形；）内岛或锯齿状外形； （5 5）含有孤立块或

22、相邻块；）含有孤立块或相邻块； （6 6）断面图与剖面图。）断面图与剖面图。第二节第二节 空间数据表达空间数据表达（二）（二） 空间实体间的关系空间实体间的关系 点、线、面三类基本数据之间的点、线、面三类基本数据之间的6种关系：种关系： 1、点、点-点：点：两点间的距离，一致性检验，点两点间的距离，一致性检验，点-点影射；点影射； 2、点、点-线：线：点、线之间的距离；点、线之间的距离； 3、点、点-面：面：包含，确定区域的中心位置，在小比例尺上表包含，确定区域的中心位置，在小比例尺上表示为一点；示为一点； 4、线、线-线：线：二条线的一致性鉴别，线段的连续性问题，二二条线的一致性鉴别，线段的

23、连续性问题，二条线是否相交，计算一条线或线段网络长度；条线是否相交，计算一条线或线段网络长度； 5、线、线-面：面：一条公路是否通过一个区域，一条河流是否流一条公路是否通过一个区域，一条河流是否流经一个垦区；线和区域相交，将原来的区域划分，形成新经一个垦区；线和区域相交，将原来的区域划分，形成新的区域；的区域； 6、面、面-面面第二节第二节 空间数据表达空间数据表达五、五、GIS空间数据的测量尺度空间数据的测量尺度 对特定现象的测量就是根据一定的标准对其赋值或打对特定现象的测量就是根据一定的标准对其赋值或打分。分。为了描述地理世界，对任何事物都要鉴别、分类为了描述地理世界，对任何事物都要鉴别、

24、分类和命名。这些都是量测的组成部分。它们所使用的参和命名。这些都是量测的组成部分。它们所使用的参考标准或尺度是不同的。测量的尺度大致可以分成四考标准或尺度是不同的。测量的尺度大致可以分成四个层次，由粗略至详细依次为：命名或类型、次序、个层次，由粗略至详细依次为：命名或类型、次序、间隔以及比例。间隔以及比例。 第二节第二节 空间数据表达空间数据表达五、五、GIS空间数据的测量尺度空间数据的测量尺度 1 1、命名（、命名（NominalNominal）量）量 定性而非定量，不能进行任何算术运算，如一个城市的定性而非定量，不能进行任何算术运算，如一个城市的名字。命名式的测量尺度也称为名字。命名式的测

25、量尺度也称为类型测量尺度类型测量尺度，只对特，只对特定现象进行标识，赋予一定的数值或符号而不定量描述定现象进行标识，赋予一定的数值或符号而不定量描述。对命名数据的逻辑运算只有。对命名数据的逻辑运算只有“等于等于”或或“不等于不等于”两两种形式，而其近似均值只能使用众数。种形式，而其近似均值只能使用众数。第二节第二节 空间数据表达空间数据表达五、五、GIS空间数据的测量尺度空间数据的测量尺度 2 2、次序（、次序（OrdinalOrdinal）量）量 线性坐标上不按值的大小，而是按顺序排列的数，序数线性坐标上不按值的大小，而是按顺序排列的数，序数值相互之间可以比较大小，但不能进行加、减、乘、除值

26、相互之间可以比较大小，但不能进行加、减、乘、除等算术运算。次序测量尺度是基于对现象进行排序来标等算术运算。次序测量尺度是基于对现象进行排序来标识的识的如如: :可以把山峰按高度分级为极高山、高山、中山、低山和丘陵等可以把山峰按高度分级为极高山、高山、中山、低山和丘陵等将坡度分为陡、中、缓等。将坡度分为陡、中、缓等。对次序数据逻辑运算除对次序数据逻辑运算除“等于等于”与与“不等于不等于”外，还可以比较外，还可以比较它们大小，即它们大小，即“大于大于”或或“小于小于”。 第二节第二节 空间数据表达空间数据表达3、间隔（、间隔（Interval）量）量 不参照某个固定点，而是按间隔表示相对位置的数不

27、参照某个固定点，而是按间隔表示相对位置的数。按间隔。按间隔量测的值相互之间可以比较大小，并且它们之间的差值大小量测的值相互之间可以比较大小，并且它们之间的差值大小是有意义的。间隔测量尺度与比例测量尺度相似，但是间隔是有意义的。间隔测量尺度与比例测量尺度相似，但是间隔尺度的测量值无真的零值。比例数据和间隔数据可用于加、尺度的测量值无真的零值。比例数据和间隔数据可用于加、减、乘、除等运算，而且可以求算术平均。减、乘、除等运算，而且可以求算术平均。 五、五、GIS空间数据的测量尺度空间数据的测量尺度 第二节第二节 空间数据表达空间数据表达4、比率（、比率（Ratio）量）量 比例测量尺度的测量值指那

28、些有真零值而且测量单位的间隔比例测量尺度的测量值指那些有真零值而且测量单位的间隔是相等的数据，比例测量尺度与使用的测量单位无关是相等的数据，比例测量尺度与使用的测量单位无关。与某。与某一固定点的比值计算，支持多种算术操作，如加、减、乘、一固定点的比值计算，支持多种算术操作，如加、减、乘、除等。有关该类型属性域的例子很多，如年降雨量、海拔高除等。有关该类型属性域的例子很多，如年降雨量、海拔高度、人口密度、发病率等。度、人口密度、发病率等。五、五、GIS空间数据的测量尺度空间数据的测量尺度 第二节第二节 空间数据表达空间数据表达总的来说，比例数据或间隔总的来说，比例数据或间隔数据可以比较容易地被转

29、变数据可以比较容易地被转变成次序或命名数据。而命名成次序或命名数据。而命名数据则很难被转化成次序、数据则很难被转化成次序、间隔数据或比例数据。由此间隔数据或比例数据。由此可见，尽管命名数据或次序可见，尽管命名数据或次序数据便于使用，易于理解，数据便于使用，易于理解，但有时不够精确，不能用于但有时不够精确，不能用于较高级的算术运算。而比例较高级的算术运算。而比例数据或间隔数据比较精确，数据或间隔数据比较精确，便于计算机处理，但是在较便于计算机处理，但是在较复杂的复杂的GIS应用中，往往上应用中，往往上述几种测量尺度的数据均需述几种测量尺度的数据均需用到。用到。第二节第二节 空间数据表达空间数据表

30、达六、空间数据表达的两种格式六、空间数据表达的两种格式 (一）空间数据表达主要有两种数据格式：一）空间数据表达主要有两种数据格式： 1、网格格式：又称栅格格式、网格格式：又称栅格格式 假想用一个细密的网格蒙在一张图件上，每一格点都属于图件假想用一个细密的网格蒙在一张图件上，每一格点都属于图件的一个区域，显然，网格越致密，图件就表现得越精细，越逼近原的一个区域，显然，网格越致密，图件就表现得越精细，越逼近原图件。它表达图件空间数据的方法可以表现点、线、面。若某位置图件。它表达图件空间数据的方法可以表现点、线、面。若某位置有一点有一点E，那么该点所在网格标为，那么该点所在网格标为E即可。线即可。线

31、F，则在线所途经的所，则在线所途经的所有网格全部标为有网格全部标为F即可。即可。 第二节第二节 空间数据表达空间数据表达六、空间数据表达的两种格式六、空间数据表达的两种格式 (一）空间数据表达主要有两种数据格式：一）空间数据表达主要有两种数据格式： 2、矢量格式、矢量格式 在图件设置一个在图件设置一个X-Y平面坐标系，图件上任意一点都有（平面坐标系，图件上任意一点都有（X,Y）坐标值，当然，此时坐标值，当然，此时X,Y是实数。对于点状地物，就用该点所在的是实数。对于点状地物，就用该点所在的坐标（坐标（X,Y）表示它的空间位置。对于线状地物，就用该线上经采）表示它的空间位置。对于线状地物，就用该

32、线上经采点采出的一连串坐标点的连线来表达，这些点的连线是一条折线，点采出的一连串坐标点的连线来表达，这些点的连线是一条折线，而用这条折线逼近原线状地物的曲线。而用这条折线逼近原线状地物的曲线。第二节第二节 空间数据表达空间数据表达第二节第二节 空间数据表达空间数据表达3、两种数据格式的比较、两种数据格式的比较 无论是网格格式，还是矢量格式，都是用数字，无论是网格格式，还是矢量格式，都是用数字，更准确讲是数字集合来表达图件，此时用数字集表更准确讲是数字集合来表达图件，此时用数字集表达的图件称作数字化图件，简称数字图件。这两种达的图件称作数字化图件，简称数字图件。这两种数据格式都可被计算机接受。数

33、据格式都可被计算机接受。 目前目前GIS软件以矢量数据结构为主流，但在涉及软件以矢量数据结构为主流，但在涉及RS图像处理及数字地形模型的应用中，以栅格为主；图像处理及数字地形模型的应用中，以栅格为主；在交通、公共设施、市场等领域的在交通、公共设施、市场等领域的GIS中，矢量占优中，矢量占优势；而在资源和环境管理领域中常常同时采用栅格势；而在资源和环境管理领域中常常同时采用栅格数据结构。数据结构。 第二节第二节 空间数据表达空间数据表达3、两种数据格式的比较、两种数据格式的比较 需要指出，遥感数字图像或数码相机摄取的图像需要指出，遥感数字图像或数码相机摄取的图像都是网格格式数据，每个网格不但要赋

34、于颜色，而都是网格格式数据，每个网格不但要赋于颜色，而且同时还要赋于亮度。矢量格式数字化图件对此不且同时还要赋于亮度。矢量格式数字化图件对此不能表现，它只能将边界围成一个区域作为一个均质能表现，它只能将边界围成一个区域作为一个均质区域笼统地赋于一种颜色，加以处理，这正是遥感区域笼统地赋于一种颜色，加以处理，这正是遥感图象处理的复杂之处。图象处理的复杂之处。第二节第二节 空间数据表达空间数据表达两种数据格式的优缺点两种数据格式的优缺点第二节第二节 空间数据表达空间数据表达4、矢栅数据一体化结构、矢栅数据一体化结构矢栅数据一体化结构是同时具有矢量和栅格特征矢栅数据一体化结构是同时具有矢量和栅格特征

35、的数据表达格式，实质是将矢量方法表示的线性实体，的数据表达格式，实质是将矢量方法表示的线性实体，除记录原始取样点之外，还记录中间包含的栅格，使除记录原始取样点之外，还记录中间包含的栅格，使其既保存矢量特性，又具有栅格性质，本质上是一种其既保存矢量特性，又具有栅格性质，本质上是一种以栅格为基础的数据结构。由于栅格数据结构的精度以栅格为基础的数据结构。由于栅格数据结构的精度低，通常用细分格网的方法，来提高点、线、面状目低，通常用细分格网的方法，来提高点、线、面状目标边界线数据的表达精度。标边界线数据的表达精度。第三节第三节 空间数据的获取空间数据的获取 1、地图数据、地图数据 2、遥感数据、遥感数

36、据 3、测量数据、测量数据 4、野外采集数据、野外采集数据 5、调查统计数据、调查统计数据 6、法律文档数据、法律文档数据 7、已有系统数据等等、已有系统数据等等第三节第三节 空间数据的获取空间数据的获取 数据获取是建立应用地理信息系统的瓶颈，人们希数据获取是建立应用地理信息系统的瓶颈，人们希望实现空间数据的快速采集望实现空间数据的快速采集, ,实现空间数据快速采集实现空间数据快速采集的解决方案的解决方案 v图形图像识别的自动化图形图像识别的自动化 v多种信息源采集的技术集成多种信息源采集的技术集成 v数据资源的数据共享数据资源的数据共享 其中第一个问题难度最大。其中第一个问题难度最大。第三节

37、第三节 空间数据的获取空间数据的获取 1、地图数据的获取、地图数据的获取 地图数字化是获取地图数据最基本方法，这是指地图数字化是获取地图数据最基本方法，这是指将传统的纸质或其它材料上的地图（模拟信号）将传统的纸质或其它材料上的地图（模拟信号）转换成计算机可识别的图形数据，并将数字化数转换成计算机可识别的图形数据，并将数字化数据在计算机中进行存储，以便分析和输出。据在计算机中进行存储，以便分析和输出。 通常有两种方法实现地图数字化，即通常有两种方法实现地图数字化，即： 直接数字化（数字化仪）输入；直接数字化（数字化仪）输入； 扫描（扫描仪）输入扫描（扫描仪）输入。 值得注意，两者在输入时都存在投

38、影变换和坐值得注意，两者在输入时都存在投影变换和坐标变换问题标变换问题第三节第三节 空间数据的获取空间数据的获取 两种数字化方式的比较两种数字化方式的比较 直接数字化直接数字化 扫描数据矢量化扫描数据矢量化数据量小；数据量小；数据量大；数据量大； 劳动强度大，技术要求低；劳动强度大，技术要求低；涉及技术多；涉及技术多；适合线条少，多余信息多的图适合线条少，多余信息多的图适合线条清晰地形图适合线条清晰地形图第三节第三节 空间数据的获取空间数据的获取 2 2、遥感数据的获取、遥感数据的获取 航空和航天数据是航空和航天数据是GIS的重要数据源，用于获取影像数的重要数据源，用于获取影像数据。据。 1）

39、目视法获取遥感影像数据）目视法获取遥感影像数据 该法的实质是用该法的实质是用RS获取专题图作为获取专题图作为GIS的数据源。即将航空，的数据源。即将航空，航天影像经目视判读，编出各种专题图，进数字化进入航天影像经目视判读，编出各种专题图，进数字化进入GIS系统。系统。 2）将）将RS影像作为基础层输入到影像作为基础层输入到GIS中中，实现栅格影象和，实现栅格影象和GIS线划图的叠置，从中提取信息。叠置前必需进行几何校正。线划图的叠置，从中提取信息。叠置前必需进行几何校正。 3）将）将RS直接进入直接进入GIS系统系统，利用，利用RS实现对实现对GIS空间数据和空间数据和属性数据的更新。属性数据

40、的更新。第三节第三节 空间数据的获取空间数据的获取 RS信息信息地形信息地形信息专业信息专业信息初步解释初步解释详细解释详细解释专题图专题图不不满满意意再解释再解释调查调查满意满意第三节第三节 空间数据的获取空间数据的获取 地形图地形图专题图专题图扫描仪输入扫描仪输入数字化影象图数字化影象图航片航片卫片卫片数字影象图数字影象图计算计算机图机图象处象处理识理识别系别系统统输出输出影像匹配影像匹配影像识别影像识别影像分类影像分类地图识别地图识别第三节第三节 空间数据的获取空间数据的获取 3 3、摄影测量数据的获取、摄影测量数据的获取 1） 地面摄影测量和航空摄影测量地面摄影测量和航空摄影测量 摄影测量包括垂直的航空摄影测量和倾斜的地面摄影测量。摄影测量包括垂直的航空摄影测量和倾斜的地面摄影测量。摄影测量中较有效的方式是立体摄影测量。通过对同一地区同摄影测量中较有效的方式是立体摄影测量。通过对同一地区同时摄影两张或多张重叠的像片，最后通过数字摄影测量工