GIS-6第七章空间数据管理
GIS6空间数据采集处理与质量控制.ppt
3. 扫描方式
4. 影像处理和信息提取方式联网方式下，信息系统
5. 数据通讯方式
内部各子系统之间以及 与其它信息系统之间实
现信息交流和信息共享
的主要方式。
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Geographical Information Systems
2.2 数据采集系统功能
1.图形数字化 2.数据的编辑 3.拓扑关系生成 4.基本量算 5.数据结构转换 6.地理数据库建立
生成栅格数据。
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工程扫描仪
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2.1 数据采集方式
小 型 扫 描 仪
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2.1 数据采集方式
空间数据采集、处理与质量控制
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回顾：GIS的基本功能
数据采集：
利用各种设备和手段采集和输入数据，产生原始数据。
数据编辑与处理：
对数据进行编辑、格式转换、拼接等工作，产生合格的数据。
数据存储、组织与管理
制图 与输出
图形与属性 数据编辑
GIS
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空间数据采集、处理和质量控制
数据源?
现实世界
文字报告、 遥感图象 等
采集和处理? 质量如何?
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如何进行地理信息系统的空间数据管理
如何进行地理信息系统的空间数据管理地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种利用计算机技术对地理现象进行空间分析和处理的系统。
随着科技的不断进步，地理信息系统在各个领域得到了广泛的应用，如城市规划、资源管理、环境保护等。
然而，有效的空间数据管理对于地理信息系统的运作至关重要。
本文将从数据采集、数据存储、数据清洗和数据共享四个方面探讨如何进行地理信息系统的空间数据管理。
一、数据采集地理信息系统的空间数据采集是建立一个可靠和准确的数据源的关键步骤。
传统的数据采集方法包括地理勘测和卫星影像解译，而现代技术如无人机和全站仪等也为数据采集提供了更多选择。
在进行数据采集时，应根据具体需求选择合适的硬件设备和软件工具。
同时，要确保采集的数据具有一定的时效性和精确性，避免出现数据不一致或错误的情况。
二、数据存储在进行地理信息系统的空间数据管理时，合理的数据存储方式是至关重要的。
一种常见的数据存储方式是采用数据库技术，如MySQL、PostgreSQL等。
这样可以方便地对数据进行索引、查询和管理。
此外，为了提高数据存取的效率，可采用磁盘阵列或云存储等技术来实现数据的高速读写。
在进行数据存储时，还要考虑数据的备份和恢复措施，以防数据丢失或损坏。
三、数据清洗地理信息系统的空间数据清洗是为了去除数据中的错误、冗余和不一致信息，以提高数据的可靠性和准确性。
数据清洗可以采用自动化的算法和人工的检查相结合的方式进行。
自动化算法可以帮助快速发现数据中的错误和冗余信息，而人工检查可以针对性地处理一些特殊情况。
在进行数据清洗时，还要特别注意数据中的空缺值和异常值的处理，以确保数据质量。
四、数据共享地理信息系统的空间数据共享是多个部门或组织之间进行合作和信息共享的一种方式。
为了实现数据共享，应建立标准的数据格式和数据交换协议。
常见的数据格式包括Shapefile、GeoJSON和KML等。
ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程PPT-第7章《矢量数据的空间分析》
一、缓冲区分析
Inside and outside
only outside
only inside
Outside and include inside
图7.7 四种不同的面状要素的缓冲区
一、缓冲区分析
除此之外，缓冲区还可以利用距离制图的方 法来获得，但是距离制图方法是基于栅格数据 形式来进行缓冲区的建立，它的过程和结果都 是栅格数据，与矢量的缓冲区建立的方法有着 本质的区别
P {x d(x, A) r}
（d一般是指欧式距离，也可以是其它的距离，其中r为邻域半 径或缓冲区建立的条件）
一、缓冲区分析
点状要素缓冲区
线状要素缓冲区
图7.1 缓冲区示意图
面状要素缓冲区
一、缓冲区分析
2. 缓冲区的建立
点状要素：直接以其为圆心，以要求的缓冲区距离大 小为半径绘圆，所包容的区域即为所要求区 域。
图7.11 均匀插值操作
二、叠置分析
5）图层合并（Union）
图层合并是通过把两个图层的区域范围联合起来而保持 来自输入地图和叠加地图的所有地图要素。在布尔运算上用 的是or关键字，即输入图层or叠加图层，因此输出的图层应 该对应于输入图层或叠加图层或两者的叠加的范围。从数学 角度来表示就是：
{x x AUB}
第七章 矢量数据的空间分析
主要内容
• 缓冲区分析 • 叠置分析 • 网络分析
一、缓冲区分析
1. 缓冲区的基础
缓冲区是地理空间，目标的一种影响范围或服务 范围在尺度上的表现，是给定空间对象或集合后获得 的它们的领域，而邻域的大小由邻域的半径或缓冲区 建立条件来决定，因此对于一个给定的对象A，它的缓 冲区可以定义为：
GIS数据处理与空间分析教程
GIS数据处理与空间分析教程引言：地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种将地理空间数据与属性数据进行捆绑组织、存储、查询、分析、可视化并生成可输出图形报告的系统。
在各个领域，如城市规划、环境管理、资源分配、农业发展等都有广泛的应用。
本教程将就GIS数据处理与空间分析的相关内容进行深入的介绍和讲解。
第一章：GIS数据处理的基础知识GIS数据由地理空间数据和属性数据组成，地理空间数据包括点、线、面等地理要素。
在这一章节，我们将学习地图投影的基本知识，了解常见的地理坐标系和地图投影方式，并介绍GIS数据的各种数据格式，如Shapefile、GeoJSON等。
第二章：GIS数据获取与预处理本章节将介绍如何获取地理空间数据，包括地理信息系统数据和其他来源的数据。
我们将探讨如何使用GPS设备采集地理数据，并学习如何使用影像处理软件提取图像中的地理信息。
另外，还将涉及数据预处理的工作，如数据清洗、数据转换和数据拓扑校正等。
第三章：GIS数据管理与存储GIS数据管理与存储是GIS应用中关键的一环，本章节将重点介绍如何进行数据管理和数据存储。
我们将学习如何使用数据库管理系统（DBMS）对GIS数据进行组织和存储，并了解属性数据表的设计和建立。
此外，还将介绍如何维护和更新数据，以及数据备份和恢复的相关策略。
第四章：GIS空间分析基础在进行GIS空间分析之前，我们需要了解一些基础概念和方法。
本章节将介绍GIS空间分析的基本概念，如空间关系、空间查询和空间操作等。
我们还将学习常见的空间分析方法，如缓冲区分析、叠加分析和网格分析等，并通过具体案例来加深理解。
第五章：GIS空间分析进阶本章节将介绍一些进阶的GIS空间分析方法和技术，如网络分析、三维分析和时空分析等。
我们将详细讲解这些方法的原理和应用场景，并通过实际案例来展示如何使用这些方法进行空间分析。
第六章：GIS可视化和报告生成通过可视化和报告生成，我们可以有效地展示和传达GIS数据和分析结果。
地理信息系统中的空间数据管理与分析方法
地理信息系统中的空间数据管理与分析方法地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种以地理信息为基础，具有数据抽象、空间数据管理、空间分析和空间可视化等功能的计算机辅助系统。
在现代社会中，GIS已经广泛应用于地理领域的研究和应用中，为地理信息的管理和分析提供了强大的工具和技术支持。
而在GIS中，空间数据的管理和分析方法是关键的环节，本文将对地理信息系统中的空间数据管理和分析方法进行探讨。
一、空间数据管理空间数据管理是地理信息系统中的核心要素，它涉及到如何有效地对地理信息进行保存、组织和维护的方法与技术。
常见的空间数据管理方法主要包括数据模型、数据结构和数据存储。
1. 数据模型数据模型是空间数据管理的基础，它定义了描述地理现象和地理实体的方式和规则。
常见的数据模型包括层次模型、关系模型和对象模型。
其中，层次模型以树状结构表示空间对象之间的关系；关系模型以表格形式表示空间对象之间的关系；对象模型以对象的属性和几何信息描述空间对象。
2. 数据结构数据结构是指在空间数据管理中，将地理实体和属性存储在计算机中的组织方式。
常见的数据结构包括邻接列表、拓扑关系和网格结构等。
其中，邻接列表通过记录对象的相邻关系描述空间图形的连接关系；拓扑关系通过表示图形元素的接触或覆盖关系描述地理实体的关系；网格结构是将地理区域划分成规则网格，每个网格单元存储与之相关的空间数据。
3. 数据存储数据存储是指将地理信息以适当的方式存储在计算机系统中。
常用的数据存储方式有矢量数据存储和栅格数据存储。
矢量数据存储以点、线、面等几何图元和属性表的方式存储地理信息；而栅格数据存储则以像元矩阵的方式存储地理信息。
二、空间数据分析空间数据分析是GIS的重要应用之一，它通过对地理信息的处理和加工，提取出地理信息的有用特征和关系，为决策制定和问题解决提供科学依据。
常见的空间数据分析方法主要包括空间查询、空间统计和空间建模等。
GIS空间数据处理与分析
GIS空间数据处理与分析GIS（地理信息系统）是一种用于收集、存储、处理和分析地理空间数据的技术。
它通过将地理空间数据与属性数据相结合，可以帮助我们更好地理解地理现象，并做出科学决策。
在本文中，我将介绍GIS空间数据处理与分析的基本原理和一些常见的应用。
其次，GIS空间数据分析是通过使用GIS工具和分析方法对地理空间数据进行探索和解释。
常见的GIS空间数据分析方法包括空间查询、空间统计、空间插值、空间模型和空间决策支持等。
空间查询是指根据地理位置的特征进行数据提取和查询，常用的空间查询包括邻近查询、包含查询和相交查询等。
空间统计是利用统计方法对地理空间数据进行分析，常用的空间统计方法包括聚类分析、热点分析和空间自相关分析等。
空间插值是通过已知的数据点推断未知的地理空间数据，常用的空间插值方法包括反距离加权和克里金插值等。
空间模型是通过建立地理空间数据之间的关系模型来进行分析，常用的空间模型包括回归模型和地理加权回归模型等。
空间决策支持是利用GIS技术对地理空间数据进行可视化和模拟，以支持决策制定和规划设计等工作。
最后，GIS空间数据处理与分析在许多领域有广泛的应用。
例如，在城市规划中，可以使用GIS技术对城市的用地、交通、环境等进行分析，以支持城市规划决策。
在环境监测中，可以利用GIS技术对大气污染、水污染和土壤污染等进行监测和分析，以支持环境保护工作。
在资源管理中，可以利用GIS技术对土地利用、林业、农业和水资源等进行评估和管理，以支持可持续发展。
在灾害管理中，可以利用GIS技术对自然灾害的风险评估、应急响应和恢复规划进行分析，以提高灾害管理的效能。
综上所述，GIS空间数据处理与分析是一种强大的工具，可以帮助我们更好地理解地理现象，指导决策制定，并提高工作效率。
随着GIS技术的不断发展和应用，相信在未来，GIS空间数据处理与分析将在各个领域发挥更重要的作用。
使用ArcGIS进行空间数据分析入门指南
使用ArcGIS进行空间数据分析入门指南第一章：ArcGIS简介ArcGIS是一种集成的地理信息系统软件，被广泛应用于地理数据管理、空间数据分析和地图制作等领域。
它提供了强大的数据处理和分析功能，以及用户友好的界面，使得用户可以轻松进行空间数据分析。
第二章：空间数据分析基础空间数据分析是利用GIS技术对地理现象进行统计、计算和分析的过程。
在进行空间数据分析之前，需要了解一些基本概念和方法。
这些包括：空间数据类型（点、线、面）、空间关系（相交、相邻、包含等）、属性数据（属性表、字段类型）以及空间统计方法（空间插值、空间聚类等）等。
第三章：ArcGIS的数据输入与导入在进行空间数据分析之前，需要将数据导入到ArcGIS软件中。
ArcGIS支持多种数据格式的导入，包括矢量数据（Shapefile、Geodatabase）、栅格数据（Grid、Tiff）和表格数据（Excel、CSV）等。
用户可以通过文件导入、数据库连接或在线数据服务等方式将数据导入。
第四章：数据预处理与清洗在进行空间数据分析之前，需要对数据进行预处理和清洗，以保证数据的质量。
这包括数据的投影转换、空间参考系设置、数据缩放、重采样和去除空缺值等操作。
同时，还需要检查数据的完整性和一致性，对异常值和重复值进行处理。
第五章：空间查询与选择空间查询是通过空间位置、属性条件或复杂的空间关系对数据进行筛选和筛选的过程。
ArcGIS提供了丰富的查询和选择工具，包括属性查询（属性表查询、SQL查询）、空间查询（相交查询、缓冲区查询）和空间关系查询（包含、相邻等）等。
用户可以根据需要进行灵活的查询与选择。
第六章：空间统计与计算空间统计是对空间数据进行统计与计算的过程。
ArcGIS提供了多种空间统计工具，包括空间插值（克里金、反距离权重插值）、空间聚类（热力图、聚类分析）、空间分布分析（分布密度、核密度）和空间权重矩阵等。
这些工具可以帮助用户发现地理现象的分布规律和空间相关性。
GIS空间数据处理与分析
GIS空间数据处理与分析GIS（地理信息系统）是一种将空间数据进行处理与分析的技术。
通过将地理空间数据与属性数据相结合，可以帮助我们更好地理解地理现象并做出有效的决策。
下面将详细介绍GIS空间数据处理与分析。
首先，GIS的数据处理包括数据收集、数据整理、数据清洗和数据转换。
数据收集是指获取与分析目标相关的地理数据，可以通过现场调查、卫星遥感、航拍图像等方式获得。
数据整理是将收集到的数据进行统一的数据格式和数据结构，以便于后续的数据分析。
数据清洗是对数据进行检查和清理，处理可能存在的错误数据或缺失数据，以确保数据的准确性和完整性。
数据转换是将数据从一种格式或坐标系统转换为另一种格式或坐标系统，以便于与其他数据进行配合使用。
其次，GIS的空间数据分析涉及到空间查询、空间统计和空间模型等。
空间查询是指通过GIS软件对空间数据进行查询与检索，可以根据特定的条件查找到感兴趣的地理空间要素。
空间统计是对空间数据进行统计分析，可以通过GIS软件进行空间统计分析，以发现地理现象的分布规律和相互关系。
空间模型是一种基于空间数据的建模方法，可以通过GIS软件构建空间模型，用于预测未来的空间发展趋势和做出相应的决策。
在实际应用中，GIS空间数据处理与分析可以应用于各个领域。
例如，在城市规划领域，可以使用GIS技术对城市的空间发展进行模拟和预测，以制定合理的城市规划政策。
在环境保护领域，可以利用GIS技术对污染源的分布进行分析和评估，并提出相应的治理措施。
在交通管理领域，可以使用GIS技术对交通流量进行实时监测和交通拥堵状况进行分析，从而制定更加高效的交通管理策略。
综上所述，GIS空间数据处理与分析是一项重要的技术，可以帮助我们更好地理解地理现象并做出有效的决策。
通过数据处理可以确保数据的准确性和完整性，通过空间分析可以揭示地理现象的规律和关系，从而为各个领域的决策提供科学依据。
随着技术的不断发展，GIS的应用领域将会越来越广泛，对于推动社会经济的发展具有重要意义。
了解测绘技术中的GIS数据管理与空间分析技术
了解测绘技术中的GIS数据管理与空间分析技术在当今数字化时代，地理信息系统（Geographic Information System, GIS）在测绘技术中扮演着至关重要的角色。
GIS数据管理与空间分析技术是GIS的两大核心要素，它们在测绘领域中的应用已经成为了现代测绘工作的基石。
本文将对GIS数据管理与空间分析技术进行探讨，以帮助读者更好地了解这一领域。
GIS数据管理是指对地理信息进行高效、准确管理的一种方法和系统。
在测绘领域中，准确的地理信息数据是保证测绘结果正确性的基础。
例如，在绘制电子地图时，GIS数据管理可以帮助测绘员对道路、河流、建筑物等地物进行准确的分类和标注，从而确保地图呈现出准确的地理信息。
此外，GIS数据管理还可以对不同地物的属性进行管理，例如对建筑物的面积、用途等进行记录和查询，以满足不同用户的需求。
在GIS数据管理中，空间数据库是重要的工具之一。
空间数据库是一种能够存储和管理大量空间数据的数据库。
通过空间数据库，用户可以对海量的地理数据进行高效的查询、分析和处理。
例如，通过对空间数据库中的河流数据进行查询，可以快速找到特定位置的河流，从而帮助测绘员准确勾画地图上的河流轮廓。
此外，GIS数据管理还应用广泛的一个方面是数据编辑和更新。
地理信息数据的准确性是非常重要的，而且地理信息数据是时刻在变化的。
因此，测绘员需要对地理信息数据进行不断的编辑和更新。
通过GIS数据管理系统，测绘员可以方便地添加、删除或修改地理信息数据，以确保测绘结果和现实地理环境的一致性。
除了GIS数据管理，空间分析技术也是测绘领域中不可或缺的一部分。
空间分析技术是基于地理空间数据进行分析和处理的方法和技术。
通过空间分析技术，测绘员可以深入挖掘地理数据的潜在信息，从而为测绘工作提供更多的支持和决策依据。
空间分析技术包括了多个工具和方法，其中最常见的包括距离分析、随机取样、缓冲区分析等。
距离分析可以帮助测绘员计算两个地物之间的距离，例如计算两座建筑物之间的距离，从而帮助测绘员进行精确的地物位置控制。
如何使用地理信息系统进行空间数据处理
如何使用地理信息系统进行空间数据处理地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于收集、存储、管理、分析和展示地理数据的工具。
它可以帮助我们更好地理解和利用空间数据，从而提供更可靠、准确的决策依据。
本文将论述如何使用GIS进行空间数据处理，包括数据采集、数据管理、数据分析和数据可视化等方面。
一、数据采集在使用GIS进行空间数据处理之前，首先需要采集地理数据。
数据的采集可以基于多种手段，如通过测量、遥感、GPS等。
其中，遥感技术可以获取大面积、高分辨率的地理数据，其遥感图像可以作为GIS的底图。
二、数据管理数据管理是GIS的核心任务之一。
它涉及到数据的组织、存储和更新。
在GIS 中，空间数据和属性数据是不可或缺的两个组成部分。
空间数据包括点、线、面等地理要素的位置和形状信息，而属性数据则包括这些地理要素的属性信息。
通过GIS软件，可以将这些数据进行整合，并建立数据库以便于管理和查询。
三、数据分析数据分析是GIS的重要功能之一，它可以通过空间分析和属性分析来揭示地理数据之间的关系和趋势。
空间分析可以帮助我们发现地理要素之间的邻近关系、交叉关系和分布规律。
属性分析则可以通过对属性数据的统计、分类和计算等操作，得出更深入的结论和推论。
数据分析在城市规划、环境评估、资源管理等领域具有广泛的应用。
四、数据可视化数据可视化是将数据以图形化的方式展示出来，以便于人们理解和分析。
在GIS中，数据可视化可以通过地图制作、图表绘制等方式实现。
通过地图制作，我们可以将空间数据以地图的形式展示出来，从而更直观地呈现出地理要素的分布和变化趋势。
通过图表绘制，我们可以将属性数据以柱状图、饼图等方式展示出来，以便于比较和分析。
五、应用案例使用GIS进行空间数据处理的应用案例有很多。
以城市规划为例，GIS可以帮助规划师分析城市的人口分布、道路网络、公共设施等信息，从而制定更合理的城市规划方案。
地理信息系统第7讲GIS基本空间分析
地图操作: 融合
消除具有相同属性的多边形边界（数据分类）
1
1
3
4
3
2
1
1
3 4 2
1
4
地图操作: 裁剪
落入裁减区域范围内的输入地图要素
5
地图操作: 合并
两幅或两幅以上的地图拼接成新图
合并
6
叠置分析
叠置分析是地理信息系统中常用的提取空间隐含信息 的方法之一。
叠置分析是将有关主题层组成的各个数据层面进行叠 置产生一个新的数据层面, 其结果综合了原来两个或 多个层面要素所具有的属性；
8
叠置分析-矢量数据的叠置分析
点与多边形叠置
点与多边形叠置, 是指一个点图层与一个多边形图 层相叠, 叠置分析的结果往往是将其中一个图层的 属性信息注入到另一个图层中, 然后更新得到的数 据图层；基于新数据图层, 通过属性直接获得点与 多边形叠加所需要的信息。
输出地图包含输入地图相同的点要素, 但点的属性 已为1其落入2 的多+ 边A形的属B性 = 1A 2B
叠置分析-矢量数据的叠置分析
线与多边形叠置
线与多边形的叠置同点与多边形叠置类似, 线与多 边形的叠加, 指一个线图层与一个多边形图层相叠, 叠置结果通常是将多边形层的属性注入另一个图 层中, 然后更新得到的数据图层；基于新数据图层, 通过属性直接获得线与多边形叠加所需要的信息。
1
+A
B
= 1A 1B
资源分配网络模型由中心点(分配中心)及其状态属性 和网络组成。
分配有两种方式，一种是由分配中心向四周输出，另 一种是由四周向中心集中。
网络的应用
最佳选址 : 选址功能是指在一定约束条件下、在某一指 定区域内选择设施的最佳位置，它本质上是资源分配分 析的延伸，例如连锁超市、邮筒、消防站、飞机场、仓 库等的最佳位置的确定。
GIS第七章
图 7-10 拓扑数据结构
空间数据编码
弧段坐标数据
弧
a1 a2 a3 a4 a5 a6 a75 40，60 10，25 30，20 55，27
中间点X，Y
终点X，Y
70，50 10，25 40，60 30，40 70，50 30，20 55，27
70，60 20，10；10，10 70，60 10，10， 20，27；30，30；50，32 55，15；40，15；45，27
N1 N2 N3 N4 N3 N5 N6
N2 N3 N1 N1 N2 N5 N6
E E E A A B B
A B A A B B C
§ 7-3 栅格与矢量数据结构的选择
与转换
一、栅格和矢量数据结构均为有效的方法 二、栅格与矢量数据间的转换 三、栅格到矢量
§ 7-4 空间数据分层组织
一、空间数据分层的方法
义。
•
在栅格结构中，空间被规则地 划分为栅格（通常为正方形）， 如图7-1所示。地理实体的位置 和状态是用它们占据的栅格行、 列号来定义的。每个栅格的大小 代表了定义的空间分解力。
•
• 分解力：不可再分的最小 像元。 • 像 元：不可再分的最小 像素。 • 栅格数据结构中点、线、面 的表示方法： • 点：用一个像元表示； • 线：有一定方向而且取值 相同的相邻像元的集合； • 面：聚集在一起的相邻像 元的集合。
空间数据编码
面拓扑 面 弧 弧拓扑
A B C D E
a1，a5 ，a3 a2，a5 ，0，a6，0，a7 a7 a6
图幅外区域
弧
起结点
终结点
左多边形
右多边形
点拓扑
结点
N1 N2 N3 N4 N5 N6
空间数据组织与管理
平台架构
建立一个安全、稳定、高效的空 间数据共享平台，包括数据存储、 数据处理、数据查询和数据分发 等功能模块。
数据整合
将不同来源、不同格式的空间数 据进行标准化和规范化，整合到 一个统一的共享平台上，便于用 户查询和使用。
用户管理
建立完善的用户管理制度，对用 户进行身份认证和权限管理，确 保数据的安全性和保密性。
空间数据组织与管理
• 空间数据概述 • 空间数据组织方式 • 空间数据存储管理 • 空间数据查询与检索 • 空间数据共享与分发 • 空间数据可视化表达与地图制作
目录
空间数据概述
空间数据的定义与特点
总结词
空间数据是描述地理空间中各种要素的数据，具有空间位置、属性、时间三个基本要素。
详细描述
空间数据是地理信息系统（GIS）的基础，它描述了地理空间中各种要素的位置、特征 和属性。这些要素可以是自然物体，如山川、湖泊、植被等，也可以是人文要素，如建 筑物、道路、人口分布等。空间数据的特点包括空间位置的唯一性、属性描述的多样性
空间数据版权保护
1 2 3
版权标识 对共享平台上的空间数据添加版权标识，明确数 据的所有权和使用权，防止未经授权的数据使用 和传播。
访问控制 建立严格的访问控制机制，限制用户对数据的访 问权限，防止未经授权的访问和数据泄露。
法律保护 加强相关法律法规的建设和执行，对侵犯版权的 行为进行严厉打击，保护数据所有者的合法权益。
空间数据的应用领域
总结词
空间数据在城市规划、环境保护、资源调查、灾害监 测等领域具有广泛应用。
详细描述
空间数据在许多领域都有重要的应用价值。在城市规划 中，空间数据可用于城市用地布局、交通规划等方面； 在环境保护中，空间数据可用于监测环境污染、评估生 态保护效果等；在资源调查中，空间数据可用于土地资 源、水资源、矿产资源等的调查和评估；在灾害监测中， 空间数据可用于灾害预警、灾后评估等。此外，空间数 据还可应用于军事侦察、农业管理、旅游规划等领域。
GIS-6_空间数据采集、处理与质量控制
2.1 数据采集方式 1. 手工方式 2. 手扶跟踪化数字方式 3. 扫描方式 4. 影像处理和信息提取方式 5. 数据通讯方式
从遥感影像上 直接提取专题 信息。
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Geographical Information Systems
2.1 数据采集方式 1. 手工方式 2. 手扶跟踪化数字方式 3. 扫描方式 4. 影像处理和信息提取方式 联网方式下，信息系统 5. 数据通讯方式
手扶跟踪数字化方法
数字化仪的工作方式—操作方式 数字化仪的工作方式 操作方式
1．点方式 每次定标器的键被按下，感应板发送一对 点方式 坐标数据到计算机。 2．开关流方式 在定标器上，每按下一次键，即将一 开关流方式 组坐标数据发送到计算机。当用数字化来输入一条连 续曲线是很有效。 3．连续流方式 不论定标器的键是否按下，数字化仪 连续流方式 每个一定的时间就向计算机发送坐标数据，即是不可 控的。 4．增量方式 当定标器在感应板上移动某个距离，数 增量方式 字化仪就发送一对绝对坐标数据。
数据源? 数据源?
文字报告、 文字报告、 遥感图象 等
采集和处理? 采集和处理?
数字化仪
扫描仪
解析测图仪
键盘 等
编辑、接边、分层、 编辑、接边、分层、图形与 属性连接、 属性连接、加注记等
质量如何? 质量如何?
空间数据库
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空间数据采集、 空间数据采集、处理和质量控制
GIS的数据源： GIS的数据源： 的数据源 遥感数据， 文本数据， 地图数据 ，遥感数据， 文本数据，统计数据 实测数据，多媒体数据， 实测数据，多媒体数据，已有系统的数据
七章节空间数据管理
游程长度编码示例
04477777 44444777 44448877 00488877 00888878 00088888 00008888 00000888
按第二种编码方法，此数据游程长度编码
（沿列方向）：
（1，0），（2，4），（4，0），（1，4）， （4，0）；（1，4），（5，8），（6，0）； （1，7），（2，4），（4，8），（7，0）； （1，7），（2，4），（3，8），（8，0）； （1，7），（3，8）；（1，7），（6，8）； （1，7），（5，8）。
矢量结构和栅格结构
2．栅格数据结构及其编码
基本概念 特点 编码方式
I 什么是栅格数据结构（Raster) ？
栅格结构是最简单最直接的空间数据结构，是 指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格 阵列，每个网格作为一个象元或象素由行、列 定义，并包含一个代码表示该象素的属性类型 或量值，或仅仅包括指向其属性记录的指针。
IV．栅格数据编码
栅格数据编码方法分为两大类：
– 直接栅格编码 – 压缩编码方法
链码 游程长度编码 块码 四叉树
直接栅格编码
直接编码就是将栅格数据看作一个数据 矩阵，逐行（或逐列）逐个记录代码， 可以每行都从左到右逐个象元进行记录 ，也可以奇数行地从左到右而偶数行地 从右向左记录，为了特定目的还可采用 其他特殊的顺序
2. 面积占优法
– 处理方法：以占栅格区域面积比例最大的 地物类型或现象特性决定栅格单元的代码
– 面积占优法常用于分类较细，地物类别斑 块较小的情况
例如：所示的例子中， 显见B类地物所占面积最 大，故相应栅格代码定 为B
III 决定栅格单元代码的方式
GIS6空间数据管理
栅格数据的形状、尺寸及相关问题
• 由于栅格结构对地表的离散，在计算面积、长 度、距离、形状等空间指标时，若栅格尺寸较 大，则造成较大的误差 。
• 由于栅格单元中存在多种地物，而数据中常常 只记录一个属性值，这会导致属性误差。比如， 遥感数据中的“混合像元”问题。
第29页/共137页
II 栅格数据结构的特点
第35页/共137页
III 决定栅格单元代码的方 式
4.百分比法 • 处理方法：根据栅格区域内各地理要素所占面积的百分比数确定栅 格单元的代码 • 适用于地物面积具有重要意义的分类体系
例如：可记面积最大的两 类BA，也可以根据B类和 A类所占面积百分比数在 代码中加入数字
第36页/共137页
III 决定栅格单元代码的方 式
第14页/共137页
1.3 数据与文件组织
一、数据的层次单位
物理单位: 位(比特)、字节、字、块(物理记录)、桶和卷
逻辑单位: 数据项、数据项组、记录、文件和数据库
文件
逻辑数据单位之间的关系
记录
数据项 数据项组
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1.3 数据与文件组织
最基本的不可分割的数据单位,具有
数据项 独立的逻辑意义
在地理信息系统中的压缩编码多采用信 息无损编码，而对原始遥感影像进行压 缩时也可以采取有损压缩编码方法。
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压缩编码方式
1 链码（Chain Codes） 链式编码又称为弗里曼链码（Freeman，
1961）或边界链码。该编码方法将数据 表示为由某一原点开始并按某些基本方 向确定的单位矢量链。 基本方向可定义为：东＝0，东南＝1， 南＝2，西南＝3，西＝4，西北＝5，北 ＝6，东北＝7 等八个基本方向。
地理信息系统空间数据管理总结
妈妈说：“生活就像是一盒巧克力，你永远不知道下一块的味道。
”Forrest Gump第七章空间数据管理导读：本章首先介绍空间数据库、与一般数据库的比较，以及空间数据库的存储方式。
然后介绍了GIS中两种重要的数据结构：栅格结构和矢量结构，以及其具体的存储方式，然后比较了两种结构的特点，并给出了其相互转换算法。
最后介绍了空间检索中常用的技术——空间索引，介绍了一些常用的空间索引方式，如BSP树、R树、CELL树等；以及空间数据的查询功能。
1．空间数据库一个信息系统及其数据库的组成，决定于系统的应用目的、数据类型和系统的工作方式。
关于地理信息系统的内容及其功能，以及地理信息系统的一个重要特点，或者说是与一般管理信息系统的区别，是数据具有空间分布的性质。
对地理信息系统来讲，不仅数据本身具有空间属性，系统的分析和应用也无不与地理环境直接关联。
系统的这一基本特征，深刻地影响着数据的结构、数据库的设计、分析算法和软件，以及系统的输入和输出。
1．1地理信息系统与一般管理信息系统的比较从数据源的角度来看，图形和图像数据是地理信息系统数据的一个主要来源，分析处理的结果也常用图形的方式来表示。
而一般的管理信息系统，则多以统计数据、表格数据为主。
这一点也使地理信息系统在硬件和软件上与一般的管理信息系统有所区别。
1．1．1两者的区别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，如数字化仪、绘图机、图形图像的显示设备等；许多野外实地采集和台站的观测所得到的资源信息是模拟量形式，系统还需要配置模——数转换设备，这些设备往往超过中央处理机的价格，体积也比较大。
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目的方面，一般的管理信息系统，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，而地理信息系统，除了基本的信息检索和统计分析外，主要用于分析研究资源的合理开发利用，制定区域发展规划，地区的综合治理方案，对环境进行动态的监视和预测预报，为国民经济建设中的决策提供科学依据，为生产实践提供信息和指导。
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课 题：空间数据管理
目的要求：掌握空间数据库的相关概念；掌握栅格数据结构和 矢量数据结构的表示的方法，其存储方式，并能对两种数据结 构进行比较和相互转换。了解空间数据的索引类型和信息查询
的方法。 第七章 空间数据管理
教学重点：空间数据库概念 栅格数据结构及其编码 矢量数据 结构及其编码 数据结构的转换 教学难点：矢栅结构的比较和转换算法 教学课时：6课时 教学方法: 讲授 本次课涉及的学术前沿：
矢量结构和栅格结构
2．栅格数据结构及其编码
基本概念 特点 编码方式
I 什么是栅格数据结构（Raster) ？
栅格结构是最简单最直接的空间数据结构，是 指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格 阵列，每个网格作为一个象元或象素由行、列 定义，并包含一个代码表示该象素的属性类型 或量值，或仅仅包括指向其属性记录的指针。
数据库管理系统存储空间数据的问题
数据库管理系统存储空间数据的问题： 空间记录是变长的，一般数据库都只允许把记录的
长度设置成固定的 DBMS一般都难以实现对空间数据的关联、连通 、
包含、叠加等基本操作。 GIS需要复杂的图形功能 地理信息复杂，常有单个实体需要多个文件，多条
记录 地理数据具有高度内部联系，需要更复杂的安全性
1.3 数据与文件组织
二、常用数据文件
顺
随即带有索
索
倒
序
机引的文件， 引
排
文
文它只能建
文
文
件
件立在随机
件
件
存取介质
上。
1.3 数据与文件组织
二、常用数据文件
顺
随
按照一些索辅关键 倒
序 文 件
机 文 件
字来组织引索引称 为这件辅种称辅为索索倒引文 件引排，的文带文 件有。
排 文 件
1.4 GIS内部的数据结构
重新据 库定义
据 管
定 数据的重新组织理
据 库 维
据 库 通
义 性能装监督与分析 护
讯
数据入库整理
故障恢复
数据库管理系统
数
数
数
数
数
据
据
据
据
据
库
库操作系统管接口处库理 库
定 义
的 装各种语言理接口
维 护
通 讯
入远程操做接口处理
DBMS组成 数据描述语言（DDL） 数据操作语言（DML） 终端命令解译
文件
逻辑数据单位之间的关系
记录
数据项 数据项组
1.3 数据与文件组织
最基本的不可分割的数据单位,具有
数据项 独立的逻辑意义
逻辑上具有某种共同标志
数据项组 的若干数据项组成的
记录
数据项或数据项组集合,对文件 进行存取操作的基本单位
文件 给定类型逻辑记录的全部具
体值的集合
数据库
文件的集合，文件之间存在某种联系， 不能孤立存在
1.3 数据与文件组织
二、常用数据文件
它是物
理顺序
与逻辑
顺序一
致的文
件
顺
随
序
机
文
文
件
件
索
倒
引
排
文
文
件
件
1.3 数据与文件组织
二、常用数据文件
顺 序 文 件
随 机 文 件
文据通得位件到记过置录某，中一关种然的个索 引 文 件键转后贮物字换把存理的 方 记是 存值 法 录根 贮，
倒 排 文 件
存贮在该位置上。
1.3 数据与文件组织
数据层次（数据项、记录、文件、数据库） 数据间的逻辑联系（一对一、一对多、多对多） 用数据文件（顺序、直接、索引、到排文件）
1.3 数据与文件组织
一、数据的层次单位
物理单位: 位(比特)、字节、字、块(物理记录)、桶和卷
逻辑单位: 数据项、数据项组、记录、文件和数据库
数据库管理系统
数
数
数
数
数
据 库
据 库
据 管应用数据据 库装入数据库据库
定
的 理 a)键盘维输入；通
义
装
入
b)接受护另一个讯系 统
的数据文件
数据库管理系统
数
数
数
数
数
据
据 据 运行据控制 据
库 定
库 的
管 理
数据库 维存取、库通更新
义
装
数据护完整性讯、有效性
入
数据共享
数据库管理系统数数数数 Nhomakorabea数
据 库
Point Column
Row
语言处理程序 运行控制程序
系统控制 数据存取 数据更新 并发控制 数据完整性
建立与维护程序
数据装入 性能监控 工作日志 重新组织 数据转储 系统恢复
SQL语言：
数据查询
Data Query
数据定义
Data Definition
数据操纵
Data Manipulation
数据控制
Data Control
程序库 (数据库软件)
1.2 数据库管理系统
数据库管理系统是处理数据 库存取和各种管理控制的软件， 应用程序对数据库的操作全部通 过DBMS进行。
数据库管理系统
数
数
数
数
数
据
据提供书据写各种模据式的语据
库 定 义
库 的 装 入言各系据及 种 统 库其 定 之 的管 理支 义 中 框撑 信 。 架软 息 它 。件 也 勾库 维 护， 存 画并贮出把于数库通讯
矢量结构和栅格结构
矢量模型 ：现实世界的要素位置和范围可以采用点、
线或面表达，与它们在地图上表示相似，每一个实体的 位置是用它们在坐标参考系统中的空间位置（坐标）定 义。
栅格模型 ：在栅格模型中，空间被规则地划分为栅格
（通常为正方形）。地理实体的位置和状态是用它们占 据的栅格的行、列来定义的。
1.1 空间数据库
概念 ：
数据库：为一定目的服务，以特定的数据存储的相 关联的数据集合。
空间数据库：某一区域内关于一定地理要素特征的 数据集合 。
空间数据库特点 ：
数据量特别大 ; 既有属性数据，又有空间数据 ; 数据应用广泛 。
1.1 空间数据库
数
数据
据
数据
存储
库
管理
原始信息 数据库
维护系统。
GIS数据管理方法的4种主要类型
GIS数据管理方法的4种主要类型 ：
开发独立的数据管理服务 。 在商业化的DBMS基础上开发附加系统 。 使用现有的DBMS，对系统的功能进行必要扩充 。 重新设计一个具有空间数据和属性数据管理和分析功
能的数据库系统 。
数据库管理员
1. 决定数据库的信息内容 2. 数据库系统的联络员 3. 决定存储结构和访问策略 4. 决定系统的保护策略 5. 监督系统工作
I 什么是栅格数据结构（Raster) ？
栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现 象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地 物或现象的非几何属性特征。
栅格结构表示的地表是不连续的，是量化和近 似离散的数据。每一个单元格对应一个相应的 地块。
I 什么是栅格数据结构（Raster) ？
Real world