城市数字测图和地理基础信息数据库

1、城市数字测图和地理基础信息数据库第一页，共51页。数字测图第二页，共51页。数字测图数据采集数据记录格式和编码图形文件生成等高线生成地图符号的自动绘制人机交互图形编辑地图输出和存储第三页，共51页。数据采集四种作业模式 :全站仪 + 电子手簿记录 , 绘草图, 人机交互编码全站仪 + PDA / 手提电脑 , 现场人机交互编码全站仪记录, 绘草图, 人机交互编码GPS RTK + 手持测距仪, 绘草图, 人机交互编码两种作业方式:先控制后测图 ( 适用于较大面积测图或复杂地区 )边控制边测图 ( 适用于小面积测图 )第四页，共51页。碎部点坐标的间接计算方法方向交会边长交会支距法偏距法内插和等

2、分垂线足三点矩形对角线六边形第五页，共51页。野外数据采集草图草图是编码间接计算的依据点号和记录点号一致,相对位置正确草图上地形要素以符号绘制或用注记说明第六页，共51页。数据编码地形要素符号码 一般采用 4 位码, 按图式分类编码2. 连线顺序码 开始为 0，中间为 1, 结束为 23. 连接线码 单点为 0，直线为 1，圆弧为 2，曲线 为 3第七页，共51页。野外数据采集记录格式A1为记录代码, 表示记录的含义A2为点号, A3为连接点号A4为线序码, 表示连线顺序A5为线型码, 表示直线、 圆弧、 曲线A6为符号码, 表示地形要素A7 A9为坐标A10为附加码第八页，共51页。图形文件

3、生成坐标文件 点号、坐标、高程图块索引文件 符号码、线码、点数、在点链文件中图块 起点地址图块点链文件 图块点在坐标文件中的序号第九页，共51页。图形文件坐标文件图块点链文件图块索引文件第十页，共51页。等高线生成构网、内插、追踪生成等高线文件等高线索引文件（ 等高线种类、高程、 点数、在点链文件中 起点地址 ）等高线点链文件（ 等高线点的坐标 ）第十一页，共51页。地形图独立符号的自动绘制 在坐标格网纸上, 将符号尺寸放大20倍, 符号定位点和坐标原点重合, 依次读轮廓点坐标, 建立独立符号库。 绘制时, 按符号码调出坐标数据, 缩小20倍, 并进行坐标平移和旋转后, 绘制符号。第十二页，共

4、51页。地形图线状符号的自动绘制 根据特征点的坐标和符号尺寸，计算各细部点的坐标，按符号连线绘制符号。第十三页，共51页。地形图面状符号晕线的自动绘制 将坐标旋转，Y轴和晕线平行，晕线数为： N = (Xmax- Xmin ) / H 计算晕线和轮廓边的交点。 交点按Y值排序后，返回原来坐标系，每两个交点连接，绘制晕线。第十四页，共51页。人机交互图形编辑坐标转换图形裁剪图形缩放图形修改（ 删除、平移、旋转 ）注记图廓生成第十五页，共51页。地形图数字化手扶跟踪数字化 ( 数字化板 ) 数字化板坐标转变为地形图测量坐标 扫描屏幕数字化 ( 扫描仪 ) 像素坐标转变为地形图测量坐标第十六页，共5

5、1页。数字测图存在问题内业效率偏低，内业需要时间较长。成图过于依赖计算机屏幕编辑。等高线生成考虑因素较少。部分符号不美观。数据共享性差，数据难以建库。第十七页，共51页。计算机图形编辑保持图形和原始测量数据的一致，保持图块的完整性，保持地形图的专业性和艺术性。按编码生成图形，减少图形编辑工作量，使图形编辑的含义是在测量数据编码生成图形后的地形图整饰。过于依赖屏幕编辑，如同设计一样任意的修改图形会有损于成图质量。 城市地形图图形编辑应更多的考虑城市基础地理信息数据库的要求。第十八页，共51页。地形图测绘质量控制控制数据采集，设置观测限差，实时检查。重要观测数据规定在线记录。二进制文件记录不能更改

6、，电子手簿记录存档。地形点测绘，二进制文件记录，电子手簿记录存档。每一测站适量检查已测地形点，并作记录。对实测点和计算点作相应标志，进行自动统计分析。测图软件对保证成图质量有重要作用，统一测图软件，消除无地形点的地物图形和高程注记。第十九页，共51页。常用GIS基础软件的介绍第二十页，共51页。 常用GIS基础软件的介绍 当前具有市场报价的GIS软件高达数百种，其功能集合基本相似，但是其具体的实现方式（如用户界面，操作流程）和操作效率（如速度、数据量）存在不同之处。 GIS技术是从地学领域开始起步，但早己超出了地学领域的应用范畴。从GIS软件的发展来说，大致可以分为三种：1.基于地理分析基础的

7、综合性GIS软件2.基于计算机辅助设计（CAD）软件上开发的具 有GIS功能的软件3.基于桌面制图系统发展起来的桌面GIS第二十一页，共51页。1ESRI产品系列 ESRI公司（Environmental Systems Research Institute Inc.）于1969 年成立于美国加利福尼亚州的Redlands市，公司主要从事GIS工具软件的开发和GIS数据生产。 ESRI的产品中，最主要的是运行于UNIX/Windows NT平台上的ArcInfo，它由两部分组成：Workstation ArcInfo和Desktop ArcInfo。另外还有桌面的 ArcView GIS。第二

8、十二页，共51页。Workstation ArcInfo介绍 Workstation ArcInfo基于拓扑数据模型，实现了图库（Map Library）的管理，并且具有了栅格数据的分析功能，支持栅格矢量一体化查询和叠加显示。ArcInfo 还提供了二次开发语言AML以及开放开发环境ODE，以便于用户定制自己的GIS应用。 Workstation ArcInfo提供了基本的GIS功能，包括数据录入和编辑、投影变换、制图输出、查询分析及其分析功能（缓冲区分析、叠加复合分析等等）。还有一些扩展模块实现特定的专门功能：第二十三页，共51页。Workstation ArcInfo介绍TIN不规则三角网

9、的地表模型生成、分析模块 GRID栅格分析处理模块NETWORK网络分析模块ARCSCAN扫描矢量化模块。ARCSTORM基于C/S机制建立的数据库管理模块COGO处理测图中空间要素的几何关系ArcPress图形输出模块ArcSDE空间数据引擎是一个连续的空间数据模型，通过它将空间数据加入到关系数据库管理系统中，并基于客户机/服务器机制提供了对数据进行操作的访问接口，支持多用户、事物处理和版本管理。第二十四页，共51页。Desktop ArcInfo介绍 Desktop ArcInfo是具有Windows风格界面的平台,包括三个应用：Arc Map 实现地图数据的显示、查询和分析Arc Cat

10、alog 对元数据的定位、浏览和管理空间数据Arc Toolbox 常用数据分析处理功能组成的工具箱。第二十五页，共51页。ArcView GIS介绍ArcView GIS是ESRI的桌面GIS系统，它以工程为中心，实现了对地图数据、结构化的属性数据、统计图、地图图面配置、开发语言等多种文档的管理。并提供脚本语言Avenue使用户定制系统，还以“插件”的形式提供了一些扩展模块，包括：Spatial Analyst栅格数据的建模分析Network Analyst网络分析ArcPress制图输出3D Analyst利用DEM实现三维透视图的生成Image Analyst影像分析处理 Trackin

11、g Analyst接收、回放GPS实时数据第二十六页，共51页。2Intergraph产品系列 Intergraph公司成立于1969年，总部位于美国阿拉巴马州的汉斯维尔市，公司致力于计算机辅助设计、制造以及专业制图领域的硬件软件以及服务支持。 Intergraph提供的GIS产品包括专业GIS系统（MGE），桌面GIS系统（GeoMedia），以及因特网GIS系统（GeoMedia Web Map）。第二十七页，共51页。MGE 介绍 MGE构成了Intergraph专业GIS软件产品族。它包括基本GIS功能： I/GEOVEC-提供扫描图像矢量 MGE Analyst-拓扑空间分析 MGE

12、 Map Finisher-地图整饰输出还包括了一些扩展模块 I/RAS C，MGE Image Analyst-图像处理分析 MGE Network Analyst-网络分析 MGE Grid Analyst-格网分析 MGE Terrain Analyst-地形模型分析 MGE Voxel Analyst-基于真三维的地下体分析第二十八页，共51页。GeoMedia Professional介绍 GeoMedia Professional是空间数据采集和管理的GIS产品，它将空间图形数据和属性数据都存放于关系数据库（Microsoft Access）中，在一定程度上提高了系统的稳定性和开放

13、性，并且提高了数据采集、编辑、分析的效率。它支持多种数据源，包括其它GIS软件厂商的数据文件以及多种关系数据库；实现了矢量栅格的集成操作；提供了多种空间分析功能。第二十九页，共51页。GeoMedia的其它模块：GeoMedia Network交通网络以及逻辑网络的管理、分析、规划GeoMedia SmartSketch计算机辅助设计(CAD)软件GeoMedia Relation Moduler建立设备间的网络关系GeoMedia Object基于多个OCX控件开发具体的应用系统GeoMedia Mfworks基于栅格数据的分析模块GeoMedia Oracle GDO Server地理数据

14、写入到Oracle数据库第三十页，共51页。3MapInfo产品系列 MapInfo公司于1986年成立于美国特洛伊(Troy)市，成立以来，该公司一直致力于提供先进的数据可视化、信息地图化技术，其软件代表是桌面地图信息系统软件MapInfo。 MapInfo Professional是MapInfo公司主要的软件产品，它支持多种本地或者远程数据库，较好地实现了数据可视化，生成各种专题地图。此外还能够进行一些空间查询和空间分析运算，如缓冲区等等，并通过动态图层支持GPS数据。第三十一页，共51页。MapBasic-二次开发的编程语言，能够扩展MapInfo功能，并与其它应用系统集成MapInf

15、o ProServer-应用于网络环境下的地图应用服务器MapInfo MapX-MapInfo提供的OCX控件MapInfo MapXtrem-基于Internet/Extranet的地图应用服务器SpatialWare-在对象关系数据库环境下基于SQL进行空间查询和分析的空间信息管理系统Vertical Mapper-提供了基于网格的数据分析工具MapInfo介绍第三十二页，共51页。4GeoStar产品 GeoStar（吉奥之星）是武汉大学开发的、面向大型数据管理的GIS软件，其功能模块包括： GeoStar是整个系统的基本模块，支持从数据录入到制图输出的整个GIS工作流程。 GeoGr

16、id数字地形模型和数字正射影像的处理、分析模块。 GeoTIN建立TIN和DEM，生成三维曲面。 GeoImager遥感图像的处理和影象制图。 GeoImageDB多尺度的遥感影象数据库系统 GeoSurf因特网空间信息发布系统 GeoScan图像扫描矢量化模块第三十三页，共51页。5. MapGIS产品 MapGIS是中国地质大学开发的地理信息系统软件，其功能模块包括： 数据输入模块 数据处理模块 数据输出模块 数据转换模块 数据库管理 空间分析模块 图像处理模块 电子沙盘系统 数字高程模型第三十四页，共51页。 小 结 纵观各GIS平台，其核心在于空间分析能力,其图形编辑、图幅质量不是其关

17、注重点。大部分GIS都具有自身的数据库系统以管理非图形数据,但这些”内置”式的数据库系统在用户数据量庞大或用户需要大量的数据库操作是显得有所薄弱。因此, 大型GIS软件均有与商业数据库的开放接口,将非图形数据交给关系数据库管理系统（RDBMS）管理。GIS软件则提供图形数据与非图形数据的连接。这就为GIS采用数字测图所得到的各种数据源提供了方便。第三十五页，共51页。基础地理信息数据库第三十六页，共51页。数字地图基础地理信息数据库GIS测绘生产数据格式转换和分发基础地理信息数据库的模式 数据库是连接数字测图与地理信息系统的桥梁 测绘部门是建立基础地理信息的权威部门，其数字地图产品要为各规划和

18、建设部门服务。为了进行测绘数据的有效管理和服务，首先应确立空间数据模型，建立基础地理信息数据库。第三十七页，共51页。基础地理信息数据库主要任务测绘部门在建立城市地理信息系统的目标下，利用测绘资料，建立城市基础地理信息数据库。更好地管理测绘资料，更有效地组织测绘生产，具有多种数据开发功能。为各部门提供共享数据，因此数据内容、位置精度、数据格式都必须满足各部门建立各个专业信息系统的要求。第三十八页，共51页。基础地理信息数据库数据内容城市基础地理信息的空间位置数据来源于大比例尺地形图、地籍图和地下管线图，便于协调空间位置的相对关系，但地籍和地下管线信息系统应由各专业部门建立。少量的属性数据就是地

19、形图上各地形要素名称以及各种注记。空间位置数据应按地形要素进行分层存储，要形成完整的图块，能进行分层 迭加，生成地籍图和地下管线图等专业图种。第三十九页，共51页。地藉图分层第四十页，共51页。地藉图分层 (地藉界)第四十一页，共51页。地藉图分层 (房屋图)第四十二页，共51页。城市基础地理信息数据库地图比例尺城市基础地理信息的空间位置数据的详细程度与地图比例尺有关。1:500、 1:1000、 1:2000 比例尺地图可划为同一级比例尺地图，而把 1:5000、1:10000比例尺地图划为另一级比例尺地图。当有些地区具有 1:500 或 1:1000 以及 1:2000比例尺地图时，应采用

20、较大比例尺地图作为城市基础地理数据库的数据， 应解决 1:500 到 1:2000 的自动缩编或分层自动缩编。减少不同比例尺地图实测工作。第四十三页，共51页。城市基础地理信息数据库位置精度城市基础地理信息的空间位置数据可能是不同的精度，为了解空间位置数据不同的精度，应给予标志。在更新中逐步提高永久性建筑物轮廓点的位置精度。在地物的相对位置出现矛盾时，应根据高精度的点， 通过合理的方法来处理相对位置和坐标值，以消除地物相对位置出现的矛盾和保持数据的一致性。第四十四页，共51页。城市基础地理信息数据库空间数据的拓扑关系一般来说，地理信息系统非常重视空间数据的拓扑关系，但不是必备的功能。空间数据的

21、拓扑关系可以在各专业信息系统中建立，在城市基础地理信息数据库中空间数据应具备建立拓扑关系的数据格式。当需要直接利用拓扑关系时，也没有必要对全部空间数据建立拓扑关系。需要建立拓扑关系的空间数据有：地籍和行政边界、房屋轮廓线、道路中心线、地面及地下管线等。第四十五页，共51页。城市基础地理信息数据库开发方案城市测绘部门的基础地理信息数据库不宜直接利用现有的GIS平台，以至使数据处理的功能受到系统的局限。但应有向现有GIS平台进行数据转换功能。城市基础地理信息数据库的图形格式要满足图形显示速度和保持图块完整性的要求。数字测图和城市基础地理信息数据库之间有着紧密的联系，数字测图有形成数据库数据的处理功能，也能利用数据库数据进行修测更新。第四十六页，共51页。 数据库是长期存储在计算机系统内的通用化、综合性、结构化、可共享的数据集合，具有较小的数据冗余度和较高的数据独立性、安全性和完整性。其鲜明的特点，成熟的技术使得它对海量数据的管理得心应手，目前相对成熟的是关系数据库系统。为了适应管理空间数据的要求，许多著名的数据库厂商已经对其产品增加了相应支持。其中Oracle公司的产品比较突出。数据库平台的选择第四十七页，共51页。 Oracle是大型的