4.第四章GIS数据输入(4学时)

第二手数据
地图 专题地图 统计图表
全站仪、GPS数据 已建各种数据库 地球物理、地球化学 GIS数据 遥感数据
图形数据
普通地图（Reference maps） general-purpose natural and man-made objects eg. topographic maps，atlas maps 专题地图（Thematic maps ） special-purpose presents structural characteristics of some geographic distribution qualitative or quantitative usually consists of: Base Thematic map map
1、遥感（Remote Sensing)
——遥感的基本概念和基础
在了解了遥感的基本概念和基础之后，我们来看看遥感的分类： 按遥感平台分（按传感器放置的位置）：地面遥感（如车、船、手提、 台架）、航空遥感（如飞机、气球）、航天遥感（如卫星、航天飞机、空 间站）、宇航遥感（如星际飞船）。 按传感器的探测波段分：紫外、红外、微波、可见光以及多波段遥感。 按工作方式分：主动遥感（传感器主动发射电磁波并接收目标的反射信 号）和被动遥感（只接收目标自身的辐射及对自然辐射的反射信号）；成 像遥感和非成像遥感。 按应用领域分：如外层空间遥感、大气层遥感、陆地遥感、海洋遥感等。 还可以更加细分，如环境，农、林、渔等。
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GIS的数据来源—特点
GIS 空间数据
地图 存储介质、现势性、投影转换
地面测量
多媒体，辅助 GIS空间分析 和查询
统计数据
数字数据 格式、精度
遥感、航空影象和数据 分辨率、变形规律、纠正、解译特征
地图
坐标几何
地面测量数据
航空、遥感 统计资料 数字数据 多媒体
扫描仪
数字化仪 编辑处理 摄影测量 数据交换
1、遥感（Remote Sensing)
——遥感平台 气象卫星主要用于天气分析、气象预报、气候研究、气候变迁以及
其他资源环境研究。 气象卫星分极地太阳同步轨道和地球同步轨道两种。前者每天由南 向北绕地球运转，对整个地球进行观测；后者则对某一固定地区观测。 气象卫星具有短周期重复观测、成像面积大、连续、实时性强和成 本低等特点。 全球气象卫星主要有： 静止卫星：日本（GMS）、美国（SMS/GOES）、欧洲空间 局（Meteosat）、俄罗斯（COMS）、中国（风云1号，1988、 1990年） 极地卫星：美国（NOAA系列）、俄罗斯（Meteop系列）、中 国（风云2号，1997年）
数字化方式 点方式数字化时，只要将标示器十字丝交点对 准数字化原图上要数字化的点，按下标示器上相应 的按键，记录该点x、y坐标。每记录一次坐标，操 作员需要按键一次。点方式主要用于采集单个点和 控制曲线形态的特征点（端点、极值点、拐点）， 如控制点、三角点、水准点、独立地物中心点等， 折线的始点、终点、转折点，居民地街区拐角点等。 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。
空间 数据库
键盘
数据规范化和标准化
统一的地理基础
统一的分类编码原则
数据交换格式标准
数据标准化所面临的问题？
二、 空间数据采集
Data capture and input is one of the most tedious, time-consuming, but yet important tasks in GIS The process of data input can take 70% or more of GIS resources and time
1、遥感（Remote Sensing)
——遥感平台
遥感平台是搭载传感器的工具，根据运载工具的类型，可分为宇航 平台、航天平台、航空平台和地面平台。 宇航平台：主要是利用星际飞船，对地月之外的目标进行探测； 航天平台：高度在150km以上，如静止卫星（位于赤道上空 36000km）、地球观测卫星（约700～900km）、航天飞机（高300km 左右）； 航空平台：包括低、中、高空飞机和飞艇、气球等，高度在百米至 十余千米不等； 地面平台：包括车、船、塔、手提等，高度在0～50m。 航天平台是目前发展最快、应用最广的平台，根据其服务内容，可 分为气象卫星系列、陆地卫星系列和海洋卫星系列。
1、遥感（Remote Sensing)
——遥感的基本概念和基础
地物反射和辐射不同波长的电磁波的特性称为地物波谱特性。其测量是 由传感器（如分光光度计、光谱仪、摄谱仪等）来完成的，其工作原理就 是测量地物的反射辐射度，经光电管转化为电流强度读出。 反射辐射度由三部分组成：太阳经大气衰减后照射地面，经地物反射后， 又经大气第二次衰减进入传感器的能量；地面物体本身发射辐射的能量经 大气后进入传感器；大气散射和辐射的能量。
地理信息系统
（第四章 GIS数据输入）
一、 GIS数据源
图形数据： 普通地图 专题地图（工程 图、规划图、地 质图） 图像数据： 非电子数据 照片 航空与遥感影像 等 文字数据： 电子数据 调查报告 文件 统计数据 实验数据
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
野外测量：大平板、全站仪、GPS、移动测绘系统 特 点：精度高、效率较低 适合范围：小范围GIS数据采集或局部数据更新
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
数字化仪
扫描仪
数字摄影测量工作站
2.1数字化仪采集
数字化仪简介 数字化仪由电磁感应板（操作平台）、坐标输入 控制器（标示器）和接口装置组成。目前，市场上数 字化仪的规格按其可处理的图幅面积来划分，有 A0、A1、 A3等幅面。典型的用于制图的数字化仪是A0规格，其幅 面为1.0m×1.5m。较小的数字化设备称为数字化板。
——遥感平台 1999年10月14日，我国第一颗地球资源遥感卫星——资源一号卫星（又称 中巴地球资源卫星， China-Brazil Earth Resource Satellite，CBERS ）在太 原卫星发射中心成功发射。 资源一号卫星的轨道是太阳同步极地轨道，高度778km，倾角98.5；运行 周期100.26min；重复时间26天（373圈）。所携带的传感器最高空间分辨率 是19.5m。
Data Input
Data source Input medium
Field surveys or census Manual entry Digitisers Map sheets Scanners Remote sensing Sensors GPS Photogrammetry
Digital media
通向计算机接口
叉丝
游标
电磁感应板
按扭
数字化过程 （ Digitising process）：
根据GIS软件所提供的数字化 仪设备驱动程序和数字化仪的 类型，作好数字化仪安装工作， 给数字化仪加电，将准备好的 数字化原图固定于数字化桌上， 输入原图的比例尺，定义用户 坐标系（原点和坐标轴），确 定地图投影方式，选择数字化 方式，确定数字化范围，即用 标示器将X、Y最小值的点和X、 Y最大值的点数字化。数字化 时必须按照不同的专题内容分 文件、分图层有顺序地数字化， 幅面较大的图件，可分块数字 化。
2.2扫描数字化采集
扫描仪简介（Scanner）
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。
原图准备 较高的地图质量，色调分明，线划实在而不膨胀。 清洁，不含外来的污点。 线不是特别细（适宜宽度是0.1毫米或更大）。 在图上精确划定数字化的范围，标出坐标原点。
扫描过程 分辨率确定：扫描仪使用的像素大小为25μm， 50μm，100μm。像素大小为50μm时，每平方毫 米有400个像素，一个60 ×80厘米的地图可以被 编码为大约2亿个像素。 灰度级别确定：扫描地图可产生255个灰度级别， 扫描仪必须精确地校正到一个灰度级别。级别 太高，较细的线表达的信息就会丢失，级别太 低，外来信息就可能包含其内。 二进制编码：设置一个阈值(黑白颜色所对应电 压的中间值)对灰度图像进行二进制编码，灰度 级别高于阈值的像素取1(白色)，低于阈值的像 素取0(黑色)
1、遥感（Remote Sensing)
——遥感平台
பைடு நூலகம்
海洋卫星主要用于观察海况，研究海面形态、海面温度、风场、海
冰、大气含水量等。1978年6月26日美国发射了世界上第一颗海洋卫 星Seasat 1。虽然这颗卫星因为电源故障只工作了105天，但却开创 了海洋遥感和微波遥感的新阶段。 由于海洋具有面积大、反射强、海水透明差异明显、海面特殊等特 点，使得海洋遥感需要高空和空间平台、以微波为主，同时结合激光、 声波等。主要的海洋卫星包括：
1、遥感（Remote Sensing)
——遥感平台
航天遥感中应用最广、最深入的就是陆地卫星，其应用几乎涉及地学 和国民经济的各个领域。 主要的陆地卫星包括： 美国的陆地卫星系列（Landsat） 法国的SPOT卫星 中国的资源一号卫星