第四章 地理信息系统数据采集与处理
地理信息系统中的数据采集与处理研究
地理信息系统中的数据采集与处理研究地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS），是一种利用计算机和配套的软件工具来进行空间数据采集、储存、处理、分析及输出的系统。
其主要应用领域包括城市规划、环境保护、自然资源管理等。
在GIS技术应用中，数据采集与处理是很重要的一环。
本文将探讨GIS中数据采集与处理的研究进展及其应用。
1. GIS中的数据采集GIS中数据采集的方法多种多样，包括GPS定位技术、航空遥感、卫星遥感等，同时也需要人工地面采集。
其中，GPS定位技术被广泛应用于实时数据采集，如车辆定位、人员定位等。
而遥感技术则主要用于获取大范围的地理空间信息。
在GIS中，常见的数据采集方式还包括行摄法、斜摄法等。
行摄法是指利用航空器或直升机在空中拍摄地面影像，通过图像处理技术来提取地物信息。
而斜摄法则是指以斜角度拍摄地面影像来获取三维建模数据。
这种方法在城市建设、规划方面有较好的应用前景。
数据采集过程中需要注意的问题有很多，如数据的准确性、质量、时间效应等。
数据的准确性是指地理数据在空间和时间上的准确性，如精度、分辨率等。
而数据的质量则包括真实性、完整性、一致性等。
这些问题需要通过合适的方法来保证数据质量。
2. GIS中的数据处理在GIS中，数据处理包括数据清洗、数据匹配、数据转换、数据分析等多个方面。
数据清洗是指对采集到的原始数据进行处理和剔除，以保证数据的准确性和可靠性。
而数据匹配则是指将各种不同的数据源进行整合，以便于后续数据处理。
数据转换则是指将不同格式、不同结构的数据转换成一种标准的格式。
数据分析则是GIS中的核心任务之一，通过数据处理来解决复杂的地理问题。
在数据处理过程中，应该对地理数据进行分类处理，同时要注重数据的可视化，以便用户更好地理解空间数据。
数据可视化将数据以图形形式呈现出来，如地图、图表等，让用户更容易理解和发现数据之间的联系。
同时，数据可视化还可以帮助用户更好地进行空间分析和模型建立。
如何进行地理信息系统数据的采集与处理
如何进行地理信息系统数据的采集与处理地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种集信息采集、数据处理、分析和可视化等功能于一体的技术系统。
在如今快速发展的信息时代，GIS数据的采集与处理变得日益重要。
本文将介绍如何进行地理信息系统数据的采集与处理，从而更好地应用地理信息系统技术。
一、地理信息系统数据的采集地理信息系统数据的采集是GIS工作的第一步，决定了后续分析和应用的质量。
本节将介绍几种常见的数据采集方法。
1. 传统地理信息数据采集传统地理信息数据采集主要依靠人工实地调查和测量。
例如，通过人工勘测的方式获取地形地貌、土地利用和道路等地理信息。
此外，还可以通过手绘地图、航空摄影以及遥感技术获取图像数据。
2. 全球定位系统（GPS）数据采集全球定位系统是一种通过卫星定位技术获取地理位置信息的方法。
使用GPS设备可以快速准确地测量各种地理属性，如位置、路径和距离等。
GPS数据采集技术可以大大提高数据采集的效率和准确性。
3. 遥感数据采集遥感数据采集是通过航空遥感和卫星遥感技术获取地理信息的方法。
遥感技术可以获取大范围、连续的地理数据，包括地表覆盖、资源分布和环境变化等。
通过遥感数据采集，可以获得大规模、高分辨率的地理信息数据。
二、地理信息系统数据的处理地理信息系统数据处理是GIS工作的核心环节，包括数据输入、数据清理、数据转换和数据分析等过程。
本节将介绍地理信息系统数据处理的基本步骤和常用方法。
1. 数据输入数据输入是地理信息系统数据处理的第一步，主要包括将采集到的各种数据导入GIS软件中。
常见的数据输入方法包括数据导入、数据扫描和数据录入等。
数据输入时需要注意数据质量和数据格式，保证数据的准确性和一致性。
2. 数据清理数据清理是指消除数据中的错误、冗余和噪声等干扰因素，使数据达到可用状态的过程。
数据清理包括数据去重、数据筛选和数据修复等操作。
清理数据可以提高地理信息数据的质量和精度，为后续的数据分析提供可靠的基础。
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。
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（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
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表4.1 用于数据采集目的的GIS数据分类
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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 ）
第四章GIS数据的获取与处理
仿射变换是GIS数据处理中使用 最多的一种几何纠正方法。其主要特 征：同时考虑到x和y方向上的变形， 因此纠正后的坐标数据在不同方向上 的长度比将发生变化。
（二）空间数据处理
空 间 数 据 的 变 换
空间 数据 结构 的 转换 空 间 数 据 的 融 合 空 间 数 据 的 内 插
（二）空间数据处理
空 间 数 据 的 变 换
空间 数据 结构 的 转换 空 间 数 据 的 融 合 空 间 数 据 的 内 插
（二）空间数据处理
空 间 数 据 的 变 换
实质：建立两个平面点之间的一 一对应关系，主要包括几何纠正 和投影变换。
• 平移
X’=X+Tx Y’=Y+Ty
X 方向
Y 方向
思考:
• 1.地理信息系统由哪几部分构成? • 2.地理信息系统的基本功能包括什么?
GIS数据的采集与处理
地理系张玉红
一、数据源种类 1.地图
2.遥感影象数据
3.数字资料
4.文字报告和立法文件
二、数据的规范化和标准化
• • • • • 统一的地理基础 统一分类编码原则 数据交换格式标准 数据采集技术规程 数据标准化所面临的问题
标 志 编 号 Ⅰ Ⅱ 1 2 3 1 2 3 1 2 Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ Ⅸ
分 类 平原河 过渡河 山地河 常年河 时令河 消失河 通航河 不通航河
1 2 3 4 5 6
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 三级 四级 五级 六级
• 3、空间数据质量评价标准
• • • • • • • 数据说明 位臵精度 属性精度 时间精度 逻辑一致性 数据完整性 表达形式的合理性
地理信息系统第四章属性数据采集
第四章 属性数据采集
（7）缺省属性项不能修改、删除和移动。 （8）编辑完毕，选择OK键，则更换原有记录。选 择Cancel键则不做编辑。 （9）输入完一个结构项，必须按回车确认，此时 光条位置在空行上，输入的结构项才有用。
第四章 属性数据采集
二、属性数据创建 当确定了一个文件的属性结构后，就可以 通过“属性”菜单中的“浏览属性”或 “浏览单个属性”可以浏览、检查属性数 据，但不能修改和编辑；通过 “属性”菜 单中的“编辑属性”或“编辑单个属性” 可以修改、编辑属性数据。如图4-4浏览 属性和图4-5编辑属性。并且在浏览属性 或编辑属性的时候，图形和属性都是“联
第四章 属性数据采集
二、数据库连接 对于外部数据库的操作，首先可以把MAPGIS 内部属性数据写到外部属性数据库表或 MAPGIS表文件中；还可以将指定的外部数据 库 表 转 换 成 MAPGIS 表 文 件 ； 将 指 定 的
MAPGIS 图 形 文 件 与 所 选 的 外 部 数 据 库 表 或
第四章 属性数据采集
属性，指的是实体特征，它由属性结构及属性数
据两部分内容构成。属性结构为属性的数据结构，
它描述实体的特性分类，与dBASE、FoxBase等 数据库的表结构相当，具有字段名、数据类型、 长度（或小数位数）等特性。属性数据，指的就 是实体特征具体描述，它与dBASE、FoxBase等
文件，就有了默认的属性结构。
第四章 属性数据采集
表4-1默认属性结构
实体类型
点 线 区
字段名
ID ID 长度 ID
数据类型
长整型 长整型 双精度型 长整型
长度
8 8 15 8
小数位数
地理信息系统中测绘技术的数据采集与处理
地理信息系统中测绘技术的数据采集与处理地理信息系统(GIS)是一种将地理数据和图像进行收集、存储、管理、分析和展示的技术。
在现代社会中，GIS已经成为许多行业中不可或缺的工具，例如城市规划、自然资源管理和环境保护等。
而在GIS中，测绘技术的数据采集和处理是非常重要的一环。
测绘技术的数据采集是指通过使用各种测绘仪器和设备来获取地理数据的过程。
常见的数据采集方法包括地面测量、航空摄影和遥感技术等。
地面测量是最传统的测绘数据采集方法之一，它通过使用测距仪、全站仪等仪器在地面上进行测量，获取点、线、面等地理要素的坐标和属性信息。
航空摄影是一种利用航空器拍摄地面照片的方法，通过对这些照片进行解译和量测，可以获取大范围的地理数据。
遥感技术是通过使用卫星或航空器上的遥感传感器获取地球表面反射、辐射和散射的电磁波信号，进而提取地形、植被和水体等信息。
数据采集之后，就需要进行数据处理。
数据处理是将采集到的地理数据进行整理、加工和分析，以获得最终的地理信息。
数据处理的过程中，常用的方法有数据清理、数据转换和数据分析等。
数据清理是指对采集到的数据进行筛选、去除错误和冗余数据，以确保数据质量。
而数据转换则是将不同格式、不同坐标系统和不同分辨率的数据进行转换，以便于在GIS中进行统一的地理信息管理和分析。
数据分析是将数据进行统计、空间分析和模型建立等，在此基础上预测和推断地理现象和趋势。
除了数据采集和处理，地理信息系统中的测绘技术还涉及到数据的存储和管理。
存储和管理是保证地理数据长期有效和可访问的关键环节。
在存储方面，一种常用的方式是将数据存储在数据库中，通过数据库管理系统进行管理和查询。
而在管理方面，需要建立适当的数据模型、命名规则和分类体系，使数据能够被快速定位和检索。
同时，为了保证数据的安全性，还需要进行数据备份和权限控制等措施。
测绘技术的数据采集和处理在地理信息系统中有着广泛的应用。
在城市规划方面，通过采集和处理城市的地理数据，可以进行土地分析、交通规划和用地管理等。
大学二年级地理信息系统教案数据获取与处理
大学二年级地理信息系统教案数据获取与处理一、引言地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种基于计算机技术的地理信息获取、存储、管理、分析和展示的系统。
在地理信息系统的学习中，数据获取与处理是至关重要的环节。
本教案旨在介绍大学二年级地理信息系统课程中的数据获取与处理方法，以帮助学生掌握相关技能。
二、数据获取1. 数据来源地理信息系统的数据可以来自多种渠道，包括：- 公开数据：政府部门、研究机构等发布的公开数据，例如地图、人口统计数据等。
- 遥感数据：利用卫星、航空器等获取的地球表面的遥感影像数据。
- 野外调查：通过实地采集数据，例如测量地形、水质等。
- 传感器数据：利用各种传感器获取的环境数据，例如气象数据、空气质量等。
2. 数据质量在数据获取过程中，需要注意数据的质量。
数据质量的评估包括以下几个方面：- 精度：数据的准确性和精确程度。
- 完整性：数据是否完整，是否有缺失。
- 一致性：数据是否符合一致的标准和规范。
- 可用性：数据是否符合使用要求，例如数据格式、数据更新频率等。
三、数据处理1. 数据预处理数据预处理是指在进行数据分析之前，对原始数据进行清洗、整理和转换的过程。
常见的数据预处理方法包括：- 数据清洗：删除重复数据、处理缺失数据等。
- 数据整理：对数据进行排序、筛选、分类等。
- 数据转换：将数据从一种格式转换为另一种格式，例如将数据从Excel表格转换为地图格式。
2. 空间数据处理在地理信息系统中，空间数据处理是指对地理空间数据进行分析和处理的过程。
常见的空间数据处理方法包括：- 空间查询：根据特定条件，在地理空间数据中进行查询和提取。
- 空间分析：通过计算、统计等方法，对地理空间数据进行分析，例如缓冲区分析、叠加分析等。
- 空间插值：利用已知的点数据，推算出未知位置上的值，例如高程插值、气温插值等。
3. 属性数据处理属性数据处理是指对地理信息系统中的属性数据进行分析和处理的过程。
如何进行地理信息系统数据采集与处理
如何进行地理信息系统数据采集与处理1.引言地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用来存储、管理、分析和显示地理数据的电脑系统。
在现代社会中，GIS已经成为各个领域中不可或缺的工具。
地理信息系统数据的采集与处理是GIS应用的重要环节，正确的采集与处理能够确保数据的准确性和可靠性。
本文将就如何进行地理信息系统数据采集与处理进行探讨。
2.地理信息系统数据采集地理信息系统数据的采集是指通过各种手段和工具，获取与地理信息相关的数据，并将其录入到GIS系统中。
地理信息系统数据采集可以采用多种方法，主要包括如下几个方面。
2.1 地面调查地面调查是地理信息系统数据采集的基础。
通过实地考察、测量仪器等手段，获取真实、全面的地理数据。
在进行地面调查时，需要注意选择适当的调查方法和工具，确保数据的准确性和有效性。
2.2 遥感技术遥感技术是通过传感器获取地球表面的电磁辐射信息，并将其转化为数字数据。
利用卫星、飞机等载具，对地球表面进行遥感观测，获取高分辨率的地理数据。
与传统的地面调查相比，遥感技术具有快速、全面、经济的优势。
2.3 其他数据源除了地面调查和遥感技术，地理信息系统数据还可以从其他数据源获取。
比如公共机构、企业和个人等提供的已经收集好的数据集，如交通、气象、人口等。
这些数据源可以大大提高地理信息系统数据采集的效率和准确性。
3.地理信息系统数据处理地理信息系统数据处理是指对采集到的地理信息进行组织、分析和计算，以获得有用的信息和结果。
地理信息系统数据处理包括如下几个方面。
3.1 数据质量控制数据质量控制是地理信息系统数据处理的首要任务。
通过对采集到的数据进行筛选、清洗和修正，排除不准确和冗余的数据，保证数据的质量和可靠性。
3.2 数据组织与管理地理信息系统数据处理需要对数据进行组织和管理。
通过建立数据库、文件系统等方式，对地理信息数据进行分类、存储和索引，以方便后续的数据分析和检索。
地理信息系统中的数据采集与处理教程
地理信息系统中的数据采集与处理教程地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一个集成了地理空间数据采集、存储、管理、分析、展示等功能的系统。
在GIS中，数据采集与处理是非常重要的环节，它涉及到从现实世界中获取数据，并将这些数据经过处理和分析，最后用于地理信息的制图和可视化展示。
数据采集是GIS中最基础的一步，它是建立空间数据库的起点。
常见的数据采集方式包括人工采集、GPS全球定位系统采集、遥感数据获取等。
下面将对数据采集的几种常见方式进行简要介绍。
首先是人工采集。
这是最基本的一种采集方式，利用人工观察和记录地理要素的位置和属性信息。
例如，在进行地理调查或实地勘测时，利用测量设备，如测距仪、测角仪等进行采集。
这种方式虽然简单易行，但相对耗时费力，适用于小范围数据的采集。
其次是GPS采集。
GPS是一种卫星导航系统，可以提供准确的经纬度和高程信息。
利用GPS设备，我们可以在野外定位并记录地点的坐标。
这种采集方式适用于野外环境，可以快速获取大量的数据。
但需要注意的是，在城市峡谷等GPS 信号受干扰的地方，定位会有一定的误差。
另外一种常见的数据采集方式是遥感数据获取。
遥感是通过航空或卫星平台获取地球表面的信息，包括光谱、高程、纹理等数据。
遥感数据可以提供大范围的覆盖，并可以多时相、高分辨率地获取地物信息。
常用的遥感数据包括航空影像、卫星影像、LIDAR等。
利用遥感数据进行数据采集和处理可以极大地提高工作效率和数据质量。
采集到的数据需要经过处理和整理，以适应GIS系统的要求，并进行空间分析和可视化展示。
数据处理包括数据清洗、数据转换、数据编辑等步骤。
数据清洗是将采集到的数据进行筛选和去除冗余信息。
在数据采集过程中，由于各种原因可能会产生一些错误或无效的数据，需要通过数据清洗进行筛选和修正。
数据转换是将采集到的原始数据转化为符合GIS系统要求的格式。
不同的GIS软件和数据格式要求不同，因此需要进行数据格式转换，以便于后续的数据分析和可视化展示。
地理信息系统中的数据采集和处理
地理信息系统中的数据采集和处理随着数字化时代的到来，地理信息系统（Geographical Information System, GIS）逐渐成为一项不可或缺的技术。
GIS通过将地理空间数据和属性数据结合起来，创建一个具有特定功能的地理信息系统。
其中，数据采集和处理是GIS技术的基础，为后续的数据分析和数据可视化提供了重要的数据支持。
一、数据采集1、掌握数据采集的途径数据采集有多种途径，包括数字化、遥感技术、实地调查、气象、地质勘探和传感器技术等。
数据采集的途径与所采集数据的类型密切相关，需要根据实际需求来选择合适的采集途径。
例如，数字化适合采集线性特征数据，如道路、河流、管网等；遥感技术适合采集地形、植被、土地利用等表面信息；而实地调查则更适用于采集有关区域人类活动、土壤、植物和动物分布等信息。
2、选择采集工具在选择工具时，需要考虑采集的数据类型、采集的准确性、速度和采集成本。
常用的数据采集工具包括GPS设备、数字相机、激光扫描仪、无人机等。
例如，采集地物位置信息时，GPS设备可以快速精确采集数据；采集地物形状时，数字相机可以拍摄照片，进而通过图像处理软件获取矢量数据；采集地形数据时，激光扫描仪可以精确获取区域的高度信息；采集大型区域时，无人机可以快速高效地获取地图数据。
3、数据采集后的处理采集的数据量巨大，处理数据成为数据采集的重要一环。
数据处理包括对采集的数据进行筛选、编辑、统一格式和载入GPS、GIS等应用软件进行相关地理信息处理。
例如，对于数字相机采集的影像数据，需要进行校正和配准等数字化预处理；对于采集的地图数据，需要进行数据筛选、重投影、拓扑处理、属性编辑等处理步骤，以纠正地图的错误和提高地图的准确性。
二、数据处理数据处理是GIS技术重要环节的一部分。
数据处理包括数据校正、图形转化、数据合并、属性查询、数据分析、目标识别等。
1、数据校正数据校正是处理数据重要的一步。
数据校正的目的是消除数据不准确和不完整导致的土地利用和管理错误，去掉数据本身存在的误差。
地理信息系统地数据的采集与处理
地理信息系统地数据的采集与处理地理信息系统（GIS）是一种通过数字化技术来采集、储存、管理、分析和展示地理数据的专业工具。
地理数据的采集和处理是GIS应用的重要一环，它涉及到数据的获取、整理和准确处理。
本文将详细介绍地理信息系统数据的采集与处理的过程和方法。
一、地理信息系统数据的采集地理信息系统数据的采集是指获取地理数据的过程。
地理数据是指包括地理实体位置、属性和关系等信息的数据。
在GIS应用中，地理数据的采集主要有以下几种方法：1. 空间数据的采集空间数据是指地理实体的位置信息，它可以通过多种方式进行采集。
其中最常用的方法是使用全球定位系统（GPS）进行采集。
GPS是一种通过卫星定位来获取地理位置信息的技术，它可以提供高精度的位置数据。
另外，空间数据的采集还可以通过航空摄影、卫星遥感等方式进行。
航空摄影利用飞机或无人机进行空中拍摄，通过像差测量等技术获取地面的位置信息。
而卫星遥感则是通过卫星对地球表面进行观测，获取地理数据。
2. 属性数据的采集属性数据是指地理实体的属性信息，例如人口数据、土地利用数据等。
属性数据的采集可以通过问卷调查、统计数据等方式进行。
在GIS应用中，属性数据的采集通常涉及到大量的数据整理和处理，需要保证数据的准确性和一致性。
二、地理信息系统数据的处理地理信息系统数据的处理是指对采集到的地理数据进行整理、转换和分析的过程。
地理数据处理的目的是为了提高数据的质量和利用价值。
下面将介绍地理信息系统数据处理的具体内容和方法：1. 数据整理和清理数据整理和清理是地理数据处理的基础工作。
在数据采集过程中，可能会存在数据重复、缺失、错误等问题，需要进行数据整理和清理来保证数据的准确性和完整性。
数据整理和清理包括数据去重、数据填充、数据格式转换等操作。
2. 数据转换和投影数据转换是指将不同格式或不同源的数据进行转换，使其能够在同一个GIS系统中进行统一管理和分析。
数据转换主要包括坐标系统的转换和数据格式的转换。
地理信息系统基础软件的数据采集与处理技术
地理信息系统基础软件的数据采集与处理技术地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种基于计算机科学和地理学原理，用于收集、存储、管理、分析和展示地理数据的技术系统。
在GIS中，数据采集与处理技术是其中至关重要的一部分，它涉及到数据的获取、整理、处理和分析，为地理信息系统的有效运行提供了基础。
数据采集是GIS数据处理的第一步，主要目的是通过现场调查和测量，获取地理数据。
这些数据可以来自各种不同的来源，包括遥感卫星、GPS、测绘仪器、市政统计数据等等。
数据的准确性和完整性对于地理信息系统的可靠性至关重要，因此数据采集的过程需要严密的组织和仔细的测量。
在数据采集的过程中，常用的技术包括遥感技术和GPS定位技术。
遥感技术利用卫星图像和航空摄影测量技术获取地球表面的图像信息，通过图像处理和解译，可以提取出地理特征和目标物的位置。
GPS定位技术利用全球定位系统，确定地理实体的精确位置和坐标。
这些技术的应用可以大大提高数据采集的效率和准确性。
数据采集完成后，还需要进行数据的处理和整理。
数据处理包括数据的分类、转换、编辑和质量检查等操作。
数据分类是将采集到的数据按照其属性进行分组和组织，以便于后续的分析和应用。
数据转换是将不同格式的数据转换为GIS系统所需的格式，以实现数据的可视化和分析。
数据编辑是对采集到的数据进行修改和更新，以保证数据的准确性和一致性。
质量检查是通过一系列的算法和规则，对数据进行评估和验证，以确保数据的质量和可靠性。
数据处理的另一个重要方面是数据的空间分析和建模。
通过GIS软件提供的空间分析工具和建模算法，可以对数据进行空间关系分析、地理空间模型构建和空间数据挖掘等操作。
这些分析和建模的结果可以用于地理问题的解决和决策支持。
在数据采集和处理的过程中，还需要考虑数据的存储和管理。
GIS软件通常提供了数据库管理系统（DBMS），用于存储和管理大量地理数据。
地理信息系统原理第四章 空间数据采集与处理4.3
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实体范围索引
• 这种方法没有创建真正的空间索引文件，而是在空间对象的数据 文件中增加了矩形范围，主要依靠空间计算进行判别。
• 查询时仍需要对整个数据文件的空间对象进行检索，只是某些对 象可以通过矩形范围予以直接判别，而有些对象仍需要进行复杂 计算才能判别。
• 虽然该方法仍需要花费大量时间来进行空间检索，但随着计算机 的处理速度的加快，这种方法在一定程度上能够满足查询检索的 效率要求
空间对象被检索 Xmax ≥ XW and Xmin≤XE AND Ymax ≥ YS and Ymin≤YN
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实体范围索引
• 在进行空间范围查询时，分为两级过滤（筛选）：
• 初次过滤根据空间要素外包络矩形来过滤掉大部分不在查询范围的空间 要素；
• 第二级过滤则用查询空间范围直接和初次过滤结果集中空间要素的二进 制边界坐标比较，从而得到查询的准确结果。
第四章 空间数据采集与处理
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§4.3 空间索引
• 一部工具书好比是一个微型数据库；工具书的索引，就 好比进入它的数据库的钥匙。
• 数据库的索引用来快速访问一条特定查询所请求的数据， 而无需遍历整个数据库。
• 索引：
• 索引是一种独立的对象，用来快速地寻找那些具有特定值的记录 • 索引要占用存储空间 • 索引可以减少全表扫描，从而提高检索速度
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空间属性表描述要素的一般信息， 空间索引表描述要素所在格网的信息， 要素描述表描述要素的点数，范围等信息， 三张表通过FID（Feature ID）关联
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定义
• 空间索引：
• 空间索引就是指依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间 关系，按一定的顺序排列的一种数据结构，其中包含空间对象的概要信 息，如对象的标识、外接矩形及指向空间对象实体的指针。
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
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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
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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
第四章 地理信息系统数据采集与处理ppt
上式是一个正交变换，其更一般的形式为：
(X',Y')a c d bY XT Tx y
上式为二维的仿射变换。
-
二、数据格式转换
（一）数据格式转换的原因
▪ 利用数字化仪、扫描仪等方法输入的数据往 往先存入临时数据文件，经过适当转换后才 进入正式的数据库中。
▪ 从外部数据文件获得的数据在数据结构、数 据组织、数据表达上和用户自己的信息系统 往往不一致，需要进行转换。
-
（二）空间数据转换的内容
▪ 空间定位信息，即实体的坐标； ▪ 空间拓扑关系； ▪ 属性信息。
一般情况下，空间定位信息能够完整地进行转 换；拓扑关系在转换过程中经常丢失，若数据模型 基本一致，拓扑关系信息在转换过程中丢失后，可 以在数据转换后的系统中进行重构而得以恢复；属 性数据在大部分GIS软件中都能够进行转换。
▪ 变换公式为：
X ' X Tx Y ' Y Ty
-
（二）缩放
▪ 缩放操作可以用于输出大小不同的图形。 ▪ 变换公式为： X ' XS x
Y ' YS y
-
（三）旋转
▪ 设顺时针旋转角度为θ，则变换公式为：
X' XcosYsin Y' XsinYcos
-
▪ 综合考虑图形的平移、旋转、缩放，则坐标 变换公式为：
-
方法特点
▪ 各个GIS系统不必公开内部数据格式，只需公开 转换技术；
▪ 制定转换标准的难度非常大； ▪ 在一定程度上克服了空间数据的外部数据交换
模式缺乏对空间对象统一的描述方法的缺点。
地理信息系统第四章数据采集与处理
数据处理的概念 空间数据处理的方法 空间数据的编辑处理
数据处理的概念
一 、数据处理的概念 二、 数据处理的内容 三、 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 踞进行编辑运算，清除 数据沉余，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
一 、数据处理的概念 二、 数据处理的内容 三、 数据处理的意义
数据采集系统功能
1.图形数字化 2.数据的编辑 3.拓扑关系生成 4.基本量算 5.数据结构转换 6.地理数据库建立
数据查询 修改 更新 图形分割与拼 接 图形缩放 比例尺转换
数据采集系统功能
1.图形数字化 2.数据的编辑 3.拓扑关系生成 4.基本量算 5.数据结构转换 6.地理数据库建立
大多数GIS系统都采用 基于拓扑结构模型的 GIS数据库，一些系统 具有拓扑关系的自动 生成功能，由矢量数 据自动生成多边形， 并根据相应的多边形 内部点文件，生成多 边形边界的左右多边 形信息并识别岛状多 边形，大大减少了编 辑工作量。
正解变换 反解变换 数值变换
由一种投影的坐标 (x,y)反解出地理坐 标（λ,φ) ，然后 再将地理坐标代入 另一种投影公式中， 求出该投影下的直 角坐标（X,Y)
空间数据处理的方法-平面坐标变换
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
属性数据的编码——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，
如何进行地理信息的数据采集与处理
如何进行地理信息的数据采集与处理地理信息的数据采集与处理是如今社会发展中的重要一环。
随着科技的进步，人们对地理信息的需求日益增加。
本文将探讨如何进行地理信息的数据采集与处理，以满足各种需求。
地理信息的数据采集是指通过各种手段收集地理信息，并将其转化为可处理的数据。
首先，我们可以通过卫星遥感技术获取地表影像数据。
卫星上搭载的高分辨率摄像机可以拍摄到地球表面的全景影像，这对于绘制地图和分析地貌是非常有用的。
此外，激光雷达技术也可用于获取地形数据。
通过发射激光束，然后测量其返回时间，可以计算出地表的高度信息，从而绘制出具有高程的地图。
另一方面，通过传感器设备可以获取各种地理要素的数据。
例如，气象传感器可以收集气温、湿度、气压等气象数据；水质传感器可以测量水体的PH值、溶解氧含量等指标；土壤传感器可以获取土壤湿度、肥料含量等信息。
这些数据对于农业、环境保护等领域的决策和管理至关重要。
一旦获得了地理信息的原始数据，接下来就需要进行数据处理，以获得有用的信息。
首先要进行的是数据的清洗和过滤。
原始数据中往往包含噪声和异常值，需要通过算法或人工的方式将其去除，以保证数据的准确性和可靠性。
然后，需要进行数据的融合和整合。
不同数据源的地理信息往往需要进行整合，以便于后续的分析和应用。
在地理信息的数据处理中，常用的方法包括地理空间分析和地理信息系统（GIS）的应用。
地理空间分析是一种通过对空间数据进行统计和分析来揭示地理现象规律的方法。
例如，在城市规划中，可以使用地理空间分析来确定最佳的建筑位置、道路规划等。
GIS则是一种用于管理、分析和展示地理信息的计算机系统。
通过GIS，可以将地理信息与其他各种数据进行关联，并进行各种复杂的空间分析。
除了以上方法，近年来还涌现了一些新的地理信息数据采集和处理技术。
例如，基于移动设备的地理信息采集方法，可以利用智能手机等设备获取用户生成的地理数据。
这种方法极大地拓展了数据来源，使得地理信息的采集更加全面和多样化。
地理信息系统gis第4章 GIS数据采集和数据处理概要
4.3 GIS数据采集和输入
地理数据采集主要指实地调查和采样，包括野外考查、 GPS定位等。所选择的数据源资料一般要经过预处理（对 空间数据分幅、分层和分专题要素）才能借助数字化或其 它途径转换成空间数据库可用的数据。 空间地理数据无论是来源于数字数据，还是来源于模拟数 据，都需要与所使用的GIS软、硬件相兼容。模拟数据， 需经过数字化才能输入到GIS中；常用的模拟数据输入方 法有：手工数字化、自动数字化（包括扫描）和键盘输入 等。计算机虽可阅读和存储数字数据，但输入的数字数据 格式与所用的GIS软件不一致时，要经过数据格式转换后 才能输录入。 GIS数据采集与输入的同时，还实现数据编辑功能。数据 录入和编辑就是各图层实体的地物要素按顺序转化为x、y 坐标及对应的代码输入到计算机中。
目前，有关地理基础信息数据分类体系的中国国 家标准主要包括1992年发表的“国土基础信息数 据分类与代码”（标准编号：GB-T13923）、 1993年的“1:500，1:1000，1:2000地形图 要素分类与代码”（标准编号：GB-T14804）、 1995年的“1:5000，1:10000，1:25000， 1:500000，1:100000地形图要素分类与代码” （标准编号：GB-T15660）和2001年颁布的 “专题地图信息分类与代码”（标准编号：GBT18317）。不同的专业部门也有相应的分类系 统。例如1984年，中国农业区划委员会根据土地 的用途、经营特点、利用方式和覆盖特点等因素， 将土地划分为八个一级类型、46个二级类型，表 4.2描述了其中八个一级类型。
5.原有系统的数据 GIS还可以从其它已建成的信息系统和数据库中获取相应的 数据。由于规范化、标准化的推广，不同系统间的数据共 享和可交换性越来越强。这样就拓展了数据的可用性，增 加了数据的潜在价值。
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图形叠合比较法；
属性数据检核。
第二节 空间数据的处理
一、坐标转换
坐标转换是将图形从一种坐标系转换
为另一种坐标系，坐标转换一般包括
平移、旋转、缩放。
（一）平移
平移：是将图形的一部分或者整体移动到笛
卡儿坐标系的另外位置。
变换公式为：
X
'
'
X Tx
Y Y Ty
（二）缩放
一般情况下，空间定位信息能够完整地进行 转换；拓扑关系在转换过程中经常丢失，若数据 模型基本一致，拓扑关系信息在转换过程中丢失 后，可以在数据转换后的系统中进行重构而得以
恢复；属性数据在大部分GIS软件中都能够进行转 换。
（三）空间数据格式转换的途径
外部数据交换方式
标准空间数据交换格式
空间数据互操作方式
●
OGIS独立于具体的平台，转换技术高度抽象， 数据格式不需公开，它允许用户通过网络实时获 取不同系统中的地理信息，它将提供数据源的软 件叫数据服务器，将使用数据源的软件叫数据客 户器，当数据客户器要使用某数据源时，发出数 据请求，由数据服务器提供服务。
二、数据格式转换
（一）数据格式转换的原因
利用数字化仪、扫描仪等方法输入的数据往 往先存入临时数据文件，经过适当转换后才 进入正式的数据库中。 从外部数据文件获得的数据在数据结构、数 据组织、数据表达上和用户自己的信息系统 往往不一致，需要进行转换。
（二）空间数据转换的内容
空间定位信息，即实体的坐标； 空间拓扑关系； 属性信息。
每个GIS系统只需读写标准格式空间数据程序， 用二次转换完成数据交换。
方法特点
各个GIS系统不必公开内部数据格式，只需公开 转换技术； 制定转换标准的难度非常大； 在一定程度上克服了空间数据的外部数据交换 模式缺乏对空间对象统一的描述方法的缺点。
目前已有的空间数据交换标准
美国的STDS、欧洲的GDF、中国的CNSDTS
GIS原理（四） 第四章 地理信息系统数据 采集与处理
主讲教师：邱春霞 测绘学院
重点内容
GIS的数据来源 空间数据的处理内容及流程 空间索引的概念与类型 空间数据的质量控制
地理空间数据是GIS的处理对象，空 间数据的数量与质量在很大程度上决定 了GIS的价值。也就是说，空间数据源、
GIS的不同数据源及种类
项目 第一手数据
地面测量数据、航空像 片、手簿记录数据、社 会经济调查
第二手数据
非电子数据
地图、统计图表
电子数据
全站仪实测数据、GPS 观测数据、数字摄影测 计算机数据库存储 量、遥感数据、现代地 数据 球物理、地球化学数据
二、空间数据的尺度
（一）考虑空间尺度的重要性
人们在观察、认识自然现象、自然过程以及 各种社会经济问题时，如果尺度不同、角度 不同、分辨率不同，将得到不同的印象、认 识或结果。因此，选择恰当的空间尺度是非 常重要的。
（四）属性数据的输入
输入方式有两种： ①对照图形直接输入（属性数据量较小时） ②建立属性表输入属性或从其他统计数据库中 导入属性，然后根据关键字与图形数据自动 连接（属性数据量较大时） 点、线、面状地物属性的添加
（五）属性数据的获取
现场专题调查采集样本资料
将局部样本资料和遥感信息对照 社会调查与统计 已有资料
空间数据的采集手段、生产工艺、数据 质量都直接影响着GIS应用的潜力、成
本和效率。空间数据在GIS中具有非常 重要的意义。
第一节 空间数据的采集
一、GIS数据源
GIS的空间数据是多源数据（图形图
像数据、文字符号数据、多媒体数据） （一）图形图像数据
■
地图数据：普通地图、专题地图
■
■ ■
影像数据：卫星遥感影像、航空影像
利用外部数据交换方式从系统A的内部数据转换
到系统B，可能需要经过2~3次转换。
二次转换
系统A 内部文件 系统A 外部交换文件 系统B 外部交换文件 系统B 内部文件
交换 三次转换
交换
若将AutoCAD数据格式转为MAPGIS数据格 式，采用外部数据交换方式如何转换？
例，将Mapinfo的tab格式转换为
通过OpenGIS的空间数据交换
OpenGIS提供了一套读取空间数据的标准函数，每
个系统软件都按照这一标准提供读写自己系统中空
间数据的驱动程序，其他软件都可以通过调用这一 程序，直接读取对方的内部数据。
系统A内部文件标准API函数
标准API函数系统B内部函数
OGIS与传统GIS处理技术的比较
Arcinfo的Coverage格式。
Mapinfo的tab ArcinfoE00/AutoCAD的DXF
Arcinfo的Coverage
方法特点
优点：容易接受。
缺点：耗费人力、物力；
易造成数据丢失和信息（拓扑关
系）丢失。
2、标准空间数据交换格式
标准空间数据 交换文件
GIS数据格式A
GIS数据格式B
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。如，土 地利用现状分类编码。
多源分类编码法：又称独立分类编码法，是指对于一 个特定的分类目标，根据诸多不同的分类依据分别进 行编码，各位数字代码之间并没有隶属关系。它的优 点是具有较大的信息载负量，有利于对空间信息的综 合分析。
' '
sin X Tx Y T cos y
上式是一个正交变换，其更一般的形式为：
a ( X ,Y ) c
' '
b X Tx Y T d y
上式为二维的仿射变换。
原始图像 预处理
栅格编 辑
扫描
栅格数据
自动矢量化
矢量 编辑
GIS 数据库
文件转换
矢量文件
（三）遥感数据的获取
遥感传感器平台
传感器
遥感（Remote Sensing)：从远处探测、感知物 体或事物的技术。即不直接接触物体本身，从 远处通过各种传感器探测和接收来自目标物体 的信息，经过信息的传输及其处理分析，来识 别物体的属性及其分布等特征的综合技术。
遥感数据的获取方式
■
目视法
■
遥感图像处理方法
（四）摄影测量数据
各种类型 传感器 被摄物体 影 像
通过量测和 解译过程
自然物体及其环境的可靠信息
DEMLeabharlann DLGDRGDOM
摄影测量作业流程
Film based workflow RC30
Film Film processing in darkroom
自动量测 和解译
自动记录
Virtuo-Zo 数字摄影测量系统
Crystal eyes 3-D mouse
JX-4C数字摄影测量工作站
数字摄影测量 获取数据的过程
航空摄影
航片 航片扫描
内定向 相对定向 绝对定向 数码相机
像片控制
数字化影像
数字影像
满足 GIS
数字地形图
外业调绘
空三加密
定向建模
图形编辑
矢量测图
五、数据的检核
（一）空间和属性数据的错误和误差的类型
空间数据的不完整或重复； 空间数据的位置不正确； 空间数据的比例尺不准确； 空间数据的变形；
图形数据与属性数据连接有误；
属性数据不完整。
几种典型的空间数据采集错误和误差形式
（二）数据检核的方法
目标检核；
机器检核；
编码的简洁性 编码的可扩展性
（二）编码内容
登记部分
分类部分
控制部分
（三）编码方法
列出全部制图对象清单；
制定对象分类、分级原则和指标将制图对象 进行分类、分级； 拟定分类代码系统； 设定代码及其格式； 建立代码和编码对象的对照表。
常用的编码方法：层次分类编码法 多源分类编码法
四、几何图形的数据采集与输入
（一）手工数据输入方法
将表示点、线、面实体的地理位置数据通过
键盘输入数据文件或输入到程序中，再进行
连线编辑。
（二）地图数据的获取
数字化仪数字化（已淘汰） 扫描仪获取地图数据
1、扫描仪获取地图数据的种类
栅格型数据 屏幕矢量化型数据 栅格图向矢量地图的自动转换
2、扫描仪获取地图数据的过程
空间点、线、面实体都有相应的属性。
属性数据源 遥感数据、各种统计数据、现场调查资料、 社会调查资料、其他资料等。
在建立GIS前，首先要进行详细的用户
调查，确定需要存储哪些属性信息，属
性数据的编码方法及信息的来源等。
（一）属性数据的编码原则
编码的系统性和科学性
编码的一致性
编码的标准化和通用性
数字摄影测量
基于摄影测量的基本原理，通过对所获取的数字/数字化影像 进行处理，自动（半自动）提取被摄对象用数字方式表达的几 何与物理信息，从而获得各种形式的数字产品和目视化产品
数 字 影 像
•计算机技术 •数字图像处理 •影像匹配 •模式识别 •DPW
数字测量摄影 系统
自动建立 立体模型
数字线划地图 数字高程模型 数字影像地图 数 据 库
（二）空间尺度的概念和表达方式
不同学科、不同研究领域对尺度的表述方式和 含义是不同的：
尺度：是指研究者选择观察（测）世界的窗口。
比例尺（测绘学、地图制图学、地理学）
测量工具、滤波器（数学、机械学、光学等）
空间分辨率（航空摄影、遥感技术）