空间数据的采集和质量控制(PPT 64页)
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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。
SCAU Lectures 2010 @ GIS
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。
SCAU Lectures 2010 @ GIS
Geographical Information Systems
工程扫描仪
SCAU Lectures 2010 @ GIS
2.1 数据采集方式
小 型 扫 描 仪
Geographical Information Systems
2.1 数据采集方式
空间数据采集、处理与质量控制
SCAU Lectures 2010 @ GIS
Geographical Information Systems
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
SCAU Lectures 2010 @ GIS
Geographical Information Systems
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?
SCAU Lectures 2010 @ GIS
第三章空间数据采集和质量控制
河宽：一组—— 5～10 米 二组—— 10～20 米 三组—— 20～30 米 四组—— 30～60 米 五组—— 60～120米
• 例如，表中111115322表示：常年河，通航， 河床形状为树形，主流长10公里以上，宽 25米，河流弯曲，2.5公里的弯曲，平均数 为40，弯曲的平均深度为> 50米，弯曲的 平均宽度>75米。由此可见，该种编码方法 一般具有较大的信息载量。有利于对于空 间信息的综合分析。
二 空间数据采集——属性数据的采集
• 属性数据即空间实体的特征数据，一般包括名称、等级、 数量、代码等多种形式，属性数据的内容有时直接记录在 栅格或矢量数据文件中，有时则单独输入数据库存储为属 性文件，通过标识码与图形数据相联系。 （ 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。
编码的直接产物就是代码，而分类分级则是编码的基 础。
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。
2 编码的方法
编码的一般步骤是： （1）列出全部制图对象清单。 （2）制定对象分类，分级原则和指标将制图对象 进行分类、分级。 （3）拟定分类代码系统。 （4）设定代码及其格式。设定代码使用的字符和 数字、码位长度、码位分配等。
• 例如，表中111115322表示：常年河，通航， 河床形状为树形，主流长10公里以上，宽 25米，河流弯曲，2.5公里的弯曲，平均数 为40，弯曲的平均深度为> 50米，弯曲的 平均宽度>75米。由此可见，该种编码方法 一般具有较大的信息载量。有利于对于空 间信息的综合分析。
二 空间数据采集——属性数据的采集
• 属性数据即空间实体的特征数据，一般包括名称、等级、 数量、代码等多种形式，属性数据的内容有时直接记录在 栅格或矢量数据文件中，有时则单独输入数据库存储为属 性文件，通过标识码与图形数据相联系。 （ 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。
编码的直接产物就是代码，而分类分级则是编码的基 础。
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。
2 编码的方法
编码的一般步骤是： （1）列出全部制图对象清单。 （2）制定对象分类，分级原则和指标将制图对象 进行分类、分级。 （3）拟定分类代码系统。 （4）设定代码及其格式。设定代码使用的字符和 数字、码位长度、码位分配等。
第三章空间数据采集和质量控制
空间数据的输入
2、手扶跟踪数字化输入 数字化精度：受数字化仪误差、数字化方
式、操作人员人为误差、编稿原图误差等 多种因素的影响。
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空间数据的输入
3、扫描数字化仪输入
扫描数字化仪简介：
绝大多数扫描仪是按栅格方式扫描后将图像数据 交给计算机来处理。扫描仪可分为滚筒式、平板 式、CCD直接摄像式三种，其中大幅面的地图以 滚筒（卷纸）式用得最多。目前市场上常见的A0 幅面的滚筒式单色分灰度扫描仪的分辨率为 400～800dpi，操作的精度要高。普通的扫描仪 大都按灰度分类扫描，高级的可按颜色分类扫描。
流方式数字化时，将标示器十字丝交点沿曲线从起点移动 到终点，让它以等时间间隔或等距离间隔方式记录曲线上 一系列密集的离散点坐标，操作员无需对每个点都按键一 次，仅在曲线的始点和终点各按一次相应的按键即可，对 于不规则的曲线图形，如河流、等高线、海岸线等，常使 用流方式数字化。
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Z
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空间数据分层的目的
便于空间数据的管理、查询、显示、分析等。
1）空间数据分为若干数据层后，对所有空间数据的管理就简化为对 各数据层的管理，而一个数据层的数据结构往往比较单一，数据量 也相对较小，管理起来就相对简单；
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空间数据的输入
扫描并自动矢量化的过程
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空间数据的输入
扫描与跟踪比较
--手扶跟踪数字化方法速度慢、精度低、作业劳动 强度大。扫描仪在快速、经济地处理山区地形图 时比手工数字化有效。
--数字化仪在处理少量信息地图时比扫描仪合算些。 栅格扫描仪输入地形图的主要困难是从栅格影像
空间数据采集与质量控制概述培训课件范文
扫描：利
利用无人机、 用激光扫描仪
飞机等航空器 进行摄影测量
进行三维数据 采集
06
众包数据采集： 利用众包平台 进行数据采集
空 间 控数 制据 质 量
质量标准
01
空间数据精度：包括位 置精度、属性精度和拓 扑精度等
02
空间数据完整性：包括 数据完整性、属性完整 性和拓扑完整性等
检查数据时效性：检 查数据是否及时，是 否存在过时或滞后
谢 谢
数据类型
01
矢量数据：点、 线、面等几何
要素
02
栅格数据：像 元、像素等栅
格单元
03
影像数据：遥 感影像、航空
影像等
04
文本数据：属 性信息、元数 据等文本描述
数据采集方法
地面测量：利 用GPS、全站仪 等设备进行地 面测量
卫星遥感：利 用卫星进行遥 感影像采集
01
03
互联网数据采 集：利用网络 爬虫等技术进 行数据采集
控空
制间
概 述 培 训
数 据 采 集 与
课质 演
件量
讲 人
目录
空间数据采集
空间数据质量控制
空 间 数 据 采 集
数据来源
遥感影像：通过卫星、飞机等 遥感设备获取的地表影像数据
A
地理信息系统：通过GIS软件 获取的地理信息数据
C
B
地面测量：通过实地测量、调 查等方式获取的地面数据
D
互联网数据：通过互联网获取 的地理、气象、交通等数据
03
空间数据一致性：包括 数据一致性、属性一致 性和拓扑一致性等
04
空间数据时效性：包括 数据时效性、属性时效 性和拓扑时效性等
利用无人机、 用激光扫描仪
飞机等航空器 进行摄影测量
进行三维数据 采集
06
众包数据采集： 利用众包平台 进行数据采集
空 间 控数 制据 质 量
质量标准
01
空间数据精度：包括位 置精度、属性精度和拓 扑精度等
02
空间数据完整性：包括 数据完整性、属性完整 性和拓扑完整性等
检查数据时效性：检 查数据是否及时，是 否存在过时或滞后
谢 谢
数据类型
01
矢量数据：点、 线、面等几何
要素
02
栅格数据：像 元、像素等栅
格单元
03
影像数据：遥 感影像、航空
影像等
04
文本数据：属 性信息、元数 据等文本描述
数据采集方法
地面测量：利 用GPS、全站仪 等设备进行地 面测量
卫星遥感：利 用卫星进行遥 感影像采集
01
03
互联网数据采 集：利用网络 爬虫等技术进 行数据采集
控空
制间
概 述 培 训
数 据 采 集 与
课质 演
件量
讲 人
目录
空间数据采集
空间数据质量控制
空 间 数 据 采 集
数据来源
遥感影像：通过卫星、飞机等 遥感设备获取的地表影像数据
A
地理信息系统：通过GIS软件 获取的地理信息数据
C
B
地面测量：通过实地测量、调 查等方式获取的地面数据
D
互联网数据：通过互联网获取 的地理、气象、交通等数据
03
空间数据一致性：包括 数据一致性、属性一致 性和拓扑一致性等
04
空间数据时效性：包括 数据时效性、属性时效 性和拓扑时效性等
第3章空间数据的采集和质量控制-PPT精选
1978年后开始采用1975年国际椭球， 并以此建立了我国新的、独立的大地 坐标系(大地原点在陕西径阳县永乐镇)
a = 6378140.0000000000m b = 6356755.2881575287m f = (a-b)/a = 1/298.257
第2节 空间数据的地理参照系和控制基础
二、地理参照系——平面系统
投影面： 横圆柱投影：投影面为横圆柱 圆锥投影： 投影面为圆锥 方位投影： 投影面为平面
投影面位置： 正轴投影：投影面中心轴与地轴相互重合 斜轴投影：投影面中心轴与地轴斜向相交 横轴投影：投影面中心轴与地轴相互垂直
相切投影：投影面与椭球体相切 相割投影：投影面与椭球体相割
第2节 空间数据的地理参照系和控制基础
在采用新的高程基准后，对已有地图的等高 线高程的影响可忽略不计
第2节 空间数据的地理参照系和控制基础
三、GIS的地理控制基础
各种GIS的数据源、服务目的和各自特征可以不同，但均有自身统一的地理控制基础 1）地理控制基础的内容
地理控制基础是地理信息数据表示格式与规范的重要组成部分
统一的地图投影系统 统一的地理格网坐标系统（地理参照系） 统一的地理编码系统
应保持完整。
第2节 空间数据的地理参照系和控制基础
四、地图投影
7）我国常用的地图投影配置
我国基本比例尺地形图(1:100万到1:5000), 除1:100万外均采用高斯—克 吕格投影 为地理基础；
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。
第3节 地理实体数据的编码
二、属性数据的分类分级
2、分类的基本方法
线分类法（层次分类法）
a = 6378140.0000000000m b = 6356755.2881575287m f = (a-b)/a = 1/298.257
第2节 空间数据的地理参照系和控制基础
二、地理参照系——平面系统
投影面： 横圆柱投影：投影面为横圆柱 圆锥投影： 投影面为圆锥 方位投影： 投影面为平面
投影面位置： 正轴投影：投影面中心轴与地轴相互重合 斜轴投影：投影面中心轴与地轴斜向相交 横轴投影：投影面中心轴与地轴相互垂直
相切投影：投影面与椭球体相切 相割投影：投影面与椭球体相割
第2节 空间数据的地理参照系和控制基础
在采用新的高程基准后，对已有地图的等高 线高程的影响可忽略不计
第2节 空间数据的地理参照系和控制基础
三、GIS的地理控制基础
各种GIS的数据源、服务目的和各自特征可以不同，但均有自身统一的地理控制基础 1）地理控制基础的内容
地理控制基础是地理信息数据表示格式与规范的重要组成部分
统一的地图投影系统 统一的地理格网坐标系统（地理参照系） 统一的地理编码系统
应保持完整。
第2节 空间数据的地理参照系和控制基础
四、地图投影
7）我国常用的地图投影配置
我国基本比例尺地形图(1:100万到1:5000), 除1:100万外均采用高斯—克 吕格投影 为地理基础；
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。
第3节 地理实体数据的编码
二、属性数据的分类分级
2、分类的基本方法
线分类法（层次分类法）
空间数据采集与处理PPT课件
记录。
• 而数据质量则是空间数据在表达这三 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。
第47页/共78页
2、与数据质量相关的几个概念 （1）误差(Error)：误差反映了数据与真实值或者大家公认的真值之间的差异，
它是一 种常用的数据准确性的表达方式。 （2）数据的准确度(Accuracy)：数据的准确度被定义为结果、计算值或估计
栅格数据转换成矢量数据也称矢量化。普通地 图经扫描仪输入后可以通过软件自动或半自动的转 成矢量数据。把栅格数据转成矢量点的方法比较简 单。栅格数据转成线大致有三个步骤：
(1)分类；(2)线的细化； (3) 线的提取。
第35页/共78页
栅格矢量化举例（栅格数据）
第36页/共78页
栅格矢量化得到的弧段数据
• 一、空间数据编辑 • 空间数据编辑的必要性 • ⑴修正数据输入错误 • ⑵维护数据的完整性和一致性 • ⑶更新地理信息
第12页/共78页
空间数据一般性错误 ⑴数据不完整、重复 ⑵空间数据位置不正 确 ⑶空间数据比例尺不 准确 ⑷空间数据变形 ⑸几何和属性连接有 误 ⑹属性数据不完整
错误检查主要方法
通过手工在计算机 终端上输入数据， 主要是键盘输入。
主要用于属性数据 的输入。
4. 影像处理和信息提取方式
5. 数据通讯方式
第3页/共78页
数据采集方式
1. 手工方式 2. 手扶跟踪数字化方式 3. 扫描方式
手扶跟踪数字化仪 是一种图形数字化 设备，是目前常用 的地图数字化方式
生成矢量数据。
4. 影像处理和信息提取方式
地图投影变换
当系统使用的数据来自不同地图投影的图幅 时，需要将一种投影的数字化数据转换为所需 要投影的坐标数据
空间数据的采集和质量控制
空间数据的采集和质量控制1. 空间数据的意义和应用空间数据是指描述地球上特定位置的数据，主要包括地理位置、坐标和属性特征等信息。
空间数据的采集和质量控制在现代科技和社会发展中具有极其重要的意义和广泛的应用。
首先，空间数据是地理信息系统（Geographic Information System，GIS）的基础。
GIS是一种将地理数据与计算机技术相结合的专门系统，可以用于地理分析、空间模拟、决策支持和资源管理等方面。
而空间数据就是构建GIS系统的核心要素，它为地理信息系统的建立提供了基础数据。
其次，空间数据在城市规划、土地利用和环境保护等方面起到重要作用。
通过对空间数据的采集和分析，可以获得城市的地形、道路、建筑物、水资源和植被等信息，有助于城市规划和土地利用的科学决策。
同时，空间数据还可以用于环境监测和保护，利用遥感技术和卫星数据可以对地球表面的环境变化进行监测和分析，从而提供科学依据和决策支持。
最后，空间数据在交通运输、导航和位置服务等领域也有广泛应用。
通过对空间数据的采集和处理，可以实现交通导航和位置定位，提供准确的路线规划和位置信息，方便人们出行和导航。
2. 空间数据的采集方法空间数据的采集主要借助于遥感技术、全球定位系统（Global Positioning System，GPS）和地理信息技术等手段。
首先，遥感技术是一种利用航空或卫星传感器获取地球表面信息的技术。
通过遥感技术可以获取到高分辨率的影像数据，包括可见光、红外线和微波等波段。
遥感数据可以提供大范围、连续性和实时性的信息，方便对地球表面进行全面的监测和分析。
其次，GPS是一种由美国政府开发的卫星导航系统，通过将GPS接收器与卫星信号进行定位计算，可以实现全球范围内的位置定位。
GPS可以提供准确的位置信息，对空间数据的采集和质量控制具有重要作用。
另外，地理信息技术也是空间数据采集的重要手段之一。
地理信息技术包括地图制作、地理数据库管理和空间分析等技术，可以帮助对地理空间信息进行高效的采集和处理。
第3章+空间数据的采集和质量控制+第4节+空间数据的采集
显示——不需要分层后的地理目标数据由于任意选择需要显示的图层， 因而增加了图形显示的灵活性
分析——对不同数据层进行叠加，可进行各种目的的空间分析
第4节 空间数据的采集
一、地理目标数据的分层
分层的方法
A. 按专题分层
每个图层对应一个专题，包含某一种或某一类数据。如地貌层、水系层、道路层等。 对于不同的研究目的，地理目标数据可以根据不同的专题分成不同的数据层。
(3)图形接边
在相邻地图的接合处可能会产生裂隙。包括几何裂隙和属性裂隙。 在自动接边无法处理时，需要人机交互进行。
(4)图形编辑
图形编辑功能应能对点、线、面进行增加、删除、移动、修改等
(5) 拓扑关系的建立
拓扑关系是强大的查询与分析功能的基础。建立拓扑是在已矢量化的数据的基础上， 自动建立起点、线、面的拓扑关系。
第4节 空间数据的采集
三、属性数据的采集
属性数据的录人主要采用键盘输入的方法，有时也可以辅助于字符识别软件。 当属性数据的数据量较小时，可以在输入几何数据的同时，用键盘输入； 当数据量较大时，一般与几何数据分别输入，并检查无误后转人到数据库中。
第4节 空间数据的采集
四、空间数据与属性数据的连接
实体几何数据与属性数据的连接纽带——、几何数据的采集——地图扫描矢量化
扫描数字化，是目前较为先进的地图数字化方式，也是今后的发展方向， 但要实现完全自动化还要做大量艰苦工程 目前所能提供的扫描数字化软件是半自动化的， 还需做相当一部分的人机交互工作。 地图扫描数字化的基本思想是： 首先通过扫描将地图转换为栅格数据， 然后采用栅格数据矢量化的技术追踪出线和面， 采用模式识别技术识别出点和注记， 并根据地图内容和地图符号的关系，自动给矢量数据赋以属性值。
空间数据的采集和质量控制及数据标准
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第四章 空间数据的采集和质量控制 §4-2 地理参照系和控制基础
二、地理空间的数学建构---如何建立地球表面的几何模型
1、最自然的面： 包括海洋底部、高山、高原在内的固体地球表面，起伏不定， 难以用一个简洁的数学式描述。
2、相对抽象的面，即大地水准面
地球表面72%被海水覆盖，假设一个当海水处于完全静止的平衡状态时从海平面 延伸到所有大陆下部，而与地球重力方向处处正交的一个连续、闭合的水准面。
将现有的上述类型数据转换成GIS可以处理与接收的数字形式，通常要经过 验证、修改、编辑等处理。
三、研究GIS数据质量的目的和意义
GIS的数据质量是指GIS中空间数据(几何数据和属性数据)的可靠性，通常用空间 数据的误差来度量。
误差是指数据与真值的偏离。 研究GIS数据质量对于评定GIS的算法、减少GIS设计与开发的盲目性都具有重要意 义。精度越高，代价越大。GIS数据质量对保证GIS产品的可靠性有重要意义。
第四章 空间数据的采集和质量控制 §4-2 地理参照系和控制基础
2、GIS中地图投影设计与配置的一般原则
1）所配置的投影系统应与相应比例尺的国家基本图（基本比例尺地形图， 基本省区图或国家大地图集）投影系统一致。 2）系统一般只考虑至多采用两种投影系统，一种应用于大比例尺的数据 处理与输出、输入，另一种服务于小比例尺。 3）所用投影以等角投影为宜。 4）所用投影应能与网格坐标系统相适应，即所采用的网格系统（特别是 一级网格）在投影带中应保持完整。
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第四章 空间数据的采集和质量控制 §4-2 地理参照系和控制基础 五、地图投影
1、GIS与地图投影关系
数据获取 （不同投影的地图）
数据标准化预处理 （按某一参照系数字化）
第四章 空间数据的采集和质量控制 §4-2 地理参照系和控制基础
二、地理空间的数学建构---如何建立地球表面的几何模型
1、最自然的面： 包括海洋底部、高山、高原在内的固体地球表面，起伏不定， 难以用一个简洁的数学式描述。
2、相对抽象的面，即大地水准面
地球表面72%被海水覆盖，假设一个当海水处于完全静止的平衡状态时从海平面 延伸到所有大陆下部，而与地球重力方向处处正交的一个连续、闭合的水准面。
将现有的上述类型数据转换成GIS可以处理与接收的数字形式，通常要经过 验证、修改、编辑等处理。
三、研究GIS数据质量的目的和意义
GIS的数据质量是指GIS中空间数据(几何数据和属性数据)的可靠性，通常用空间 数据的误差来度量。
误差是指数据与真值的偏离。 研究GIS数据质量对于评定GIS的算法、减少GIS设计与开发的盲目性都具有重要意 义。精度越高，代价越大。GIS数据质量对保证GIS产品的可靠性有重要意义。
第四章 空间数据的采集和质量控制 §4-2 地理参照系和控制基础
2、GIS中地图投影设计与配置的一般原则
1）所配置的投影系统应与相应比例尺的国家基本图（基本比例尺地形图， 基本省区图或国家大地图集）投影系统一致。 2）系统一般只考虑至多采用两种投影系统，一种应用于大比例尺的数据 处理与输出、输入，另一种服务于小比例尺。 3）所用投影以等角投影为宜。 4）所用投影应能与网格坐标系统相适应，即所采用的网格系统（特别是 一级网格）在投影带中应保持完整。
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第四章 空间数据的采集和质量控制 §4-2 地理参照系和控制基础 五、地图投影
1、GIS与地图投影关系
数据获取 （不同投影的地图）
数据标准化预处理 （按某一参照系数字化）
空间数据采集及处理66页PPT
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
空间数据采集及处理
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
45、自己的饭量自己知道。——苏联
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
空间数据采集及处理
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
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§3-2 地理参照系和控制基础
地 五、地图投影
理 1、GIS与地图投影关系
信
息
数据获取 （不同投影的地图）
系
统
数据输出
原
（具有相应投影的地图）
理
数据标准化预处理 （按某一参照系数字化）
地理基础 (地图投影)
数据存储 （统一的坐标基础）
GIS
数据应用 （检索查询、覆盖分析等）
数据处理 （投影转换）
地 理 信 息 系 统 原 理
c
b
a
返回
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
三、地理参照系
§3-2 地理参照系和控制基础
1、经纬度坐标系（地理坐标）
对空间定位有利，但难以进行 距离、方向、面积量算。
2、笛卡儿平面坐标系
便于量算和进一步的空间数 据处理和分析。
地
椭 球 体
图 投 影
模
型
返回
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
• 3、高程系统
基准面，它非常接近大地水准面。
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
§3-2 地理参照系和控制基础 四、GIS的地理基础--控制基础
各种GIS的数据源、服务目的和各自特征可以不同，但均有自身统一的地理基础。 1、地理基础的内容
地理基础是地理信息数据表示格式与规范的重要组成部分
统一的地图投影系统 统一的地理格网坐标系统（地理参照系） 统一的地理编码系统
地
理
信
数据源?
息
系
统
原
理
如何采集?
GIS
质量如何?
§3-1 概述
现实世界
文字报告、 遥感图象 等
数字化仪
扫描仪
解析测图仪
键盘 等
编辑、接边、分层、图形与 属性连接、加注记等
空间数据库
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
§3-1 概述
一、GIS的数据源：
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，已有系统的数据
2、投影与坐标系：
每一种投影都与一个坐 标系统相联系。坐标系 统是一套说明某一物体 地理坐标的参数，参数 之一为投影。投影关系 着如何将图形物体显示 于平面上，而坐标系统 则显示出地形地物所在 的相对位置。
3、统一的地图投影系统的意义：
为地理信息系统选择和设计一种或几种适用的地图投影系 统和网格坐标系统，为各种地理信息的输入、输出及匹配处理 提供一个统一的定位框架，使各种来源的地理信息和数据能够 具有共同的地理基础，并在这个基础上反映出它们的地理位置 和地理关系特征。
• 采用不同的基准面表示地面点的高低所产生的几种不同的高程 表示法，或者对水准测量数据采取不同的处理方法所产生的几种 高程表示法。有正高、正常高、力高和大地高程等系统。 高程基准面基本上有两种：一是大地水准面，它是正高和力 高的基准面；二是椭球面，它是大地高程的基准面。此外，为了 克服正高不能精确计算的困难还采用正常高，以似大地水准面为
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
§3-2 空间数据的地理参照系和控制基础 一、地理空间（Geographic Space）的定义
指物质、能量、信息的存在形式在形态、结构过程、功能关系上的分 布方式和格局及其在时间上的延续，具体包括地球上大气圈、水圈、生 物圈、岩石圈和土壤圈交互作用的区域。
地理空间具体被描述为： 1）绝对空间:具有属性描述的空间位置的集合，一系列坐标值组成。 2）相对空间:是具有空间属性特征的实体的集合，由不同实体之间的 空间关系组成。
GIS
§3-2 地理参照系和控制基础
2、GIS中地图投影设计与配置的一般原则 1）所配置的投影系统应与相应比例尺的国家基本图（基本比例尺地形图， 基本省区图或国家大地图集）投影系统一致。
2）系统一般只考虑至多采用两种投影系统，一种应用于大比例尺的数据 处理与输出、输入，另一种服务于小比例尺。
3）所用投影以等角投影为宜。等角投影---在一定范围内，投影面上任 何点上两个微分线段组成的角度投影前后保持不变的一类投影。 也叫正形投影。是角度和形状保持正确的投影，也称正形投影。等角投 影的经纬线正交，即成90°，图上任意两个方向的夹角与实地相对应的 角度相等。等角投影的缺点是面积变形比其他投影大，只有在小面积内 可保持形状和实际相似。用等角投影编制的地图有航海图、洋流图等。
可用水准仪完成地球自然表面上任一点的高程测量。但地球的重力方向处处不同，处 处与重力方向垂直的大地水准面显然不可能是一个十分规则的表面，且不能用简单的 数学公式来表达，因此，大地水准面不能作为测量成果的计算面。
3、椭球体模型
为了测量成果计算的需要，选用 一个同大地体相近的、可以用数 学方法来表达的旋转椭球来代替 地球---三轴椭球体。
第三章 空间数据的采集和质量控制
地 一、地理空间的定义
一、GIS的数据源
理 信二、地理空间的数学建构
息
三、地理参照系
§3-1概述 §3-2 空间数据的地
二、空间数据采集的任务 三、研究数据质量的目的和意义
系 四、GIS的地理基础
理参照系和控制基础
一、空间数据的组织
统
五、地图投影
二、地理数据的分层
原
一、输入前准备
理 二、几何数据的采集
§3-3 空间数据的分 类和编码
三、分类与编码 一、GIS的数据质量的内容
GIS 三、属性数据采集
§3-4 空间数据的采集
二、 GIS数据质量的评价方法
四、属性和几何数据的连接
§3-5 GIS的数据质量
三、数字化误差评价和质量控制
五、空间数据的编辑和检核
§3-6 空间数据标准
四、数据处理中的质量评价
二、空间数据采集的任务
将现有的上述类型数据转换成GIS可以处理与接收的数字形式，通常要经过验证、 修改、编辑等处理。
三、研究GIS数据质量的目的和意义
GIS的数据质量是指GIS中空间数据(几何数据和属性数据)的可靠性，通常用空间 数据的误差来度量。
误差是指数据与真值的偏离。 研究GIS数据质量对于评定GIS的算法、减少GIS设计与开发的盲目性都具有重要意 义。精度越高，代价越大。GIS数据质量对保证GIS产品的可靠性有重要意义。
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§3-2 地理参照系和控制基础 二、地理空间的数学建构---如何建立地球表面的几何模型
1、最自然的面： 包括海洋底部、高山、高原在内的固体地球表面，起伏不定， 难以用一个简洁的数学式描述。
2、相对抽象的面，即大地水准面
地球表面72%被海水覆盖，假设一个当海水处于完全静止的平衡状态时从海平面 延伸到所有大陆下部，而与地球重力方向处处正交的一个连续、闭合的水准面。