第四章空间数据库采集和处理详解
地理信息系统导论第4章 空间数据的采集和空间数据的处理
程注记等。
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（2）遥感数据 遥感数据是GIS的重要数据源。遥感数据含有 丰富的资源与环境信息，在GIS支持下，可以与地 质、地球物理、地球化学、地球生物、军事应用等 方面的信息进行信息复合和综合分析。遥感数据是 一种大面积的、动态的、近实时的数据源，遥感技 术是GIS数据更新的重要手段。
7
（3）文本资料 文本资料是指各行业和各部门的有关法律文档 、行业规范、技术标准、条文条例（如边界条约） 等，这些也属于GIS的数据
12
表4.1 用于数据采集目的的GIS数据分类
13
4.2 空间数据采集的主要方法
4.2.1 GIS数据采集在GIS 为了便于管理和应用，在复杂的计算机世界里 的数据必须按照一定的方式进行组织和存储。地理 信息系统的应用的一项重要工作是采集不同来源和 不同类型的数据，并创建空间数据库。在采集地理 实体几何数据的同时，还要调查其属性信息。另外 ，为了保证采集数据的可靠性和完整性，采集的 GIS数据必须经过检验和进一步的编辑、处理才能 进入GIS。在空间数据库中，所有的地图、影像和 空间数据表格都根据不同的空间表达和记录方式进 行地学编码 14
第4章 空间数据的采集和空间数 据的处理
学习指南 本章论述了GIS数据来源、数据采置、形状、 大小及其分布特征诸多方面信息的数据，它具有 GIS的数据源有很多，如地图数据、遥感数据
1
空间数据采集的任务是将现有的地图、外业观 测成果、航空照片、遥感图像、文本资料等转换成 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
4.2.2 GIS数据采集的工作流程 所有GIS项目的数据采集都包括一系列连续的 过程，通常其工作流程包括编制计划、准备、数字 化或数据转换、编辑完善、评估五个阶段（图4.3 ）
地理信息系统第四章数据采集与处理
疏林地 733
未成林林地 734
迹地 735
针叶树疏林地 7331
阔叶树疏林地 7332
标志编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
Ⅷ
Ⅸ
分类
1
属性数据的编码——编码方法 2
平原河
3
过渡河
山地河
• 多源分类编码法： 1
2 3
常年河
对于一个特定的分类时目令河标，根据诸多不同的
消失河
分类依据分别进行12 编码，各位数字代码之间并没有隶属通不航通关河 航河系。
地理数据库四种方式: 1.全部采用文件管理 2.文件结合关系数据库管理 3.全部采用关系数据库管理 4.重新设计具有空间数据和属 性数据管理和分析功能的数 据库系统（OO－DBMS）
6.地理数据库建立
第三节 地图数字化
一、手扶跟踪数字化 数字化仪组成、数字化方式、操作步骤
二、扫描矢量化 扫描仪原理、处理流程、操作方式
地图投影变换
正解变换 反解变换 数值变换
根据两种投影在变 换区内若干同名的 坐标点，采用插值 法、有限差分法、 待定系数法等，实 现不同投影之间的 转换
空间数据处理的方法-压缩处理
数据压缩的目的
节省存贮空间 节省处理时间
空间数据处理的方法-压缩处理
数据压缩途径
压缩软件:原数据信息基本不丢失而且可以大大 节省存贮空间，缺点是压缩后的文件必须在解 压缩后才能使用
1 2 3 4 5 6
1 2 3 4 5 6 7
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3 4 5 6
树状河 平行河 筛状河 辐射河 扇形河 迷宫河
主〔要河〕流∶一级 支 流∶二级
第四章 空间数据采集及处理
四川农业大学资源环境学院
空间数据处理的方法1-平面坐标变换
地 理 信 息 系 统 原 理
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
正解变换
地图投影变换
反解变换
数值变换
根据两种投影在变 换区内若干同名的 坐标点，采用插值 法、有限差分法、 待定系数法等，实 现不同投影之间的 转换
第四章 地理空间数据采集及处理
地 理 信 息 系 统 原 理
§4.1 地理空间数据的特征及表示方法 §4.2 地理空间数据获取及处理 §4.3 地理空间数据质量
四川农业大学资源环境学院
§4.1地理空间数据的特征及表示方法 P36-37
地 理 信 息 系 统 原 理
§4.1.1地理空间数据的特征
属性特征（非定位数据） 空间特征（定位数据） 时间特征（时间尺度）
线性坐标上不按值的大小，而是按顺 序排列的数，例如，事故发生危险程度的 级别由大到小被标为1，2，3，…..。
四川农业大学资源环境学院
间隔（Interval）量
地 理 信 息 系 统 原 理
不参照某个固定点，而是按间隔表示
相对位臵的数。按间隔量测的值相互之
间可以比较大小，并且它们之间的差值
大小是有意义的。例如，温度大小的表
平移变换
x′=x+Δx′ y′=y+Δy′
y P′(x′，y′)
y
x
P（x，y）
0
x
四川农业大学资源环境学院
地 理 信 息 系 统 原 理
扫描后的坐标
四川农业大学资源环境学院
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS原理与应用_4.1-3空间数据采集与处理详解
（6）图形数据采集
已有数字形式空间数据的录入
• 全站仪的电子手薄； • GPS； •其它格式数据。
（6）图形数据采集 栅格数据向矢量数据的转换（矢量化） • 全自动矢量化
• 半自动矢量化(R2V) • 交互式矢量化（屏幕数字化）
4-8
（3）空间数据采集方法 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 外业实地数字化采集
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。
4-9
（3）空间数据采集方法
数字化设备：数字化仪、扫描仪、摄影测量设备 野外特测量：大点平：板范、围全大站，仪速、度G快PS、移动测绘系统 特 使 用点：范精围度：高大、面效积率G较IS低数据采集、资源普查等 适合范围：小范围GIS数据采集或局部数据更新
数字化仪
扫描仪
数字摄影测量工作站
4-10
（4）空间数据采集方案
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
4-11
（4）空间数据采集方案
空间数据采集——流程
评价
计划 调查
编辑 处理
准备 收集
数字化
4-12
（5）空间数据采集任务
本章所讲的采集是对已有数据（二手数据）的采集， 主要任务为：
• 现有地图（地形图/专题图）； • 全野外数字测图（GPS/全站仪/电子手簿）； •卫星影像（国土资源卫星 / Landsat / SPOT/ IKONOS）； •航空象片； •调查统计数据； •现有的数据文件、数据库等。
第四讲+空间数据的采集与处理
三、GIS数据来源 （三）空间数据初步处理
1）已有电子数据----- 数据转换 2）纸质地图----------- 手扶跟踪数字化、扫描
矢量化、鼠标录入
3）遥感数据----------- 遥感解译 4）实地勘测数据----- GPS定位仪等仪器测量 5）其他统计资料及文本数据-----键盘录入
数字化过程
- 把待数字化的图件固定在图形输入板上，首先用鼠标器输入
图幅范围和至少四个控制点的坐标，随后即可输入图幅内各 点、曲线的坐标。
- 通过数字化仪采集数据数据量小，数据处理的软件也较完
备，但由于数字化的速度比较慢，工作量大，自动化程度低 ，数字化的精度与作业员的操作有很大关系，所以，目前很 多单位在大批量数字化时，已不再采用它。
四、空间数据采集—属性数据的采集
5、属性数据的编码内容
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 。
（二）主要任务
- 1、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； - 2、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； - 3、不同的数据来源要用到不同的设备和方法； - 4、数据的转换装载；
- 5、数据处理：几何纠正、图幅拼接、拓扑生成等
- 通过扫描获得的是栅格数据，数据量比较大。如一张地形图采用
300dpi灰度扫描其数据量就有20兆左右。除此之外，扫描获得的 数据还存在着噪声和中间色调像元的处理问题。
空间数据收集与处理方法
空间数据收集与处理方法随着科技的不断进步和发展，我们对空间数据的需求也日益增长。
空间数据是指通过不同的传感器和测量设备获得的与地球表面特征相关的信息。
这些数据可以用于环境监测、城市规划、农业管理、天气预测等领域。
然而，由于其特殊性和复杂性，空间数据的收集和处理并不是一项容易的任务。
本文将介绍一些常用的空间数据收集和处理方法。
一、空间数据收集方法1. 遥感技术遥感技术是一种通过传感器获取远距离观测数据的技术。
其中最常用的遥感技术是卫星遥感和航空摄影。
卫星遥感通过人造卫星对地球进行观测，可以获取高分辨率的遥感影像。
航空摄影则是利用航空器对地面进行拍摄，获取更加精确和详细的数据。
这些遥感数据可以提供大范围的空间信息，包括地形、植被、土地利用等。
2. 全球定位系统全球定位系统（GPS）是一种通过卫星导航系统来确定地球上任意位置的技术。
GPS系统由24颗卫星组成，可以提供高精度的位置和时间数据。
在地理信息系统（GIS）中，GPS数据可用于精确测量地理位置、导航和地形测量等。
3. 空间传感网络空间传感网络（WSN）是一组分布在特定区域内的传感器节点的集合。
这些节点可以通过无线通信相互连接，收集和传输环境信息。
传感器节点通常具有低功耗、小尺寸和自组织网络的特点。
WSN可以用于环境监测、灾害预警等需要实时数据的应用。
二、空间数据处理方法1. 数据预处理数据预处理是空间数据处理过程中的重要一环。
它包括数据清洗、去噪、填充缺失值等步骤。
由于空间数据存在噪声和不完整的问题，必须对原始数据进行处理，以确保数据的准确性和可靠性。
2. 空间数据可视化空间数据可视化是将抽象的空间数据转化为图像或图表的过程。
它可以直观地展示数据的空间分布和差异。
常用的空间数据可视化方法有热力图、等高线图、散点图等。
通过可视化，我们可以更好地理解和解释空间数据，从而做出合理的决策。
3. 地理信息系统分析地理信息系统（GIS）是一种用于管理、分析和可视化地理空间数据的软件工具。
空间数据采集以及处理方法方法
二、空间数据质量评价
1、空间数据质量标准
空间数据质量标准是生产、使用和评 价空间数据的依据，数据质量是数据整体 性能的综合体现。目前，世界上已经建立 了一些数据质量标准，如美国FGDC的数据 质量标准等。
空间数据质量标准的建立必须考虑空间 过程和现象的认知、表达、处理、再现等 全过程。
空间数据质量标准要素如下：
曲线数据的压缩 面域栅格数据的压缩 面域邻接线段的删除
数据属性的重 新分类和空间 图形的化简需 要对数据进行 压缩 相邻界线的删
除
共同属性的合
并
3、空间数据处理的方法-压缩处理
面域邻接线段的删除
4、空间数据处理的方法-类型转换
网格尺寸的确定
矢量向栅格转换
点的网格化 直线网格化
多边形网格化
栅格向矢量转换
错误检查主要方法 ⑴叠合比较法 ⑵目视检查法
⑶逻辑检查法
二、空间数据处理
数据处理的概念 数据处理的内容 数据处理的意义
对采集的各种数据，按 照不同的方式方法对数 据进行编辑运算，清除 数据冗余，弥补数据缺 失，形成符合用户要求 的数据文件格式
数据处理的概念 数据处理的内容 数据处理的意义
数踞编辑 数据压缩 数据变换 数据格式转换 空间数据内插 边沿匹配 数据提取
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、计算值或估计值与真 实值或者大家公认的真值的接近程度。
（3）数据的精密度(Resolution)：数据的精 密度指数据表示的精密程度，亦即数据表 示的有效位数。它表现了测量值本身的离 散程度。
如何进行空间数据采集和处理
如何进行空间数据采集和处理现代科技的快速发展使得空间数据采集和处理成为了各行各业所必不可少的一项任务。
无论是城市规划、农业生产还是自然资源管理等领域，空间数据的采集和处理都能够为决策者提供丰富的信息和准确的参考。
本文将从不同角度探讨如何进行空间数据的采集和处理。
一、传统方法与现代技术在过去，空间数据的采集主要依赖于传统的测量仪器和人工取样，这种方式不仅费时费力，而且产生的数据量有限。
而现代技术的发展，如卫星遥感、无人机、激光雷达等，为空间数据的采集提供了更为高效和全面的方法。
卫星遥感是一种将卫星装备的传感器通过遥感技术获取地球表面信息的方法。
卫星遥感可不受人为因素的限制，可以全天候、全天时进行数据采集。
通过卫星遥感技术，可以快速获得大范围的空间数据，如地表温度、植被覆盖率、海洋温度等。
无人机是一种通过遥控操纵的飞行器，可以搭载各种传感器实现空间数据采集。
相比于传统的人工测量，无人机具有灵活性、定制性和高分辨率的优势。
通过无人机，我们可以获得更加详细、全面的空间数据，如地形地貌、建筑结构、农作物生产情况等。
激光雷达是一种通过激光束进行测量和探测的技术。
激光雷达可以通过测量激光束的反射时间和强度，获取目标物体的距离、高度和形状等信息。
激光雷达在地质勘探、城市规划和环境监测等领域有着广泛的应用。
二、数据处理与分析采集到的空间数据是原始数据，需要经过处理和分析才能发挥出其真正的价值。
数据处理的过程中，包括数据清洗、插值、筛选和重采样等步骤。
数据清洗是指通过对原始数据的预处理，去除错误、无效或重复的数据点，确保数据的准确性和一致性。
插值技术可以通过有限的采样点，推断出未采样点的数值，填补空间上的空白点。
筛选和重采样是为了减少数据量和提高数据的空间分布均匀性。
在数据处理完成后，我们需要进行数据分析以提取其中的有用信息。
数据分析可以通过统计分析、空间模型、机器学习等方法来实现。
统计分析可以通过计算平均值、标准差、相关性等指标，揭示出数据之间的关系和规律。
空间数据采集与处理方法测绘工程技术专业学习教程详解
空间数据采集与处理方法测绘工程技术专业学习教程详解随着科技的不断发展，测绘工程技术在各个领域中扮演着重要角色。
而在现代测绘技术中，空间数据的采集与处理方法显得尤为重要。
本篇文章将详细介绍空间数据采集与处理方法，以供测绘工程技术专业学习的人员参考。
一、空间数据采集方法1. GNSS定位技术GNSS定位技术是一种基于全球卫星导航系统的空间数据采集方法。
该技术利用卫星定位系统（比如GPS、GLONASS等）来获取目标点的空间位置信息。
GNSS定位技术在测绘工程中广泛应用于地形测量、地理信息系统（GIS）数据采集等方面。
2. 摄影测量技术摄影测量技术是一种通过摄影设备对地面进行拍摄，并利用图像处理等方法获取目标点空间信息的数据采集方法。
该技术主要包括航空摄影测量和卫星影像测量两种形式。
摄影测量技术被广泛应用于地形测绘、城市规划、资源调查等领域。
3. 遥感技术遥感技术是一种通过卫星、飞机等遥感平台获取地表信息的空间数据采集方法。
遥感技术主要利用传感器对地表辐射能量进行接收和测量，进而提取出地物的空间分布和属性信息。
遥感技术在土地利用、环境遥感等方面具有重要的应用价值。
二、空间数据处理方法1. 数据预处理数据预处理是空间数据处理的基础环节，其主要目的是对原始数据进行校正、降噪、滤波等处理，保证后续分析和应用的可靠性。
数据预处理的常见方法包括数据格式转换、坐标系统转换、噪声去除等。
2. 空间数据配准空间数据配准是将不同源的空间数据进行几何校正和统一坐标处理的方法。
空间数据配准的过程包括确定配准控制点、计算变换参数、进行几何变换等。
通过空间数据配准，可以实现不同数据源之间的对比和融合。
3. 空间数据分析空间数据分析是通过对空间数据进行统计、分析和建模，从中提取有用的信息和规律的方法。
空间数据分析的常见方法包括空间插值、空间统计、空间关系分析等。
通过空间数据分析，可以获得更深入的认识和理解地理现象。
4. 空间数据可视化空间数据可视化是将抽象的空间数据以可视化的形式展示出来，以便用户更好地理解和分析。
GIS原理与应用_4 空间数据采集与处理
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。
4-19
三、自动扫描输入 栅格数据向矢量数据的转换 • 全自动矢量化 • 半自动矢量化(R2V) • 交互式矢量化（屏幕数字化）
4-20
Raster image to vector map 图象二值化(threshold) 平滑(Smoothing) 细化（Thinning) 边界跟踪(Freeman Encoding) 矢量线提取 数据压缩
4-21
Auto CAD环境下的数字化方法 • 调入图象 • 用CAD点、线工具跟踪图象中需要数字化的边界 • 分层数字化所有需要的信息 • 将图形文件予以保存
4-22
图4-2 Contex大幅面工程图纸扫描仪
4-23
4-24
四、解析测图仪空间数据输入
由航空或航天立体象对重建三维立体模型，测量地 面三维坐标，并传输到计算机
4-32
5 对于面状要素，可在建立拓扑关系时，根据多 边形是否闭合来检查，或根据多边形与多边形 内点的匹配来检查等； 6 对于属性数据，通常是在屏幕上逐表、逐行检 查，也可打印出来检查； 7 对于属性数据还可编写检核程序，如有无字符 代替了数字，数字是否超出了范围，等等； 8 对于图纸变形引起的误差，应使用几何纠正来进 行处理。
4-13
空间数据采集与处理方法综述
空间数据采集与处理方法综述空间数据的采集和处理方法是现代科技领域的热门话题。
随着技术的发展，我们可以使用各种先进的工具和技术来获取和处理空间数据，从而获得有价值的信息。
本文将从几个方面综述空间数据采集和处理的方法，旨在为读者提供一个全面的了解。
一、空间数据采集方法空间数据的采集是指通过各种手段和设备收集地球表面及其上层大气等空间要素的信息。
现如今，我们可以使用多种传感器和仪器来进行空间数据的采集。
其中最常见的方法是使用遥感技术，包括航空遥感和卫星遥感。
通过搭载在飞机或卫星上的传感器，我们可以获取高分辨率的影像数据，以及其他信息，如地形、气候等。
此外，地面测量、GPS定位等方法也常用于空间数据的采集。
二、空间数据处理方法获取到的空间数据往往需要进行一系列处理才能得到有用的信息。
空间数据处理方法可以分为几个方面，包括数据预处理、空间数据模型建立、数据分析和可视化等。
1. 数据预处理数据预处理是指在对空间数据进行进一步处理之前，对数据进行清洗、校正和预处理。
在数据预处理过程中，我们可能需要对数据进行修复、插值、去除异常值等操作，以提高数据的质量和准确性。
2. 空间数据模型建立空间数据模型是对现实世界中的空间要素进行抽象和描述的工具。
常见的空间数据模型包括栅格模型和矢量模型。
在栅格模型中，空间要素被分割成网格，并赋予每个网格相应的属性值。
而在矢量模型中，空间要素被表示为点、线、面等要素对象。
根据具体的需求和应用场景，我们可以选择合适的空间数据模型来建立对应的空间数据模型。
3. 数据分析数据分析是指对空间数据进行统计学和空间分析的过程。
通过对空间数据的统计分析，我们可以发现数据之间的关联性和规律性。
而通过空间分析，我们可以推断和预测地理现象的分布和变化。
常见的空间分析方法包括空间插值、空间插补、空间回归分析等。
4. 可视化数据可视化是将处理后的空间数据以可视化的形式展示出来，以帮助用户更好地理解和分析数据。
地理信息系统原理与应用4 空间数据获取和处理1.4 第四章 数据的处理和集成
第四章 空间数据的获取与处理
4.1 空间数据的获取 4.1.2 空间数据的采集
1.图形数据的采集 2.属性数据的采集
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。
人口普查 社会经济调查 各种统计资料
统计图表
文件 统计数据 实验数据
电子数据 地全球站物仪遥理、感、G数地P据S球数化据学已建G各IS种数数据据库
野外调查的原始记录等
4.1.1 数据源的种类
确定应用哪些类型的数据是由系统的功能确定。
土地的适宜性和承载力的信息系统： 地形、土壤类型、降雨、地下水位、运输条件等。
第四章 空间数据的 获取与处理
复习：
地理信息系统 GIS的组成
GIS是由计算机硬件、软件和不 同方法组成的系统，该系统设计 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。
系统管理操作人员
系系 空间 统 统 数据 硬 软
件件
复习：
空间数据特征
空间位置 属性特征 时态特征
<1 m ： 1 1 ~ 2 m： 2 2 ~ 5 m： 3 5 ~ 20 m： 4 20 ~ 50 m：5 >50m： 6
5 ~ 10 m ： 1 10 ~ 20 m： 2 20 ~ 30 m： 3 30 ~ 60 m： 4 60 ~ 120 m： 5 120 ~300 m：6 300 ~500 m：7 >500m： 8
登记部分 分类部分 控制部分
第四章 空间数据的获取与处理
空间数据采集与处理
数据
现在五页，总共一百一十八页。
2. 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。
–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
l 遥感影像是地理信息系统中一个极其重要的数据源，它至 少具有下列一些特点：①能取得大面积、综合的信息；② 速度快；③降低数据储存冗余和不连续性；④能提供各类 专题所需要的信息。
现在八页，总共一百一十八页。
• 文字数据主要用来描述空间对象的属性，比如人口 数据、经济数据、土壤成份、环境数据；
• 确定应用哪些类型的数据是由系统的功能所 确定的，例如要建立一个土地的适宜性和承载 力的信息系统，所需要的数据有地形、土壤类 型、降雨、地下水位、运输条件等。
多边形不封闭
结点不重合
不合理多边形
悬挂
碎屑多边形
欠交
伪结点
图4-15数字化几种误差示例
现在十七页，总共一百一十八页。
第2节 空间数据编辑
2.1 矢量数据编辑
编辑检查内容主要包括：
1. 结点编辑
1）结点吻合(Snap) 2）结点与线的吻合 3）清除假结点（伪结点）
B A
图4-17伪结点的清除
图4-16 结点与线吻 合
现在十八页，总共一百一十八页。
第2节 空间数据编辑
2.1 矢量数据编辑
曲
线
编辑检查内容主要包括：
光
滑
1. 结点编辑
2. 线段编辑
3. 多边形编辑
添 加
第四章 空间数据的处理
结点-弧段表 id 弧段号
N1 N2 N3 id a1 a1,a2 a2 弧段 号 a1 a1,a2,a3 a2 a3 弧段 号 a1 a1,a2,a3 a2,a4 a3,a4
(B)
N1
a1
N2
a3 N4
a1 a2 a3 a2
a4 id a1 a2 a3 a4
N1 N2 N2
起结点 N1 N2 N2 N4
N2 N3 N4
终结点 N2 N3 N4 N3
N1 N2 N3 N4
id N1 N2 N3 N4
(C)
N1
a1
N2
N3
a3 N4
2、在图形采集和编辑之后自动建立
二、多边形拓扑关系的自动建立 1、链的组织 A.找出在链的中间相交(图A)，而不是在端点相交(图B)的情 况，自动切成新链； B.把链按一定顺序存储，如按最大或最小的 x 或 y 坐标的顺 序，这样查找和检索都比较方便，然后把链按顺序编号。
A
B
2、结点匹配 A. 结点匹配是指把一定限差内的链的端点作为一个结点，其 坐标值取多个端点的平均值(如图)。 B. 对结点顺序编号。
结点匹配
3、检查多边形是否闭合 检查多边形是否闭合可通过判断一条链的端点是否有与之匹配的端点 来进行 如图弧 a 的端点 P 没有与之匹配的端点， a 因此无法用该条链与其它链组成闭合多边形。
j
k
j
k
a L1
b L2
L3
3、数据检查与清理
数据检查，指拓扑关系的检查，结点是否匹配，是否存在悬 挂弧段，多边形是否封闭，是否有假结点。 要求系统能将有错误或不正确的拓扑关系的点、线和面用不 同的颜色和符号表示出来，以便于人工检查和修改。
空间数据采集与数据处理
a1 b1 c1 a1 b1 c1
这六个参数。
3.3.2坐标变换的地理意义
(4)实现多图幅拼接或不同比例尺间地图的匹配
当需要对多幅地图进行数字化时，如果在多 幅地图之间或在不同比例尺之间建立了一个统一 的坐标系，并在每一幅地图都输入一定数量的控 制点及相应的地理坐标，则经由控制点拟合的坐 标变换公式，将所有图幅的数字化仪平面坐标转 换为所建立的坐标系中的坐标，使得图幅拼接或 不同比例尺间地图的匹配成为可能。
2、主要方法
自动矢量化 交互式矢量化 ：采用人机交互方式
地图扫描数字化（自动矢量化）
1、灰度二值化 灰度二值化是将一幅有各种灰度（亮度）分布 的黑白图像变为非黑即白（非“1”即“0”） 的二值图像，是将图像变为图形的一种过渡。 二值化阈值确定方法：经验法、直方图、人机 交互法和数理统计法。
地图扫描数字化（自动矢量化）
3.1矢量数据拓扑关系的自动建立
实现的基本步骤包括：
3.1.1链（弧段）的组织 3.1.2结点编辑 3.1.3建立多边形 3.1.4确定左右多边形 3.1.5图形编辑
找出坐标链的相交点 自动切成新的坐标链 （弧段） 把弧段按照一定的顺 序存储，如按照最大 或最小的x或y坐标的 顺序，以便检索 把弧段按照顺序编号
思考：删除一个弧段影响两个还是多个多边形 的拓扑结构属性？
3.2 图形编辑
3.2.1 图斑合并：指两相邻的图斑合并，即系统将
相邻的两图斑共用弧段删除，用户给出合并后的 图斑编码，在软件支持下实现两图斑的合并
3.2.2 图斑分裂：图斑合并的逆操作
课后练习：试写出图斑合并过程的算法
3.2 图形编辑
3.2.3图斑定积分裂： 指在指定图斑内或边 界上的某部位，寻找一点， 将该点与图斑边界线的两 点（在地籍图中就是两界 址点）连线，分裂出一个 小区域，要求该校区域内 面积为定值。这是房地产 出售中经常遇到的实际问 题。
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第四章 空间数据采集和处理
内容概览
第一节 空间数据来源和分类 第二节 空间数据采集 第三节 空间数据的编辑和处理 第四节 空间数据质量控制
第一节 空间数据来源和分类
一、GIS数据源分类 二、GIS数据源特征 三、空间数据采集与处理的基本流程
GIS工程是以空间数据处理为线索的软件工程 硬件∶软件∶数据 = 1∶2 ∶7
图形数据的采集
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
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数字化仪
扫描仪
数字摄影测量工作站
空间数据采集
图形数据的采集
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
二、GIS数据源特征
2、遥感影像数据
遥感影象是GIS中一个极其重要的 信息源。通过遥感影象可以快速 、实时、准确地获得大面积的、 综合的各种专题信息，航天遥感 影象还可以取得周期性的资料， 这些都为GIS提供了丰富的信息 。
但是因为每种遥感影象都有其 自身的成像规律、变形规律，所 以对其应用要注意影象的纠正、 影象的分辨率、影象的解译特征 等方面的问题。
……
3、 数据的编辑与处理
对图形数据和属性数据进行一定的检查、编辑 数学基础和数据结构的转换 图形拼接和拓扑生成 数据压缩
4 、数据质量控制与评价 5 、数据入库
第二节 空间数据采集
一、空间数据采集
野外数据采集 地图数字化 摄影测量方法 遥感影像处理
二、属性数据采集
属性数据分类 属性数据编码
空间数据采集
1、手扶跟踪数字化
手扶跟踪数字化
(2) 数字化过程
1)准备数字化原图，标示图幅角点，内部控制点。 2)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。 3)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。 4)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。 5)检查并改正数字化错误。
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数据
GIS数据源是指建立地理信息系统数据库所 需要的各种类型数据的来源。
一、GIS数据源分类
地图数据 遥感影像数据 实测数据 共享数据 其他数据
统计数据 多媒体数ห้องสมุดไป่ตู้ 文本资料数据 ……
二、GIS数据源特征
1、地图数据
各种类型的地图是GIS最主要的数据源，因为 地图是地理数据的传统描述形式，是具有共同 参考坐标系统的点、线、面的二维平面形式的 表示，内容丰富，图上实体间的空间关系直观 ，而且实体的类别或属性可以用各种不同的符 号加以识别和表示。我国大多数的GIS系统其 图形数据大部分都来自地图。
二、GIS数据源特征
1、地图数据
地图具有以下的特点，使用时应注意。 地图存储介质的缺陷。由于地图多为纸质，由于存放条 件的不同，都存在不同程度的变形，具体应用时，须对 其进行纠正。 地图现势性较差。由于传统地图更新需要的周期较长， 造成现存地图的现势性不能完全满足实际的需要。应用 时需结合实际数据进行更新。 地图投影的转换。由于地图投影的存在，使得对不同地 图投影的地图数据进行操作前，须先进行地图投影的转 换。
三、空间数据采集与处理 的基本流程
1、数据源的选择 2、采集方法的确定 3、数据的编辑与处理 4、数据质量控制与评价
5、数据入库
1、数据源的选择
是否能满足项目或系统功能的需要 所选数据源是否是已有使用经验 系统成本，数据源的选择对与系统整体的成本 控制至关重要
2、采集方法的确定
地图数据——扫描矢量化 影像数据——卫星遥感影像和航空摄影测量数据 实测数据——平板测量、全野外数字测图、GPS 统计数据——键盘输入
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地图数字化
主要的数字化方法
手扶跟踪数字化 地图扫描数字化 野外数字化采集 解析测图仪数据输入 其他数据传输和转换输入
1、手扶跟踪数字化
手扶跟踪数字化
(1) 数字化仪简介 (2) 数字化过程 (3) 数字化方式 (4) 数字化精度
1、手扶跟踪数字化
手扶跟踪数字化
(1) 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
5、共享数据
随着各种专题图件的制作和各种GIS系统的建立 ，共享数据成为GIS信息源不可缺少的一部分。 但对共享数据的采用需注意数据格式的转换和数 据精度、可信度的问题。
6、多媒体数据
多媒体设备获取的数据
二、GIS数据源特征
7、文本资料数据
各种文字报告和立法文件在一些管理类的GIS系 统中，有很大的应用，如在城市规划管理信息系 统中，各种城市管理法规及规划报告在规划管理 工作中起着很大的作用。 在专题信息系统中，各种文字说明资料对专题 内容的属性特征起着重要作用。 在区域地理信息系统中，文字是区域研究不可 缺少的参考资料。
二、GIS数据源特征
3、实测数据
适合小范围的采集或者更新。 各种实测数据特别是一些GPS点位数据、地籍 测量数据常常是GIS 的一个很准确和很现势的资 料。
4、统计数据
国民经济的各种统计数据常常也是GIS的数据源 。如人口数量、人口构成、国民生产总值等等 主要用作属性数据源。
二、GIS数据源特征
1、手扶跟踪数字化
手扶跟踪数字化 (3) 数字化方式
分为点方式和流方式。 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