空间数据的获取优秀课件

地理（空间）坐标系，也可称为真实世界的坐标系 ，是用于确定地物在地球上位置的坐标系。
一个特 定的地理坐标系是由一个特定的椭球体和一 种特定的地图投影构成。其中： 椭球体是一种对地 球形状的数学描述； 地图投影是将球面坐标转换成平面坐标的数学方法。 绝大多数的地图 都是遵照一种已知的地理坐标系来显 示坐标数据 。
大比例尺 小比例尺
river 1:500 river 1:24000
city
1:5000
Ê
city 1:250000
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3、地图按结构分类
l线画地图用矢量数据结构来表示； l影像地图用栅格数据结构来表示。 任何图片或空间数据都可以表达为数字影像，GIS中 的数字影像与其它影像（如医疗影像）的区别是： 在GIS中数字影像具有地址编码，即影像中的像元点 具有准确的投影位置记录，并且一般能够显示几种空 间数据类型及其注记。 影像地图的分辩率指一个像元所覆盖的地表面积。 l数字地形图 把测区按一定比例缩小成立体模型，然后将模型上的 地形地物点用平行投影的方法表示在图纸平面上形成 的地图 。
交互地图是人可以通过一定的途径，例如选择观 察数据的角度、修改显示参数等来改变地图的显示 行为（Butterfield 1996）。在这个过程中，屏幕地 图（如双眼视觉立体地图），与应用人员人脑中相 关地学知识以及直觉等形成的心智图像（虚拟地图） 一直处于相互作用、相互比较、相互修改、逐渐完 善的信息联系和反馈状态。
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3.3 地图的投影 一、地图投影
由于球面的不可展示性，为了用平面坐标来表 示球面上目标的空间位置，必须进行球面坐标到 平面坐标的转换，这就是地图的投影变换。
地球曲面转换成地图平面，不仅仅存在着比例尺 变换，而且还存在着投影转换的问题
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1、地图投影概念
在地球表面上的空间实体的位置，或者是以地理 坐标（有时称为球面坐标）或者是以按照某种投影 类型的平面坐标来定义的。但是，所有空间数据最 终都要以平面坐标形式在显视器上显示。因此，大 多数地理信息系统是以平面地图投影方式来存贮空 间坐标的。
地图显示比例尺可以通过硬件放缩或软件放缩来 改变。影像放大的具体地区可通过窗口来定义， 窗口所圈定地理范围由计算机自动存贮起来，影 像可以由鼠标控制，通过“推移”或“漫游”在 屏幕上移动，这些操作不改变显示的比例尺。
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在地图中，不同比例尺的地图系列表示不同空间尺 度的地理实体，小尺度下的实体到大尺度时，往往 通过地图综合而被合并或忽略。
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2、平面直角坐标
l GIS中的空间数据是地球表层的数据。地球表面 是一个椭圆球面，由于球面坐标难以进行距离、方 向、面积等参数的计算，需将球面坐标转换成平面 坐标，形成平面直角坐标。
l GIS中的地理空间通常是指经投影变换后，在平 面直角坐标中的地球表层特征空间，即主要考虑二 维地理空间问题。
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三、 地图的发展术的发展数字地图的概念在不断发展。 1、动态地图 动态地图用来动态地显示地图数据，可以从不同角 度、用不同方法（如不同颜色、符号等）表达地理 空间数据；同时可以表示地学现象随时间演变的过 程等等。
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2、交互交融地图
指人与地图可进行相互作用和信息交流。
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经线和经度
子午面和椭球面相交所截的圈为子午圈称经线； 将通过格林尼治天文台的经线作为0 °经线。
经线与纬圈垂直排列，通过地球轴心的垂直大环 称经线。用格林威治天文台的子午线为零度（称起 始经线），向东0-180度称东经，向西0-180度称西经 。经度1°的弧长随着纬度的增高而逐渐变短，直到
最后达到两极时为零。
地图既是GIS的重要数据源，又是GIS的重要输 出形式。
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一、地图的分类 1、地图按内容分类
地图按内容分类 可分为： l普通地图； l专题地图。
专题地图是在普通地图的基础上，突出表示一 种或多种自然或社会经济现象的地图。如地貌图 、雨量分布图等
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2、地图按比例尺分类
地图的比例尺是描述地理实体的空间尺度 可分大、中、小三大类 l大比例尺 指比例尺大于等于1：10万的地图； l中比例尺 指比例尺在1：10万到1：100万的地图； l小比例尺 指比例尺小于等于1：100万的地图。
空间数据的获取
3.1 GIS中空间数据
GIS数据源种类多，来源广泛，处理方法差异大； GIS数据源获取方法手段多，既有传统手工获取方法， 又有用现代化技术获取方法； GIS系统数据源采集必需根据所建立系统的需要和实际 条件确定。
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1、 GIS 中空间数据含义
三种主要地理信息
Attributes
Geometry
Behavior
Rules Streets and highways may not intersect
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2、GIS 数据源类型
l 地图数据 l 遥感数据 l 地形数据 l 测量数据 l 野外采集数据 l 调查统计数据 l 法律文档数据 l 已有系统数据等等
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3.2 地图简介和地图参照系
地图是“地球表面全部或某部分选定特征在平面 上的图形表达”（Makower et al.,1990）
交融地图是人与地图的融合程度，也就是人在虚 拟地图中的投入感和沉浸感（immersion）。
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3、虚拟地图 相对于真实地图虚拟地图具有暂时性，实物地图具
有静态永久性。虚拟地图与人的心智图像相互联系与 作用的原理和过程，较之于传统的实物地图是不一样 的，需要建立新的理论的方法。
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空间坐标系
1、地理（空间）坐标
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地理空间坐标是一个球面坐标，用径纬度来 表示地图上的各个点。 地球上： 子午面是通过地球旋转轴的面； 赤道面是通过地心，垂直于地轴的平面。
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地球图
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纬线和纬度
赤道面的平行面同椭球面相交所截的圈称纬线。 纬度是地球上点的法线与赤道面的交角。 赤道上的纬度为零，离赤道愈远，纬度愈大， 在极点的纬度为90度。
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地图投影的实质是建立球面和平面之间的函数关系 ，使球面上的点对应到平面上或可展示的平面上，其 转换的数学函数是：
X = f1 (，） Y = f2 (，） 其中（X，Y）是平面直角坐标； (，） 是地球表面的地理坐标。