空间数据获取

空间数据获取第1页，课件共51页，创作于2023年2月第三章GIS数据的获取与处理

概述空间数据的获取空间数据录入后的处理

GIS空间数据质量第2页，课件共51页，创作于2023年2月3.1概述3.1.1空间数据的类型

数字线划数据数字线划数据时将空间地物直接抽象为点、线、面的实体，用坐标描述它们的位置。影像数据影像数据包括遥感影像和航空影像。它可以是彩色影像，也可以是灰度影像。它在现代GIS中起到越来越重要的作用。数字高程模型即地表物体的高程信息。属性数据属性数据是GIS的重要特征，它包含两方面的内容：即是什么和实体的详细描述信息。地理信息系统第3页，课件共51页，创作于2023年2月3.1.2GIS数据源1、地图2、遥感数据影像3、社会经济数据4、实测数据5、数字数据6、各种文字报告和立法文件

第4页，课件共51页，创作于2023年2月3.2空间数据的获取1、选择数据源、确定数据的表现形式2、确定数据有关指标3、选择数据获取的软件平台4、数据采集5、数据编辑6、数据拼接7、数据入库8、数据动态更新与维护第5页，课件共51页，创作于2023年2月3.2.1选择数据源第6页，课件共51页，创作于2023年2月3.2.2确定数据的表现形式栅格数据矢量数据文本数据第7页，课件共51页，创作于2023年2月3.2.3确定数据有关技术指标（1）编写元数据文件（2）确定数据分类与编码体系（3）编写数据字典数据分层与拓扑数据属性项设计第8页，课件共51页，创作于2023年2月数据字典1、定义是指对GIS数据的分层、图形、属性、拓扑的详细描述。2、作用

指导数据采集指导数据编辑数据质量检查的依据数据的详细说明书数据使用的帮助工具第9页，课件共51页，创作于2023年2月第10页，课件共51页，创作于2023年2月3.2.4选择数据获取的软件平台

ArcInfo（ArcGIS）

MapInfoArcviewSuperMapMApGISAutoCAD第11页，课件共51页，创作于2023年2月3.2.5数据采集1几何数据的采集（1）、手扶跟踪数字化第12页，课件共51页，创作于2023年2月

操作步骤：

连接数字化仪图版定向

数字化手扶跟踪数字化第13页，课件共51页，创作于2023年2月P第14页，课件共51页，创作于2023年2月

数字化方式

点方式流方式时间t距离d第15页，课件共51页，创作于2023年2月x1,y11x2,y22x3,y33x4,y44x5,y55x6,y66x7,y77x8,y88x9,y99第16页，课件共51页，创作于2023年2月（2）、扫描数字化第17页，课件共51页，创作于2023年2月2、属性数据的采集

属性数据即空间实体的特征数据，一般包括名称、等级、数量、代码等多种形式，属性数据的内容有时直接记录在栅格或矢量数据文件中，有时则单独输入数据库存储为属性文件，通过关键码与图形数据相联系。

对于要输入属性库的属性数据，通过键盘则可直接键入。对于要直接记录到栅格或矢量数据文件中的属性数据，则必须先对其进行编码，将各种属性数据变为计算机可以接受的数字或字符形式，便于GIS存储管理。第18页，课件共51页，创作于2023年2月3.2.6、数据编辑空间数据编辑的必要性修正数据输入错误维护数据的完整性和一致性更新地理信息空间数据一般性错误数据不完整、重复空间数据位置不正确空间数据比例尺不准确空间数据变形几何和属性连接有误属性数据不完整错误检查主要方法叠合比较法目视检查法逻辑检查法第19页，课件共51页，创作于2023年2月3.2.8、数据入库3.2.9、数据动态更新与维护

图形接边属性接边拓扑接边3.2.7、数据拼接第20页，课件共51页，创作于2023年2月数字化边界调整3、图幅接边（1）几何接边

调出需接边的图幅，以其中的一个作为活动图幅，其他图幅作为参考，沿图幅的边沿选取一定范围（如5cm）的空间目标。这些目标一般都终结于图廓边附近，以活动工作区的目标为基准，根据图廓边上弧段的结点坐标查找相邻图幅对应弧段。地物编码相同，且结点坐标误差在允许范围内，则将两边结点坐标取中数吻合，空间关系不变。地物编码不同，或超过允许误差，需进行人工编辑。第21页，课件共51页，创作于2023年2月（2）逻辑接边两方面的含义：检查同一目标在相邻图幅的地物编码和属性赋值是否一致。将同一目标在相邻图幅的空间实体数据在逻辑上连在一起。AA2A2A2解决方法：在图幅数据文件的上一层，将有逻辑联系的空间目标，建立一个新的文件。不建立目标文件，也不为逻辑接边的子目标建立索引，而是通过空间操作的方法。第22页，课件共51页，创作于2023年2月3.3空间数据录入后的处理3.3.1坐标变换与纠正

（1）坐标变换第23页，课件共51页，创作于2023年2月第24页，课件共51页，创作于2023年2月纠正原因地图变形(均匀变形、非均匀变形）数字化中的位置移动遥感影像本身存在几何变形投影方式不同分幅扫描实质建立纠正图象与标准地图的一一对应关系变换方法精确方法：仿射变换、双线性变换、平方变换、立方变换等近似方法：橡皮板变换纠正步骤纠正点—数据采集—函数建立—逐点或网格纠正（2）图象纠正第25页，课件共51页，创作于2023年2月投影A（x，y）投影B（X，Y）正解变换：解析函数关系X=f(x,y)，Y=g(x,y)反解变换：经纬度B=f(x,y),L=g(x,y)X=F(B,L),Y=G(B,L)数值变换：数学方法（3）投影变换第26页，课件共51页，创作于2023年2月（3）投影变换

当系统使用的数据取自不同地图投影的图幅时，需要将一种投影的数字化数据转换为所需要投影的坐标数据。正解投影——平面直接变平面。如换带投影。反解投影——平面——球面——球面——平面。如54系与80系变换。数值变换——坐标对之间变换。如独立坐标系与54、80、84等之间的变换。第27页，课件共51页，创作于2023年2月第28页，课件共51页，创作于2023年2月3.3.2、数字化数据处理1、结点的编辑（1）结点吻合（1）结点移动（2)求平均位置（3）求两线的交点（4）自动匹配解决方法：第29页，课件共51页，创作于2023年2月（2）结点与线的吻合解决方法：

结点移动使用线段求交自动编辑第30页，课件共51页，创作于2023年2月(3)清除假结点处理方法：连接两线，使其成为一条线。第31页，课件共51页，创作于2023年2月（4）碎屑多边形原因：（1）由于重复录入；（2）由于用不同比例尺的地图进行数据更新。第32页，课件共51页，创作于2023年2月（5）不正规的多边形原因：在输入线时，点的次序倒置或者位置不准确引起的。第33页，课件共51页，创作于2023年2月删除一个顶点增加一个顶点2、图形编辑第34页，课件共51页，创作于2023年2月移动一个顶点删除一段弧段fdg第35页，课件共51页，创作于2023年2月5.3.3拓扑关系生成弧段——结点表结点——弧段表N1N2A1N3N4A4A3P1A5A6结点弧段

N1A1N2A1，A2，弧段起始结点终止结点A1N1N2A2N2A3N2A4N4A5N3N5A6N4N6N3N3A2，N4A3,A3N4A4N3A4，A5N5A2第36页，课件共51页，创作于2023年2月5.3.3拓扑关系生成oid起结点终结点A1N1N2A2N2N3A3N2N4A4N4N3A5N3N5oid弧段号N1A1N2A2，A3，A1N3A5，A4，A2N4A4，A6，A3弧段——结点表结点——弧段表N1N2A1N3N4A2A4A3oid弧段P1A4，A3，A2P1A5A6N5第37页，课件共51页，创作于2023年2月3.４GIS空间数据质量3.４.1有关数据质量的基本概念1、准确度（Accurancy）即测量值与真值之间的接近程度。可用误差来衡量。2、精度（precision)

即对现象描述的详细程度。3、不确定性（uncertainty）

不确定性是指某一现象不能被准确测定的程度，包括空间位置不确定性、属性不确定、时域不确定、逻辑上的不一致性和数据的不完整性。第38页，课件共51页，创作于2023年2月

5、相容性（compatibility）指两个来源的数据在同一个应用中使用的难易程度。引起的原因：（1）统计指标或分类标准不同；（2）使用不同比例尺的地图

6、一致性（consistency)

指对同一现象或同类现象表达的一致程度。 （1）如同一条河流，在两张不同地图上的形状不同。 （2）逻辑上的不一致性。

7、完整性（completeness） 指用同一准确度和精度的数据在特定空间范围内是否完整的程度。

3.４GIS空间数据质量第39页，课件共51页，创作于2023年2月8、可得性（accessibility） 指获取或使用数据的容易程度。保密的数据按其保密等及限制使用者的多少。9、现势性（timeliness） 指数据反映客观现象目前状况的程度。不同现象的变化频率是不同的。3.４GIS空间数据质量第40页，课件共51页，创作于2023年2月森林水库森林水库第41页，课件共51页，创作于2023年2月3.4.2、空间数据质量体系3.4.2.1空间数据质量的基本内容

准确度

精密度

误差

比例尺精度

不确定性3.4.2.2空间数据质量标准内容

数据情况说明

位置精度或定位精度

属性精度

时间精度

逻辑一直性

数据完整性

表达形式的合理性第42页，课件共51页，创作于2023年2月3.4.2.3空间数据质量评价标准

空间特征时间特征专题特征继承性ˇˇˇ位置精度ˇ属性精度ˇˇˇ逻辑一致性ˇˇˇ完整性ˇˇˇ表达形式准确性ˇˇˇ第43页，课件共51页，创作于2023年2月3.4.2.3常用方法

1、敏感度分析法2、尺度不变空间分析法

3、MonteCarlo实验仿真4、空间滤波

第44页，课件共51页，创作于2023年2月３.４.3数据误差或不确定的来源1、空间现象自身存在的不稳定性空间现象自身存在的不稳定性包括空间特征和过程在空间、专题和时间内容上的不确定性。2、空间现象的表达3、空间数据处理中的误差投影变换、地图数字化和扫描后的矢量化处理、数据格式转换、数据抽象、建立拓扑关系、与主控数据层的匹配、数据叠加操作和更新、数据集成处理、数据的可视化表达4、空间数据使用中的误差包括对数据的解释过程和缺少文档。第45页，课件共51页，创作于2023年2月数据处理过程误差来源数据收集野外测量误差：仪器误差、记录误差遥感数据误差：辐射和几何纠正误差地图数据误差：原始数据误差、坐标转换、制图综合及印刷数据输入数字化误差：仪器误差、操作误差不同系统格式的转换误差数据存储数值精度不够空间精度不够数据处理分类间隔不合理多层数据叠合引起的误差传播比例尺大小引起的误差数据输出输出设备不精确引起的误差输出媒介不稳定