第五章空间数据采集与处理【精选】

数据交换文件
GIS A
GIS B
外部文件 内部文件
GIS B Internet / Intranet
数据内容与相应设备
地图 地面测量数据 航空、遥感
统计资料 数字数据 多媒体
坐标几何 扫描仪 数字化仪 摄影测量 数据交换
键盘
编辑处理
空间 数据库
数据采集方案
bn





x y

投影B （X，Y）
地图投影
为什么要进行图像纠正？（1）
1、由于受地形图介质及存放条件等因素的 影响，使地形图的实际尺寸发生变形；
2、在扫描过程中，工作人员的操作会产生 一定的误差，如扫描时地形图或遥感影象 没被压紧、产生斜置或扫描参数的设置等 因素都会使被扫入的地形图或遥感影象产 生变形，直接影响扫描质量和精度；
空间数据一般错误
多边形不闭合 裂缝 交叉 属性错误等等
误差修正一般过程
设定容许值 连接接点 重建拓扑关系
边界匹配
不同图幅的连接
数
自动、手工
字 化
边 界 调 整
误差消除检查方法（1）
1、叠合比较法：是空间数据数字化正确 与否的最佳检核方法，如果数字化的范围 比较大，分块数字化时，除检核一幅(块) 图内的差错外还应检核已存入计算机的其 它图幅的接边情况；
层次分类编码法
–按照分类对象的从属和层次关系为排列顺序 的一种代码，它的优点是能明确表示出分类 对象的类别，代码结构有严格的隶属关系。
土地利用类型 7
耕地 71
园地 72
林地 73
牧草地 74
居民点及公矿用地 交通用地
75
75
水域 76
未利用地 77
有林地 731
灌木地 732
疏林地 733
未成林林地 734
数据库入库之前进行验证、修改、编辑等处 理，保证数据在内容和逻辑上的一致性。
不同的数据来源要用到不同的设备和方法。 数据的转换装载 数据处理：几何纠正、图幅拼接、拓扑生成
等
§1 数据源种类
图形图像数据
文字数据
图形图像数据：
地图
第一手数据 第二手数据
工程图 规划图 照片 航空与遥感影像等 文字数据：
图象解译
图像解译：从图像中提取有用信息的过程。 RS影象的信息进入GIS空间数据库的方法。 图像解译的内容包括：研究地理区域的一般
不同数据结构间的转换主要包括矢量到 栅格数据的转换和栅格到矢量数据的转 换两种。
数据格式转换
数据结构转换
相同数据结构的不同组织形式转换
矢量拓扑结构变换 栅格数据转换
不同数据结构转换
矢量到栅格 栅格到矢量
不同介质转换
例：栅格转换
例：矢量到栅格转换
数据压缩与概化
数据压缩
第五章 空间数据采集与处理
数据源种类 空间数据采集 空间数据编辑与处理 图形数据和属性数据的连接 图形数据质量及精度分析 思考与练习
数据在GIS中的地位
硬件∶软件∶数据 = 1∶2 ∶7
汽油 数据
数据采集任务
将现有的地图、外业观测成果、航空像片、 遥感图片数据、文本资料等转换成GIS可以 接受的数字形式。
图形数据和属性数据误差的内容（1）
1、空间数据的不完整或重复：包括空间 点、线、面数据的丢失或重复、区域中 心点的遗漏、栅格数据矢量化时引起的 断线等；
2、空间数据位置的不准确：包括空间点 位的不准确、线段过长或过短、线段的 断裂、相邻多边形结点的不重合等；
图形数据和属性数据误差的内容（2）
– 手扶跟踪数字化仪采集 – 摄影测量数字化采集 – 扫描跟踪数字化采集 – 外业实地采集
选择采集方法的依据是如何应用图形数 据，图形数据类型，现有设备状况，现 有人力、物力、财力状况等。
图形数据的采集——数字化设备
数字化设备：数字化仪、扫描仪、摄影测量设备
特
点：范围大，速度快
使 用 范 围：大面积GIS数据采集、资源普查等
随机采样
系统采样
系统随机采样 可变系统采样
蔟聚采样
断面采样
等高线采样
§3 空间数据的编辑与处理
误差或错误的检查与编辑 图象纠正 数据格式的转换 地图投影转换 图象解译 图幅拼接
误差或错误的检查与编辑
通过矢量数字化或扫描数字化所获取的 原始空间数据，都不可避免的存在着错 误或误差，属性数据在建库输入时，也 难免会存在错误，所以，对图形数据和 属性数据进行一定的检查、编辑是很有 必要的。
迹地 735
针叶树疏林地 7331
阔叶树疏林地 7332
属性数据的编码——编码方法 (3)
多源分类编码法
– 对于一个特定的分类目标，根据诸多不同的 分类依据分别进行编码，各位数字代码之间 并没有隶属关系。
– 这种编码方法一般具有较大的信息载量，有 利于对空间信息的综合分析。
图形数据的采集
空间数据采集方法
简化数据记录 节约存储量
数据概化
比例尺变换 精度减少 矢量：更少的点、线、面 栅格：重采样（小格网到大格网）
例：地图综合（矢量数据概化）
例：栅格数据重采样
MMU：最小制图单位 1MMU = 9公顷
1MMU = 1公顷
地图投影转换
当系统使用的数据取自不同地图投影的 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。
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。
编辑 处理
数字化
准备 收集
属性数据的采集
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。
遥感影象的纠正
一般选用和遥感影象比例尺相近的地形图或 正射影象图作为变换标准，选用合适的变换 函数，分别在要纠正的遥感影象和标准地形 图或正射影象图上采集同名地物点。
具体采点时，要先采源点（影像），后采目 标点（地形图）。选点时，要注意选点的均 匀分布，点不能太多。
遥感影象纠正选点示例
数据格式的转换
属性数据的编码——编码方法 (1)
一般方法(步骤):
– 列出全部制图对象清单 – 制定对象分类、分级原则和指标将制图对象
进行分类、分级 – 拟定分类代码系统 – 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 – 建立代码和编码对象的对照表
属性数据的编码——编码方法 (2)
非电子数据
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
地图 专题地图 统计图表
调查报告
各种统计资料
文件 统计数据 实验数据
电子数据
全站仪、GPS数据 地球物理、地球化学
遥感数据
已建各种数据库 GIS数据
野外调查的原始记录 等
目前各种类型的地图是重要的信息源。 这不仅是因为地图的内容直观与丰富， 而且是由于在地理信息系统诞生以前， 地图是表示空间与非空间信息强有力的 手段，从某种意义上说，一册完备的专 题地图集是一个很好的人工操作地理信 息系统。
属性数据的编码——编码内容
登记部分：用来标识属性数据的序号，可 以是简单的连续编号，也可划分不同层次 进行顺序编码；
分类部分：用来标识属性的地理特征，可 采用多位代码反映多种特征；
控制部分：用来通过一定的查错算法，检 查在编码、录入和传输中的错误，在属性 数据量较大情况下具有重要意义。
3、空间数据的比例尺不准确； 4、空间数据的变形； 5、空间属性和数据连接有误； 6、属性数据不完整。
常见数据输入错误
图纸移动 图纸变形 制图误差 数字化误差 各种误差将影响到GIS数据处理的各个环节
制图误差
图幅接边误差
数字化误差
几种数字化误差的实例
误差探测与编辑
橡皮板变换
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)
数值变换：数学方法
X

Y


a1


an
b1
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。
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。
不同数据介质之间的转换：即将各种不同 的源材料信息如地图、照片、各种文字及 表格转为计算机可以兼容的格式，主要采 用数字化、扫描、键盘输入等方式；
数据结构之间的转换：数据结构之间的转 化又包括同一数据结构不同组织形式间的 转换和不同数据结构间的转换。
同一数据结构不同组织形式间的转换包 括不同栅格记录形式之间的转换和不同 矢量结构之间的转换；