61---第三章 空间数据的采集和质量控制
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。
地理空间数据质量控制方法与标准解读
地理空间数据质量控制方法与标准解读地理空间数据的质量对于地理空间信息系统的正常运行和应用具有重要意义。
不仅仅是因为地理空间数据质量的好坏直接影响着地理信息应用的准确性和可信度，更是因为数据质量的控制是地理空间数据的基础，也是保证地理信息系统能够发挥作用的重要保障。
为了解决地理空间数据质量问题，人们提出了一系列的质量控制方法与标准。
一、地理空间数据质量控制方法1. 数据采集阶段质量控制地理空间数据的质量控制不仅仅是对数据进行后期处理，更是从数据采集阶段就开始进行的。
数据采集阶段的质量控制方法包括：（1）地理空间数据采集设备的选择和调试。
选择适合的数据采集设备，并且进行合理的调试，确保数据采集设备的性能和精度。
（2）采用适当的采样方法和采样密度。
根据具体的地理空间数据采集需求，采用合适的采样密度和采样方法进行数据采集，确保采集到的数据具有较高的准确性。
（3）采用重复采样和现场质量控制。
在数据采集过程中，重复采样同一地理空间数据，比较采集到的数据是否一致，如果不一致则需要现场进行质量控制，根据质量控制的结果对数据进行调整。
2. 异常值检测和处理地理空间数据中常常存在一些异常值，这些异常值可能是由于数据采集过程中的误差或者是其他因素导致的。
为了保证数据的准确性，需要对异常值进行检测和处理。
异常值检测可以采用统计学方法，比如离群值检测、3σ原则等。
对于检测到的异常值，可以通过删除、替换或者其他修复方法进行处理。
需要根据具体情况选择合适的处理方法，确保数据的准确性和可信度。
3. 空间一致性和拓扑关系检测地理空间数据中的对象具有一定的空间一致性和拓扑关系，如果数据中存在空间一致性和拓扑关系的错误，就会影响到地理信息的分析和应用。
空间一致性和拓扑关系检测可以采用拓扑关系分析和线性参考系统等方法。
对于检测到的错误，可以通过拓扑修复操作或者其他方法进行处理，保证数据的空间一致性和拓扑关系。
二、地理空间数据质量标准的解读地理空间数据质量标准是对地理空间数据质量进行评估和控制的重要参考依据。
第三章空间数据采集和质量控制
• 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。
数字高程模型期末整理复习资料
数字⾼程模型期末整理复习资料数字⾼程模型期末复习资料第⼀章1.⾼程⽤来描述地形表⾯的起伏形态，传统的⾼程模型是等⾼线，其数学意义是定义在⼆维地理空间上的连续曲⾯函数，当此⾼程模型⽤计算机来表达时，称为数字⾼程模型。
2.数字⾼程模型的定义为：数字⾼程模型是对⼆维地理空间上具有连续变化特征地理现象通过有限的地形⾼程数据实现对地形曲⾯的数字化模拟－－模型化表达和过程模拟，Digital Elevation Model，简称DEM。
3.数字地⾯模型是利⽤⼀个任意坐标场中⼤量选择的已知X、Y、Z的坐标点对连续地⾯的⼀个简单的统计表⽰。
4.DEM和DTM的关系：DEM是DTM的⼦集，是DTM最基本的部分；20世纪60年代出现了地理信息系统的概念，其含义包括了DTM，在概念上取代了DTM。
DTM提出后，其实际发展和应⽤中的内涵还主要局限于DEM，故⼆者的名称混淆使⽤，主要表⽰的都是DEM的概念。
5.数字地形表达的⽅式可以分为两⼤类：数学描述和地形描述(1)数字描述：全局：傅⽴叶级数；多项式函数局部：规则的分块函数；不规则的分块函数（2）图形描述：点：不规则分布；规则分布；特征点线：等⾼线；特征线；剖⾯图⾯：影像；透视图；其他6.模型是指⽤来表现其他事物的⼀个对象或概念，是按⽐例缩减并转换到我们能够理解的形式的事物本体。
7.模型可以分为三种不同层次：概念模型，物质模型，数学模型。
8.概念模型是基于个⼈的经验与知识在⼤脑中形成的关于状况或对象的模型。
9.物质模型通常是⼀个模拟的模型，如橡胶，塑料或泥⼟制成的地形模型。
10.数字模型⼀般是基于数字系统的定量模型。
包括函数模型和随机模型。
11.数字模型的优点：1他是理解现实世界和发现⾃然规律的⼯具。
2提供了考虑所有可能性，评价选择性和排除不可能性的机会。
3帮助在其他领域推⼴后应⽤解决问题的结果。
4帮助明确思路，集中精⼒关注问题重要的⽅⾯。
5使得问题的主要成分能够被更好的观察，同时确保交流，减少模糊，并改进关于问题⼀致性看法的机会。
第3章空间数据的采集与质量控制
高程系统
椭
地
描述空间点在垂直高度上的特性--高程 球
图
——由高程基准面起算的地面点的高 体
投
度。
模
影
1956年黄海高程系，1985年国家高程 型
基准
6
3.2 地理参照系和控制基础
三、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。
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
空间数据库
3
3.1 概述
一、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
二、数据采集
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、数据质量控制
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。
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。
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)；
Lambert投影中，地球表面上两点间的最短距离(即大圆航线)表现 为近于直线，这有利于地理信息系统中空间分析量度的正确实施。
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二、 GIS数据质量的评价方法
1、直接评价法
1）用计算机程序自动检测 某些类型的错误可以用计算机软件自动发现，数据中不符合要求的数据项的 百分率或平均质量等级也可由计算机软件算出。此外，还可检测文件格式是 否符合规范、编码是否正确、数据是否超出范围等。 2）随机抽样检测
地理信息系统教程课后答案
第一章1、什么是GIS？它具有什么特点？答：地理信息系统（GIS , Geographic Information System）是在计算机硬、软件系统支持下，对现实世界（资源与环境）的研究和变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统特点有：○1具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力；○2以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有空间分析、多要素综合分析和动态预测的能力；并能产生高层次的地理信息。
○3具有公共的地理定位基础，所有的地理要素，要按经纬度或者特有的坐标系统进行严格的空间定位。
○4由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务。
○5地理信息系统从外部来看，它表现为计算机软硬件系统；而其内涵确是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型，是一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统。
信息的流动及信息流动的结果，完全由计算机程序的运行和数据的交换来仿真2、GIS与其它信息系统有什么区别答：第一，GIS有别于DBMS（数据库管理系统），GIS具有以某种选定的方式对空间数据进行解释和判断的能力，而不是简单的数据管理，这种能力使用户能得到关于数据的知识，因此，GIS是能对空间数据进行分析的DBMS，GIS必须包含DBMS。
第二，GIS有别于MIS（管理信息系统），GIS要对图形数据和属性数据库共同管理、分析和应用，GIS的软硬件设备要复杂、系统功能要强；MIS则只有属性数据库的管理，即使存贮了图形，也是以文件形式管理，图形要素不能分解、查询、没有拓扑关系。
管理地图和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DBMS。
第三，GIS有别于地图数据库，地图数据库仅仅是将数字地图有组织地存放起来，不注重分析和查询，不可能去综合图形数据和属性数据进行深层次的空间分析，提供辅助决策的信息，它只是GIS的一个数据源。
如何进行空间数据的质量控制
如何进行空间数据的质量控制空间数据的质量控制是现代社会中不可或缺的一个环节。
随着科技的不断发展和应用，我们越来越依赖于精确、可靠的空间数据来进行各种决策和规划。
而空间数据的质量控制涉及到多个方面，包括采集、处理、分析和应用等。
下面将从不同的角度探讨如何进行空间数据的质量控制。
首先，空间数据的采集是质量控制的第一步。
在采集过程中，要考虑多种因素对数据质量的影响，如传感器精度、数据完整性和采样密度等。
传感器精度是指采集设备的精确度，它直接影响到数据的准确性。
如果传感器精度较低，那么采集到的数据就可能存在一定的偏差，进而影响后续分析和应用的结果。
因此，在采集过程中要选择合适的设备，确保传感器的精度能够满足需求。
另外，数据完整性也是非常重要的一个因素。
所谓数据完整性，是指采集到的数据是否涵盖了所研究区域的全部信息。
如果数据不完整，就会导致分析结果的偏差。
因此，在采集过程中要注意确保数据的完整性，可以采用采样点的交叉验证或者遥感图像的覆盖率来评估数据的完整性。
除了采集过程，空间数据的处理也是质量控制的关键环节。
在数据处理过程中，要注意数据的精度保持和去噪。
精度保持是指在数据处理过程中尽量减小数据质量的丢失，保持数据的准确性。
而去噪则是指去除数据中由于环境和传感器等原因引起的噪声和异常值。
这些噪声和异常值可能会对分析和应用结果造成较大的影响，因此需要采用适当的方法进行去除。
另外，空间数据的分析也是质量控制的重要环节。
在数据分析过程中，需要注意数据的合理性和一致性。
数据的合理性是指分析结果是否符合现实情况，在进行分析时需要根据实际情况进行合理的假设和推断。
而数据的一致性是指同一数据的不同分析结果是否一致，需要进行交叉验证和比较来确保数据分析的一致性。
同时，在数据分析过程中要充分利用专业知识和科学方法，确保分析结果的可信度和可靠性。
最后，空间数据的应用也需要进行质量控制。
在数据应用过程中，要注意数据的可重复性和可追溯性。
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。
第3章空间数据的采集和质量控制
第2节 空间数据的地理参照系和控制基础
四、地图投影
6） GIS中地图投影的设计与配置一般原则
与相应比例尺的国家基本图投影系统一致。 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。 所用投影以等角投影为宜。 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在投影带中
在满足精度的前提下，应尽可能选择较少的分级数
第3节 地理实体数据的编码
二、属性数据的分类分级
4、确定分级界线的基本原则 保持数据的分布特征
使级内差异尽可能小，各级代表值之间的差异应尽可能大。
❖ 在任何一个等级内都必须有数据，任何数据都必须落在某一个等级内 尽可能采用有规则变化的分级界线 分级界线应当凑整
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
坐标系——确定地面点或空间目标位置所采用的参考系。 与测量相关的主要有地理坐标系和平面坐标系。
地理坐标系——直接建立在球体上的地理坐标， 用经度和纬度表达地理对象位置。
对空间定位有利，但难以进行距离、方向、面积量算。
笛卡儿平面坐标系——建立在平面上的直角坐标系统，用(x, y)表达地理对 象位置
分级，对事物或现象的数量或特征进行等级的划分，主要包括确定分级数和分级界线。
1、分类的基本原则
分类的基本原则是： 科学性 选择事物或现象最稳定的属性和特征作为分类的依据。 ❖系统性 应形成一个分类体系，低级的类应能归并到高级的类中。 可扩性 应能容纳新增加的事物和现象，而不至于打乱已建立的分类系统。 实用性 应考虑对信息分类所依据的属性或特征的获取方式和获取能力。 兼容性 应与有关的标准协调一致。
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。
空间数据的采集和质量控制及数据标准
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。
返回
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）
空间数据采集和质量控制培训课件(ppt 61页)
普通地图可用胶带纸固定在操作平 台上，当标示器放到操作平台上时， 由于电磁感应，标示器在图上的相 对位置就会转变成电信号。靠预先 设计好的软件，传输给计算机的电 信号可以光标的形式显示在图形显 示器上，操作者按动标示器上的按 钮，坐标数据就记录在计算机中。
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空间数据的输入
2、手扶跟踪数字化输入
图 （ 资 料 来 自 于 国 家 基 础 地 理 信 息
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专题地图
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专题图
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8
专题图
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GIS的数据来源
遥感数据：为地理信息系统的重要信息 源。从卫星或飞机上获取的图像信息主要 有胶片和数字磁带两种记录形式。
胶片是一种模拟信号，必需通过A/D转换装置 将模拟量转换成数字量后，才能送入计算机内进 行存贮和分析。
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地理实体分类与数据编码
地理实体的分类
地理实体：地理数据库中的实体，是一种 在现实世界中不能再划分为同类现象的现 象。
地理目标：实体在地理数据库中的表示。 地理目标的表示方法随比例尺、目的等情 况的变化而变化。
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地理实体与地理目标的类型
地理实体
气温监测图
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GIS的数据来源
文字报告：文字说明资料是地理信息系统 建立的主要依据，必需认真加以研究，准 确送入计算机系统，使搜集资料更加系统 化。通过文字报告还可以用来研究各种类 型地理信息的权势性、可靠程度和内容的 完整性，以便决定地理信息的分类和使用。
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。
SCAU Lectures 2010 @ GIS
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
SCAU Lectures 2010 @ GIS Geographical Information Systems
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
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。
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§3-2 地理参照系和控制基础
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
三、地理参照系
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。 椭 球 体 模 型 地 图 投 影
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地 理 信 息 系 统 原 理
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、居民地层等。
2）时间序列分层 即把不同时间或不同时期的数据作为一个数据层。 专题分层
3）地面垂直高度分层
把距离地表不同高度的数据作为一个数据层。 Z
时间序列
§3-3 空间数据的分类和编码
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
2、空间数据分层的目的
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
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）
数据输出 （具有相应投影的地图）
地理基础 (地图投影)
数据存储 （统一的坐标基础）
数据应用 （检索查询、覆盖分析等）
数据处理 （投影转换）
§3-2 地理参照系和控制基础
§3-1概述
§3-2 空间数据的地 理参照系和控制基础
一、空间数据的组织 二、地理数据的分层
§3-3 空间数据的分 类和编码 §3-4 空间数据的采集 §3-5 GIS的数据质量 §3-6 空间数据标准
三、分类与编码 一、GIS的数据质量的内容 二、 GIS数据质量的评价方法 三、数字化误差评价和质量控制 四、数据处理中的质量评价
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
§3.4 空间数据的采集
（二）数字化仪数字化
2、用数字化软件进行数字化
返回
资料来源于张超主编的 《地理信息系统实习教程》 所配光盘
§3.4 空间数据的采集
地 理 信 息 系 统 原 理
统一的地理编码系统
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。
§3-2 地理参照系和控制基础
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)； 4)、Lambert投影中，地球表面上两点间的最短距离表现为近于直线， 这有利于地理信息系统中空间分析量度的正确实施。 。
基准面，它非常接近大地水准面。
§3-2 地理参照系和控制基础
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
四、GIS的地理基ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ--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） 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。
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； 2）对分层的空间数据进行查询时，不需要对所有空间数据进行查询， 只需要对某一层空间数据进行查询即可，因而可加快查询速度； 3）分层后的空间数据，由于便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； 4）对不同数据层进行叠加，可进行各种目的的空间分析。
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GIS
5、标识码示例
C
1
4
9
2
资料来源于张超主编的《地理信息系统实习教程》所配光盘
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GIS
§3.4 空间数据的采集
一、输入前准备
1、 资料准备，区域标定 1）基础原始数据的确定
2）数据分类项目的确定
3）数据标准的准确性的确定 2、进行三个统一： （地理基础统一，即确定投影、比例尺、分类分级编码） 3、所用软件的检查、试用菜单准备及其它辅助工作。
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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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。
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§3-2 地理参照系和控制基础
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
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。 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。
§3-1 概述
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
现实世界
数据源?
文字报告、 遥感图象 等
如何采集?
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
质量如何?
空间数据库
§3-1 概述
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
一、GIS的数据源： 二、空间数据采集的任务
地图数据 ，遥感数据， 文本数据，统计数据
GIS
三、属性数据的采集 确定数字化路线
地图预处理
地图数字化
等
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§3.4 空间数据的采集
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
（一）手工数字化
1、手工矢量数字化
2、手工栅格数字化
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§3.4 空间数据的采集
地 一、地理空间的定义 理二、地理空间的数学建构 信 三、地理参照系 息 四、GIS的地理基础 系 五、地图投影 统 原 一、输入前准备 理 二、几何数据的采集
GIS
三、属性数据采集 四、属性和几何数据的连接 五、空间数据的编辑和检核
第三章 空间数据的采集和质量控制
一、GIS的数据源
二、空间数据采集的任务 三、研究数据质量的目的和意义
地 理 信 息 系 统 原 理
（一）手工数字化 2、 手 工 栅 格 数 字 化
GIS
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§3.4 空间数据的采集
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
（二）数字化仪数字化
1、流程：
用 数 字 化 软 件 进 行 数 字 化
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§3-3 空间数据的分类和编码
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
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
§3-3 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。 编码：是指确定属性数据的代码的方法和过程。 代码：是一个或一组有序的易于被计算机或人识别与处理的符号，是计 算机鉴别和查找信息的主要依据和手段。 编码的直接产物就是代码，而分类分级则是编码的基础。
4、硬件检查。
5、精度试验。 6、试验，样区、单项试验。
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§3.4 空间数据的采集
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
二、几何图形数据的采集
（一）手工数字化 （二）数字化仪数字化 （三）扫描矢量化
地 图 数 字 化
（四）解析测图法 （五）已有数据转入
§3.4 空间数据的采集
地 理 信 息 系 统 原 理
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