GIS数据库的建立

4.物理坐标与用户坐标的转换（续）
•转换的实质是建立两个坐标系之间的数学关系
•转换的意义:
1.将设备坐标转换为地理要素的实际坐标
2.实现多幅图,包括不同比例尺地图的拼接或叠置 3.减少各种变形(投影变形、扫描变形、纸张变形 等) •转换通过配准来实现
5.MapInfo环境下栅格图像的配准
• MapInfo所识别的栅格文件种类
• MapInfo图像配准方法 ①从底图上采控制点 ②从数字地图上采控制点
关于配准
• 配准的目的：建立物理坐标与用户坐标的转换关系
• 配准的方法：采集一定数量的控制点
• 方法一与方法二只是输入用户坐标的方法不同 • 实习中出现的问题： 控制点分布不均匀 点位不精确 控制点坐标不能任意改动 配准结果将直接影响数字化精度
空间数据：数字测图仪、GPS接受仪
属性数据：气象气候数据等
数字：人口、产值、收入、消费……
4. 统计资料
文字：土地类型、劳动力状况、 受教育程度、污染情况……
第二节 空间数据的采集
一、空间数据采集的一般方法
1. 手扶跟踪数字化仪（Digitizer）数字化
• 工 作 原 理
1. 手扶跟踪数字化（续）
3.用户坐标定义
• MapInfo • ArcGIS
4.物理坐标与用户坐标的转换
设物理坐标系为x’o ’ y’，用户坐标系为XOY，则
y’’
y’’’
y’
●
X = x’’’ + a0 Y = y’’’ + b0
P x’ x’’ x’’’ X x’’’ = y’’* cos (θ) - x’’ * sin (θ) y’’’ = x’’* cos (θ) +y ’’ * sin (θ) y’’ = y’* Sx
Ymax=900mm/0.025mm=36000
(0,0) X Xmin=1200mm/0.025mm=48000
1. 物理坐标（续）
②扫描图象坐标
Ymax ＝ 行数 ＝
图纸宽度 分辨率 图纸长度 分辨率
Xmax ＝ 列数 ＝
2.用户坐标
①地球坐标—地理经纬度 ②地图坐标—直角坐标
我国大中比例尺地形 图坐标系的建立
Y
O’ (a0,b0) O
θ
y’’ = y’* Sy
4.物理坐标与用户坐标的转换（续）
整理可得变换公式如下：
x = a0 + m * cos(θ) x’ + n * sin(θ) y’ y = b0 + m * sin(θ) x’ + n * cos(θ) y’ x = a0 + a1x’ + a2y’
上节课主要内容回顾
• 实体型矢量数据结构
实体/对象；基本要素：点、线、面
• 拓扑型矢量数据结构
拓扑关系；基本要素：点、线、面
• 不规则三角网结构
易于表达不规则表面
栅格结构与矢量结构的比较
优 点 缺 点 矢量数据 •数据精度较高 •数据量小 •能完整描述拓扑关系 •图形输出美观 •数据结构复杂 •叠置分析难 •数学模拟困难 •空间分析技术上复杂
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
栅格数据 •数据结构简单 •叠置和组合方便 •便于实现叠置分析 •数学模拟方便 •技术开发费用低
•数据量大 •降低分辨率时，信息 损失严重 •地图输出不够精美 •投影转换较费时
第三章 GIS数据库的建立
第一节 GIS数据源
第二节 空间数据的采集
一、空间数据采集的一般方法
二、数字化中的物理坐标、用户坐标
3. 屏幕跟踪数字化——栅格图象矢量化
扫描数据、遥感数据
二、数字化中的物理坐标、用户坐标
地球坐标 经度、纬度 地图投影变换
用户 坐标
地图投影变换
地图坐标 直角坐标
物 理 坐 标
数字化仪、 扫描仪坐标
屏幕显示坐标
二、数字化中的物理坐标、用户坐标
1. 物理坐标
①数字化仪坐标：以其分辨率为坐标单位
设某A0幅面数字化仪分辨率为0.025mm，则 Y
地图投影
500km
Y
X
中央经线
2.用户坐标（续）
我国小比例尺图 （圆锥投影）
MapInfo
2.用户坐标（续）
世界图
③用户自定义坐标
当我们不需要考虑地图投影变形，把制图区域 看成是一个平面时，或者当研究区域数据不与 其它数据综合使用时，用户可自定义数字化原 图的坐标，一般取左下角为（0，0）。 MapInfo
x = a0 + a1x’ + a2y’ y = b0 + b1x’ + b2y’
最小二乘法求解
m

n

i i 1
n
i
n
X方向误差为△X＝ x－（ a0 + a1x’ + a2y’） Y方向误差为△Y＝ y－（ b0 + b1x’ + b2y’ ）
则距离误差为△d＝ △X2＋ △Y2
三、MapInfo数字化 四、数字化精度分析 第三节 属性数据库的建立 第四节 数据维护与管理
第一节 GIS数据源
1. 地图资料 普通地图—空间信息
专题地图—专题（属性）信息
2. 遥感(RS)资料 Remote Sensing 3. 实测数据资料 数据
图片
Global Positioning System
4.物理坐标与用户坐标的转换（续）
则距离误差为△d＝ △X2＋ △Y2
设：U＝∑△d2＝∑△X2＋∑ △Y2
U＝∑[x－( a0 + a1x’ + a2y’)]2 ＋∑ [y－( b0 + b1x’ + b2y’ )] 2 分别对未知数ai、bi求导，并令各导数为零，则可得： ∑x = n a0+a1∑x’+a2∑y’ ∑xx’ = a0 ∑ x’+a1∑x’2+a2∑x’y’ ∑x’y’ = a0 ∑y’+a1∑ x’y’+a2∑y’2 ∑y = n b0+b1∑x’+b2∑y’ ∑xx’ = b0 ∑ x’+b1∑x’2+b2∑x’y’ ∑x’y’ = b0 ∑y’+b1∑ x’y’+b2∑y’2
相似变换(m=n)
仿射变换(m=n) y = b0 + b1x’ + 多项式变换 b2y’ x = a0 + a1x’ + a2y’+ a4x’2 + a5y ’2 + a6x’y’ +…… y = b0 + b1x’ + b2y’ + b4x’2 + b5y ’2 + b6x’y’ +……
4.物理坐标与用户坐标的转换（续）
点方式 时间方式 距离方式
• 数据采集方式 • 数字化仪的精度
• 手扶数字化的缺陷
无法及时发现错误 作业辛苦
2. 扫描数字化
• 扫描仪简介
台式扫描仪
滚筒式扫描仪
2. 扫描数字化（续）
扫描精度：扫描分辨率用每英寸点数 DPI（Dot Per Inch）表示 例：当分辨率为300DPI时，则扫描象元的大小为 2.54cm/300=0.085mm