第三章 空间数据的获取
地理信息系统概论-第三章
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高斯-克吕格投影的特点：
① 中央经线上没有任何变形，满足中央经线投影后保持长度 不变的条件；
② 除中央经线上的长度比为1外，其他任何点上长度比均大 于1；
③ 在同一条纬线上，离中央经线越远，变形越大，最大值位 于投影带的边缘；
④ 在同一条经线上，纬度越低，变形越大，变形最大值位于 赤道上。
局部比例尺： 由于投影中必定存在某种变形，地图仅能在某些点或线上保 持比例尺，其余位置的比例尺都与主比例尺不相同，即大于 或小于主比例尺。这个比例尺被称为局部比例尺。
一般地图上注明的比例尺是主比例尺，而对用于测量长度的
地图要采用一定的方式设法表示出该图的局部比例尺。这就
是在大区域小比例尺地图（小于1:1 000 000）上常见的图解
地形图上公里网横坐标前2位就是带号， 例如：1∶5万地形图上的坐标为（18576000， 293300），其中18即为带号。
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当地中央经线经度的计算
六度带中央经线经度的计算： 当地中央经线经度＝6°×当地带号－3°， 例如：地形图上的横坐标为18576000，其所处的六度带的中 央经线经度为：6°×18－3°＝105°。
2、建立地图投影的目的： 采用某种数学法则，使空间信息在地球表面上的位置和地 图平面位置一一对应起来，以满足地图制图的要求。
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理解地图投影如何改变空间属性的一种简便方法：
观察光穿过地球投射到表面（称为投影曲面）上。 想像一下，地球表面是透明的，其上绘有经纬网。用一 张纸包裹地球。位于地心处的光会将经纬网投影到一张纸上 。现在，可以展开这张纸并将其铺平。纸张上的经纬网形状 与地球上的形状不同。 地图投影使经纬网发生了变形。
ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程PPT-第3章 空间数据的采集与组织解析
图3.1 新建sharpfile菜单操作
图3.2 新建sharpfile要素选择设定操作
在Spatial Reference属性对 话框中，通过Select按钮、Import 按钮或New按钮定义Shapefile的坐 标系统。
第三章 空间数据的采集与组织
主要内容
• • • • 3.1 3.2 3.3 3.4 Shapefile文件的创建 Coverage文件创建 Geodatabase数据库创建 数据编辑
3.1 Shapefile文件的创建
3.1.1 创建新的Shapefile和dBASE表
1.创建新的Shapefile
图3.3 定义sharpfile的坐标系统
2.创建新的dBASE表
在ArcCatalog目录树中，右键单击需要创建dBASE表 的文件夹，单击New，再单击dBASE表，为其输入一个名称， 并按回车键。
3.1.2 添加或删除属性
在ArcCatalog中，可通过添加、删除属性项来修改 Shapefile和dBASE的结构。 在Shapefile Properties对话框中的Fields标签中添 加属性项。 删除属性项，只需选中需删除的属性项，在键盘上按 Delete键，即可。
图3.7 新建Coverage操作
2. 创建新的INFO表
在Define INFO Table对话框中输入新表的名 字 、选择数据类型等。
图3.8 新建INFO表操作
3.2.2 建立拓扑
在ArcCatalog目录树中， 右键单击需要建立拓扑关系 的Coverage，单击 Properties命令，打开 Coverage Properties对话框 （ General选项卡），在 Feature classes中，选择需 要建立拓扑关系的地理要素 类。
第三章空间数据模型第3节矢量数据模型
(xn,yn) (x(1x,ny,1y)n) (x1,y1)
(a) (xn,yn)
(b)
(xn,yn)
A
KI
H
J
BC
G
FE
D
(c)
第三章空间数据模型第3节矢量数据模型
一维矢量具有方向、长度
方向：即有起始结点和终止结点
长度：可以用以下方式表达：
引入欧氏空间的距离概念：
n
长度 [(xi xi1)2 ( yi yi1)2 ]1/2 i2
一．基本概念 二．关系数据模型和关系表 三．矢量数据模型（ Spaghetti Model ） 四．矢量数据模型（拓扑数据模型）
第三章空间数据模型第3节矢量数据模型
一、基本概念
• 现实世界和矢量表达 • 位置和边界被清楚地记录 • 对象可以被识别 • 属性值与对象相联系 • 空间关系可以清晰表达
第三章空间数据模型第3节矢量数据模型
(1) 地理要素被当成单个对象对待
空间边界可以被清晰的编码
(2)对象之间没有关系
要素间的空间拓扑不被记录
第三章空间数据模型第3节矢量数据模型
矢量表达法
• 不同的空间特征具有不同的矢量维数
– 0维矢量-点：即空间中的一个点，没有大小、 方向，二维和三维欧氏空间中为：（x,y),(x,y,z)
– 一维矢量-线：空间中的线划要素或空间对象间 的边界，也称为弧段、链
用的概念，是三维空间中曲面法向矢量的 另外一种描述方法
第三章空间数据模型第3节矢量数据模型
空间曲面
• 矢量实现方法多样 • 常用等值线法、剖面法
第三章空间数据模型第3节矢量数据模型
三维矢量-体
• 指三维空间中的实体
第三章空间数据结构
第三章空间数据结构空间数据结构是计算机科学中的一个重要概念，它是用于存储和组织数据的一种方法。
在现实生活中，我们会遇到各种各样的数据，并且需要对这些数据进行处理和存储。
空间数据结构为我们提供了一种有效的方式，可以帮助我们存储和组织这些数据。
空间数据结构的主要目的是为了解决数据存储和访问的问题。
它将数据分成不同的组块，并为每个组块分配了一个独立的存储空间。
这样一来，我们可以通过索引或者其他方式，来访问和操作这些数据，而不必考虑整个数据集的规模。
常见的空间数据结构包括数组、链表、树等。
这些结构都有自己特定的特点和应用场景。
比如说，数组适用于随机访问，链表适用于插入和删除操作频繁的情况，而树则可以用来表示层次关系。
除了常见的数据结构之外，还有一些特殊的空间数据结构，比如哈希表、堆等。
哈希表是一种根据键值对进行存储和访问的数据结构，它可以实现高效的插入、删除和查找操作。
堆是一种特殊的树形结构，它常用于实现优先队列等需要按优先级进行操作的情况。
空间数据结构在计算机科学和软件工程中有广泛的应用。
它们可以用来处理大规模数据集，提高数据存储和访问的效率，同时也可以用来实现各种算法和数据处理工具。
例如，图像处理、地理信息系统、数据库管理系统等领域都需要用到空间数据结构。
在现实生活中，我们经常会遇到需要处理和存储大量数据的情况。
比如说，地理信息系统需要存储和操作大规模的地理数据，而社交网络需要存储和查询大量用户信息。
在这些情况下，空间数据结构可以帮助我们高效地存储和处理这些数据。
总的来说，空间数据结构是计算机科学中的一个重要概念，它为我们提供了一种有效的方式，来存储和组织各种类型的数据。
通过合理选择和使用空间数据结构，我们可以提高数据存储和访问的效率，实现各种算法和数据处理工具。
因此，学习和理解空间数据结构是非常有必要的。
《测绘学概论》课程笔记
《测绘学概论》课程笔记第一章：测绘学总论1.1 测绘学的基本概念测绘学是一门研究地球形状、大小、重力场、表面形态及其空间位置的科学。
它的主要任务是对地球表面进行测量，获取地球表面的空间信息，并对其进行处理、分析和应用。
测绘学的研究对象包括地球的形状、大小、重力场、表面形态等自然属性，以及人类活动产生的各种地理现象和空间信息。
1.2 测绘学的研究内容测绘学的研究内容主要包括以下几个方面：（1）大地测量学：研究地球的形状、大小和重力场，建立地球的数学模型，为各种测量提供基准。
（2）摄影测量学：利用航空或卫星摄影技术，获取地球表面的空间信息，并通过图像处理技术对其进行解析和应用。
（3）全球卫星导航定位技术：利用卫星导航系统，如GPS、GLONASS、北斗等，进行地球表面空间位置的测量和定位。
（4）遥感科学与技术：利用遥感技术，如卫星遥感、航空遥感等，获取地球表面和大气的物理、化学和生物信息，并进行处理和应用。
（5）地理信息系统：利用计算机技术，对地理空间信息进行采集、存储、管理、分析和可视化，为地理研究和决策提供支持。
1.3 测绘学的现代发展随着科技的发展，测绘学进入了一个新的发展阶段。
现代测绘技术主要包括卫星大地测量、数字摄影测量、激光扫描、遥感技术、地理信息系统等。
这些技术的发展，使得测绘工作更加高效、精确和全面，为地球科学、资源调查、环境保护、城市规划等领域提供了强大的支持。
1.4 测绘学的科学地位和作用测绘学在科学体系中占有重要地位，它是地球科学的基础学科之一，为其他学科提供了重要的数据支持。
同时，测绘学在国民经济和国防建设中发挥着重要作用，如土地管理、城市规划、环境监测、资源调查、灾害预警等，都离不开测绘学的支持。
第二章：大地测量学2.1 概述大地测量学是测绘学的一个重要分支，主要研究地球的形状、大小、重力场及其变化，建立地球的数学模型，为各种测量提供基准。
大地测量学具有广泛的应用，如地球科学研究、资源调查、环境保护、城市规划等。
MAPGIS应用教程第三章空间数据采集
图3-6“新建区”
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第三章 空间数据采集
工程图例的建立
• 工程图例有两个作用。一方面数据录入时，在输入另一类 图元之前，图例板可以直接提供该类图元的固定参数，这 样就可以避免进入菜单重新修改此类图元的缺省参数，从 而提高了工作效率。另一方面在制作图件时，为了他人读 图，常常需要附带图例。 • 工程图例的操作步骤如下： • (1)通过“新建工程图例”打开“工程图例编辑器”，并 “编辑分类”。 • (2)选择图例类型，不同类型的图元对应不同类型的图例 ；输入图例的名称，选择描述信息的分类码，输入编码。
一、拓扑造区 当出现多个相邻区域时，根据区域的拓扑结构进行拓 扑造区是一种更快捷和方便的方法。 (1)拓扑处理工作流程 ①数据准备 将原始数据中那些与拓扑无关的线（如航线、铁路等） 放到其他层，而将有关的线放到一层中，并将该层保存为 一新文件（或是临时文件），以便进行拓扑处理。
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第三章 空间数据采集
线数据采集
1.输入方式 要在一个文件中直接输入线，把线文件设置为“可 编辑”，通过“线编辑”菜单的“输入线”就可以来造 线。如图3-11，相关设置有：选择流线、折线、正交、 矩形、双线、四边形、圆线、弧线、正交多边形、光滑 曲线等线形；设置倒角半径；设置是否即时属性输入； 设置线参数：线型、线颜色、线宽度、X系数、Y系数、 辅助线型、辅助颜色以及所在图层等。
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第三章 空间数据采集
3.1
MAPGIS文件创建
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第三章 空间数据采集
3.1
MAPGIS文件创建
• 一幅地图或几个地区的地理信息数据可以由上述的一类 或几类数据叠加组成。为了将几类数据有机地结合起来 ，统一管理这些数据，我们引入了“工程”的概念，采 用工程文件（*.MPJ）来描述管理各种数据。如图3-1：
空间数据工作原理
空间数据工作原理
空间数据是指通过遥感技术获取的地球表面的各种信息数据，包括地貌、植被、水文、气象、土壤等多方面的数据。
空间数据工作原理主要包括数据采集、数据处理和数据分析三个主要过程。
数据采集是指通过各种遥感传感器对地球表面进行观测，获取图像或其他数据。
其中，遥感传感器可以是激光雷达、微波雷达、红外相机等各种设备。
这些传感器会发射特定的电磁波或其他物理信号，接收返回的信号并记录下来。
通过这种方式，可以获取地表反射、吸收、辐射等信息，用于后续的数据处理。
数据处理是指对采集到的原始数据进行处理和整理，以提取出有用的信息。
首先，需要对原始数据进行几何校正，即将图像进行配准，消除由于传感器、测量平台等因素引起的误差。
然后，对图像进行辐射校正，根据传感器响应特性将图像转换为真实的辐射值。
接着，进行大气校正，消除由于大气吸收、散射等因素引起的影响。
最后，可以进行图像增强、特征提取等处理，将图像数据转换为可用于分析的数据形式。
数据分析是指对处理后的数据进行进一步分析和应用。
可以利用图像分类算法将图像中的不同对象进行分类，如识别土地利用类型、植被分布等。
同时，还可以进行地理信息系统（GIS）分析，将空间数据与其他地理信息进行关联和集成，以获取更全面的信息和洞察。
此外，还可以应用机器学习、人工智能等技术对数据进行模型建立和预测。
总之，空间数据工作原理包括采集、处理和分析三个主要过程，通过遥感技术获取地球表面信息并应用于各种领域。
地理信息系统教程(考试重点)
地理信息系统教程第一章绪论1．信息系统：能对数据和信息进行采集、存储、加工和再现，并能回答用户一系列问题的系统。
具有采集、管理、分析和表达数据的能力。
2．地理信息系统：GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题3．GIS与IS之间的区别：GIS是空间数据和属性数据的联合体。
4．GIS系统五个基本组成部分：⑴硬件系统，各种设备-物质基础；⑵软件系统，支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统；⑶数据，系统分析与处理的对象、构成系统的应用基础；⑷应用人员，GIS服务的对象，分为一般用户和从事建立、维护、管理和更新的高级用户；⑸应用模型，解决某一专门应用的应用模型，是GIS技术产生社会经济效益的关键所在5．地理信息系统基本功能：⑴数据采集与编辑；⑵数据存储与管理；⑶数据处理和变换；⑷空间分析和统计；⑸产品制作与显示；⑹二次开发和编程6．地理信息系统应用功能：资源管理；区域规划；国土监测；辅助决策第二章地理信息系统的空间数据结构和数据库1．地理实体：指自然界现象和社会经济事件中不能再分割的单元，它是一个具有概括性，复杂性，相对性的概念。
2．地理实体的特征：⑴属性特征——用以描述事物或现象的特性；⑵空间特征——用以描述事物或现象的地理位置以及空间相互关系；⑶时间特征——用以描述事物或现象随时间的变化3．地理实体数据的类型：⑴属性数据——描述空间对象的属性特征的数据；⑵几何数据——描述空间对象的空间特征的数据；⑶关系数据——描述空间对象之间的空间关系的数据4．点：有特定位置；线：具有相同属性的点的轨迹，由一系列的有序坐标表示；面：对湖泊、岛屿、地块等一类现象的描述。
由封闭曲线加内点来表示；体：用于描述三维空间中的现象与物体，它具有长度、宽度及高度等属性5．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，也就是指空间数据以什么形式在计算机中存储和处理。
地理信息系统学习资料
第一章1、地理信息系统的基本概念：用于采集、存储、查询、分析和显示地理参照数据的计算机系统/2、空间位置、属性及时间数据是地理空间分析的三大基本要素，不可分割3、GIS五个主要组成部分：硬件系统（GIS的物理外壳，数据输入设备、数据存贮设备、数据输出设备）、软件系统（SuperMap（超图软件）、GeoStar （武大吉奥）、MapGIS（中地数码））、地理空间数据（地理空间数据是地理信息系统操作的对象，遥感影像、地图、野外采样、水文气象、社会统计数据）、专业人员（系统开发、系统管理以及使用人员）、地理信息模型4、GIS基本功能（解决以下五大问题：位置、条件、趋势、模式、模型和模拟）：数据采集与输入、空间数据分析与处理、地图制图与数据输出应用功能：空间数据的可视化、统计与量算、规划与管理、预测与监测、辅助决策5、GIS主要应用领域：测绘与地图制图、资源管理、灾害监测、环境保护、城市与区域规划、宏观决策、国防6、GIS与其它学科技术的关系：GIS是传统科学与现代技术相结合的产物，为各门涉及空间数据分析的学科提供了新的技术方法，体现出多学科交叉的特点，这些交叉的学科包括地理学、测量学、地图制图学、摄影测量与遥感学、计算机科学、数学、统计学以及一切与处理和分析空间数据有关的学科。
GIS与遥感：遥感是GIS重要的数据源，可以提取空间信息，专题要素和属性信息、遥感图像处理是实现遥感数据向地理信息转变的关键之一、可以基于高分辨率卫星遥感影像采集和更新GIS信息、GIS 可以为遥感图像处理和信息解译提供地学参照数据、辅助信息和分析判据、遥感和GIS的集成GIS与测绘：测绘学本质上是一门关于地球空间信息的学科，从20世纪90 年代开始，国际上将测绘学（Surveying and Mapping）更改为Geomatics （地球空间信息学）、测绘学和遥感技术不但为GIS 提供了快速、可靠、多时相和廉价的多种信息源，而且其许多理论和算法可直接用于空间数据的变换、处理GIS与地图：GIS脱胎于地图，并成为一种新的测绘学和地理学的信息载体，同样具有存储、分析、显示和传输的功能、地图仍是目前GIS的重要数据来源之一，其最终产品之一也是地图、二者也有一定的差别：地图强调的是数据分析、符号化和显示，而GIS则注重于空间信息分析思考题1. 地理信息系统概念及其理解2. 地理信息系统的构成及主要功能3. 地理信息系统与一般的管理信息系统的区别第三章1、地理实体的几何抽象：点（point）：零维、线（line）：一维、面（polygon）：二维、体（volume）：三维2、地理空间数据的基本特征：空间特征、属性特征、时间特征3、GIS中的地理空间数据=空间特征数据+属性特征数据空间特征数据=定位数据+空间关系数据属性特征数据=专题属性数据+时间数据4、地理空间数据的来源：地图数据、影像数据、地形数据、属性数据、元数据5、GIS三个抽象层次：概念模型、逻辑数据模型、物理数据模型6、空间数据的计算机表示：（1）将地理要素或实体抽象为点、线、面类型（2）逻辑上抽象为不同的专题或图层（3）相同区域的若干个图层构成图幅，若干个图幅构成完整的数据库7、地理空间数据的空间关系：现实生活中的实体大多都不是孤立存在的。
第3章 空间数据模型
空间数据概念模型
• 网络是由一系列节点和环链组成的，与对象模型 没有本质的区别 • 网络模型可以看成对象模型的一个特例，它是由 点对象和线对象之间的拓扑空间关系构成的 • 空间数据概念模型归结为对象模型（或称要素模 型）和场模型（或称域模型）两类
空间数据概念模型
• 不规则多边形区。将平面区域划分为简单连通的多边形区 域，每个多边形区域的边界由一组点所定义；每个多边形 区域对应一个属性常量值，而忽略区域内部属性的细节变 化 • 不规则三角形区。将平面区域划分为简单连通三角形区域， 三角形的顶点由样点定义，且每个顶点对应一个属性值； 三角形区域内部任意位置的属性值通过线性内插函数得到 • 等值线。用一组等值线C1，C2，…，Cn，将平面区域划 分成若干个区域。每条等值线对应一个属性值，两条等值 线中间区域任意位置的属性是这两条等值线的连续插值
（a） 规则分布的点
（ b ） 不规则分布的 点
（c）规则矩形区
（d） 不规则多边形区
（e） 不规则三角形区
（f） 等值线
空间数据概念模型
• 网络模型
– 网络模型与对象模型类似，都是描述不连续的地理现 象，不同之处在于它需要考虑通过路径相互连接多个 地理现象之间的连通情况 – 网络是由欧式空间R2中的若干点及它们之间相互连接 的线（段）构成
地理空间与空间实体
• 属性特征
– 也称为非空间特征或专题特征，是与空间实体相联系 的、表征空间实体本身性质的数据或数量，如实体的 类型语义定义、量值等 – 类型
• 定性属性，如名称、类型、特性等 • 定量属性，如数量、等级等
黄杏元《地理信息系统概论》(第3版)章节题库-第三章至第四章【圣才出品】
第3章空间数据处理一、名词解释1．栅格数据压缩编码答：栅格数据压缩编码是指在不丢失信息的前提下，缩减数据量以减少存储空间，提高传输、存储和处理效率的一种技术方法。
编码方式有键码、游程长度编码、块码和四叉树编码等。
其类型又有信息无损编码和信息有损编码之分。
2．边界代数算法答：边界代数算法是一种基于积分思想的矢量格式向栅格格式转换算法，它适合于将记录拓扑关系的多边形矢量数据转换为栅格结构。
它不是逐点判断与边界的关系完成转换，而是根据边界的拓扑信息，通过简单的加减代数运算将边界位置信息动态地赋给各栅格点，实现了矢量格式到栅格格式的高速转换，而不需要考虑边界与搜索轨迹之间的关系，因此算法简单、可靠性好，各边界弧段只被搜索一次，避免了重复计算。
3．DIME文件答：DIME文件是美国人口普查局在1980年的人口普查中提出的双重独立地图编码文件。
它含有调查获得的地理统计数据代码及大城市地区的界线的坐标值，提供了关于城市街道、住址范围以及与人口普查局的列表统计数据相关的地理统计代码的纲要图。
在1990年的人口普查中，TIGER取代了DIME文件。
4．空间数据内插答：空间数据内插是通过已知点或分区的数据，推求任意点或分区数据的方法。
在已观测点的区域内估算未观测点的数据的过程称为内插。
一般情况下，空间位置越靠近已观测点的未观测点越有可能获得与实际值相似的数据，而空间位置越远的点则获得与实际值相似的数据的可能性越小。
5．坐标变换答：坐标变换是把一个坐标系下的空间对象转换到另一个坐标系下的过程，是空间实体的位置描述。
其实质是建立两个平面点之间的一一对应关系，包括几何纠正和投影转换，是空间数据处理的基本内容之一。
两个及以上的坐标转换时由极坐标相对参照确定维数空间。
6．仿射变换答：仿射变换是GIS数据处理中使用最多的一种几何纠正方法。
是指在几何中，一个向量空间进行一次线性变换并接上一个平移，变换为另一个向量空间。
它的主要特性为：同时考虑到因地形突变而引起的实际比例尺在x和y方向上的变形，因此纠正后的坐标数据在不同方向上的长度比将发生变化。
第三章 空间数据处理
平面方程为： zp=a0+a1x+a2y 只需要3个数据点即可。
z1=a0+a1x1+a2y1
z2=a0+a1x2+a2y2
z3=a0+a1x3+a2y3
z1 1 z 1 2 z 3 1
x1 x2 x3
y1 a 0 y 2 a 1 y 3 a 2
21 22.5 23 27 28 28.6 29 30.4 31 26 18 17
23 24 24 28 30 29 30 31 32 27 20 18
26.6 24.3
2、双线性多项式内插法
双线性内插多用于已经规则分布的数据内插。
用最邻近的四个已知点构成一个四边形块，并确定一 个双线性函数。
p1 p2
因此最少需要三个同名地点的坐标，列出6 个方程组。求出系数，得到两者的转换方程。
X1’= a0 +a1 x1+a2 y1 Y1’= b0 + b1 x1 + b2 y1 X2’= a0 +a1 x2+a2 y2 Y2’= b0 + b1 x2 + b2 y2 X3’= a0 +a1 x3+a2 y3 Y3’= b0 + b1 x3 + b2 y3 a0, a1, a2, b0 , b1, b2
压缩后由{A1，A2………Am}m个坐标子集组成。 则压缩比为： a=m/n ； a≤1
二、矢量数据压缩
V3 V2 V4
V5
V1
V6
（一）矢量数据压缩基本原理：道格拉斯—佩克算法 （1）用待压缩折线首尾两点连接为直线L。
（2）计算折线上各坐标点到直线的垂直距离。
第三章 空间数据采集与处理练习
一、单选题1、对于离散空间最佳的内插方法是：A．整体内插法 B．局部内插法C．移动拟合法 D．邻近元法2、下列能进行地图数字化的设备是：A.打印机B.手扶跟踪数字化仪C.主机 D.硬盘3、有关数据处理的叙述错误的是：A.数据处理是实现空间数据有序化的必要过程B.数据处理是检验数据质量的关键环节C.数据处理是实现数据共享的关键步骤D.数据处理是对地图数字化前的预处理4、邻近元法是：A.离散空间数据内插的方法B.连续空间内插的方法C.生成DEM的一种方法D.生成DTM的一种方法5、一般用于模拟大范围内变化的内插技术是：A.邻近元法B.整体拟合技术C.局部拟合技术D.移动拟合法6、在地理数据采集中，手工方式主要是用于录入：A.属性数据B.地图数据C.影象数据 D.DTM数据7、要保证GIS中数据的现势性必须实时进行：A.数据编辑B.数据变换C.数据更新 D.数据匹配8、下列属于地图投影变换方法的是：A.正解变换B.平移变换C.空间变换 D.旋转变换9、以信息损失为代价换取空间数据容量的压缩方法是：A.压缩软件B.消冗处理C.特征点筛选法 D.压缩编码技术10、表达现实世界空间变化的三个基本要素是。
A. 空间位置、专题特征、时间B. 空间位置、专题特征、属性C. 空间特点、变化趋势、属性D. 空间特点、变化趋势、时间11、以下哪种不属于数据采集的方式：A. 手工方式B.扫描方式C.投影方式 D.数据通讯方式12、以下不属于地图投影变换方法的是：A. 正解变换B.平移变换C.数值变换 D.反解变换13、以下不属于按照空间数据元数据描述对象分类的是：A. 实体元数据B.属性元数据C.数据层元数据D. 应用层元数据14、以下按照空间数据元数据的作用分类的是：A. 实体元数据B.属性元数据C. 说明元数据D. 分类元数据15、以下不属于遥感数据误差的是：A. 数字化误差B.数据预处理误差C. 数据转换误差D. 人工判读误差二、填空题1、数据处理涉及的内容很广泛，主要取决于和，一般包括数据变换、数据重构、数据提取等内容。
(第三章)空间数据结构
(第三章)空间数据结构空间数据结构1·简介空间数据结构是在计算机科学领域中用于表示和组织空间数据的数据结构。
它们被广泛应用于地理信息系统（GIS）、计算机图形学、计算机视觉等领域。
2·常见的空间数据结构2·1·四叉树四叉树是一种常见的空间数据结构，它将空间划分为四个象限，并将空间中的点或对象存储在树节点中。
它可以支持高效的空间查询和检索操作，特别适用于二维空间数据。
2·2·八叉树八叉树是四叉树的扩展，将空间划分为八个象限。
它在三维空间中更加常用，可以表示立方体或球体中的对象。
八叉树适用于对三维空间进行高效的查询和搜索。
2·3·R树R树是一种多叉树，用于表示和组织高维空间中的对象。
它通过将空间划分为矩形区域来存储和查询对象。
R树广泛应用于空间数据库和地理信息系统中。
2·4·KD树KD树是一种二叉树，用于存储和查询k维空间中的对象。
它通过将空间划分为超平面来快速定位对象。
KD树在计算机视觉领域中广泛使用，特别适用于最近邻搜索和范围搜索。
2·5·网格网格是一种将空间划分为规则网格单元的数据结构。
它是一种简单而高效的空间索引方法，可以快速进行点查询和范围查询。
3·空间查询操作3·1·点查询点查询是通过给定一个点坐标来查找空间数据结构中的对象。
点查询可以通过遍历整个数据结构或使用特定的查询算法来实现。
3·2·范围查询范围查询是通过给定一个矩形区域来查找空间数据结构中与该区域相交的对象。
范围查询可以通过遍历整个数据结构或使用特定的查询算法来实现。
3·3·最近邻查询最近邻查询是通过给定一个点坐标来查找空间数据结构中最接近该点的对象。
最近邻查询可以通过遍历整个数据结构或使用特定的查询算法来实现。
4·附件附件一：四叉树示意图附件二：八叉树示意图附件三：R树示意图附件四：KD树示意图附件五：网格示意图5·法律名词及注释5·1·GIS（地理信息系统）：是一种用于捕获、存储、分析、管理和展示地理空间数据的计算机系统。
地理信息系统试题题库
【第一章】绪论一、单选题1、地理信息系统形成于20世纪：A．50年代B．60年代 C.70年代 D.80年代2、地理信息区别与其他信息的显著标志是A．属于属性信息 B．属于共享信息C．属于社会经济信息D．属于空间信息3、下列属于GIS输入设备的是：A．主机 B．绘图机 C．扫描仪 D．显示器4、以下不属于GIS输出设备的是：A．绘图仪 B．打印机 C．图形显示终端 D．图形数字化仪5、以下不属于GIS专业软件的是：A．MapInfo B．GeoStar C．MapGIS D．PCI6、下列有关数据的叙述正确的是：A、信息是数据的表达，数据是信息的内涵B、数据是信息的表达，信息是数据的内涵C、数据不随载荷它的物理设备的形式而改变D、地图符号不是数据7、GIS的主要组成部分包括：A、计算机软硬件系统、地理数据和用户B、计算机软硬件系统、地理数据和分析程序C、计算机软硬件系统、地理数据和绘图机D、计算机软硬件系统、网络和用户8、有关信息的论述错误的是：A.信息具有传输性B.信息具有共享性C.信息具有适用性D.信息具有主观性9、GIS进入推广应用阶段是20世纪：A.60年代B.70年代C.80年代D.90年代10、GIS所包含的数据均与：A.地理空间位置相联系B.非空间属性相联系C.地理事物的质量特征相联系D.地理事物的类别相联系11、世界上第一个地理信息系统是：A.美国地理信息系统B.加拿大地理信息系统C.日本地理信息系统D.奥地利地理信息系统12、“3S”技术指的是：A．GIS、RS、GPS B．GIS、DSS、GPSC．GIS、GPS、OS D．GIS、DSS、RS13、从历史发展看，GIS脱胎于：A．地图学 B．地理学 C．计算机科学 D．测量学14、下列有关GIS的叙述错误的是：A、GIS是一个决策支持系统B、GIS是研究地理系统的科学技术保证C、地图学理论与地图分析方法是GIS重要学科基础D、GIS是数字地球演变的必然趋势15、在GIS数据中，把非空间数据称为：A.几何数据B.关系数据C.属性数据D.统计数据16、GIS与机助制图的差异在于：A.是地理信息的载体B.具有存储地理信息的功能C.具有显示地理信息的功能D.具有强大的空间分析功能二、名词解释1、地理信息2、地理信息系统3、数据4、信息三、简答题1、GIS由哪几个主要部分组成？它的基本功能有哪些？2、GIS的主要功能有哪些？3、地理信息系统的特征有哪些？4、信息具有哪些特征？5、当前地理信息系统的发展趋势如何？四、论述题1、试结合你的专业论述GIS的应用和发展前景。
空间数据的提取名词解释
空间数据的提取名词解释引言在当今数字化时代，空间数据的重要性越来越受到重视。
随着科技的不断进步，我们能够从各种来源中获取大量的空间数据。
然而，要理解和分析这些数据，我们必须熟悉一些与空间数据提取相关的名词术语。
本文将为读者详细解释一些常见的空间数据提取名词。
一、地理信息系统（GIS）地理信息系统简称GIS，是一种集成地理数据库、软件和硬件的技术系统，用于捕获、存储、管理、分析和展示地理空间数据。
通过GIS技术，我们可以将各种地理信息以图层的形式叠加在地图上，从而提供可视化的地理空间分析能力。
二、遥感技术遥感技术是通过获取卫星、航空器等遥远地面之外的信息，并对其进行分析和解释的技术。
这种技术可以提供高分辨率的地理空间数据，其中包括影像、雷达数据和激光雷达数据等。
遥感技术的应用非常广泛，例如农业、环境保护、城市规划等。
三、全球定位系统（GPS）全球定位系统是一种基于卫星的导航系统。
通过使用在地面上分布的多颗卫星，GPS系统能够准确地确定特定位置的全球坐标。
利用GPS技术，我们可以进行导航、地理定位和数据采集等工作。
四、数字高程模型（DEM）数字高程模型是空间数据提取中常用的一种数据类型，它记录了地球表面特定区域的海拔高度。
基于地形和地势信息，DEM可以提供准确的地形模型，对于地质勘探、土地利用规划等领域非常重要。
五、地理编码地理编码是将地理位置转化为可识别的数字编码的过程。
地理编码可以使用不同的方法，例如将位置编码为经纬度坐标或通过使用地址解析算法将街道地址转化为坐标。
地理编码的应用包括地图导航、位置搜索等。
六、空间数据清洗空间数据清洗是指通过使用不同的数据处理技术来清除或纠正空间数据中的错误、缺失或不一致性。
这些错误可能由于数据采集、传输或处理过程中产生。
空间数据清洗的目标是提高数据的准确性和一致性，从而保证分析结果的可靠性和精确性。
七、空间数据挖掘空间数据挖掘是指从大规模的空间数据集中发现潜在模式、关联和趋势的过程。
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空间数 据采集
3.4 空间数据质量
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。
数据处理过 程
误差来源
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
数据收集
数据输入
数据存储 数据处理 数据输出 数据使用
数字化误差：仪器误差、操作误差 不同系统格式的转换误差
数值精度不够 空间精度不够 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 输出设备不精确引起的误差 输出媒介不稳定造成的误差
空间数 据采集
§3.1 概述
3.1.2 数据源种类
第一手数据
平板测量数据 工程测量数据 笔记 航空、遥感相片 人口普查 社会经济调查 各种统计资料
全站仪、GPS数据 地球物理、地球化学 遥感数据
第二手数据 地图 专题地图 统计图表
非电子数据
电子数据
已建各种数据库 GIS数据
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空间数 据采集
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3.3 空间数据的编辑与处理
（2）图象纠正
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
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图像纠正
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空间数 据采集 （2）、数字化采集—扫描数字化
纸质地图
扫描转换
拼接图块
图块合成
矢量化
裁剪地图
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3.2.2 属性数据采集
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。
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3.3 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
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3.4 空间数据质量
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。 8、可得性 指获取或使用数据的容易程度。 9、现势性 指数据反映客观现象目前状况的程度。
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3.4 空间数据质量
4.2.2 数据误差或不确定的来源
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（3）投影变换
正解变换：解析函数关系 X=f (x , y) ，Y=g( x , y )
投影A （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)
投影B （X，Y）
数值变换：数学方法
a1 X Y a n b1 bn x y
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3.3 空间数据的编辑与处理
(4) 接边
几何接边
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。
数 字 化
边 界 调 整
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空间数 据采集 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。
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3.3 空间数据的编辑与处理
错误检查主要方法 叠合比较法 目视检查法 逻辑检查法
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3.3 空间数据的编辑与处理
1、图形编辑
（1）结点吻合
解决方法：
（1）结点移动
（2) 求平均位置
（3）求两线的交点 （4）自动匹配
（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
对数据所包含的信息的误差 对数据信息使用不当
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3.4 空间数据质量
几何误差 属性误差 时间误差 逻辑误差
3.4.3 数据的误差类型
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森林 水库 水库
森林
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住宅
住宅 住宅
商业区
商业区
1972年 火场
1989年 火场
1989年 火场
GeoStar：ShapeFile、E00、Oracle Spatial、 ESRI ArcSDE、MIF(Mapinfo)等。
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基于网络服务的地理信 息共享和互操作
标准化组织（ISO、OGC、FGDC等）依据网 络服务、地理信息共享和互操作特性制定了相关 标准和规范，定义了统一的地理信息服务接口， 使得用户可以通过协同方式访问不同数据源的数 据，而无需掌握数据源的位置和内部结构。
3、空间数据转换软件
加拿大 FME
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基于直接访问的地理信 息共享和互操作
基于数据格式转换的数据共享需要有一个外部数据 文件为中介来实现不同系统之间的数据共享，而基于直 接访问的数据共享则意味着一个GIS系统直接读取多个 数据源的不同格式的数据。 GeoMedia（Intergraph）：MGE、Arc/info、 Oracle Spatial、SQL Server、Access MDB等。 SuperMap ：Mapinfo、Oracle Spatial、ESRI ArcSDE等。
§3.1 概述
3.1.3 数据源与相应设备
地图 地面测量数据 航空、遥感 统计资料 文字数据 多媒体 鼠标录入 扫描仪 数字化仪 编辑处理 摄影测量 数据交换 键盘
空间 数据库
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3.1.4 空间数据采集的过程
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
(3) 清除伪结点
伪节点 处理方法： 连接两线，使其成为一条线。
（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。
（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。
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3.3 空间数据的编辑与处理
（2）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
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。
GIS 数据
专题属性数据 非定位数据 时间属性数据
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§3.1 概述
数字线划数据 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 属性数据 是什么，类型特征 详细描述信息
地理信息系统
3.1.1 GIS数据的内容
数字化仪
扫描仪
数字摄影测量工作站
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空间数 据采集 （1）、数字化采集—手扶跟踪数字化
手扶跟踪数字化：
连接数字化仪 图版定向 数字化
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通向计算机接口
数字化仪
叉丝 按扭
游标 电磁感应板
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X 1 2
X’
y P’（x‘， ）
y
O’(x0,y0)
x
x
3
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国家资源与环 境信息系统规范在 “专业数据分类和 数据项目建议总表” 中，将数据分为社 会环境、自然环境 和资源与能源三大 类共14小项，并规 定了每项数据的内 容及基本数据来源。
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3.2.3、数据交换
GIS A 内部 数据交换文件 GIS A GIS B 外部 外部 GIS B 内部
GIS A
数据交换标准
Open GIS
Internet / Intranet
地理信息系统 澳大利亚 SDTS ADSTS
英国
中国
NTF
CNSDTF
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2、商用软件
ESRI AUTOCAD ShapeFile E00 DXF