邬伦_第5章 GIS中的数据

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北京大学邬伦gis课后试题

北京大学邬伦gis课后试题

一、名词解释(每题5分,共20分)1. 地理信息系统2. TIN模型3. 元数据4. 信息二、简答题(每题10分,共40分)1. 地理信息系统的组成。

2. 简述栅格数据及其主要编码方式。

3. 格网DEM分析的主要应用。

4. 根据下面示意图,给出其的矢量数据结构编码。

三、分析题(每题20分,共40分)1. 论述点、线、多边形数据之间的叠加分析的内容和方法。

2. 结合自己的实际工作,论述一个地理信息系统的应用实例一、名词解释1. 地理信息系统的定义是由两个部分组成的。

一方面,地理信息系统是一门学科,是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科;另一方面,地理信息系统是一个技术系统,是以地理空间数据库为基础,采用地理模型分析方法,适时提供多种空间的和动态的地理信息,为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。

2. TIN即不规则三角网(Triangulated Irregular Network),是一种表示数字高程模型的方法。

TIN模型根据区域有限个点集将区域划分为相连的三角面网络,区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内。

如果点不在顶点上,该点的高程值通常通过线性插值的方法得到。

3. 元数据是关于数据的描述性数据信息,它应尽可能多地反映数据集自身的特征规律,以便于用户对数据集的准确、高效与充分的开发与利用。

元数据的内容包括对数据集的描述、)对数据质量的描述、对数据处理信息的说明、对数据转换方法的描述、对数据库的更新、集成等的说明。

4. 信息是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识,是数据、消息中所包含的意义,它不随载体的物理设备形式的改变而改变。

二、简答题1. 地理信息系统的组成。

一个完整的GIS主要由四个部分构成,即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理数据(或空间数据)和系统管理操作人员。

其核心部分是计算机系统(软件和硬件),空间数据反映GIS的地理内容,而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表示方式。

[全]邬伦《地理信息系统—原理、方法和应用》配套考研题库

[全]邬伦《地理信息系统—原理、方法和应用》配套考研题库

邬伦《地理信息系统—原理、方法和应用》配套考研题库考研真题精选一、选择题1完整的GIS主要由四个部分构成,即计算机硬件系统、计算机软件系统、()和系统管理操作人员。

[杭州师范大学2018年研]A.网络B.用户C.开发人员D.地理空间数据【答案】D查看答案【解析】地理信息系统的操作对象是地理数据,它具体描述地理现象的空间特征、属性特征和时间特征。

地理信息系统的功能和应用都是基于地理空间数据之上的,没有地理空间数据的地理信息系统是没有意义的。

2空间关系不包括()。

[杭州师范大学2018年研]A.拓扑空间关系B.统计空间关系C.顺序空间关系D.度量空间关系【答案】B查看答案【解析】空间关系包括拓扑空间关系、顺序空间关系和度量空间关系。

拓扑关系是指满足拓扑几何学原理的各空间数据间的相互关系;顺序空间关系,描述空间实体之间在空间上的排列次序,如实体之间的前后、左右;度量关系是在欧氏空间和度量空间上进行的操作,包含长度、周长、面积、距离等定量的度量关系,其中最主要的度量空间关系是距离关系。

3对空间逻辑数据模型描述的数据组织关系和编排方式称为()。

[长沙理工大学2017年研]A.逻辑模型B.空间数据结构C.物理模型D.概念模型【答案】B查看答案【解析】数据结构即数据组织的形式,是适合于计算机存储、管理、处理的数据逻辑表达。

换句话说,是指数据以什么形式在计算机中存储和处理。

数据按一定的规律储存在计算机中,是计算机正确处理和用户正确理解的保证。

空间数据结构是指空间数据适合于计算机存储、管理、处理的逻辑结构,是空间数据在计算机内的组织和编码形式,是地理实体的空间排列和相互关系的抽象描述。

故对空间逻辑数据模型描述的数据组织关系和编排方式称为空间数据结构。

4以下操作中不属于地图叠加分析的是()。

[长沙理工大学2017年研] A.相交操作B.联合操作C.缓冲区分析D.层叠加操作【答案】C查看答案【解析】多边形与多边形的叠合是指将两个不同的多边形空间特征数据相重叠,产生新的多边形特征数据,用以解决地理变量的多准则分析、区域多重属性的分析、地理特征的动态变化分析,以及图幅要素更新、区域信息提取等。

gis个人版

gis个人版

信息的概念:信息即信号、消息、意义,是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识,是数据、消息中所包含的意义,它不随载体物理设备形式的改变而改变。

在当今的信息社会,信息无论是对个人还是对社会都是非常重要的。

信息的表达/载体——数据数据:是指某一目标定性、定量描述的原始资料,包括数字、文字、符号、图形、图像以及它们能转换成的数据等形式。

数据是用以载荷信息的物理符号,数据本身并没有意义。

如数字“1”。

地理信息:是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识,它是对地理数据的解释(邬伦,G IS 原理)。

地理信息的特征:空间定位性、多维结构性、动态性地理信息系统:一方面,地理信息系统是一门学科,是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科;另一方面,地理信息系统是一个技术系统,是以地理空间数据库(Geospatial Dat abase)为基础,采用地理模型分析方法,适时提供多种空间的和动态的地理信息,为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。

GIS与MIS的区别:①在硬件上,为了处理图形和图像数据,系统需要配置专门的输入和输出设备;②在软件上,则要求研制专门的图形和图像数据的分析算法和处理软件,这些算法和软件又直接和数据的结构及数据库的管理方法有关;③在信息处理的内容和采用的目的方面,一般的MIS主要是查询检索和统计分析,处理的结果大多是制成某种规定格式的表格数据,而GIS主要用于分析资源的合理开发应用,制定区域发展规划等应用。

数字地球:可以理解为对真实地球及其相关现象统一的数字化重现和认识。

通俗地说就是虚拟地球。

完整的GIS主要由4-5个部分构成:计算机硬件系统、计算机软件系统、空间数据、用户应用模型常用的GIS软件ARC/INFO(美国ESR I公司)ArcVi ew(美国ESRI公司)MapInfo(美国MapInfo公司)Maptitude(美国Calipe r公司)MG E(美国Inte rgraph公司)S ICAD(德国SIMENS公司)Microstation(美国Bentley公司)MapGIS(中国地质大学)SuperMap(中国科学院地理所)GeoStar(武汉测绘科技大学)Citysta r(北京大学)空间数据特征:几何、属性、时间数据;GIS的功能—基本功能—位置、条件、趋势、模式、模型国际GIS的发展:①60年代起步开拓阶段②70年代巩固发展阶段③80年代突破发展阶段④90年代产业化阶段⑤21世纪网络化阶段(Web\Com\Open)我国采用的大地坐标系为1980年中国国家大地坐标系,现在规定的高程起算基准面为1985国家高程基准。

第5节地理数据分布的集中化与均衡度指数

第5节地理数据分布的集中化与均衡度指数

第5节地理数据分布的集中化与均衡度指数第5节地理数据分布的集中化与均衡度指数地理现象的分布格局,常常⽤地理数据分布的集中化程度与均衡度来描述。

为了揭⽰某种地理现象分布的基本格局,常常需要计算相关地理数据分布的集中化和均衡度指数。

⼀、罗伦次曲线与集中化指数(1)罗伦次曲线20世纪初,意⼤利统计学家罗伦次(M. Lorenz),⾸先使⽤累计频率曲线研究⼯业化的集中化程度。

后来,这种曲线就被称之为罗伦次曲线。

下⾯我们通过实例,说明罗伦次曲线的做法和集中化指数的计算⽅法。

表2.5.1 某地区农户家庭经营性纯收⼊⽔平及其构成表 2.5.1描述了某地区农户家庭经营性纯收⼊⽔平及其构成情况。

为了形象、直观地描述农户家庭经营性纯收⼊在某些产业部门的集中化程度,可以按照以下步骤绘制罗伦次曲线:(1)将各产业部门的收⼊及其占总收⼊⽐重(百分⽐),从⼤到⼩重新排序;(2)从⼤到⼩,逐次计算累计百分⽐,得到表2.5.2和表2.5.3;(3)以⾃然序号为横坐标(x),累计百分⽐为纵坐标(y);以(部门代码,累计百分⽐)为坐标点,连成⼀个上凸的曲线(图2.5.1和图2.5.2),即罗伦次曲线。

这⾥,要求作图时,将纵坐标轴和横坐标轴取成相等长度,使整个绘图区成正⽅形。

罗伦次曲线的上凸程度,就表⽰农户家庭经营性纯收⼊的部门集中化程度。

上凸程度越⼤,就表⽰农户家庭经营性纯收⼊越是集中于某些产业部门。

如果各个产业部门的收⼊是均等的,则罗伦次曲线正好就变成了正⽅形的对⾓线。

⽐较图2.5.1和图2.5.2,从罗伦次曲线的上凸程度可以看出,该地区1999年农户家庭经营性纯收⼊的部门集中化程度⾼于2004年。

罗伦次曲线,不但可以按部门,⽽且也可以按空间(地区),形象、直观地描述要素分布在地域空间上的集中化程度。

如果按照部门构成,绘制出不同时期某要素数据分布的罗伦次曲线,就可以⽐较、分析不同时期该要素在部门之间分布的集中化程度;同样,对于⼀个特定的时期,如果按照空间(地区)构成,绘制出某要素数据分布的罗伦次曲线,就可以描述该时期该要素在地域空间上分布的集中化程度。

第一讲 GIS概述PPT课件

第一讲 GIS概述PPT课件
1)某个已知坐标系中的位置 即几何坐标,标识地理实 体在自然界或包含某个区域的地图中的空间位置,如经纬度、 平面直角坐标、极坐标等,采用数字化仪输入时通常采用数 字化仪直角坐标或屏幕直角坐标。
2)实体间的空间关系 实体间的空间关系通常包括:度量关系,如两个地物之 间的距离远近;延伸关系(或方位关系),定义了两个 地物之间的方位;拓扑关系,定义了地物之间连通、邻 接等关系,是GIS分析中最基本的关系,其中包括了网络 结点与网络线之间的枢纽关系(图1-2-a),边界线与面 实体间的构成关系(图1-2-b),面实体与岛或内部点的 包含关系(图1-2-c)等。
商用GIS软件的功能
观察的的现象、 文件与地图
数据获取
数据的获取(Data
Acquisition)、数据的初
原始数据
步处理(Preliminary data
Processing)、数据的存 储及检索(Storage and 数 据 库
存储与 检索
数据预处理
展示与
制图
交互
Retrieval)、数据的查
图1-2:几种典型的拓扑关系
3)与几何位置无关的属性
即通常所说的非几何属性或简称属性,是与地理实体相 联系的地理变量或地理意义。属性分为定性和定量的两 种,前者包括名称、类型、特性等,后者包括数量和等 级;定性描述的属性如土壤种类、行政区划等,定量的 属性如面积、长度、土地等级、人口数量等。非几何属 性一般是经过抽象的概念,通过分类、命名、量算、统 计得到。任何地理实体至少有一个属性,而地理信息系 统的分析、检索和表示主要是通过属性的操作运算实现 的,因此,属性的分类系统、量算指标对系统的功能有 较大的影响。
2.地理信息系统及其类型
2.1 地理信息系统 地理信息系统(Geographical Information System,GIS) 是一种决策支持系统,它具有信息系统的各种特点。地 理信息系统与其他信息系统的主要区别在于其存储和处 理的信息是经过地理编码的,地理位置及与该位置有关 的地物属性信息成为信息检索的重要部分。在地理信息 系统中,现实世界被表达成一系列的地理要素和地理现 象,这些地理特征至少由空间位置参考信息和非位置信 息两个组成部分。 地理信息系统的定义是由两个部分组成的。一方面,地 理信息系统是一门学科,是描述、存储、分析和输出空 间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科;另一方面, 地理信息系统是一个技术系统,是以地理空间数据库 (Geospatial Database)为基础,采用地理模型分析方 法,适时提供多种空间的和动态的地理信息,为地理研 究和地理决策服务的计算机技术系统。

《地理信息系统》第五章 空间数据处理

《地理信息系统》第五章 空间数据处理

§5.1 空间数据的坐标变换
1、比例尺变换:乘系数 2、变形误差改正: 几 何 通过控制点利用高次变换、二次变换和仿射 变 变换加以改正 换 3、坐标旋转和平移
即数字化坐标变换,利用仿射变换改正。 4、投影变换: 三种方法。
返回
§5.1 空间数据的坐标变换
5.1.1 几何纠正:为了实现数字化数据的坐标系转换和图纸 变形误差的改正,现有的GIS软件一般具有仿射变换、相似 变换、二次变换等几何纠正功能。
§5.1 空间数据的坐标变换
3、数值解析变换法
当已知新投影的公式,但不知原投影的公式时,可先通 过数值变换求出原投影点的地理坐标φ,λ,然后代入新投 影公式中,求出新投影点的坐标。
投影变换:
正XXB解数===反f变值Ff(解((xxB换变,(变(,,y:换Ly投)X换x)),解:,,影,:LYYy析数YAB==)=经)gG函学g(纬((数方xxB度,,,关法yLy))系)
a b
a b
记录:
(a)
边界线搜索是逐个弧段进行的,对
每个弧段由一组已标识的四个结点 a a 开始,选定与之相邻的任意一组四 b a
个边界点和结点都必定属于某一窗 (d)
口的四个标识点之一。首先记录开
始边界点的两个多边形编号,作为 a b 该弧段的左右多边形,下一点组的 c d 搜索方向则由进入当前点的搜索方 (a)
双边界结构可以唯一地确定搜索方向,从而大 大地减少搜索时间,同时形成的矢量结构带有 左右多边形编号信息,容易建立拓扑结构和与 属性数据的联系,提高转换的效率。
特点:算法可靠,但极费机时。
矢量格式向栅格格式的转换算法
❖ 射线算法 :射线算法可逐点判断数据栅格点在 某多边形之外或在多边形内,由待判点向图外 某点引射线,判断该射线与某多边形所有边界 相交的总次数,如相交偶数次,则待判点在该 多边形外部;如为奇数次,则待判点在该多边 形内部(如图)。

邬伦《地理信息系统——原理、方法和应用》配套模拟试题及详解【圣才出品】

邬伦《地理信息系统——原理、方法和应用》配套模拟试题及详解【圣才出品】

邬伦《地理信息系统——原理、方法和应用》配套模拟试题及详解一、名词解释1.元数据答:元数据,又称中介数据、中继数据,为描述数据的数据,主要是描述数据属性的信息,用来支持如指示存储位置、历史数据、资源查找、文件记录等功能。

元数据算是一种电子式目录,为了达到编制目录的目的,必须在描述并收藏数据的内容或特色,进而达成协助数据检索的目的。

2.数字地形模型DTM答:数字地形模型是地形表面形态属性信息的数字表达,是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。

(乌伦)是描述地面特征的空间分布的有序数值阵列。

3.TIN答:TIN也称为规则三角网模型,它根据区域有限个点集将区域划分为相连的三角面网络,区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内。

如果点不在顶点上,该点的高程值通常通过线性插值的方法得到(在边上用边的两个顶点的高程,在三角形内则用三个顶点的高程)。

4.游程长度编码答:游程长度编码是栅格数据压缩的重要编码方法,它的基本思路是:对于一幅栅格图像,常常有行(或列)方向上相邻的若干点具有相同的属性代码,因而可采取某种方法压缩那些重复的记录内容。

其编码方案是,只在各行(或列)数据的代码发生变化时依次记录该代码以及相同代码重复的个数,从而实现数据的压缩。

5.GIS互操作答:GIS互操作是地理信息共享的必然要求和产物,强调不同系统之间的相互可操作,系统之间的资源处理和分析方法的共享。

在不同的情况下具有不同的侧重点,可分为网络、硬件、软件、数据库、地理信息系统、应用和企业层七个层次。

二、简答题1.什么是地理信息系统?与地图数据库有什么异同?与地理信息的关系是什么?答:(1)地理信息系统地理信息系统是以地理空间数据库为基础,在计算机软硬件的支持下,对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示,并采用地理模型分析方法,适时提供多种空间和动态的地理信息,为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。

(2)地理信息系统与地图数据库的异同地图数据库是以地图数字化数据为基础的数据库,是存储在计算机中的地图内容各要素(如控制点、地貌、土地类型、居民地、水文、植被、交通运输、境界等)的数字信息文件、数据库管理系统及其它软件和硬件的集合。

GIS课程教案(第五章空间数据处理)

GIS课程教案(第五章空间数据处理)
3、我国GIS常用的地图投影配置
采用与我国基本图系列一致的地图投影系统: 我国常用的地图投影的情况为: 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、1:1万、1:5000),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。 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(正轴等面积割圆锥投影);
五、GIS空间元数据
六、空间数据的互操作
七、Open GIS规范
第五章 空间数据处理
地 理 信 息 系 统 原 理
§5-02 空间数据标准--数据共享
一、概述
1、目前影响数据共享的因素
体制上:行业数据保密政策。 技术上:不同系统对空间数据采用的数据结构和数据格式不同。 网络化程度:资源共享是网络主要功能之一,用户可共享网络分散在不同地点的 各种软硬件。
返回
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
第四章 空间数据的采集和质量控制 §4-3 空间数据的分类和编码
三、空间数据的分类与编码
分类、编码
点、线、面 特征码、坐标
信息世界
第四章 空间数据的采集和质量控制 §4-3 空间数据的分类和编码
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
1、属性数据编码
在属性数据中,有一部分是与几何数据的表示密切有关的。 例如,道路的等级、类型等,决定着道路符号的形状、色彩、尺寸等。 在GIS中,通常把这部分属性数据用编码的形式表示,并与几何数据一起管理 起来。

GIS软件开发基础

GIS软件开发基础
面 向 对 象 的 程 序 设 计
武 汉 大 学
资 环 蔡 境 忠 学 亮 院
面向对象的GIS程序设计
主讲:蔡忠亮
GIS
教材及参考资料:
《地理信息系统原理、方法和应用》 邬 伦 《GIS软件工程设计》 吴信才 《Visual C++ 开发GIS程序》 陈建春 《面向对象的理论与C++实践》王 燕 《软件开发的科学与艺术》 微软公司华人专家鼎力之作
GIS
1.1 地理信息系统定义、类型和构成
面 向 对 象 的 程 序 设 计
武 汉 大 学
资 环 蔡 境 忠 学 亮 院

构成
4. 人员:包括系统开发人员和GIS技术的最终用户,
他们的业务素质和专业知识是GIS工程及其应用成 败的关键。 5. 应用模型:GIS应用模型的选择和构件也是系统应 用成败至关重要的因素,虽然GIS为解决各种现实 问题提供了有效的基本工具,但对于某一个专门 应用目的的解决,必须通过构件专门的应用模型, 土地适宜性模型,公园选址模型,最优路径分析 模型等。它反映了人类对客观世界利用改造的能 动作用,并且是GIS技术产生社会经济效益的关键 所在,也是GIS生命力的重要保证。
面 向 对 象 的 程 序 设 计
武 汉 大 学
资 环 蔡 境 忠 学 亮 院
《面向对象的GIS程序设计》 课程内容
第一部分 GIS软件开发基础
第二部分 面向对象技术基础
GIS
第三部分 Visual C++ 环境
第四部分 GIS软件设计
第五部分 GIS软件开发
第一章 GIS基础
面 向 对 象 的 程 序 设 计
绘图仪
1.1 地理信息系统定义、类型和构成

GIS课件第5章 空间数据组织与管理

GIS课件第5章 空间数据组织与管理

第5章 空间数据组织与管理空间信息技术包括空间数据获取、空间数据处理和空间数据应用技术三个部分,而空间数据管理必将成为上述三种技术的基础和核心。

在数据获取过程中,空间数据库用于存贮和管理空间信息及非空间信息;在数据处理系统中,它既是资料的提供者,也可以是处理结果的归宿处;在检索和输出过程中,它是形成绘图文件或各类地理数据的数据源。

然而,空间数据以其惊人的数据量及其空间上的复杂性,使得空间数据的组织与管理给传统数据库系统带来巨大挑战。

本章主要介绍空间数据库在数据管理组织方式、空间索引、空间查询语言等方面的技术和特点。

5.1空间数据库概述通用数据库作为文件管理的高级阶段,是建立在结构化数据基础上的。

而空间数据具有其自身的特殊性,这就使得通用数据库管理系统在管理空间数据时表现出较多不相适应的地方,从而空间数据库应运而生。

5.1.1 数据库基础数据库是在应用需求推动下、在计算机软硬件下基础上,经历了人工管理阶段和文件管理阶段之后发展而来的。

数据是描述事物的符号记录,可以是数字形式,也可以是文字、图形、图像、声音、语言等多种表现形式。

人们收集并抽取出应用所需的大量数据后,将其保存起来以供进一步加工处理,抽取有用信息。

随着科学技术飞速发展,人们的视野越来越广,对数据的需求量急剧增加。

过去人们把数据存放在文件柜里,现在借助计算机和数据库技术就能保存和管理大量复杂的数据。

数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。

数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存,具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性,并可为各种用户共享。

目前,数据库领域中最常用的数据模型有四种:层次模型(Hierarchical Model )、网状模型(Network Model )、关系模型(Relational Model )和面向对象模型(Object Oriented Model )。

其中层次模型和网状模型统称为非关系模型。

文献检索考试试题答案

文献检索考试试题答案

一、根据课程介绍的数据库完成以下填空(每空2分,共20分):1、检索策略的调整,既可以是(检索方法)的调整,也可以是检索途径的调整。

2、中国知识资源总库——CNKI 系列数据库的《中国期刊全文数据库》初级检索的检索项最多可增加(5)项。

3、CNKI的《中国期刊全文数据库》的全文格式有CAJ和PDF两种4、维普资讯的《中文科技期刊数据库》(全文版)提供了(12)个检索途径。

5、数据库的两大类型有(参考数据库)和(源数据库)。

6、世界公认的三大科技文献检索系统是(SCI(科学引文索引)、EI(工程索引)、ISTP(科技会议录索引) 。

1.检索课题名称:(2分)地理信息系统(GIS)在岩土工程中的应用2.课题分析:“地理信息系统”属于本课题中的主体,其应用目标是“岩土工程”,而GIS 是“地理信息系统”的英文缩写。

可以不做为检索词,由此得出如下检索词(按其对课题影响程度排序);关键词:1地理信息系统2岩土工程英文关键词:(1)GIS(2)Geotechnical Engineering(3分)3.选择检索工具并依中外文次序列出(3分):[要求:选定1个中文期刊数据库、1个中文硕士学位论文数据库、1个中文会议论文数据库、1个数字图书馆、1个搜索引擎、1个英文全文数据库或英文参考数据库(文科专业选择全文数据库),共6个数据库]。

(1)CNKI数字图书馆:中国期刊全文数据库(2)万方数据库(会议论文)(3)维普资讯(4)超星数字图书馆(图书检索)、书生之家数字图书馆等(5)觅搜(MetaSoo)(6)《美国工程索引》(Ei village2)4.构建检索策略(3分):因“地理信息系统”为课题的主体,应优先检索,“岩土功程”和“GIS”应在检索结果中同时存在。

故制定如下检索策略。

“()”表示优先、“*”表示并且。

(1)中文检索方法:(地理信息系统)*岩土工程*GIS时间范围:2005~2009文献范围:期刊论文、会议论文、专著为了保证查全率可考虑使用全文检索途径和高级检索方式。

5.第五章GIS数据处理(4学时)

5.第五章GIS数据处理(4学时)
分割
合并
2. 图幅的拼接 为了建立无缝图层,需要将分幅数字化的地 图进行合并,使它在空间上是连续的。由于数据 采集和人工操作的误差,两个相邻图幅的地图的 空间图形数据在接合处出现几何裂缝或逻辑裂缝 无论是建立逻辑无缝图层,还是建立物理无 缝图层,几何裂缝都必须消除。
边缘匹配(edge matching)
2.线条简化、加密和平滑 线条简化 通过消除线条上的某些点把线条简化或概 化的过程。简化可以提高数据处理效率,减少 存储空间。但通过简化后的线,数据精度降低, 线条变得粗糙. 线条加密 在选定的线上添加新点,或是在地图上以 指定间隔加新线的过程。开始于线的起点,在 每个指定间隔添加一个新点,现有的点被保留, 且线的形状不变。
线条平滑 也是对线添加点,但是新点的位置由数学函 数产生。用于样条平滑的最常用的方法由三次多 项式拟合,其形式为: y=1+ 2x+ 3x2+ 4x3 一个三次多项式能够准确地通过4个点。对 于超过4个点的弧段,必须用多个多项式分段连 续表示,并消除段与段之间曲率的急剧变化。
1.分割和合并
数 字 化
边 界 调 整
(a)结点不达
(b)结点超出
(c)直线悬空相交
(d)三结点不吻合
(e)伪结点
(f)多边形不闭合
(g)碎多边形
(h)多边形奇异
(i)删除角点
(j)增加角点
(k)多余小多边形 b a
(l)跑线
a
(m)区域转多边形
(n)多边形转区域
(o)多边形合并
常见的编辑问题
5.2 几何变换
Y D x Ey F
A=2.032, B=-0.004, C=517909.198 D=0.004, E=2.032, F=5250353.802 旋转角为正的,指从x轴逆时针旋转 倾斜度为负,指从y轴顺时针位移 如果两个角度均很小,意味着经过仿射变换,由原始矩形 到平行四边形的变化甚微

第五章 GIS 的数据处

第五章  GIS 的数据处

(1) 通用横轴墨卡托投影 —— UTM 投影
以横轴椭圆柱面割于地球椭球体的两条等高圈, 按等角条件,将中央经线两侧各一定范围内的地区 投影到椭圆柱面上,再将其展成平面而得。又称 Universal Transverse Mercator—— UTM 投影。
此投影无角度变形, 中央经线长度比为 0.9996,距中央经线 约±180km处的两条 割线上无变形。亦采 用分带投影方法:经 差6°或3°分带。长 度变形 < 0.04%
4、地理信息系统中元数据的概念
1、地理信息元数据的概念 地理信息元数据,即“空间数据的数据”, 是 关于空间数据和相关资源的描述性信息。
5、GIS 元数据系统

(1)数据分析需要 (2)系统完整性和可扩展性需求 (3)浏览差错功能需求



(4)程序生成
地理对象的拓扑关系,主要有以下三种:



相邻: 是指对象之间是否在某一边界重合, 例如行政区划图中的省、县数据。 重合: 是指确认对象之间是否在某一局部互 相覆盖,如巴士线路和道路之间的关系。 连通: 连通关系可以确认通达度、获得路径 等。
4、空间数据的误差分析与校正

空间数据误差的来源
4.4 世界地图投影
(4) 墨卡托投影(等角正圆柱投影) 由荷兰地图学家墨卡托(Mercator Gerardus,1512—1594)于1569年所创设, 故又名墨卡托投影。
特点: 不仅保持了方 向和相对位置的正确, 而且使等角航线在图 上表现为直线。这一 特性对航海具有重要 的实用价值。
4.4 世界地图投影
第五章 GIS 的数据处理
1、图形数据编辑

一般进行图形数据交互式编辑有如下步骤:

人教高中地理选修7《第五章 数字时代的产物——地理信息系统(GIS) 第二节 GIS的基本功能》_0

人教高中地理选修7《第五章 数字时代的产物——地理信息系统(GIS) 第二节 GIS的基本功能》_0

高中地理人教版选修七第五章数字时代的产物—地理信息系统第二节《GIS的基本功能》第二课时教学设计【课标要求】结合实例,说明GIS的基本功能。

【教学目标】(一)基本思想和方法(区域认知和综合思维)1.通过自主预习教材内容,初步了解GIS的基本功能。

2.以美国加西亚夫妇学区房选取为案例,通过小组合作探究,感受GIS的基本功能解决实际问题的一般方法,加深对GIS查询与分析功能的理解。

3.通过不同制图作品之间对比分析,总结GIS产品制图与输出需要考虑到的方面。

4.查找手机应用中的GIS功能体现,体验生活中GIS功能的具体应用。

(二)基本活动经验(地理实践力)1.结合图层和表格数据,通过小组合作探究,借助GIS查询与分析功能,找到满足美国加西亚夫妇要求的学区房,切身感受GIS的功能如何解决实际问题。

2.通过小组合作,制作加西亚夫妇实地考察需要的图片和表格,加深对GIS制图的操作步骤,理解GIS可以为用户提供可以直接使用的产品以及不同产品的形式。

(三)基本价值观(人地协调观)查找手机应用中与GIS功能相关的应用,说明对GIS功能的理解,感悟地理信息技术对生活的巨大作用,体会地理科学发展与我们生活之间的紧密联系。

【教材分析】《第五章第二节GIS的基本功能》是对GIS功能的具体展开,细化到具体的功能,是对《第五章第一节什么是GIS》的进一步拓展,对第三节和第四节的内容的铺垫,起到了承上启下的作用。

必修三第一章第二节《地理信息技术在区域地理环境研究中的应用》主要针对的是地理信息技术在区域地理研究中的应用。

这节课是针对GIS的具体功能进行详细了解,加深对地理信息技术的理解。

本节课是《人教版选修七第五章第二节GIS的基本功能》的第二课时。

通过第一课时,学生们掌握了GIS的数据输入与编辑功能、数据存储与管理功能。

本节课是第二课时,通过案例分析,重在掌握空间查询与分析、制图与产品输出功能以及GIS的功能在生活中的应用。

【学情分析】学生通过人教版选修三的学习,初步了解GIS具有输入、管理、分析和表达的功能,但是对于具体GIS的功能实现的过程不是很清楚,对于这些功能的应用也是比较模糊,特别是分析功能。

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点误差
• 关于某点的点误差即为测量位置(x,y)与其真 实位置(x0,y0)的差异。 • 点误差可通过计算坐标误差和距离的方法得到。 坐标误差定义为:
Δx=x-x0 Δy=y-y0
• 衡量数据采集区域或制图区域内的点误差,一般 抽样测算(Δx,Δy)。抽样点应随机分布于数据 采集区内,并具有代表性。这样抽样点越多,所 测的误差分布就越接近于点误差的真实分布。
数据输入
数据存储
数字化误差:仪器误差、操作误差 不同系统格式转换误差:栅格-矢量转换、三角网-等值线转换
数值精度不够 空间精度不够:每个格网点太大、地图最小制图单元太大
数据处理
分类间隔不合理 多层数据叠合引起的误差传播:插值误差、多源数据综合分析 误差 比例尺太小引起的误差
输出设备不精确引起的误差 输出的媒介不稳定造成的误差 对数据所包含的信息的误解 对数据信息使用不当
元数据的内容
1)对数据集的描述:对数据集中各数据项、数据来 源、数据所有者及数据序代(数据生产历史)等 的说明; 2)对数据质量的描述:如数据精度、数据的逻辑一 致性、数据完整性、分辨率、元数据的比例尺等; 3)对数据处理信息的说明:如量纲的转换等; 4)对数据转换方法的描述; 5)对数据库的更新、集成等的说明。
3.1 3.2 3.3 3.4 数据质量的基本概念 空间数据质量问题的来源 常见空间数据的误差分析 空间数据质量控制
3.1
3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.1.6
数据质量的基本概念
准确性(Accuracy) 精度(Precision) 空间分辨率(Spatial Resolution) 比例尺(Scale) 误差(Error) 不确定性(Uncertainty)
4.1.2
元数据的类型
1)根据元数据的内容分类 科研型元数据、评估型元数据、模型元数据 2)根据元数据描述对象分类 数据层元数据、属性元数据、实体元数据
3)根据元数据在系统中的作用分类 系统级别元数据、应用层元数据
4)根据元数据的作用分类 说明元数据、控制元数据
4.1.3
空间数据元数据的标准
定义地理信息和服务的描述性信息的标准。该
3.2
3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4
空间数据质量问题的来源
空间现象自身存在的不稳定性 空间现象的表达 空间数据处理中的误差 空间数据使用中的误差
3.2.1
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。 • 空间上的不确定性 空间位置分布上的不确定性变化 • 属性上的不确定性 属性类型划分的多样性,非数值型属性值表达的 不精确性等 • 时间上的不确定性 发生时间段上的游移性
4.5
元数据存储和功能实现
我们可以在很多地方看到元数据的存储,网络 下载的电影本身一个视频文件数据,而点击右键查 看到的视频文件属性,如存储路径、码率、文件大 小、及导演、演员、制作单位等就是视频文件的元 数据。 基本功能应包括: 数据生产者对元数据编辑 数据生产者在不同层次上对元数据组织和管理 数据使用者对元数据检索和查看
• 遥感仪器的观测
空间分辨率、几何畸变和辐射误差,影响遥感数 据的位置和属性精度
• 遥感图像处理和解译
影像或图像校正和匹配以及遥感解译判读和分类 引入的空间位置和属性方面的误差
3.3.4
测量数据的质量问题
测量方面的误差通常考虑的是: • 系统误差 • 操作误差 • 偶然误差
3.4 空间数据质量控制
这些要求可通过元数据来实现 ,这方面的元数 据,按一定的组织结构集成到数据库中构成数据库 的元数据信息系统来实现上述功能。
4.2.3
在数据集成中的应用
数据集层次的元数据记录了数据格式、空间坐 标体系、数据的表达形式、数据类型等信息; 系统层次和应用层次的元数据则记录了数据使 用软硬件环境、数据使用规范、数据标准等信息。 这些信息在数据集成的一系列处理中,如数据 空间匹配、属性一致化处理、数据在各平台之间的 转换使用等是必要的。这些信息能够使系统有效地 控制系统中的数据流。
4.1
元数据的概念及类型
4.1.1 元数据的概念 4.1.2 元数据的类型 4.1.3 空间数据元数据的标准
4.1.1
元数据的概念
元数据是关于数据的描述性数据信息,它应尽
可能多地反映数据集自身的特征规律,以便于用户 对数据集的准确、高效与充分的开发与利用,不同 领域的数据库,其元数据的内容会有很大差异。通 过元数据可以检索、访问数据库,可以有效利用计 算机的系统资源,可以对数据进行加工处理和二次 开发等。
线误差
根据误差的来源分为: • 测量误差、后处理误差 • 解释误差 根据误差的表现形式分为: • 折线和曲线误差 误差分布描述: 线误差分布可以用由Epsilon带演化出的误差模型来 描述
3.3.2
地图数据的质量问题
• 地图固有误差 • 材料变形产生的误差 • 图象数字化误差
3.3.3
遥感数据的质量问题
数据输出 数据使用
3.3
3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4
常见空间数据的误差分析
误差的类型 地图数据的质量问题 遥感数据的质量问题 测量数据的质量问题
几何误差、属性误差、时间误差和逻辑误差。
3.3.1
误差的类型
• 逻辑误差:根据逻辑关系推导出来的误差。 检查逻辑误差,有助于发现不完整的数据和 其他三类误差 • 几何误差 包括点误差和线误差
第五章
GIS中的数据
1.数据涵义与数据类型 2.数据的测量尺度 3.地理信息系统的数据质量 4.空间数据的元数据
1
1.1 1.2
1.3
数据涵义与数据类型
数据的涵义 空间数据的类型
空间数据的表示方法
1.1 数据的涵义
• 数据的定义 • 数据处理 • 空间数据的基本特征
1.2 空间数据的类型
• 空间特征数据
4.2.1
帮助用户获取数据
GIS元数据是关于空间和属性数据的详细丰富
的引导信息。通过元数据,用户可对空间数据库进、 行浏览、检索和研究 ,以便用户弄清这些数据是什、 么数据 ,这些数据是否适用等问题。
4.2.2
空间数据质量控制
空间数据质量控制内容包括: (1)有准确定义的数据字典 (2)保证数据逻辑科学地集成 (3)有足够的说明数据来源、数据的加工处理工程、 数据解译的信息。
• 准确性(Accuracy) 一个记录值(测量或观察值)与它的真实值之间的接近程 度 • 精度(Precision) 即对现象描述的详细程度 • 空间分辨率(Spatial Resolution) 分辨率是两个可测量数值之间最小的可辩识的差异,也是 记录变化的最小距离 • 比例尺(Scale) 地图上一个记录的距离和它表现实际距离的比例 • 误差(Error) 测量值和实际值之间的差别 • 不确定性(Uncertainty) 描述和实际的差别
空间数据元数据获取方式
• • • • •
键盘输入(第一阶段) 关联表 (第一阶段) 测量法 (第二阶段) 计算法 (第三阶段) 推理法 (第三阶段)
4.4.2
空间数据元数据的管理
由于元数据内容、形式的差异,元数据的管理 与数据涉及领域有关,它是通过建立在不同数据领 域基础上的元数据信息系统实现的,分为3个层次: 物理层:存放数据与元数据 逻辑层:通过软件与一定的逻辑关系将逻辑层与 物理层关联起来。 概念层:用描述语言及模型定义了许多概念,如实 体名称、别名等。通过这些概念及其限制 特征,经过与逻辑层关联可获取、更新物 理层的元数据及数据。
3.4.1 传统的手工方法 3.4.2 元数据方法 3.4.3 地理相关法
4.空间数据的元数据
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 元数据的概念及类型 空间数据元数据的应用 在地理信息系统中使用元数据的原因 空间数据元数据的获取与管理 元数据存储和功能实现
元数据的作用
1)帮助数据生产单位有效地管理和维护空间数据、 建立数据文档,并保证即使其主要工作人员离退 时,也不会失去对数据情况的了解; 2)提供有关数据生产单位数据存储、数据分类、数 据内容、数据质量、数据交换网络及数据销售等 方面的信息,便于用户查询检索地理空间数据; 3)帮助用户了解数据,以便就数据是否能满足其需 求做出正确的判断; 4)提供有关信息,以便用户处理和转换有用的数据。
数据的测量尺度
命名(Nominal)量 次序(Ordinal)量 间隔(Interval)量 比率(Ration)量
比例或间隔数据可较容易地转变成次序或命名 数据。而命名数据则很难被转化成次序、间隔或比 例数据。较复杂的GIS应用中,往往上述几种测量尺 度的数据均需用到。
数据测量尺度及其制图表现
3.地理信息系统的数据质量
标准制定的目的是为了产生一个地理元数据的内容 及有关标准。这些内容包括地理数据的现势性、精 度、数据内容、属性内容、来源、覆盖地区以及对 各类应用的适应性如何等。对地理数据进行标准的 描述可以使地理信息生产者高效管理和维护数据,
提高数据质量,用户方便地得到适用的数据。
4.2 空间数据元数据的应用
4.2.1 帮助用户获取数据 4.2.2 空间数据质量控制 4.2.3 在数据集成中的应用
3.2.2
空间现象的表达
数据采集中的测量方法以及量测精度的选择等 受到人类自身的认识和表达的影响,这对于数据的
生成会出现误差。
如,投影、测量仪器、数据表达等
3.2.3
• • • • • • • • • •
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 数据处理过程中误差的传递和扩散
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