地球空间与空间数据基础

第二章地球空间与空间数据基础目前一页\总数一百九十六页\编于十九点一、几个相关概念

地理信息科学（GeographicalInformationScience）

侧重于将地理信息视为一门科学，而不仅仅是一个技术实现，主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存储、提取以及管理和分析过程中提出的一系列基本问题，包括：

1）分布式计算

2）地理信息的认知

3）地理信息的互操作

4）比例尺

5）空间信息基础设施的未来

6）地理数据的不确定性和基于GIS的分析

7）GIS和社会

8）地理信息系统在环境中的空间分析

9）空间数据的获取和集成等等第一部分概述目前二页\总数一百九十六页\编于十九点

Geomatics（地球测量、地球信息学、地球空间信息学）

为利用各种手段，通过一切途径获取和管理在空间基础信息生产管理过程中的空间参考数据部分的科学与技术。主要包括大地测量、地籍测量、摄影测量与测深等传统测绘领域以及遥感和空间信息系统等新领域，可以认为是测绘学应现代社会对空间信息有极大需求这一特点提出的一个更全面、更综合的学科体系。1）定义空间参考基础2）建立和使用对空间参照物体和现象进行定位和量测的方法、技术和工具3）整合不同参考系统中的数据4）提供合格数据5）运用计算机技术改善数据的处理、存储和发行

主要内容：目前三页\总数一百九十六页\编于十九点

地球信息科学（Geo-informationScience）1）3S系统为解决区域范围更广、复杂性更高的现代地学问题提供了新的分析方法和技术保证。2）全球变化(GlobalChange）、可持续发展（SustanableDevelopment）等方面的研究需要。

主要内容：1）地球信息的结构、性质、分类和表达；2）地球圈层间信息传输机制、物理过程及其增益和衰减以及信息流的形成机理；3）地球信息的空间认识及其不确定性与可预见性；4）地球信息模拟物质流、能量流和人流相互作用关系的时空转换特征；5）地球信息的获取和处理的应用基础理论等。目前四页\总数一百九十六页\编于十九点

地球信息技术包括：1）地球数据获取技术

2）地球信息模拟技术3）地球信息传播技术

目前五页\总数一百九十六页\编于十九点二、数字地球（TheDigitalEarth，DE

）地理信息系统遥感、GPS等测绘技术地球信息技术地理信息科学Geomatics地球信息科学地球系统科学数字地球全球变化可持续发展其它学科理论技术支撑计算机技术（网络，虚拟现实）政策应用数字地球和其它理论以及技术的关系目前六页\总数一百九十六页\编于十九点

基本概念1）数字地球是指数字化的三维显示的虚拟地球，或指信息化的地球，包括数字化、网络化、智能化和可视化的地球技术系统；2）实施数字地球计划，需要有政府、企业和学术界的共同协力参加。实施数字地球计划是社会的行为，需要全社会的关心和支持；3）数字地球是一次新的技术革命，将改变人类的生产和生活方式，进一步促进科学技术的发展和推动社会经济的进步。目前七页\总数一百九十六页\编于十九点InternetRS,GPSWebGIS-DB地学空间数据仓库以及交换站计算机仿真、虚拟现实OpenGIS

基本技术系统数字地球技术的基本框架示意图目前八页\总数一百九十六页\编于十九点

创建数字地球需要的技术

高分辨率卫星遥感数据的快速获取技术

地球空间数据的存储和处理

超媒体空间信息系统

地理信息的分布式计算

无比例尺数据库Metadata（元数据）

空间数据仓库

空间数据融合

虚拟现实技术目前九页\总数一百九十六页\编于十九点

数字地球潜在的应用

虚拟外交

打击罪犯

保护生态多样性

预报气候变化

增加农业生产力

…………目前十页\总数一百九十六页\编于十九点三、国家空间数据基础设施（NSDI）是国家信息基础设施之后的又一个国家级信息基础设施，其目的是为了协调基础地理空间数据集的收集、管理、分发和共享的基础设施。空间数据基础设施主要由四个部分组成：数据交互网络体系、基础数据集、法规与标准、机构体系。

我国NSDI建设1）空间信息的收集、管理、协调和分发的体系和机构2）空间数据收集系统3）地理空间数据集Metadata和空间信息交换网络4）基础空间框架数据5）地理空间数据标准：

数字城市(DigitalCity)、数字小区目前十一页\总数一百九十六页\编于十九点地球是圆的!地球上依然有人坚信地球是平的而不是圆的目前十二页\总数一百九十六页\编于十九点要在多大的地球仪上才能找到“你所在的大城市—你的家乡”呢？???怎么办？目前十三页\总数一百九十六页\编于十九点地球的两种不同模拟方式：地球仪(球体）地图（平面）目前十四页\总数一百九十六页\编于十九点第二部分地球空间与空间数据基础之地理基础地理基础是地理信息数据表示格式与规范的重要组成部分。它主要包括统一的地图投影系统、统一的地理网格坐标系统以及统一的地理编码系统。统一的地图投影系统就是要为地理信息系统选择和设计一种或几种适用的地图投影系统和网格坐标系统。目前十五页\总数一百九十六页\编于十九点一、地理坐标系统（空间参照系统）经纬度系统在很多方面都是最完善的，通常被称为地理坐标系统初中地理课本上关于经纬度的内容目前十六页\总数一百九十六页\编于十九点地理坐标系统（Geographiccoordinatesystem）:地面上的任一点的位置用经度和纬度来决定,经线和纬线是地球表面上两组正交(相交为90度)的曲线,这两组曲线构成的坐标,称为地理坐标系统.地理坐标是一种球面坐标。Parallel:垂直于地轴,并通过地心的平面叫赤道平面,平行于赤道的各个圆圈叫纬圈（纬度latitude）；Meridian:通过地轴垂直于赤道的平面,经面或子午圈（经度longitude）；地球如何定量表达？目前十七页\总数一百九十六页\编于十九点地球的近似表示地球椭球体大地水准面所包围的形体叫大地球体。在测量和制图中用绕自转轴（短轴）旋转的椭球体来代替大地球体，通常称为地球椭球体特点？特点？目前十八页\总数一百九十六页\编于十九点椭球体名称年代长半轴（米）短半轴（米）白塞尔(Bessel)184163773976356079克拉克(Clarke)188063782496356515克拉克(Clarke)186663782066356584海福特(Hayford)191063783886356912克拉索夫斯基194063782456356863I．U．G．G196763781606356775埃维尔斯特(Everest)183063772766356075常见的地球椭球体模型长半径a（赤道半径）短半径b（极半径）扁率e=(a-b)/a第一偏心率e2=(a2-b2)/a2第二偏心率e2=(a2-b2)/b2椭球的大小目前十九页\总数一百九十六页\编于十九点大地基准面（Geodeticdatum）:大地基准的定义包括大地原点、椭球参数、椭球与地球在原点的分离。常用的Datum:Pulkovo1942WGS_1984北京_1954西安_1980NAD27美国NAD83美国目前二十页\总数一百九十六页\编于十九点中国在1952年以前采用海福特（Hayford）椭球体，从1953-1980年采用克拉索夫斯基椭球体。中国自1980年开始采用GRS（1975）新参考椭球体系。我国1954年在北京设立了大地坐标原点，由此计算出来的各大地控制点的坐标，称为1954年北京坐标系。我国1980年大地坐标系的大地原点设在陕西省泾阳县永乐镇，并采用1975年国际大地测量协会推荐的大地参考椭球体。我国高程的起算面是黄海平均海水面。1956年在青岛设立了水准原点，其他各控制点的绝对高程都是根据青岛水准原点推算的，称此为1956年黄海高程系。目前二十一页\总数一百九十六页\编于十九点该坐标系是采用克拉索夫斯基椭球作为参考椭球，高程系统采用正常高，以1956年黄海平均海水面为基准。它实际上是苏联1942年坐标系的延伸，其原点不在北京，而在苏联普尔科沃，通过与原苏联1942年坐标系联测而建立的。解放后，为了建立我国天文大地网，在东北黑龙江边境上同苏联大地网联测，推算出其坐标作为我国天文大地网的起算数据，随后通过锁网的大地坐标计算，推算出北京点的坐标，并定名为1954年北京坐标系。目前二十二页\总数一百九十六页\编于十九点该坐标系的椭球参数选用1975年国际大地测量与地球物理联合会第16界大会的推荐值，简称IUUG-75地球椭球参数或IAG-75地球椭球。1978年4月召开的“全国天文大地网平差会议”上决定建立我国新的坐标系，称为1980年国家大地坐标系。其大地原点设在西安西北的永乐镇，称西安原点。

在GPS定位中，定位结果属于WGS-84坐标系。该坐标系是使用了更高精度的VLBL、SLR等成果而建立的。坐标系原点位于地球质心，Z轴指向BIH1984.0协议地极(CTP)。目前二十三页\总数一百九十六页\编于十九点PoGP1P2XYZxzyBIH1984.0零度子午面BIH1984.0定义的CTPWGS84坐标系定义目前二十四页\总数一百九十六页\编于十九点4、2000国家大地坐标系国务院批准自2008年7月1日启用我国的地心坐标系—2000国家大地坐标系，英文名称为ChinaGeodeticCoordinateSystem2000，英文缩写为CGCS2000。

国家大地坐标系的定义包括坐标系的原点、三个坐标轴的指向、尺度以及地球椭球的4个基本参数的定义。2000国家大地坐标系的原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心；2000国家大地坐标系的Z轴由原点指向历元2000.0的地球参考极的方向，该历元的指向由国际时间局给定的历元为1984.0的初始指向推算，定向的时间演化保证相对于地壳不产生残余的全球旋转，X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面（历元2000.0）的交点，Y轴与Z轴、X轴构成右手正交坐标系。目前二十五页\总数一百九十六页\编于十九点2000国家大地坐标系采用的地球椭球参数的数值为：长半轴a＝6378137m扁率f=1/298.257222101地心引力常数GM＝3.986004418×1014m3s-2

自转角速度ω＝7.292l15×10-5rads-1坐标系统地球椭球1954年北京坐标系1980西安坐标系WGS842000国家大地坐标系椭球名称克拉索夫斯基IUGG1975WGS-84CGCS2000建成年代50年代197919842008椭球类型参考椭球参考椭球总地球椭球总地球椭球a（m）6378245637814063781376378137

J2或C20(f)－（1：298.3）J2:1.08263×10-3（1：298.257）C20：-484.16685×10-6（1：298.257223563）J2:1.082629832258×10-31：/298.257222101GM(m3s-2)－3.986005×10143.986005×10143.986004418×1014ω（rad/s）－7.292115×10-57.292115×10-57.292l15×10-5各基准的参数比较目前二十六页\总数一百九十六页\编于十九点任意水准面大地水准面HAHA铅垂线AHBHBhAB坐标系统—高程系统高程系统目前二十七页\总数一百九十六页\编于十九点水准原点1985国家高程基准。29mm黄海海面1952-1979年平均海水面为0米目前二十八页\总数一百九十六页\编于十九点？？二、地图投影目前二十九页\总数一百九十六页\编于十九点直接建立在球体上的地理坐标，用经度和纬度表达地理对象位置建立在平面上的直角坐标系统，用（x，y）表达地理对象位置投影坐标参考系统—平面系统目前三十页\总数一百九十六页\编于十九点1、投影：地图投影的定义:地图投影就是建立地图平面上的点（x,y)和地球表面上的点(ϕ,λ)之间的函数关系。一般通式为：目前三十一页\总数一百九十六页\编于十九点2、地图投影的变形长度变形面积变形角度变形地图投影中不可避免地存在着变形，在建立一个投影时不仅要建立（x,y)与(,)之间的关系，而且要研究投影变形的分布与大小。地图投影的变形主要体现在：目前三十二页\总数一百九十六页\编于十九点3、地图投影的分类按变形性质分类等角投影、等积投影和等距投影按构成方法分类几何投影（方位投影、圆柱投影、圆锥投影）和非几何投影（伪方位投影、伪圆柱投影、伪圆锥投影和多圆锥投影）按照投影面与地球相割或相切分类割投影和切投影目前三十三页\总数一百九十六页\编于十九点3.地图投影的基本概念按构成及位置分：目前三十四页\总数一百九十六页\编于十九点b，c为等角投影d为等距投影e为等面积投影按变形性质分：目前三十五页\总数一百九十六页\编于十九点根据投影面与球面相关位置的分类图目前三十六页\总数一百九十六页\编于十九点（1）墨卡托投影（Mercatorprojection）正轴等角圆柱投影，圆柱投影的一种，由荷兰地图学家墨卡托（G.Mercator）于1569年创拟。为地图投影方法中影响最大的。墨卡托投影把经度为λ，纬度为Ф的点投影到:X=λY=Intan（Ф/2+π/4）目前三十七页\总数一百九十六页\编于十九点（2）Lambert投影（正轴等角割圆锥投影）：我国的基本比例尺地形图中，大于等于50万的均采用高斯-克吕格投影(Gauss-Kruger)，小于50万的地形图采用兰勃特投影(LambertConformalConic)，我国的全国地图及分省地图和小于1比50万的地图一般使用lambert投影,全国地图的标准纬线现在是使用25度和47度（之前使用过25，45）。目前三十八页\总数一百九十六页\编于十九点（3）高斯-克吕格投影（等角横切椭圆柱投影）：目前三十九页\总数一百九十六页\编于十九点投影带的计算:我国比例尺小于1:1万的地形图采用6度带（经度差为6度），对于比例尺大于或等于1:1万的地形图采用3度带。起点0°子午线，自西向东，6°经差为一个投影带，全球分为60带，各带用自然序数1,2,3,……60表示。我国位于东经72°---136°之间，共11个投影带，13—23带。目前四十页\总数一百九十六页\编于十九点X坐标值在赤道以北为正，以南为负；Y坐标值在中央经线以东为正，以西为负。我国在北半球，X坐标皆为正值。Y坐标在中央经线以西为负值，运用起来很不方便。为了避免Y坐标出现负值，将各带的坐标纵轴西移500公里，即将所有Y值都加500公里。由于采用了分带方法，各带的投影完全相同，某一坐标值（x，y），在每一投影带中均有一个，在全球则有60个同样的坐标值，不能确切表示该点的位置。因此，在Y值前，需冠以带号，这样的坐标称为通用坐标。目前四十一页\总数一百九十六页\编于十九点高斯—克吕格投影特点高斯投影是一种横轴等角切椭圆柱投影，其条件为：1）中央经线和地球赤道投影成为直线且为投影的对称轴；2）等角投影；3）中央经线上没有长度变形。由公式可分析出高斯投影变形具有以下特点：1）中央经线上无变形2）同一条纬线上，离中央经线越远，变形越大；3）同一条经线上，纬度越低，变形越大；4）等变形线为平行于中央经线的直线。目前四十二页\总数一百九十六页\编于十九点三、GIS中地图投影的设计与配置1、地理信息系统与地图投影2、地理信息系统中地图投影设计与配置的一般原则

目前四十三页\总数一百九十六页\编于十九点1、关系

GIS以平面地图的方式显示地理信息，因此地图投影在GIS中不可缺少。GIS数据库数据存储要求投影。GIS中，地理数据的显示可根据用户的需要而指定投影方式，但当所显示的地图与国家基本地图系列的比例尺一致时，一般采用国家基本系列地图所用的投影。目前四十四页\总数一百九十六页\编于十九点目前四十五页\总数一百九十六页\编于十九点1）各国家的地理信息系统所采用的投影系统与该国的基本地图系列所用的投影系统一致；2）各比例尺的地理信息系统中的投影系统与其相应比例尺的主要信息源地图所用的投影一致；3）各地区的地理信息系统中的投影系统与其所在区域适用的投影系统一致；4）各种地理信息系统一般以一种或两种投影系统为其投影坐标系统，以保证地理定位框架的统一。统一的坐标系统是地理信息系统建立的基础目前四十六页\总数一百九十六页\编于十九点2、地理信息系统中地图投影配置的一般原则为：1）所配置的投影系统应与相应比例尺的国家基本图投影系统一致；2）系统一般地只考虑至多采用两种投影系统，

一种服务于大比例尺的数据处理与输入输出，另一种服务于中小比例尺；3）所用投影以等角投影为宜；4）所用投影应能与网格坐标系统相适应，即所采用的网格系统在投影带中应保持完整。目前四十七页\总数一百九十六页\编于十九点目前四十八页\总数一百九十六页\编于十九点我国地理信息系统中常用的地图投影配置与计算

1）我国基本比例尺地形图（1：100万、1：50万、1：25万、1：10万、1：5万、1：2.5万、1：1万、1：5000万）除1：100万外均采用高斯-克吕格投影为地理基础；2）我国1：100万地形图采用了Lambert投影，其分幅原则与国际地理学会规定的全球统一使用的国际百万分之一地图投影保持一致；目前四十九页\总数一百九十六页\编于十九点3）我国大部分省区图以及大多数这一比例尺的地图也多采用Lambert投影和属于同一投影系统的Albers投影；4）Lambert投影中，地球表面上两点间的最短距离表现为近于直线，这有利于地理信息系统中的空间分析和信息量度的正确实施。目前五十页\总数一百九十六页\编于十九点第三部分：空间数据特征和类型目前五十一页\总数一百九十六页\编于十九点空间对象(实体)的地图表达线:位置(x1,y1)(x2,y2)….属性:符号,颜色,形状,尺寸空间数据的表达方式:第一种地图目前五十二页\总数一百九十六页\编于十九点遥感传感器平台传感器空间对象(实体)的遥感影像表达第二种影像目前五十三页\总数一百九十六页\编于十九点空间现象及其描述现实世界空间数据地图遥感影像特征关系行为观察选择抽象综合测量：位置编码：属性建立关系：表达目前五十四页\总数一百九十六页\编于十九点空间对象一般按地形维数进行归类划分点：零维线：一维面：二维体：三维时间：通常以第四维表达，但目前GIS还很难处理时间属性。空间对象的维数与比例尺是相关的空间对象(实体)的类型表现形式？目前五十五页\总数一百九十六页\编于十九点一、.地理实体1、

地理实体

地球空间上不能继续分割的单元，是一种空间实体。实体标识符空间位置空间性质属性特征功能学校名称点坐标与道路有段距离学生数教学铁路编码一组坐标连接连接两个城市运量营运中钻孔钻孔号空间坐标深度孔径取样蓄水池名字地面坐标容积水质水位变化地理实体的特征描述目前五十六页\总数一百九十六页\编于十九点2、空间实体的描述对空间实体的描述有5种内容：即识别码、位置、空间特征、实体的角色、行为或功能以及实体的空间特性。识别码：用于区别同类而又不同的实体。位置：可用坐标描述也可用其它形式。空间特征：也是位置信息的一种，如维数、类型及实体的组合等。实体的行为和功能：是指在数据采集过程中不仅要重视实体的静态描述，还要收集那些动态的变化，如岛屿的侵蚀、水体污染的扩散、建筑的变形等。实体的衍生信息：如一个实体有许多个名称。目前五十七页\总数一百九十六页\编于十九点

地理实体的描述空间特征非空间特征空间数据属性数据3、地理实体的类型点：节点node(线的起点、终点和交点)、顶点Vertex(线的中间点）线：Arc(两个节点之间的线)面：由一条或一条以上首尾相连的线组成体：由若干面或曲面组成目前五十八页\总数一百九十六页\编于十九点

有位置，无宽度和长度；抽象的点美国佛罗里达洲地震监测站2002年9月该洲可能的500个地震位置

点实体目前五十九页\总数一百九十六页\编于十九点香港城市道路网分布

有长度，但无宽度和高度；用来描述线状实体,通常在网络分析中使用较多;

度量实体距离;

线实体目前六十页\总数一百九十六页\编于十九点

具有长和宽的目标通常用来表示自然或人工的封闭多边形一般分为连续面和不连续面中国土地利用分布图(不连续面)

面实体目前六十一页\总数一百九十六页\编于十九点有长、宽、高的目标通常用来表示人工或自然的三维目标，如建筑、矿体等三维目标香港理工大学校园建筑

空间对象:体目前六十二页\总数一百九十六页\编于十九点

体实体目前六十三页\总数一百九十六页\编于十九点栅格和矢量结构是计算机描述空间实体的两种最基本的方式。

4、地理信息数字化描述方法目前六十四页\总数一百九十六页\编于十九点

地图的矢量和栅格表示目前六十五页\总数一百九十六页\编于十九点编码：区别不同的实体，包括分类码和识别码。分类码表识空间对象的类别，而识别码对每个空间对象进行表识，是唯一的。位置：坐标形式给出空间对象的空间位置类型：空间对象所属的实体类型，或有那些实体组成行为：空间对象所具备的行为和功能属性：空间对象所对应的非几何信息说明：实体数据来源、精度等关系：与其他实体之间的关系5、空间对象的描述要素目前六十六页\总数一百九十六页\编于十九点为什么要进行编码？编码对象：属性数据编码方法：层次分类编码多源分类编码编码标准化6、

空间对象的编码1、便于区分；2、便于与空间数据链接；3、便于管理目前六十七页\总数一百九十六页\编于十九点目前六十八页\总数一百九十六页\编于十九点分类对象的从属和层次关系有明确的分类对象类别和严格的隶属关系高压711电线架715管线:7地下电力线与电缆72电力线71地下检修井74管线73低压712电杆713电塔714不依比例7142依比例7141

空间对象的层次分类编码目前六十九页\总数一百九十六页\编于十九点按空间对象不同特性进行分类并进编码代码之间没有隶属关系，反映对象特性具有较大的信息量，有利于空间分析

空间对象的多源分类编码目前七十页\总数一百九十六页\编于十九点描述空间对象之间的空间相互作用关系方法

绝对关系:坐标、角度、方位、距离等；相对关系：相邻、包含、关联等.相对关系类型拓扑空间关系：描述空间对象的相邻、包含等顺序空间关系：描述空间对象在空间上的排列次序，如前后、左右、东、西、南、北等。度量空间关系：描述空间对象之间的距离等。地图、遥感影象上的空间关系是通过图形识别的，在GIS中的空间关系则必须显式的进行定义和表达。空间关系的描述多种多样，目前尚未有具体的标准和固定的格式，但基本原理一致。不同的GIS可能采用不同的方法进行描述

二、地理实体的空间关系表达目前七十一页\总数一百九十六页\编于十九点1、拓扑的来源1.1拓扑的来源

“拓扑（Topology）”一次来自希腊文，它的原意是“形状的研究”。拓扑学时几何学的一个分支，它研究在拓扑变换下能够保持不变的几何属性——拓扑属性。例子：设想一块高质量的橡皮，它的表面是欧几里的平面，这块橡皮可以任意被拉伸、压缩，但是不能够被扭转或折叠。在橡皮的表面上有由结点、弧、环、面组成的可能任意图形。我们对橡皮进行拉伸、压缩，在橡皮进行这些变换的过程中，图形的一些属性消失，一些属性将继续保持存在。设想象皮表面有一个多边形，里面有一个点。当拉伸、压缩橡皮时，点依旧在多边形中，点和多边形的位置关系不会发生变化，但是多边形的面积会发生变化。所以：“点的内置”是拓扑属性，而面积不是拓扑属性，拉伸和压缩就是拓扑变换。目前七十二页\总数一百九十六页\编于十九点1.2为什么要研究地图上的拓扑？1.拓扑概念：

拓扑学是研究图形在保持连续状态下变形时的那些不变的性质，也成为“橡皮板几何学”。

在地图上仅用距离和方向参数描述地图上的目标之间的关系总是不圆满的。

因为图上两点之间的距离和方向会随着地图投影的不同而发生变化，故仅用距离和方向参数还不能够确切地表示它们之间的空间关系。（如下图）2.描述目标间关系需要目前七十三页\总数一百九十六页\编于十九点Longitude/Latitude投影Gauss-Krivger投影

从上图可以看出，用拓扑关系表示，不论怎么变化，其邻接、关联、包含等关系都不改变。拓扑关系能够从质的方面和整体的概念上反映空间实体的空间结构关系。研究拓扑关系对于地图数据处理和正确显示将是十分重要的。目前七十四页\总数一百九十六页\编于十九点图3-4(a)(b)所表示的图，其几何形状不同，但它们结点间拓扑关系是相同的，均可用图3-4(c)所示结点邻接矩阵表示。(c)中交点为1处表示相应纵横两结点相连。同样，图3-5(a)(b)所表示的图，其几何形状完全不同，但各面块之间的拓扑邻接关系完全相同，如图3-5(c)邻接矩阵所示，(c)中交点为1处表示相应的两个面相邻。目前七十五页\总数一百九十六页\编于十九点1.3拓扑关系的基本概念

地图要素可以抽象为点、线、面来表示，这种归纳正好适合于建立拓扑关系和建立拓扑表示。1.若地图平面上反映一定意义的零维图形的附近没有其它图形与之联系，则称这个零维图形为独立点（Point）。如水井3.地图平面上连接两结点的有一定意义的一维图形称为边（Edge）

，也叫弧段（Arc）。例如：连个城市之间的道路4.由一些边围成的有一定意义的闭合区域称为面（Area）。2.若在某个有一定意义的零维图形附近还存在另外有意义的零维图形与之联系，则称这个零维图形为结点（Node）。目前七十六页\总数一百九十六页\编于十九点1.4基本的拓扑关系

拓扑邻接和拓扑关联是用来描述网结构元素（比如结点、弧段、面域）之间的两类二元关系。

基本拓扑关系分为拓扑邻接关系、拓扑关联关系和拓扑包含关系。

拓扑邻接关系存在于同类型元素之间（注意是“偶对集合”）。一般用来描述面域邻接。

拓扑关联关系存在于不同类型元素之间。一般用来描述结点与边、边与面的关系。

拓扑包含关系用来说明面域包含于其中的点、弧段、面域的对应关系。包含关系有同类的，也有不同类的。目前七十七页\总数一百九十六页\编于十九点起点终点中间点弧段1弧段3弧段2弧段41.5拓扑关系的表达面:弧:拓扑关系的图形表达目前七十八页\总数一百九十六页\编于十九点邻接相交重合相离包含点—点点—线点—面线—面面—面线—线目前七十九页\总数一百九十六页\编于十九点空间拓扑关系表达—关系表一、拓扑关联性拓扑关联性表示空间图形中不同类型元素，如结点、弧段及多边形之间的拓扑关系。目前八十页\总数一百九十六页\编于十九点二、拓扑邻接性拓扑邻接性表示图形中同类元素之间的拓扑关系。如多边形之间的邻接性，弧段之间的邻接性以及结点之间邻接关系(连通性)。目前八十一页\总数一百九十六页\编于十九点目前八十二页\总数一百九十六页\编于十九点三、拓扑包含性拓扑包含性是表示空间图形中，面状实体中所包含的其它面状实体或线状、点状实体的关系。目前八十三页\总数一百九十六页\编于十九点如图显式表达目前八十四页\总数一百九十六页\编于十九点半隐式表示目前八十五页\总数一百九十六页\编于十九点试利用关系表来表达右图的空间拓扑关系。ebc41325ABC76Dada:结点号A:多边形号1:弧段号弧段数字化方向P1P2P3P4目前八十六页\总数一百九十六页\编于十九点第四部分数据基础目前八十七页\总数一百九十六页\编于十九点地理信息系统的数据

地理信息系统的一个重要部分就是数据。数据类型:在开发一个特定的GIS时，要根据应用需求确定对各类数据的要求。数据获取:随着GIS产业化的深入发展，越来越多的数据资料被不同数据生产部门数字化数据质量:数据质量是指数据适用于不同应用的能力。目前八十八页\总数一百九十六页\编于十九点空间数据描述的是现实世界各种现象的三大基本特征：

1）空间特征

2）时间特征

3）专题属性。一、空间数据的基本特征目前八十九页\总数一百九十六页\编于十九点1.空间特征——空间特征指空间物体的位置、形状和大小等几何特征，以及与相邻物体的拓扑关系人类对空间目标的定位一般不是通过记忆其空间坐标，而是确定某一目标与其它更熟悉的目标间的空间位置关系，而这种关系往往也是拓扑关系。目前九十页\总数一百九十六页\编于十九点2.专题特征专题特征指的是除了时间和空间特征以外的空间现象的其他特征。如地形的坡度、坡向、某地的年降雨量、土地酸碱度、土地覆盖类型、人口密度、交通流量、空气污染程度等目前九十一页\总数一百九十六页\编于十九点3.时间特征空间数据总是在某一特定时间或时间段内采集得到或计算产生的目前九十二页\总数一百九十六页\编于十九点二、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分。命名式的测量尺度也称作类型测量尺度，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。次序测量尺度是基于对现象进行排序来标识的。比例测量尺度:

目前九十三页\总数一百九十六页\编于十九点三、数据来源数据来源可以大致分为原始数据或处理加工后的数据，又可将数据源分为非电子数据和电子数据两类。目前九十四页\总数一百九十六页\编于十九点数据种类目前九十五页\总数一百九十六页\编于十九点数据种类1、基础制图数据基础制图数据包括地形数据和人文景观数据。2、自然资源数据3、调查统计数据4、数字高程数据获取和存贮高程数据的方法有4种基本方法：规则格网法、离散等高线法、断面量测法和不规则三角网法。5、法律文档数据6、已有系统数据目前九十六页\总数一百九十六页\编于十九点一、

全球定位系统概述原理GPS系统:美国GPS、俄国GLONASS、欧空局GEOSTAR目前九十七页\总数一百九十六页\编于十九点 GPS是英文NavigationSatelliteTimingandRanging/GlobalPositioningSystem的缩写,意为利用卫星导航进行测时和测距,以构成全球卫星定位系统。是美国国防部主要为满足军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精度导航和定位的需要而建立的。自1973年美国军方批准成立联合计划局开始GPS的研究工作到1993年系统建成,该工程历时20年，耗资300亿美元，成为继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的第三项庞大空间计划。它从根本上解决了人类在地球上的导航和定位问题，在军事和工农业等领域得到了广泛的应用。给导航和定位技术带来了巨大的变化。1、概述目前九十八页\总数一百九十六页\编于十九点这三部分有各自独立的功能和作用，对于整个全球定位系统来说，它们都是不可缺少的。目前九十九页\总数一百九十六页\编于十九点共24颗卫星，其中3颗备用，分布在6个轨道面上。轨道面相对地球赤道面的倾角为55°，各轨道平面升交点赤经相差60°，相邻轨道上卫星的升交距角相差300。轨道平均高度约20200km，运行周期11h58m。因此，同一测站上每天出现卫星分布图形相同，只是每天提前约4分钟。每颗卫星每天约有5小时在地平线以上，同时位于地平线以上的卫星数目，随时间地点而异，最少4颗，最多达11颗。GPS空间部分目前一百页\总数一百九十六页\编于十九点1接收和存储由地面监控站发来的导航信息，接收并执行监控站的控制指令。2利用卫星上的微处理机，对部分必要的数据进行处理。3通过星载的原子钟提供精密的时间标准。4向用户发送定位信息。5在地面监控站的指令下，通过推进器调整卫星姿态和启用备用卫星。GPS卫星的基本功能目前一百零一页\总数一百九十六页\编于十九点GPS地面监控部分GPS的地面监控部分由分布在全球的5个地面站组成，其中包括卫星监测站（5个）、主控站（1个）和注入站（3个）1、监测站：是主控站直接控制下的数据自动采集中心。站内设有双频GPS接收机、高精度原子钟、计算机1台和若干台环境数据传感器。观测资料由计算机进行初步处理，存储并传输到主控站，以确定卫星轨道。主控站监控站监控站注入站/监控站注入站/监控站注入站/监控站夏威夷卡瓦加兰狄哥

伽西亚阿松森岛科罗拉多目前一百零二页\总数一百九十六页\编于十九点2、主控站除协调和管理地面监控系统外，主要任务：1）根据本站和其它监测站的观测资料，推算编制各卫星的星历、卫星钟差和大气修正参数，并将数据传送到注入站。2）提供全球定位系统的时间基准。各监测站和GPS卫星的原子钟，均应与主控站的原子钟同步，测出其间的钟差，将钟差信息编入导航电文，送入注入站。3）调整偏离轨道的卫星，使之沿预定轨道运行。4）启用备用卫星代替失效工作卫星。目前一百零三页\总数一百九十六页\编于十九点3、注入站：主要设备为1台直径3.6m的天线、1台c波段发射机和1台计算机。主要任务是在主控站的控制下，将主控站推算和编制的卫星星历、钟差、导航电文和其它控制指令等，注入到相应卫星的存储系统，并监测注入信息的正确性。整个GPS系统的地面监控部分，除主控站外均无人值守。各站间用现代化通讯网络联系，在原子钟和计算机的驱动和控制下，实现高度的自动化标准化。目前一百零四页\总数一百九十六页\编于十九点Slide105接收机调制解调器铯钟气象传感器监测站观测星历与时钟主控站计算误差编算注入导航电文调制解调器高功率放大器指令发生器数据存储器和外部设备注入站数据处理机数据处理机L1L2S波段GPS卫星GPS卫星地面监控系统流程图目前一百零五页\总数一百九十六页\编于十九点负责监控全球定位系统的工作：监测卫星是否正常工作，是否沿预定的轨道运行跟踪计算卫星的轨道参数并发送给卫星，由卫星通过导航电文发送给用户保持各颗卫星的时间同步必要时对卫星进行调度GPS地面控制部分的作用目前一百零六页\总数一百九十六页\编于十九点Slide107GPS用户设备部分用户部分组成GPS信号接收机及相关设备GPS接收机接收、跟踪、变换和测量GPS信号的无线电设备GPS接收机的组成天线、接收机、处理器、控制显示单元、电源GPS接收机的作用接收GPS卫星发射的无线电信号，以获得必要的定位信息和观测量，并经过数据处理而完成定位工作目前一百零七页\总数一百九十六页\编于十九点Slide108GPS接收机DSNPLEICAGARMIN

TRIMBLEASHTECHJAVAD目前一百零八页\总数一百九十六页\编于十九点现场作业目前一百零九页\总数一百九十六页\编于十九点GPS定位原理

GPS绝对定位原理利用GPS进行绝对定位的基本原理，是以GPS卫星和用户接收机天线之间的距离观测量为基准，根据已知的卫星瞬时坐标，来确定用户接收机天线所在的位置。实质是空间距离后方交会。又称伪距离测量。1、动态绝对定位：当用户接收设备安置在运动的载体上，确定载体瞬时绝对位置的定位方法；2、静态绝对定位：当接收机天线处于静止状态时，来确定观测站绝对坐标的方法。由于伪距有测码伪距和测相伪距之分，所以，绝对定位又可分为测码伪距绝对定位和测相伪距绝对定位。目前一百一十页\总数一百九十六页\编于十九点伪距：卫星发射的测距码信号到达GPS接收机的传播时间乘以光速所得到的量测距离。D=c·△t△t=t2-t1目前一百一十一页\总数一百九十六页\编于十九点目前一百一十二页\总数一百九十六页\编于十九点3、卫星定位系统的种类

●NNSS子午仪系统 ●GPS ●GLONASS系统 ●双星导航定位系统（北斗一号） ●GNSS加俐略系统目前一百一十三页\总数一百九十六页\编于十九点人造地球卫星的出现，首先引起了各国军事部门的高度重视。1958年底，美国海军武器实验室，开始着手建立为美国海军舰艇导航的卫星系统，即“海军导航卫星系统”（NavyNavigationSatelliteSystem——NNSS）。由于该系统卫星都通过地极，也称“子午(Transit)卫星系统”。1964年该系统建成，并在美国军方启用。1967年美国政府批准该系统解密，提供民用。该系统不受气象条件的限制，自动化程度高，具有良好的定位精度。NNSS卫星定位系统目前一百一十四页\总数一百九十六页\编于十九点尽管NNSS在导航技术的发展中具有划时代的意义，但由于该系统卫星数目少（5-6颗），运行轨道低（1000km）,观测时间长（1.5小时），无法提供连续实时三维导航，同时获得一次导航解的时间长，难以满足军事要求，尤其是高动态目标（飞机、导弹等）导航要求。而从大地测量看，定位速度慢，一个测站一般平均观测1-2天；精度低，单点定位精度3-5m，相对定位精度1m，使得在大地测量和地球动力学研究方面的应用，也受到很大限制。目前一百一十五页\总数一百九十六页\编于十九点Slide116GLONASS定位系统类似于GPS，是俄罗斯以空间为基础的无线电导航系统；其前身CICADA与子午系统同期，于1965年设计，有12颗卫星；20世纪70年代中期开始启动GLONASS计划1982年10月12日发射第一颗GLONASS卫星1996年1月18日，完成24颗卫星的布局，卫星具备完全工作能力由于经济原因，现在天空上的GLONASS卫星仅为8颗。目前一百一十六页\总数一百九十六页\编于十九点Slide117GPS/GLONASS系统参数比较GPSGLONASS卫星星座21+321+3轨道平面6个轨道面3个轨道面轨道倾角55。64.8。轨道高度20,200km19,123km运行周期11小时58分钟11小时15分钟星历数据轨道开普勒根数地心直角坐标卫星寻址CDMA（码分多址）不同的卫星采用不同的PRN码加以区分FDMA（频分多址）（L1）1602+k?/16MHz（L2）1246+k?/16MHz载波频率L1：1575.42MHzL2：1227.6MHz1602.5625MHz~1615.5MHz1246.4375MHz~1256.5MHz基准坐标系WGS-84PZ-90测距码伪随机噪声码伪随机噪声码码元数1023bit511bit码周期1ms1ms码频率1.023MHz0.511MHz时间基准GPS时统，与UTC保持一定的差值，无跳秒GLONASS时统，经常调整与UTC保持一致，有跳秒导航电文37500bits，持续750秒7500bits，持续150秒目前一百一十七页\总数一百九十六页\编于十九点Galileo背景：GLONASS在轨卫星缺失，GPS独霸市场

GLONASS、GPS均由军方控制欧盟：要建立国际民间控制的或欧盟自己的民用导航系统特点：共享的独立于GPS的无增强条件下的适于海陆空的系统。参股共建，收费。阶段：（一）2000年前，可行性评估或定义（二）2001~2005，开发和检测（三）2006~2007，部署（四）2008，商业运行目前一百一十八页\总数一百九十六页\编于十九点伽利略计划的资金预计为32亿到36亿欧元系统由30颗高轨道卫星组成，分布在轨道高度为2.4万千米、倾角为56度的3个轨道面上。基础设施包括天基和地基两部分。卫星将为用户提供精确的时间和误差不超过一米的全球精确定位服务，与美国GPS和俄罗斯的GLONASS争夺市场。目前一百一十九页\总数一百九十六页\编于十九点3、北斗系统北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统（BDS），是继美全球定位系统（GPS）、俄（GLONASS）和欧盟（GALILEO）之后第四个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力。

目前一百二十页\总数一百九十六页\编于十九点系统目标北斗卫星导航系统是建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠覆盖全球的导航系统。北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。该系统可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务并兼具短报文通信能力。目前一百二十一页\总数一百九十六页\编于十九点2010年1月17日GEO卫星2009年4月15日GEO卫星2007年4月14日MEO卫星北斗卫星导航系统三步走战略：第一步：2000年建成了北斗卫星导航试验系统，使中国成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。第二步：建设北斗卫星导航系统，2012年左右形成覆盖亚太大部分地区的服务能力。第三步：2020年左右，北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力。北斗的进展稳步推进目前一百二十二页\总数一百九十六页\编于十九点三、系统组成（1）空间段由5颗GEO（静止轨道）卫星和30颗Non-GEO（非静止轨道）卫星组成空间星座GEO卫星MEO卫星目前一百二十三页\总数一百九十六页\编于十九点（2）地面段由主控站、上行注入站和监测站等若干个地面站组成目前一百二十四页\总数一百九十六页\编于十九点（3）用户段由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO等其他卫星导航系统兼容的终端组成北斗系统的用户终端目前一百二十五页\总数一百九十六页\编于十九点系统功能精密授时：

北斗系统具有时精密授时功能，可向用户提供20ns-100ns间同步精度。短报文通信：

北斗系统用户终端具有双向报文通信功能，用户可以一次传送120个汉

字的短报文信息，在远洋航行中有重要的应用价值。系统容纳的最大用户数：

540000户/小时。定位精度：

单独使用时全球范围定位精度优于10米；与其他系统兼容使用时优于5米；

战略重点地区单独使用时优于5米；在我国领土及周边广域差分服务优于1

米；测速精度优于0.2米/秒。工作频率：2491.75MHz。目前一百二十六页\总数一百九十六页\编于十九点系统应用军事服务

飞机、导弹、水面舰艇和潜艇的定位导航；弹道导弹机动发射车、自行火炮与多管火箭发射车等武器载具发射位置的快速定位，以缩短反应时间；人员搜救、水上排雷定位等。北斗功能用在军事上，意味着可主动进行各级部队的定位，也就是说大陆各级部队一旦配备“北斗”卫星导航定位系统，除了可供自身定位导航外，高层指挥部也可随时通过“北斗”系统掌握部队位置，并传递相关命令，对任务的执行有相当大的助益。换言之，大陆可利用“北斗”卫星导航定位系统执行部队指挥与管制及战场管理。目前一百二十七页\总数一百九十六页\编于十九点系统应用民用服务当你进入不熟悉的地方时，你可以使用装有北斗卫星导航接收芯片的手机或车载卫星导航装置找到你要走的路线。北斗导航卫星气象应用的开展，可以促进我国天气分析和数值天气预报、气候变化监测和预测，也可以提高空间天气预警业务水平，提升我国气象防灾减灾的能力。除此之外，北斗导航卫星系统的气象应用对推动北斗导航卫星创新应用和产业拓展也具有重要的影响。卫星卫星导航将有利于减缓交通阻塞，提升道路交通管理水平。通过在车辆上安装卫星导航接收机和数据发射机，车辆的位置信息就能在几秒钟内自动转发到中心站。这些位置信息可用于道路交通管理。卫星导航将促进传统运输方式实现升级与转型。例如，在铁路运输领域，通过安装卫星导航终端设备，可极大缩短列车行驶间隔时间，降低运输成本，有效提高运输效率。未来，北斗卫星导航系统将提供高可靠、高精度的定位、测速、授时服务，促进铁路交通的现代化，实现传统调度向智能交通管理的转型。铁路智能交通道路交通管理气象应用个人位置服务目前一百二十八页\总数一百九十六页\编于十九点

民用功能海运和水运海运和水运是全世界最广泛的运输方式之一，也是卫星导航最早应用的领域之一。目前在世界各大洋和江河湖泊行驶的各类船舶大多都安装了卫星导航终端设备，使海上和水路运输更为高效和安全。北斗卫星导航系统将在任何天气条件下，为水上航行船舶提供导航定位和安全保障。同时，北斗卫星导航系统特有的短报文通信功能将支持各种新型服务的开发。当飞机在机场跑道着陆时，最基本的要求是确保飞机相互间的安全距离。利用卫星导航精确定位与测速的优势，可实时确定飞机的瞬时位置，有效减小飞机之间的安全距离，甚至在大雾天气情况下，可以实现自动盲降，极大提高飞行安全和机场运营效率。通过将北斗卫星导航系统与其他系统的有效结合，将为航空运输提供更多的安全保障。卫星导航已广泛用于沙漠、山区、海洋等人烟稀少地区的搜索救援。在发生地震、洪灾等重大灾害时，救援成功的关键在于及时了解灾情并迅速到达救援地点。北斗卫星导航系统除导航定位外，还具备短报文通信功能，通过卫星导航终端设备可及时报告所处位置和受灾情况，有效缩短救援搜寻时间，提高抢险救灾时效，大大减少人民生命财产损失。航空运输应急救援海洋渔业应用分布

目前一百二十九页\总数一百九十六页\编于十九点全球服务开放服务：免费、开放授权服务：确保高可靠应用。（甚至是在复杂条件下）定位精度:10m测位精度:0.2m/s授时精度：20ns在二期工程完成之后，北斗导航系统服务范围将由我国及周边地区向全球扩展，导航定位精度将提高，全球区域达到水平5米，高程8米。区域服务广域差分服务定位精度:1m短报文通信服务目前一百三十页\总数一百九十六页\编于十九点系统优势北斗导航系统是在地球赤道平面上设置2颗地球同步颗卫卫星且两颗卫星间的赤道角距约60°。GPS是在6个轨道平面上设置24颗卫星，轨道赤道倾角55°，轨道面赤道角距60°。航卫星为准同步轨道，绕地球一周11小时58分。北斗导航系统是覆盖中国本土的区域导航系统。覆盖范围东经约70°一140°，北纬5°一55°。GPS是覆盖全球的全天候导航系统。能够确保地球上任何地点、任何时间能同时观测到6-9颗卫星(实际上最多能观测到11颗)。覆盖范围2.卫星数量和轨道特性范围北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。GPS三维定位精度P码目前己由16m提高到6m，C/A码目前己由25-100m提高到12m，授时精度日前约20ns。3.定位精度设计目前一百三十一页\总数一百九十六页\编于十九点北斗导航系统由于是主动双向测距的询问--应答系统，用户设备与地球同步卫星之间不仅要接收地面中心控制系统的询问信号，还要求用户设备向同步卫星发射应答信号，这样，系统的用户容量取决于用户允许的信道阻塞率、询问信号速率和用户的响应频率。因此，北斗导航系统的用户设备容量是有限的。GPS是单向测距系统，用户设备只要接收导航卫星发出的导航电文即可进行测距定位，因此GPS的用户设备容量是无限的。4.用户容量6.实时性5.生存能力和所有导航定位卫星系统一样，"北斗一号"基于中心控制系统和卫星的工作，但是"北斗一号"对中心控制系统的依赖性明显要大很多，因为定位解算在那里而不是由用户设备完成的。为了弥补这种系统易损性，GPS正在发展星际横向数据链技术，使万一主控站被毁后GPS卫星可以独立运行。而"北斗一号"系统从原理上排除了这种可能性，一旦中心控制系统受损，系统就不能继续工作了。"北斗一号"用户的定位申请要送回中心控制系统，中心控制系统解算出用户的三维位置数据之后再发回用户，其间要经过地球静止卫星走一个来回，再加上卫星转发，中心控制系统的处理，时间延迟就更长了，因此对于高速运动体，就加大了定位的误差。目前一百三十二页\总数一百九十六页\编于十九点系统特性北斗和GPS兼容支持多星系统更强信号更大可用性，特别是亚太地区，由于增加跟踪卫星数量，提高系统

精度与可靠性，效果远远好于GPS,特别是高遮挡地区自主知识产权，不受GPS的限制目前一百三十三页\总数一百九十六页\编于十九点解析摄影测量与数字摄影测量镜箱暗箱摄影物镜ABab一、摄影机目前一百三十四页\总数一百九十六页\编于十九点普通摄影机 哈苏555ELD相机目前一百三十五页\总数一百九十六页\编于十九点哈苏H1D数码相机2、改造后的数码相机（航空摄影测量用）JXDC45航空数码相机JXDC58航空数码相机目前一百三十六页\总数一百九十六页\编于十九点近景摄影机目前一百三十七页\总数一百九十六页\编于十九点近景摄影机目前一百三十八页\总数一百九十六页\编于十九点航空摄像机目前一百三十九页\总数一百九十六页\编于十九点安装在航摄飞机上的航摄仪从空中一定角度对地面物体进行摄影，飞行航线一般为东西方向，要求航线相邻两张像片应有60%左右的重叠度，相邻航线的像片应有30%左右的重叠度,航摄机在摄影曝光的瞬间物镜主光轴保持垂直地面。航空摄影简介目前一百四十页\总数一百九十六页\编于十九点检影器重力稳定平台摄影员所在位置飞行员所在位置数码相机目前一百四十一页\总数一百九十六页\编于十九点像对左片像对右片目前一百四十二页\总数一百九十六页\编于十九点目前一百四十三页\总数一百九十六页\编于十九点3.3遥感数据遥感数据有下列优点：

1）增大了观测范围。

2）能够提供大范围的瞬间静态图象。

3）能够进行大面积重复性观测，即使是人类

难以到达的偏远地区也能够做到这一点。

4）大大加宽了人眼所能观察的光谱范围。

5）空间详细程度高。目前一百四十四页\总数一百九十六页\编于十九点目前一百四十五页\总数一百九十六页\编于十九点数据特点扫描式传感器所获图象侧视雷达图象目前世界上常用的卫星数据仍是美国的陆地卫星（Landsat）专题制图仪（ThematicMapper，TM）、诺阿气象卫星的甚高分辨率辐射仪（NOAA-AVHRR）和法国SPOT卫星的较高分辨率传感器（HRV）数据及美国的SPACEIMAGING的IKONOS高分辨率卫星数据。目前一百四十六页\总数一百九十六页\编于十九点目前一百四十七页\总数一百九十六页\编于十九点目前一百四十八页\总数一百九十六页\编于十九点目前一百四十九页\总数一百九十六页\编于十九点3.4地图地图一般分为普通地图和专题地图。普通地图是一般性的参考图，它主要用来表达6方面内容；居民地、道路、行政边界、地形、及地表覆盖、水系和典型目标物。常见的专题地图：天气预测图——以天气类型、温度和降水空间分布为主的地图；旅游图——以介绍旅游景点位置和交通状况为主的地图；交通图——以介绍街区和公共交通状况为主的地图；地铁线路图——反映地铁站点位置、路径、中转位置等为主的地图；地势图——以反映地形起伏和山脉高程为主的地图；自然专题地图:地质图、土壤图、气候图、植被图、太阳能分布图、风能分布图、洋流图、潮汐图等；经济专题图：交通图、工业图、农业图、商业图、贸易图、水利图、电力图、渔业图、林业图、牧业图等。目前一百五十页\总数一百九十六页\编于十九点地图符号目前一百五十一页\总数一百九十六页\编于十九点目前一百五十二页\总数一百九十六页\编于十九点地图制作过程和地图综合

地图的制作与GIS开发过程有许多相似之处，大致可分下列步骤：1）调查分析地图用户的要求；2）确定制图目标，确定比例尺、投影、内容、设计符号、编制地图规范；3）收集数据、野外测量、象片判读、问卷调查等；4）对数据进行鉴别、分析处理；5）转绘数据到基础底图上；6）进行地图综合，先选样区试验再对整个制图区域进行综合；7）进行地图清绘；8）检查质量，检验精度等；9）修改后制版印刷。目前一百五十三页\总数一百九十六页\编于十九点地图制图工作要点

取舍；它实际上贯穿于整个制图过程中。分类；指的是将同样的或类似的制图对象划入一组。简化：实际上，取舍、分类和符号化都是为了简化细节，但简化还有其它形式。符号化：由于不可能将所有制图对象的实际形状按比例缩小到地图上，所以地图上要用符号。符号又分为两类：抽象符号或象形符号。地图综合分为两部分；图形综合和制图内容综合。1）图形综合对点状、线状、面状符号的综合需要不同的方法。2）内容综合内容综合有两个方面：取舍和分类。目前一百五十四页\总数一百九十六页\编于十九点数据加工整理一、数据分类标准二、基础原始数据的确定三、原始数据项目的确定四、数据标准的准确性的确定五、数据录入表设计四、数据获取目前一百五十五页\总数一百九十六页\编于十九点4.1数据采集一、空间图形数据的采集二、非空间属性数据的采集三、空间数据和非空间数据的连接目前一百五十六页\总数一百九十六页\编于十九点目前一百五十七页\总数一百九十六页\编于十九点四、空间数据的压缩处理一、数据采集方式二、地图数字化三、地图数据处理五、属性数据输入与编辑目前一百五十八页\总数一百九十六页\编于十九点一.手工方式二、手扶跟踪化数字方式三、扫描方式四、影像处理和信息提取方式五、数据通讯方式通过手工在计算机终端上输入数据，主要是键盘输入。主要用于属性数据的输入。4.2数字采集方式目前一百五十九页\总数一百九十六页\编于十九点手扶跟踪数字化仪是一种图形数字化设备，是目前常用的地图数字化方式生成矢量数据。4.2数字采集方式一.手工方式二、手扶跟踪化数字方式三、扫描方式四、影像处理和信息提取方式五、数据通讯方式目前一百六十页\总数一百九十六页\编于十九点扫描仪是一种图形、图象输入设备，可以快速地将图形、图象输入计算机系统，是目前发展最快的数字化设备生成栅格数据。4.2数字采集方式一.手工方式二、手扶跟踪化数字方式三、扫描方式四、影像处理和信息提取方式五、数据通讯方式目前一百六十一页\总数一百九十六页\编于十九点4.2数字采集方式扫描仪数字化仪速度快但数据精度较差

速度虽慢而采集数据的精度高

扫描过程简单，易操作

操作较复杂后续处理工作难度高、工作量大

后续处理简单，数据量小

扫描仪与数字化仪各有其优势和缺点：目前一百六十二页\总数一百九十六页\编于十九点从遥感影像上直接提取专题信息。4.2数字采集方式一、手工方式二、手扶跟踪化数字方式三、扫描方式四、影像处理和信息提取方式五、数据通讯方式目前一百六十三页\总数一百九十六页\编于十九点联网方式下，信息系统内部各子系统之间以及与其它信息系统之间实现信息交流和信息共享的主要方式。4.2数字采集方式一、手工方式二、手扶跟踪化数字方式三、扫描方式四、影像处理和信息提取方式五、数据通讯方式目前一百六十四页\总数一百九十六页\编于十九点4.3地图数字化一、手扶跟踪数字化数字化仪组成、数字化方式、操作步骤二、扫描矢量化扫描仪原理、处理流程、操作步骤目前一百六十五页\总数一百九十六页\编于十九点数字化仪目前一百六十六页\总数一百九十六页\编于十九点1、数字化仪的组成底座感应板定标器一、手扶跟踪数字化有效区域目前一百六十七页\总数一百九十六页\编于十九点手扶跟踪数字化仪示意图

1、数字化仪的组成一、手扶跟踪数字化目前一百六十八页\总数一百九十六页\编于十九点1．点方式每次定标器的键被按下，感应板发送一对坐标数据到计算机。2．流方式数字化仪每隔一定的时间就向计算机发送坐标数据，能自动记录经过点的坐标。3．增量方式当定标器在感应板上移动某个距离，数字化仪就发送一对绝对坐标数据。2、数字化方式一、手扶跟踪数字化目前一百六十九页\总数一百九十六页\编于十九点准备设置数字化读图和分层一、手扶跟踪数字化输入初始化参数设置输入控制点设置数字化参数设置定标器按键

固定地图数字化检查和修改数字化错误3、地图数字化的操作步骤目前一百七十页\总数一百九十六页\编于十九点一、手扶跟踪数字化读图和分层要认真读图，确定要数字化的信息，对图形主要结构有一个了解，然后根据一定的目的和分类指标，对地图上的图形要素进行分类。每一类作为一个图层，每一个图层赋一个图层名。并可以拟定一个数字化工作提纲。3、地图数字化的操作步骤成图居民点等高线方里网目前一百七十一页\总数一百九十六页\编于十九点输入初始化参数数字化的阈值，图幅四角点的理论坐标，图幅的长度和宽度，比例尺，投影等。一、手扶跟踪数字化3、地图数字化的操作步骤目前一百七十二页\总数一百九十六页\编于十九点二、扫描仪矢量化方法1、扫描仪工作原理2、扫描数字化流程3、扫描矢量化操作步骤目前一百七十三页\总数一百九十六页\编于十九点小型扫描仪工程扫描仪目前一百七十四页\总数一百九十六页\编于十九点扫描仪工作原理示意图光线物体透镜光信号光电转换器CCD模数转换器数字信号计算机二、扫描仪矢量化方法1、扫描仪工作原理

扫描仪是一种高精度的光电一体化产品，能通过光电器件将检测到的光信号转换成电信号，再将电信号通过模拟/数字转换器转化为数字信号传输到计算机中处理。

目前一百七十五页\总数一百九十六页\编于十九点快速全自动矢量化方法对于简单图纸进行快速矢量化。在保证曲线精度的情况下，对坐标数据点进行自动抽稀，从而大大减少图形矢量化后的数据量。二、扫描仪矢量化方法2、扫描数字化流程（1）工作方式目前一百七十六页\总数一百九十六页\编于十九点二、扫描仪矢量化方法2、扫描数字化流程（1）工作方式人工导向自动识别跟踪矢量化可对复杂的小比例尺全要素彩色地图进行有效矢量化。可有效地选取所需图形信息，克服无条件全自动矢量化时的盲目性，减少后期图形编辑整理的工作量。目前一百七十七页\总数一百九十六页\编于十九点人工跟踪屏幕矢量化方式与手扶跟踪数字化方法类似，都是由人工逐点跟踪各地理要素采集点数据坐标，所不同的是人工跟踪屏幕矢量化方法