第十一章GIS数据采集的数字摄影测量与遥感方法

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GIS基础数据获取的全自动方式 GIS基础数据获取的全自动方式
获取GIS 获取GIS基础数据的数字摄影测量与遥感法 GIS基础数据的数字摄影测量与遥感法 从数字化或数字影像出发， 从数字化或数字影像出发，利用计算机对这 些数字影像进行处理和加工， 些数字影像进行处理和加工，以获得建立 GIS所需的地图信息。 所需的地图信息。 所需的地图信息 GIS基础信息可以分为地形信息（任意点的 GIS基础信息可以分为地形信息（任意点的 三维坐标），图形信息（专题要素基本图 形信息）及属性信息。
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（一）、自动生成DEM，提供地形信息 ）、自动生成DEM， 自动生成DEM 定向：内定向，相对定向，绝对定向 影响匹配：在立体像对重叠部分匹配一定 大户两的同名像点，由其左右影像坐标及 定向参数求出相应的地面坐标，作为生成 规格网状ＤＥＭ的已知数据点 DEM数据内插：采用适合的DEM内插方法， DEM数据内插：采用适合的DEM内插方法， 根据已知数据点内插生成规格网DEM或 根据已知数据点内插生成规格网DEM或 三角网DEM 三角网DEM
A A B A www.ncist.edu.cn
GIS基础数据的表现形式 GIS基础数据的表现形式 与数据结构
矢量数据优点： 是一种面向现象、面向目标的数据表示， 是一种面向现象、面向目标的数据表示， 它的数据结构紧凑、冗余度低，数据精度 它的数据结构紧凑、冗余度低， 好，图形显示质量高 缺点：是数据结构复杂，不便于进行空司 缺点：是数据结构复杂， 分析、多边形叠置分析和关系检索， 分析、多边形叠置分析和关系检索，数据 录入要靠人工作业，显示与绘图成本高， 录入要靠人工作业，显示与绘图成本高， 对软、硬件技术要求高。 对软、硬件技术要求高。 www.ncist.edu.cn
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GIS数据采集过程中的主要问题 GIS数据采集过程பைடு நூலகம்的主要问题
多种比例尺的同时采集与质量控制。 多种比例尺的同时采集与质量控制。 一、多种比例尺数字地图的同时采集 能否一次采集数据而同事获取多种比例尺 的数字地图？？？ 1、在数据采集时按最高分辨率采集一种大 比例尺数字地图，然后按照借助于计算机 测图综合软件包实现地图综合，获取所需 各种比例尺地图
GIS基础数据的表现形式 GIS基础数据的表现形式 与数据结构
栅格数据结构简单，易于进行空间分析、 栅格数据结构简单，易于进行空间分析、多 边形叠置分析和地理现象的模拟， 边形叠置分析和地理现象的模拟，且便于与 遥感图像数据、DEM数据复合应用 输入、 数据复合应用， 遥感图像数据、DEM数据复合应用，输入、输 出方式快速，自动化程度高。 出方式快速，自动化程度高。 缺点：图形数据量大．数学精度低， 缺点：图形数据量大．数学精度低，图形质 量差， 量差，而且面向现象和目标的识别效果不如 矢量数据。 矢量数据。
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GIS基础数据获取的半自动方式 GIS基础数据获取的半自动方式
４、绝对定向：在核线影像上人工判读控 制点的的位置，并且人工立体切准控制点， 量测控制点的影像坐标，计算机自动计算 绝对定向元素 ５、影像匹配：通过影像匹配算法，自动 确定左右核线上的同名影像，建立视差格 网代替人眼的立体观测
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（三）、影像的自动识别与专题分类 ）、影像的自动识别与专题分类 光谱特征、纹理特征、几何特征 GIS为影像分系统提供如下产品： GIS为影像分系统提供如下产品： 可与影像匹配的线划图j 可与影像匹配的线划图j 多边形专题图 数字高程模型
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GIS数据采集过程中的主要问题 GIS数据采集过程中的主要问题
二、数据采集中的质量控制问题 利用图形影像叠置系统可以检查数字测图 的完整性，连续性和正确性，并保证模型 之间和图幅之间正确接边。 没有影像叠置系统的数字摄影测量系统上， 一般将已采集的数据显示在图形屏幕上， 光标即代表测标目前的位置，借助窗口技 术或屏幕在地图上自动滑动技术也能提供 作业员对所需测数字地图的实时检查。
线 点
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GIS基础数据的表现形式 GIS基础数据的表现形式 与数据结构
栅格数据 栅格矩阵：栅格数据表示的最基本的表示方 法，在计算机中是由一个属性值生成的二维 矩阵。 行程编码：相邻的等值的格网合并，并记录 行程的长度和它的值。 A A A A A B B B 4A1A3B2A2B3A1B=7对 4A1A3B2A2B3A1B=7对 5A3B2A2B3A1B=6对 5A3B2A2B3A1B=6对 A A B B
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２、相对定向：人工量六个相对定向点在 左右影像上的扫描坐标，借助于立体观察 装置数据，量测工作在立体观察下进行， 计算机自动计算相对定向元素 ３、核线重采样：利用相对定向元素，计 算机自动进行核线重采样，建立核线影像 对，并用核线影像对代替原始影像显示在 屏幕上
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GIS基础数据的表现形式 GIS基础数据的表现形式 与数据结构
（二）生成正射影像并进行地物目标提取， 生成正射影像并进行地物目标提取， 提供图形信息 数字影像纠正：对得到的DEM数据 数据， 数字影像纠正：对得到的DEM数据，利用 共线方程方法进行纠正，获得DOM 共线方程方法进行纠正，获得DOM 地物目标提取：HOUGH变换算法 变换算法， 地物目标提取：HOUGH变换算法，分形 算法，小波变换，区域生长等。 算法，小波变换，区域生长等。
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６、视差格网的编辑：在立体观察下，检 查自动影像匹配的结果，并进行人工编辑 ７、ＤＥＭ的生成：利用绝对定向元素， 求的视差格网点对应的地面点坐标，以此 作为数据点进行DEM内插，生成ＤＥＭ 作为数据点进行DEM内插，生成ＤＥＭ ８、绘制等高线：由DEM可以按照一定的 ８、绘制等高线：由DEM可以按照一定的 算法由计算机自动绘制等高线。
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GIS基础数据的表现形式 GIS基础数据的表现形式 与数据结构
对于点状符号以中心处的象元表示； 线状地物以中心轴线的象元连续链构成； 面状符号则以其所覆盖的象元集合。
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四、数据结构 矢量数据结构 通常矢量拓扑关系用点线面之间的层次关 面 系
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目前．用全数字自动比的方法获取GIs基 目前．用全数字自动比的方法获取GIs基 GIs 础数据有两条途径： 础数据有两条途径：
全自动化的地图数字比方法是基于对扫描数字 一是对数字地图影像进行自动识别与矢量 化的地图影像进行计算机自动处理， 化的地图影像进行计算机自动处理，以达到对地 化； 图上的要素进行识别与矢量化的目的。 图上的要素进行识别与矢量化的目的。 步骤：地形图数字化，影像分割，要素分割， 步骤：地形图数字化，影像分割，要素分割， 二是对数字像片影像进行自动识别与定位 矢量化，特征提取， 矢量化，特征提取，要素识别
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三、空间数据在计算机中的表示方法 不同类型的空间数据都可以分解为点，线， 面三种不同的形式，在计算机中可以表示 为以下两种格式 矢量数据 ：点数据给出表示其位置的坐标 值；线段定义为两个端点范围内的点组； 面定义为构成其面边界线的线段组 栅格数据： 栅格数据：将空间分割成有规则的格网， 在各个格网上给出相应的属性
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GIS基础数据的表现形式 GIS基础数据的表现形式 与数据结构
摄影测量与遥感方法所提供的数据是描述 目标物的空间位置，形状，大小， 目标物的空间位置，形状，大小，属性 及相互关系-------空间数据 及相互关系----空间数据 根据空间数据的基本特征， 根据空间数据的基本特征，按照一定的格 式要求，来表示不同类型的空间数据， 式要求，来表示不同类型的空间数据， 这种格式称为数据结构 数据结构。 这种格式称为数据结构。
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GIS基础数据获取的半自动方 GIS基础数据获取的半自动方 式
二、生成正射影像，进行地物测绘 生成正射影像， 形成立体正摄影像对，将他们全部显示在 屏幕上，利用鼠标移动驱动测标移动，在 立体观察下，使鼠标造正摄影像上沿地物 边界移动即可，在测绘每一个地物之前， 依据调绘片，并辅以人工判读，辨认出地 物的属性并通过键盘输入其属性码。
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GIS数据采集过程中的主要问 GIS数据采集过程中的主要问 题
2、在数据采集中直接生成多个不同比例尺 的数字地图，将综合取舍的工作放在数据 采集时完成。（人机交互） 各种比例尺数字地图数据的同时采集与更 新，能保证不同比例尺地形数据库有相同 的现势性，便于分析和成果在不同层次数 据库中的表达。
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空间数据的基本特征
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GIS基础数据的表现形式 基础数据的表现形式 与数据结构
二、空间数据的类型 类型数据、曲面数据、面域数据 网络数据、样本数据、文本数据 符号数据
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空 间 数 据 的 类 型 与 表 示 方 法
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GIS基础数据获取的半自动方式 GIS基础数据获取的半自动方式
一、建立立体模型，生成ＤＥＭ 建立立体模型，生成ＤＥＭ 将数字化的左右影像对同时显示在监视器 屏幕上，便可以借助于立体镜进行立体观 察，然后按照以下步骤建立立体模型生成 ＤＥＭ。 １、内定向：计算机利用输入的框标理论 坐标及量测的框标扫描坐标计算两者之间 的转换参数
GIS数据采集的摄影测量 GIS数据采集的摄影测量 与遥感方法
测绘工程教研室 赵亚红
华北科技学院土木工程系
2009年 月 2009年1www.ncist.edu.cn
主要内容
GIS基础数据的表现形式与数据结构 GIS基础数据的表现形式与数据结构 GIS基础数据获取的全自动方式 GIS基础数据获取的全自动方式 GIS基础数据获取的半自动方式 GIS基础数据获取的半自动方式 GIS数据采集过程中的主要问题 GIS数据采集过程中的主要问题
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GIS基础数据的表现形式 GIS基础数据的表现形式 与数据结构
一、空间数据的基本特征 属性特征：表示实际物体，目标，现象或 属性特征：表示实际物体，目标，现象或 特征 空间特征（几何特征）：表示现象或目标 空间特征（几何特征）：表示现象或目标 的空间位置或现在所处的地理位置，一般 用坐标数据表示 时间特征：指现象或物体随时间变化。一 时间特征：指现象或物体随时间变化。一 般用不同时间的空间数据文件表示或用数 据更新的方式保持数据的现势性