GIS第三章空间数据的获取

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4、急需实现异构GIS间的互操作 1）解决基础数据的共享问题的需要； 2）GIS应用趋向多学科综合和集成化； 3）GIS走向社会化的需要； 4）也是Internet GIS发展的需要。 5、GIS互操作现状
目前，主要有两种方法初步实现互操作： 1）OPEN GIS规范，通过规定统一的系统设计和开发软件工具的框 架，OGC（Open GIS Consortium）协会为实现GIS间的互操作制定 了OPEN GIS规范。 2）构件（组件）技术，构件（组件）技术也是实现互操作的可行 方法。程序设计中的组件技术，可以在许多不同平台下使用，受 之启发，可将GIS某功能包装成独立的组件，使之可以在不同的系 2018/11/24 41 统环境下调用。这样可实现系统功能的相互调用。

地理信息系统的开发和应用需要经历 一个由现实世界到概念世界，再到计算机信 息世界的转化过程。
信息世界 概念模型
认识抽象
现实世界 机器世界 数据模型
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一、空间数据模型
1、定义 数据模型：是数据库系统中关于数据和 P42 联系的逻辑组织的形式表示。
遥感传感器平台
传感器
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3、数字高程模型

数字摄影测量方法 野外测量 扫描数字化
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4、属性数据


它是什么，具有什么特性，划分为地物的 哪一类？ 实体的详细描述，如一栋房子的建造年限、 住户、房主等。
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3.2 空间数据及其特征
OpenGIS规范的作用
通过OpenGIS规范把商业部门、集成部门、用户、研究人员、数据提供商等连 接到一起，通过必要的软件工具和通信技术，为各种用户提供对地理信息的共享 和互操作。
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Open GIS规范
1、 含义： OGIS ，也叫开放式地理数据交换规程，它是由开放地理信息系统协会 （Open GIS Consortium）制定的一系列开放标准和接口。Open GIS规范 是OGC规范的最高层次，是利用软件统一地表示地理数据和地理处理的规 范系统。 2、目的： 在传统GIS软件与高带宽的异构地学处理环境中架起一座桥梁，具体通 过信息基础设施，把地理空间数据和地理处理资源集成到主流的计算机 技术中，促使可互操作的商业地理信息处理软件的广泛应用。 3、特点： 1）是一种统一的规范，使用户和开发者能进行互操作；
数据 功能
互操作地理信息处理，是指数字系统的这些能力：
1）自由地交换所有关于地球的信息，即所有关于地表上的、空 中的、地球表面以下的对象的信息。
2）通过网络协作运行能够操作这些信息的软件。 概括为自由交换地理空间信息及协作运行空间信息处理的软件。
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2、GIS互操作类型



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空间特征是指空间对象的位置及与相邻对象 的空间关系或拓扑关系；
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二、地理数据的基本特征
2、属性特征（attibution) 反应了空间事物的质量特征或数量特征。属性 数据本身属于非空间数据，但它是空间数据中的重 要数据成分。
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属性特征是指空间对象的专题属性；
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3.1 GIS数据的内容P35
1、数字线化数据
地形测图思想：点、线、面
2、影像数据
数据源丰富 生产效率高 直观详细记录地表自然现象
3、数字高程模型 4、属性数据
是什么，判读和考察 详细描述信息
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1、数字线划数据
点: 线:
终点 中间点 起点
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三、数据源种类
图形图像数据： 地图 第一手数据 第二手数据 工图 笔记 照片 航空、遥感相片 非电子数据 专题地图 航空与遥感影像等 人口普查 统计图表 社会经济调查 文字数据： 各种统计资料 调查报告 全站仪、GPS数据 文件 已建各种数据库 地球物理、地球化学 电子数据 统计数据 GIS数据 遥感数据 实验数据 野外调查的原始记录 等 2018/11/24 26
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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
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3.4 空间数据的转换
GIS A 内部文件 数据交换文件 GIS A GIS B 外部文件 外部文件 GIS B 内部文件
P40
GIS A
数据交换标准
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空间数据的类型



属性数据：描述空间对象属性特征的数据， 又称非几何数据，如类型、名称、性质等， 一般通过代码给予表达； 几何数据：描述空间对象空间特征的数据， 也称位置数据、定位数据，一般用经纬度、 坐标表达； 关系数据：描述空间对象的空间关系的数 据，如邻接、包含、关联重合、相交等， 一般通过拓扑关系表达。
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邻接 点—点 点—线 点—面 线—线 线—面 面—面
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相交
相离
包含
重合
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二、地理（空间）数据的基本特征 P36
1、位置特征(location)
位置特征又称空间特征，描述了事物
所处的位置。通常以坐标数据形式来表
示空间位置，以拓扑关系来表示空间位
置关系。
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2）能克服烦琐的批处理及导入、导出障碍，在分布操作系统异构数据库 环境下获取数据及数据处理功能资源；
3）由于Open GIS独立于具体平台，它只能是抽象层的概念描述，而不是 具体的实现。
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3.5 空间数据模型 3.6 空间数据质量控制 3.7 空间数据标准
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纸 质 地 图
扫描 转换
拼接子 图块
剪裁 地图
屏 幕 跟 踪 矢 量 化
矢量图合 成、接边
矢量图 编辑
空间 数据库
2、屏幕跟踪矢量化流程：
准备扫描图像
栅格图像配准 选择投影和单位 输入控制点 编辑控制点 屏幕跟踪矢量化地图
新建数字化图层
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属性和几何数据的连接 几何数据 属性数据 标识码
数据源与相应设备
地图
地面测量数据 航空、遥感 统计资料 文字数据 多媒体
扫描仪
数字化仪 编辑处理 摄影测量系统 数据交换 键盘 空间 数据库
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四、空间数据的采集：P37,38

1、属性数据的采集 2、几何数据的采集 3、图形数据的采集
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1、空间数据采集——属性数据的采集
面实体
• 具有长和宽的目标
• 通常用来表示自然或人工的封闭多边形
中国土地利用分布图
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点：位置：（x，y）
线：位置： (x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn)
面：位置：(x1,y1),(x2,y2),…,(xi,yi),…,(xn,yn)
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2、影像数据
1）软件的互操作，强调软件功能块间的相 互调用； 2）数据的互操作，强调数据集之间相互透 明的访问； 3）语义的互操作，强调信息的共享，在一 定语义约束下（对地理现象共同的理解下） 的互操作。
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3、GIS 互操作问题
目前，所建立的GIS均被认为是信息孤岛，不同系统之 间存在互操作问题，因为： 1）没有统一的标准，各自采用不同的数据格式、数据 存储和数据处理方法； 2）系统的开发均建立在具体、相互独立和封闭的平台， 且不同应用部门对地理现象有不同的理解，导致对地 理信息有不同的定义，使得不同应用系统之间在共同 协作时无法进行信息交流和数据共享。

L1—L2 L1(A1,A2,A3…） A1(L1,L2,L3 …) A1A2A3(L1,L2,L3 …)
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3.3 空间数据的采集
以数据为处理线索 硬件∶软件∶数据 = 1∶2 ∶7
P37
汽油
数据
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一、准备工作
（记录）
1、 资料准备，区域标定 1）基础原始数据的确定 2）数据分类项目的确定 3）数据标准的准确性的确定 2、进行三个统一：（地理基础统一，即确定投影、比例尺、 分类分级编码） 3、所用软件的检查、试用菜单准备及其它辅助工作。 4、硬件检查 5、精度试验
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二、地理数据的基本特征
3、时间特征（temporal)
反映了地理现象发生或存在的时刻或时段。
P37
实体随时间的变化具有周期性，其变化的周期
有超短周期的、短期的、中期的、长期的和超长
期的。
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这三个方面的基本特征及其组合可以形成千变 万化的地理关系，从而得到丰富的空间地理信息。 如：
用户界面
系统和数据库管理
数据输入 数据库建立
空间数据处理 空间数据分析
产品生成 产品输出
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第三章 空间数据的获取
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一些基本概念：




空间实体： 指自然界现象和社会经济事件中不能再 分割的单元，它是一个具体有概括性，复 杂性，相对意义的概念。 地理空间的特征实体可抽象为点（point)、 线(line)、面(polygon)、 曲面(surface)、和体(volume)。