GIS 概论 第二讲：空间数据(GI)获取与处理
第三章 空间数据的获取与处理
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７空 间 数 据 的 获 取 与 处 理1/672009-4-12第三章 空间数据的获取与处理本章内容提要 本章内容提要 空间数据获取与处理是地理信息系统建设首先要 进行的任务，可通过数据转换、遥感数据处理以及数 字测量等方式完成，其中已有地图的数字化录入，是 目前被广泛采用的手段。
在GIS中，录入的内容包括 空间信息和非空间信息。
空间信息的录入主要有两种 方式，即手扶跟踪数字化和扫描矢量化，本章具体介 绍这两种方式，以及相关的算法。
同时介绍了数据质 量的基本内容及拓扑建立的过程中。
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７空 间 数 据 的 获 取 与 处 理2/67目 录2 空间数据 2 空间数据 的编码 的编码 1 GIS的 1 GIS的 数据源 数据源 3 空间数 3 空间数 据的获取 据的获取空间数据的 空间数据的 获取与处理 获取与处理4 空间数据录 4 空间数据录 入后的处理 入后的处理6 作业 6 作业 与思考 与思考5 GIS的 5 GIS的 数据质量 数据质量2009-4-12１ ２ ３ ４ ５ ６ ７空 间 数 据 的 获 取 与 处 理3/672009-4-12第一节 GIS的数据来源1 地图数据由于传统纸地图效率、速度和精度很低，因此， 很难适应现代和未来的科技发展。
而通过GIS工 具，可以把纸质地图经过一系列处理而转换成可 以在屏幕上显示的电子地图，满足人们使用地图 的新的要求。
当纸地图经过计算机图形图像系统光——电转换 量化为点阵数字图像，经图像处理和曲线矢量 化，或者直接进行手扶跟踪数字化后，生成可以 为地理信息系统显示、修改、标注、漫游、计算、 管理和打印的矢量地图数据文件，这种与纸地图 相对应的计算机数据文件称为矢量化电子地图。
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７空 间 数 据 的 获 取 与 处 理4/671 地图数据矢量电子地图与纸地图相比有如下优点： 计算距离和标注地名符号快速准确； 可对地图局部放大、全图缩小和移动显示、漫游功 能很强； 分层显示地图。
GIS数据处理与空间分析教程
GIS数据处理与空间分析教程引言：地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种将地理空间数据与属性数据进行捆绑组织、存储、查询、分析、可视化并生成可输出图形报告的系统。
在各个领域，如城市规划、环境管理、资源分配、农业发展等都有广泛的应用。
本教程将就GIS数据处理与空间分析的相关内容进行深入的介绍和讲解。
第一章：GIS数据处理的基础知识GIS数据由地理空间数据和属性数据组成，地理空间数据包括点、线、面等地理要素。
在这一章节，我们将学习地图投影的基本知识，了解常见的地理坐标系和地图投影方式，并介绍GIS数据的各种数据格式，如Shapefile、GeoJSON等。
第二章：GIS数据获取与预处理本章节将介绍如何获取地理空间数据，包括地理信息系统数据和其他来源的数据。
我们将探讨如何使用GPS设备采集地理数据，并学习如何使用影像处理软件提取图像中的地理信息。
另外，还将涉及数据预处理的工作，如数据清洗、数据转换和数据拓扑校正等。
第三章：GIS数据管理与存储GIS数据管理与存储是GIS应用中关键的一环，本章节将重点介绍如何进行数据管理和数据存储。
我们将学习如何使用数据库管理系统（DBMS）对GIS数据进行组织和存储，并了解属性数据表的设计和建立。
此外，还将介绍如何维护和更新数据，以及数据备份和恢复的相关策略。
第四章：GIS空间分析基础在进行GIS空间分析之前，我们需要了解一些基础概念和方法。
本章节将介绍GIS空间分析的基本概念，如空间关系、空间查询和空间操作等。
我们还将学习常见的空间分析方法，如缓冲区分析、叠加分析和网格分析等，并通过具体案例来加深理解。
第五章：GIS空间分析进阶本章节将介绍一些进阶的GIS空间分析方法和技术，如网络分析、三维分析和时空分析等。
我们将详细讲解这些方法的原理和应用场景，并通过实际案例来展示如何使用这些方法进行空间分析。
第六章：GIS可视化和报告生成通过可视化和报告生成，我们可以有效地展示和传达GIS数据和分析结果。
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。
GIS空间数据处理与分析
GIS空间数据处理与分析GIS（地理信息系统）是一种用于收集、存储、处理和分析地理空间数据的技术。
它通过将地理空间数据与属性数据相结合，可以帮助我们更好地理解地理现象，并做出科学决策。
在本文中，我将介绍GIS空间数据处理与分析的基本原理和一些常见的应用。
其次，GIS空间数据分析是通过使用GIS工具和分析方法对地理空间数据进行探索和解释。
常见的GIS空间数据分析方法包括空间查询、空间统计、空间插值、空间模型和空间决策支持等。
空间查询是指根据地理位置的特征进行数据提取和查询，常用的空间查询包括邻近查询、包含查询和相交查询等。
空间统计是利用统计方法对地理空间数据进行分析，常用的空间统计方法包括聚类分析、热点分析和空间自相关分析等。
空间插值是通过已知的数据点推断未知的地理空间数据，常用的空间插值方法包括反距离加权和克里金插值等。
空间模型是通过建立地理空间数据之间的关系模型来进行分析，常用的空间模型包括回归模型和地理加权回归模型等。
空间决策支持是利用GIS技术对地理空间数据进行可视化和模拟，以支持决策制定和规划设计等工作。
最后，GIS空间数据处理与分析在许多领域有广泛的应用。
例如，在城市规划中，可以使用GIS技术对城市的用地、交通、环境等进行分析，以支持城市规划决策。
在环境监测中，可以利用GIS技术对大气污染、水污染和土壤污染等进行监测和分析，以支持环境保护工作。
在资源管理中，可以利用GIS技术对土地利用、林业、农业和水资源等进行评估和管理，以支持可持续发展。
在灾害管理中，可以利用GIS技术对自然灾害的风险评估、应急响应和恢复规划进行分析，以提高灾害管理的效能。
综上所述，GIS空间数据处理与分析是一种强大的工具，可以帮助我们更好地理解地理现象，指导决策制定，并提高工作效率。
随着GIS技术的不断发展和应用，相信在未来，GIS空间数据处理与分析将在各个领域发挥更重要的作用。
GIS在中学地理教学中的应用-第4章-空间数据的获取与处理
二、栅格数据向矢量数据转换
从栅格单元转换到几何图形的过程称为矢量 化，矢量化过程要保证以下两点： ▪ 转换物体正确的外形
点：某个单元的值与周围不同，代表点； 线：具有相同属性值的连续的单元格，将其搜索 出来并细化处理，成为一条线； 面：将具有同一属性的单元归为一类，再检测两 类不同属性的边界作为多边形的一条边。 ▪ 保持栅格表示出的连通性与邻接性；
栅格数据向矢量数据转换的典型过程
•多边形边界提取； •边界线追踪； •去除多余点及曲线光滑； •拓扑关系生成
4.6 空间数据的压缩与综合 数据压缩的目的
节省存贮空间 节省处理时间
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。
数据消冗处理:原数据信息不会丢失，得到的文件 可以直接使用，缺点是技术要求高，工作量大， 对冗余度不大的数据集合效用小。
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
通过压缩编码技术 来消除冗余数据： ✓链码 ✓游程长度编码 ✓块码 ✓四叉树编码 ✓小波算法
常见空间数据的压缩方法
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
第4章 空间数据处理内容 4.3 空间数据处理基础 4.4 空间数据的编辑 4.5 空间数据的坐标变换 4.6 空间数据格式的转换和数据共享 4.7 空间数据结构的转换 4.8 空间数据的压缩 4.9 空间数据的内插
第4章 空间数据的获取与处理
4.1 GIS中的数据源
第二章GIS的数据获取与处理ppt课件
地理坐标
• 地表空间实体的位置按严格的数学定义表达成 地理坐标（球面坐标）或平面坐标，地理坐标 以经度坐标/纬度坐标表示。见下图
地表的垂直和水平基准面
• 地表以最近似平均海平面的地球重力等势 面作为高度为零的大地水准面（Geoid)， 以大地水准面为参考测量得到的高度H被 用于地形制图，它是一种正射（视）高度。 如果将大地水准面换成一个椭球面，人们 也可以计算一个几何高度h或以椭球面为参 考的高度。 H-h即是大地水准面和椭球面 在基点的高度差。
1)确定三个参照点，保证平面坐标的一致性； 2)确定控制点并将其数字化，用来确定平面坐标 到输入地图的投影坐标转换； 3)进行点、线采集和面采集，其中面采集的模式 有全多边形、手工拓扑关系建立、自动拓扑关系建 立； 4)编辑
返回
3.扫描矢量化
– 栅格扫描仪扫描：扫描过程包括扫描、二值化
（例如，把有线赋为1无线为0）、细化、矢量化、 找结点、附属性值。
（3）数字化仪的其他输入功能 数字化仪主要以矢量数据形式输入各类实体的图形数据。除矢量数
据外数字化仪与适当程序配合允许操作员在数字化仪选择的位置输入文 本和特殊符号。
二.属性数据的获取方法
1.属性数据的输入方式:直接输入和进行编码
2.属性数据编码的含义: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识别或 处理的符号,是计算机鉴别和查找信息的主要依据和手 段.
键盘输入：顾名思义，就是通过手工在计算机终端上输入数据。属 性数据通常是由键盘输入的，然而，空间数据则很少使用这种方式输入。
坐标几何：主要用于输入土地记录信息，通过输入实际的测量成果 来获取非常高精度的数据。如果被回放成地籍图，它应当与法律描述意 义的表达准确一致。由于野外测量的代价是比较昂贵的，所以一般不采 用。
GIS空间数据处理与分析
GIS空间数据处理与分析GIS（地理信息系统）是一种将空间数据进行处理与分析的技术。
通过将地理空间数据与属性数据相结合，可以帮助我们更好地理解地理现象并做出有效的决策。
下面将详细介绍GIS空间数据处理与分析。
首先，GIS的数据处理包括数据收集、数据整理、数据清洗和数据转换。
数据收集是指获取与分析目标相关的地理数据，可以通过现场调查、卫星遥感、航拍图像等方式获得。
数据整理是将收集到的数据进行统一的数据格式和数据结构，以便于后续的数据分析。
数据清洗是对数据进行检查和清理，处理可能存在的错误数据或缺失数据，以确保数据的准确性和完整性。
数据转换是将数据从一种格式或坐标系统转换为另一种格式或坐标系统，以便于与其他数据进行配合使用。
其次，GIS的空间数据分析涉及到空间查询、空间统计和空间模型等。
空间查询是指通过GIS软件对空间数据进行查询与检索，可以根据特定的条件查找到感兴趣的地理空间要素。
空间统计是对空间数据进行统计分析，可以通过GIS软件进行空间统计分析，以发现地理现象的分布规律和相互关系。
空间模型是一种基于空间数据的建模方法，可以通过GIS软件构建空间模型，用于预测未来的空间发展趋势和做出相应的决策。
在实际应用中，GIS空间数据处理与分析可以应用于各个领域。
例如，在城市规划领域，可以使用GIS技术对城市的空间发展进行模拟和预测，以制定合理的城市规划政策。
在环境保护领域，可以利用GIS技术对污染源的分布进行分析和评估，并提出相应的治理措施。
在交通管理领域，可以使用GIS技术对交通流量进行实时监测和交通拥堵状况进行分析，从而制定更加高效的交通管理策略。
综上所述，GIS空间数据处理与分析是一项重要的技术，可以帮助我们更好地理解地理现象并做出有效的决策。
通过数据处理可以确保数据的准确性和完整性，通过空间分析可以揭示地理现象的规律和关系，从而为各个领域的决策提供科学依据。
随着技术的不断发展，GIS的应用领域将会越来越广泛，对于推动社会经济的发展具有重要意义。
空间数据的获取与处理PPT学习教案
错误检查主要方法
叠合比较法 目视检查法 逻辑检查法
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空间数据的编辑与处理
图形编辑
图形数字化完成后，一些在数字化输入过程中的错误需 要被改正。
ESRI定义了以下判断录入图形是否正确的六个准则，可 以帮助发现拓扑错误。 1）所有录入的实体都能够表现出来； 2）没有输入额外的实体； 3）所有的实体都在正确的位置上，并且其形状和大小正确； 4）所有具有连接关系的实体都已经连上； 5）所有的多边形都有且只有一个标志点以识别它们； 6）所有的实体都在边界之内；
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。
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属性数据的编码——编码方法
层次分类编码法：
是按照分类对象的从属和层次
关系为排列顺序的一种代码，它的优点是能明确表示出分类对象的类别， 代码结构有严格的隶属关系。 土地利用类型
评价
计划 调查
编辑 处理
数字化
准备 收集
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空间数据采集——属性数 据的采集
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。
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
地理信息技术有哪些(二)
地理信息技术有哪些（二）引言概述：地理信息技术（Geographic Information Technology，简称GIT）是一门综合利用地理学、测绘学、计算机科学等学科知识，以空间地理数据为基础，进行地理信息的获取、存储、处理、分析和展示的技术体系。
本文将深入探讨地理信息技术的相关内容。
正文：一、地理信息系统（GIS）1. 空间数据获取技术：- 全球定位系统（GPS）- 遥感技术- 地理测量技术2. 空间数据存储和管理技术：- 关系数据库管理系统（RDBMS）- 地理数据库管理系统（GDBMS）- 空间数据索引和查询技术3. 空间数据分析和处理技术：- 空间拓扑关系分析- 空间插值和插值方法- 空间缓冲区分析4. 空间数据可视化技术：- 三维数据可视化技术- 地图制图技术- 地理信息展示技术5. 地理信息系统应用：- 城市规划与管理- 环境监测与保护- 地震灾害分析与预测二、地理信息科学（GIScience）1. 空间分析与建模：- 空间统计分析- 空间模式识别- 空间建模与仿真2. 地理信息与决策支持系统：- 地理信息整合与共享- 地理决策支持系统设计与应用- 地理信息系统在城市规划中的应用3. 空间数据挖掘与知识发现：- 空间数据的采集与预处理- 空间数据挖掘算法及其应用- 地理知识抽取与知识发现4. 地理信息技术与社会发展：- 地理信息技术在交通规划中的应用- 地理信息技术在旅游产业中的应用- 地理信息技术在资源管理中的应用5. 地理信息技术的未来发展方向：- 云计算与地理信息系统- 大数据与地理信息分析- 智能地理信息技术总结：地理信息技术以其广泛的应用领域和多样化的功能，成为现代社会发展不可或缺的一部分。
地理信息系统和地理信息科学是地理信息技术的重要组成部分，它们的应用推动了城市规划、环境保护、决策支持等多个领域的发展。
随着技术的不断进步，地理信息技术的发展将朝着云计算、大数据和智能化等方向迈进，为人们创造更多的便利和价值。
5 空间数据获取与处理
1.空间数据获取
5 空间数据获取与处理
将现有的地图、野外观测成果、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，存储在GIS空间数据库中。
2.空间数据的编辑和处理
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。
2
1.空间数据获取
GIS有哪些数据源？各有什么特点？ 不同来源的数据如何采用不同的设备和方 法获取并最终进入GIS空间数据库？ 所获取的空间数据以什么形式存在？
31
耕地 71
园地 72
林地 牧草地 74 73
居民点及 交通用地 水域 未利用地 76 77 78 公矿用地 75
有林地 灌木地 疏林地 未成林林地 迹地 731 732 733 734 735
针叶树疏林地 7331
阔叶树疏林地 7332
通航河 不通航河
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空间与属性数据的连接
其他系统的电子数据
数据交换文件 GIS A GIS A GIS B GIS B 内部文件 外部文件 外部文件 内部文件
总结
2. 空间数据编辑和处理
错误检查及纠正 数据变换：坐标变换，投影变换，辐射校正 数据重构：数据格式转换，数据压缩，建立 拓扑关系 数据提取：空间内插，窗口操作，图幅拼接
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54
9
25
26
IKONOS II
QuickBird
27
28
西班牙马德里体育场(0.61m) 马德里体育场
罗马梵蒂冈大教堂(0.7m)
梵蒂冈大教堂
29
30
5
层次分类编码
土地利用类型 7 I 1 2 3 1 2 3
多源分类编码
专题2 GIS数据获取与处理
1）空间数据输入中的误差 ——几何数据的不完整（遗漏）或重复； —— 几何数据的位置不正确； —— 比例尺不正确（不同比例尺数据的拼接时）； —— 地图变形，出现误差； —— 几何数据和属性数据连接有误； —— 属性数据错误（包括编码错误）； ——拓扑建立时数据中的误差（面不闭和、接点断开、过位、重复等）；
2）空间数据检查的方法 —— 对检查任务较大的数据，先编写软件将离谱的数据突出显示出来， 进行过滤； —— 图形符号化后，对照原图检查； —— 将结果绘于透明薄膜上与原图叠加检查； —— 对等高线，可利用最高、最低和等高距的值，将不同等高线用不 同颜色或分层设色等方法进行检查； —— 对于面状要素，可在建立拓扑关系时，根据多边形是否闭和来检查， 或根据多边形内点的匹配来检查； —— 对于属性数据，多是利用编辑器在屏幕上浏览检查或打印检查； —— 通过图形实体和属性的联合显示，发现不匹配等问题；
2.元数据的基本概念
Metadata可译为元数据、描述数据、诠释数据等。 元数据——关于数据的数据或关于信息的信息。在地理空间 数据中，元数据是说明数据内容、质量、状态或其它 特征的背景信息。
使用地理信息系统进行空间数据分析的技巧
使用地理信息系统进行空间数据分析的技巧引言：随着数字化时代的到来，地理信息系统（GIS）在空间数据分析领域扮演着重要的角色。
GIS不仅可以将地理位置与数据相结合，还可以帮助人们从地理角度解决问题。
本文将介绍一些使用GIS进行空间数据分析的技巧，旨在帮助读者更好地利用GIS解决实际问题。
一、数据获取与处理1. 数据获取：在进行空间数据分析之前，首先需要获取相关的地理数据。
这可以通过地理信息系统平台进行，也可以通过各种公开数据源和卫星图像来获取。
用户可以根据自己的需求选择最适合的数据源。
2. 数据清理：获得地理数据后，需要进行数据清理以去除冗余数据、处理缺失值和异常值等。
此外，还可以利用GIS工具进行数据转换，将不同表格或文件格式的数据整合在一起，以方便后续的分析工作。
二、地理空间分析1. 空间关系分析：GIS可以计算地理对象之间的空间关系，如距离、邻近性、覆盖度等。
例如，在城市规划中，可以利用GIS分析不同地块之间的距离，以确定最佳的建筑布局和路网规划。
2. 空间插值分析：当地理数据只存在于有限的位置时，可以使用插值方法在空间上进行填充。
通过这种方法，可以推测出未被测量的地理现象，并进行空间预测。
例如，在气象学领域，可以使用GIS插值技术预测未来的温度和降雨分布。
3. 空间统计分析：GIS还可以进行空间统计分析，用于研究地理现象的空间分布特征和相互作用关系。
通过空间统计分析，可以发现数据的空间模式、集聚性和离散性。
这对于城市规划、环境保护和资源管理等方面都具有重要意义。
三、地理可视化1. 制作地图：GIS可以将地理数据制作成地图，以直观地展示地理现象和数据分布。
通过选择适当的图层和符号，可以使地图更具信息量和可读性。
借助地图制作功能，用户可以将分析结果呈现给他人或团队，提高沟通和决策的效果。
2. 空间建模和仿真：GIS还可以帮助用户进行空间建模和仿真。
例如，在交通规划中，可以使用GIS模拟不同道路网络的交通流量和拥堵情况，以辅助交通管理部门制定更合理的交通方案。
GIS地理信息系统中空间数据
地图对地理空间的描述
• 地图是现实世界的模型，它按照一定的比例、 一定的投影原则，有选择地将复杂的三维现 实世界的某些内容投影到二维平面媒介上， 并用符号将这些内容要素表现出来。地图上 各种内容要素之间的关系，是按照地图投影 建立的数学规则，使地表各点和地图平面上 的相应各点保持一定的函数关系，从而在地 图上准确地表达地表空间各要素的关系和分 布规律，反映它们之间的方向、距离和面积。
一幅遥感影像
遥感图像解译-地貌和地质信息
地理空间信息的数字化描述方法
• 对地理信息进行数字化描述，就是要使 计算机能够识别地理事物的形状，为此， 必须精确地指出空间模式如何处理、如 何显示等。在计算机内描述空间实体有 两种形式：显式描述和隐式描述。
• 一条河流的表示
–显示表示，就是栅格中的一系列像元。
摊开在平面上的地球
1 为什么要进行地图投影？
地理坐标为球面坐标，不方便进 行距离、方位、面积等参数的量
算与分析。
地
图
地球椭球体为不可展曲面
投
影
地图为平面，符合视觉心理，并易于 进行距离、方位、面积等量算和各种
空间分析
地球椭球体是不 可展曲面，而地 图是一个平面， 当球面展开为平 面时必然产生破 裂或褶皱。“地图 投影”就是要解决 球面不可展的矛 盾。
局部投影
变形较大
投影面
2 什么是地图投影？
• 科学的投影方法是建立地球椭球面上的的经纬线网与平面
上相应的经纬线网相应的数学基础，其实质就是建立地球
椭球面上点的坐标（λ,φ）与平面上对应的坐标（x，y）的 函数关系。
x f ,;
投影函数表达式
y f ,.
3 地图投影变形
• 由于要将不可展的地球椭球面展开成平面， 且不能有断裂，那么图形必将在某些地方被 拉伸，某些地方被压缩，因而投影变形是不 可避免的。
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1：50万、1：25万、1：5万、1：1万；
1：5000、1：2000、1：1000、1：500； 1：1万---1：1000万比例尺地图又称为国家基本比例尺地形图 1:500—1:5000大比例尺地图
3、同一地图要素在不同比例尺地图上有不同的表达方式
地理信息系统概论
RS&GIS技术集成————遥感与地理信息系统
地理信息系统概论
RS&GIS技术集成————遥感与地理信息系统
拓扑关系：所谓拓扑关系是指明确定义物体之间的空间关系的一
种数学方法.在地理信息系统中,表示空间关系的方法主要有以下5种:
1）区域定义：多边形由一组封闭的线来定义
2）临接性:用多边形--弧段结构来确定多边形相互之间的邻接关系 3）连通性：以弧段—节点结构来确定弧段与弧段之间的连通性,多用 于路径分析、最佳路径计算、网络流程分析等 4）方向性：由起点至终点即确定了一个方向
点（Point/Lab）
线（Arc/Line） 面 体
（Polygon）曲面（Surface）
（Volume）
地理信息系统概论
地理空间要素表达
分类
植被类 图层
点层 面层 线层 点层 面层 线层 点层 面层 线层
属性
名称、物种
名称、面积 名称、长度 名称、类型 名称、面积 名称、长度 名称、类型 名称、面积 名称、长度
2、地理信息系统GIS（Geographical Information System） 是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该 系统设计支持空间数据的采集、存储、管理、分析、建模 和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。
进口缴款书 地理信息系统概论
地理信息----数字、文字、图形、图象
二、 GIS研究的核心问题
讨论
如何理解GIS
GIS与其他计算机软件系统的本质区别？ 利用GIS可以为你做什么？
RS&GIS技术集成————遥感与地理信息系统
第二讲：地理信息(空间数据)获取与处理
----本书二、三章 1、地图投影（空间数据定位体系）； 2、比例尺（空间数据的表达尺度）； 3、地理空间要素的表达； 4、空间数据结构 5、空间数据特征（图形、属性、拓扑）； 6、空间数据获取（数据源、数字化）； 7、空间数据处理方法（图形编辑、属性编辑、 拓扑建立）；
地理信息系统概论
RS&GIS技术集成————遥感与地理信息系统
3°带投影，6°带投影投影
我国1:1万至1:50万的地形图全部采用高斯－克吕格投影。 1:2.5万至1:50万的地形图，采用6°分带方案，全球共分为60 个投影带；我国位于东经72°到136°间，共含11个投影带； 1:1万比例尺图采用3°分带方案，全球共120个带。
地理信息系统GIS
回收进口缴款书
地理信息系统概论
RS&GIS技术集成————遥感与地理信息系统
地理信息系统概论（复习）
一、基本概念：
1、地理信息GI（Geographical Information ) 是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、
质量、分布特征、联系和规律的数字、文字、图象和图形 等的总称。
地理信息系统概论
RS&GIS技术集成————遥感与地理信息系统
一、地理要素位置描述
平面坐标系统 坐标系统 球面坐标系统
地理信息系统概论
RS&GIS技术集成————遥感与地理信息系统
一、地理要素位置描述
地理信息系统概论
RS&GIS技术集成————遥感与地理信息系统
一、空间参照系和地图投影 1、空间参照系统（B、L、H）
地理信息系统概论
RS&GIS技术集成————遥感与地理信息系统
1、概念： 地图比例尺---比例尺表明了地图数据的详细（精
确）程度，因此不同比例尺地图往往需要采用不同的
地图投影方式。 2、几种表示方法： •数字比例尺：1：100000 •文字比例尺：地图上1mm等于实地1km
•图解比例尺或直线比例尺：
4、空间关系（拓扑）要素：
层次结构
拓扑结构
相交、相临、包含。。。。。。
地理信息系统概论
属性特征
地理信息的计算机表达形式
分层 植 物 建筑物 图形 点层 面层 面 属性 名称、物种
名称、面积
道 路
线
名称、长度
抽象出地理信息
现实世界
RS&GIS技术集成————遥感与地理信息系统
四、空间数据结构
三、GIS软件所具备的功能
数据采集与编辑
数据存储与管理 数据处理与变换 空间分析与统计 产品制作与显示 二次开发和编程
数据变换 数据重构 数据抽取 基 本 应 GIS功能 用 功
资源管理
区域规划
功
能 拓扑叠合
能
国土监测
缓冲区建立 数字地形分析
辅助决策
空间集合分析
地理信息系统概论
从0度开始， 自西向东每6 度分为一个 投影带。
从东经1度30 分开始，自 西向东每3度 分为一个投 影带。
地理信息系统概论
RS&GIS技术集成————遥感与地理信息系统
5、地理信息系统中投影系统配置的一般特征
各国家的地理信息系统投影——与该国基本地图系 列所用的投影系统一致； 各比例尺GIS投影——与相应比例尺的主要信息源 地图所用的投影一致； 各地区GIS投影——与所在区域适用的投影一致； 各种地理信息系统一般以一种或两种（至多三种）
目的：为地球上每个地理要素（地理信息）分配一
个准确的位置，方便用数学或图形方式描述位置。 地理空间中的要素要进行定位，必须要嵌入到一 个空间参照系中，即在进行位置描述时，需要有一个 参照。根据地球椭球体模型建立的地理坐标——经纬 度坐标可以作为所有空间要素的参照系统。
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•面积比例尺：图上面积与实际面积之比 图上距离、实 地距离；
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各种比例尺地图
市区1：1万
1：2000 1：25万
郊区1：5万
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RS&GIS技术集成————遥感与地理信息系统 2、GIS工程中常见比例尺：
1：400万、1：100万；
三、地理信息计算机表达
1、图形（点、线、面、体）
矢量 数据
2、属性（文字、表格、数字） 3、关系（拓扑关系：包含、相交、相临、连通等
属性关系：关联、连接等）
栅格 数据
4、图像
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地理空间要素表达（以矢量数据结构）
1、按地理信息的不同类别分类表达
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要素分层
五、GIS数据特征
1、地理位置特征 坐标系（平面、高程） 2、尺度特征
比例尺
3、图形特征
数据源（矢量、栅格） 图形单元 要素分类（分层）
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4、属性特征
投影系统为其投影坐标系统，以保证地理定位框架 的统一；
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3、目前国内常见坐标系统
1954北京坐标系
1980西安坐标系
地方独立坐标系 WGS全球定位系统坐标系 黄海高程系 珠江高程系 独立高程系
4、目前国内常见高程系
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(特别是一级网格)在投影带中应保持完整。
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小结：
1、地理坐标（大地坐标）系建立（B、L）； 2、平面直角坐标系建立； 3、高程基准建立； 4、比例尺的产生；
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地球模型
水准面
垂直投影
地球表面 大地水准面
参考椭球体
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一、空间参照系和地图投影
地图投影的变形
地图投影的变形示意
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高斯－克吕格投影
高斯－克吕格投影是由高斯于19世纪20年代拟定，后 经克吕格补充而形成的一种地图投影方式，其特征包括： •中央经线和地球赤道投影成为直线，且为投影的对称 轴； • 等角投影； • 中央经线上没有长度变形； • 同一条纬线上，离中央经线越远，变形越大； • 同一条经线上，纬度越低，变形越大，赤道处最大； • 在6°带范围内，长度变形线最大不超过0.14%。
5）包含性：指面状物体包含哪些线状物体和点状物体. 如一个省内有
多少个城市，城区内分布哪些小学、一个居住小区内配套设施如 何等等 地理信息系统概论
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拓扑关系: 空间地物的相互位置关系
线--线
点--线
点--面
线--面
面--面
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2
邻 接 性 的 表 示
3
3
10 7
2
1
4
4
6
5
6 8
1
9
5
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