空间数据采集与处理.ppt
2023/5/24,西北大学城市与资源学系,1,第五章 空间数据采集与处理,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,2,第一节 空间数据采集第二节 空间数据编辑与处理,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,3,第一节 空间数据采集1.数据采集在GIS中的地位,以数据为处理线索硬件软件数据=12 7,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,4,2.GIS数据的内容,数字线化数据 地形测图思想：点、线、面影像数据数据源丰富生产效率高直观详细记录地表自然现象数字高程模型(DEM)(Digital Elevation Model)(用一组有序数值阵列形式表示地 面高程的一种实体地面模型)属性数据是什么，判读和考察详细描述信息,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,5,3.数据采集任务,将现有的地图、外业观测成果、航空像片、遥感图片数据、文本资料等转换成GIS可以接受的数字形式。数据库入库之前进行验证、修改、编辑等处理，保证数据在内容和逻辑上的一致性。不同的数据来源要用到不同的设备和方法。数据的转换装载数据处理：几何纠正(将一幅含有几何畸变和比例尺差异的原始遥感影像，通过一种数学变换，生成一幅符合数字化地图实际的新的遥感影像)、图幅拼接、拓扑生成等.,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,6,4.数据源种类,图形图像数据：地图 工程图规划图照片航空与遥感影像等文字数据：调查报告文件统计数据实验数据野外调查的原始记录等,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,7,数据源种类,目前各种类型的地图是重要的信息源。这不仅是因为地图的内容直观与丰富，而且是由于在地理信息系统诞生以前，地图是表示空间与非空间信息强有力的手段，从某种意义上说，一册完备的专题地图集是一个很好的人工操作地理信息系统。遥感影像是地理信息系统中一个极其重要的数据源，它至少具有下列一些特点：能取得大面积、综合的信息；速度快；降低数据储存冗余和不连续性；能提供各类专题所需要的信息。文字数据主要用来描述空间对象的属性，比如人口数据、经济数据、土壤成份、环境数据确定应用哪些类型的数据是由系统的功能所确定的，例如要建立一个土地的适宜性和承载力的信息系统，所需要的数据有地形、土壤类型、降雨、地下水位、运输条件等。,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,8,5.数据源与相应设备,地图,地面测量数据,统计资料,航空、遥感,文字数据,多媒体,坐标几何,数字化仪,扫描仪,摄影测量系统,键盘,空间数据库,编辑处理,数据交换,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,9,6.空间数据采集属性数据的采集,包括各类调查报告、文件、统计数据、实验数据与野外调查的原始记录等，如人口数据、经济数据、土壤成份、环境数据。对于要输入属性库的属性数据，通过键盘直接键入或文件、表格、数据库导入。对于要直接记录到栅格或矢量数据文件中的属性数据，则必须进行编码输入。,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,10,属性数据的编码编码原则,系统性和科学性：满足所涉及学科的科学分类方法，能反映出同一类型中不同的级别特点。一致性：对代码所定义的同一专业名词、术语必须是唯一的。标准化和通用性：有国家或行业标准的要按标准进行，没有标准的必须考虑在有可能的条件下实现标准化。简捷性：在满足国家标准的前提下、每一种编码应该是以最小的数据量载负最大的信息量。可扩展性：编码的设置应留有扩展的余地，避免新对象的出现而使原编码系统失效、造成编码错乱现象。,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,11,属性数据的编码编码内容,登记部分：用来标识属性数据的序号，可以是简单的连续编号，也可划分不同层次进行顺序编码；分类部分：用来标识属性的地理特征，可采用多位代码反映多种特征；控制部分：用来通过一定的查错算法，检查在编码、录入和传输中的错误，在属性数据量较大情况下具有重要意义。,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,12,属性数据的编码编码方法,层次分类编码法：是按照分类对象的从属和层次关系为排列顺序的一种代码，它的优点是能明确表示出分类对象的类别，代码结构有严格的隶属关系。,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,13,属性数据的编码编码方法,多源分类编码法：对于一个特定的分类目标，根据诸多不同的分类依据分别进行编码，各位数字代码之间并没有隶属关系。,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,14,7.空间数据采集图形数据的采集,采集基本模式有两种：将地理信息实体以x,y坐标的形式，以顺时针或逆时针方法依次输入。用点、线、多边形和格网邻接的方法表示地理实体。,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,15,空间数据采集图形数据的采集,空间数据采集方法：手扶跟踪数字化仪采集(将地图图形或图像的模拟量转换成离散的数字量的过程）（直接获取矢量数据。）摄影测量数字化采集扫描数字化采集（用扫描仪扫描原图,将数据输入计算机，存储、处理并可再回放成图）外业实地数字化采集选择采集方法的依据是如何应用图形数据，图形数据类型，现有设备状况，现有人力，物力，财力状况等。,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,16,空间数据采集图形数据的采集,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,17,8.空间数据采集数据交换,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,18,空间数据采集流程,计划调查,编辑处理,评价,准备收集,数字化,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,19,第二节 空间数据的编辑与处理,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,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,20,1.空间数据的编辑与处理方式,误差修正一般过程：（fuzzy tolerance:模糊容差、模糊度量）设定容许值连接接点重建拓扑关系,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,21,空间数据的编辑与处理方式,边界匹配（图幅接边）不同图幅的连接自动、手工第一种方法是小心地修改空间数据库中点和矢量的坐标，以维护数据库的连续性；第二种方法是先对准两幅图的一条边缘线，然后再小心地调整其它线段使其取得连续。,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,22,空间数据的编辑与处理方式,数据格式的转换：数据结构转换相同数据结构的不同组织形式转换矢量拓扑结构变换（如索引式和实体式之间的转换）栅格数据转换（如四叉树和游程编码之间的转换）不同数据结构转换矢量到栅格栅格到矢量不同介质转换(数字、文字、符号、语言等介质),2023/5/24,西北大学城市与资源学系,23,空间数据的编辑与处理方式,投影变换（方位投影、圆柱投影、圆锥投影）,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,24,空间数据的编辑与处理方式,坐标变换,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,25,空间数据的编辑与处理方式,图象纠正纠正原因地图变形(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纠正步骤确定纠正点数据采集函数建立逐点或网格纠正,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,26,空间数据的编辑与处理方式,图像解译从图像中提取有用信息的过程。图像解译需要一定的能力：研究地理区域的一般知识 具有一定的图像处理能力掌握影像分析的经验和技能 对影像特征的深入理解 遥感图象的解译有目视判读和计算机自动解译两种方法。,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,27,2.空间数据质量及其精度分析,数据质量是空间数据在表达空间位置、专题特征以及时间这三 个基本要素时，所能够达到的准确性、一致性、完整性，以及它们三者之间统一性的程度。（1）误差(Error)（2）数据的准确度(Accuracy)（3）数据的精密度(Resolution)（4）不确定性（Uncertainty),2023/5/24,西北大学城市与资源学系,28,空间数据质量评价,数据情况说明时间精度(现势性)位置精度(几何精度)分类精度(属性精度)可靠性逻辑的一致性、完整性数据采集与编码方法,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,29,误差的类型,源误差操作误差,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,30,源误差（与数据获取方法有关）,测量数字数据的误差（控制测量误差、碎部测量误差、空中三角测量误差、测图误差）地图数字化数据的误差（制图误差：控制点展绘误差、编绘误差、绘图 误差、综合误差、地图复制误差、分色板套合误差、绘图材料的变形误差 数字化误差）遥感数据误差（数据获取误差、数据处理误差、数据分析误差、数据转换误差、人工判断误差）,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,31,操作误差,由计算机字长引起的误差由拓扑分析引起的误差数据分类和内插引起的误差,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,32,空间数据质量的控制,传统的手工方法 元数据方法 地理相关法,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,33,空间数据质量的控制环节,数据预处理工作 数字化设备的选用 数字化对点精度(准确性)数字化限差 数据的精度检查,2023/5/24,西北大学城市与资源学系,34,思考与练习,空间数据采集方法有哪些？它们分别适合采集什么样的数据？说说在数字化中属性数据采集的原则和方法？为什么要对数字化地图进行编辑与处理后才能入GIS数据库？GIS数据精度可以从哪几个方面进行评价？并解释。,
