第三章 4多元空间数据的融合
空间多维数据融合技术
空间多维数据融合技术
空间多维数据融合技术是指将来自不同传感器、不同时空分辨率以及不同格式的空间数据进行整合和处理的过程。
这种技术可以有效地提高数据的精度和准确性，同时也能为决策提供更全面的信息支持。
空间多维数据融合技术主要包括以下几个方面：
1.数据同步和标定：将不同数据源的数据进行同步和标定，保证其可以进行有效地比对和整合。
2.空间对齐和配准：通过空间模型转换或地理配准等方法，将不同数据源的数据进行空间对齐，以便统一处理。
3.数据融合和整合：将不同数据源的数据进行融合和整合，可以是简单的加权平均，也可以是基于建模或深度学习等方法的高级融合。
4.数据后处理和分析：对融合后的数据进行后处理和分析，以获得更深入的洞见和全面的情况描述。
空间多维数据融合技术已经被广泛应用于多个领域，如气象、地球观测、环境监测和农业等，因为它可以提高数据的可利用性和决策的效果，从而推动各个领域的发展。
地理信息系统真题名解词释
2 拓扑结构（99）拓扑数据结构包括DIME（对偶独立地图编码法）、POL YVRT（多边形转换器）、TIGER（地理编码和参照系统的拓扑集成）等。
他们共同的特点是：点是相互独立的，点连成线，线构成面。
每条线始于起始节点，止于中止节点，并与左右多边形相邻接。
在这种数据结构中，弧段是数据结构的基本对象。
弧段文件由弧段记录组成，，每个弧段记录包括弧段标识码、起始节点、终止节点、左多边形和右多边形。
节点文件由节点记录组成，包括每个节点的节点标识码、节点坐标及与该节点连接的弧段标识码等。
多边形文件由多边形记录组成，包括多边形标识码、组成该多边形的弧段标识码以及相关属性等。
3 空间数据编码（99）是指将数据分类的结果，用一种易于被计算机和人识别的符号系统表示出来的过程。
编码的目的是用来提供空间数据的地理分类和特征描述，同时为了便于地理要素的输入、存储、管理，以及系统之间数据交换和共享的需要。
（黄杏元、马劲松、汤勤，《地理信息系统概论》）4数字地形（面）模型(DTM)（99、08）简称DTM，是定义于二维区域上的一个有限项的向量序列，它以离散分布的平面点来模拟连续分布的地形。
它是带有空间位置特征和地形属性特征的地表形态的数字表达，（黄杏元、马劲松、汤勤，《地理信息系统概论》）5 投影转换（01、03、05、08）是地图处理的重要内容，是地图投影和地图编绘的重要内容，主要研究从一种地图投影为另一种地图投影的理论与方法。
其实质是建立两平面之间及邻域双向连续点的一一对应的关系。
有正解变换、反解变换、解析变换、数值变换、解析-数值变换。
（黄杏元、马劲松、汤勤，《地理信息系统概论》）6 拓扑关系（01、10）拓扑关系是明确定义空间结构关系的一种数学方法，在GIS中，它不但用于空间数据的编辑和组织，而且在空间分析和应用中都具有非常重要的意义。
拓扑关系包括拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含三种类型。
根据拓扑关系，不需要利用坐标或者计算距离，就可以确定一种地理实体相对于另一种地理实体的空间位置关系，利用拓扑数据也有利于空间要素的查询，还可以利用拓扑数据作为工具，重建地理实体。
《地理流空间分析》随笔
《地理流空间分析》阅读记录目录一、内容综述 (3)1.1 地理流空间分析的重要性 (4)1.2 本书的研究目的和意义 (5)二、基础知识 (6)2.1 地理流空间概念 (7)2.1.1 流空间的定义 (9)2.1.2 流空间与地理学的关系 (10)2.2 流空间分析的基本理论 (11)2.2.1 空间分析理论 (12)2.2.2 流空间分析的理论框架 (13)三、流空间分析的方法与技术 (14)3.1 数据收集与处理 (15)3.1.1 数据来源 (17)3.2 量化分析方法 (20)3.2.1 空间自相关分析 (22)3.2.2 空间聚类分析 (23)3.3 可视化技术 (24)3.3.1 地图可视化 (25)3.3.2 动态可视化技术 (26)四、流空间分析的应用实践 (27)4.1 城市规划与应用 (29)4.1.1 城市空间结构分析 (30)4.1.2 城市交通流分析 (31)4.2 物流与运输应用 (32)4.2.1 物流网络优化 (34)4.2.2 运输路径规划 (35)4.3 生态环境保护应用 (36)4.3.2 环境影响评估 (39)五、存在的问题与展望 (40)5.1 当前存在的问题与挑战 (42)5.1.1 数据获取与处理难度 (43)5.1.2 分析方法的局限性 (44)5.2 发展趋势与展望 (45)5.2.1 多元数据融合分析 (46)5.2.2 智能算法的应用 (48)六、总结与心得体会 (49)6.1 本书内容总结 (51)6.2 阅读本书的收获与启示 (52)一、内容综述《地理流空间分析》一书为我们提供了一个全新的视角，以更深入地理解我们居住的这个世界的复杂性和多样性。
在这篇阅读记录中，我将概述书中的主要内容，并重点关注那些对于理解和应用地理流空间分析至关重要的概念。
作者详细介绍了地理流空间分析的基本原理和理论框架，包括空间动力学、空间结构分析和空间分类等方面。
这些概念是理解地理流空间分析的基础，它们帮助我们揭示了空间现象的动态性和复杂性。
地理信息系统概论思维导图(可用GIS等级考试)
七、GIS的设计和评价
地理信息系统设计
系统分析 系统设计 系统实施 系统运行和维护
GIS的标准化
产品类型
八、GIS的产品的输出设计
网络地图 数字地球
统一的 输出载体
名术涵、数采则、空定框、数分标、 数编统、数组构、数录格、数质含
常规地图
数字地图
全要素地形图
输出内容、形式
各类专题地图
遥感影像地图
可视化与虚拟现实
基于矢量数据的的分析
1叠加分析
2泰森多边形分析
包含查询分析
缓冲区分析
DEM与地型分析
网络分析 土地定级估计模型
最佳路径分析、连通分析、资源分配、流分析、动 态分段技术、地址匹配
适宜性分析模型
六、GIS的应用模型
发展预测模型 区位选择模型
交通规划模型
地球科学模拟模型 应用型GIS设计
空间事物处理系统STPS 空间管理信息系统SMIS 空间决策支持系统SDSS
换
正解变换
投影转换
反解变换
数值变换
空间数据结构的转换
矢量向栅格 栅格向矢量
内部的扩散法 多边形边界提取f
复数积分算法 边界线跟踪f
射线算
扫描算法
拓扑关系生成
去除多余点及曲线圆滑
多元空间数据的融合
openGIS
空间数据的内插方法
kriging插值法
空间数据
1概念
2内容
3设计过程
4原则
5维护
空据概念模型 逻辑模型设计
地理信息系统
地理信息是地理数据所蕴含和表达的地理含义
一、GIS的基本概念 二、GIS的数据结构
三、空间数据处理
信息、地理信息及特点、地理数据
空间数据多源融合技术研究及其应用
空间数据多源融合技术研究及其应用一、引言随着科技的进步和技术的发展，我们生活中接触到的数据越来越多，由此带来的数据来源也更加广泛多样。
其中空间数据是重要的数据之一，它不仅包括卫星遥感数据、航空遥感数据、地理信息数据等各种形式的数据，而且这些数据又包括图像、文本、视频等多样化的形式。
这就导致了空间数据的多源融合技术必不可少。
二、空间数据多源融合技术的概述空间数据多源融合技术是指将来自多个空间数据源的各种数据进行集成和处理，使得这些数据可以在同一个坐标系统下进行分析和操作，以达到更加准确、全面和高效的数据分析和服务目的。
在进行多源融合的时候，需要考虑数据的空间坐标、属性信息、时间信息等因素，进而获得更加精确丰富的数据信息。
常用的多源融合技术包括数据融合、模型融合、方法融合等。
这些技术可以使得多源数据之间产生协同作用，整合相关信息协同分析，提高数据的分析和服务效率。
三、空间数据多源融合技术的应用1. 土地利用和覆盖土地利用和覆盖是空间信息不可或缺的应用之一，通过利用来自多源空间数据的信息来帮助人们更好地了解自然环境和城市发展的现状。
例如通过遥感技术获取土地变化信息，通过多源数据的融合，我们能够更加清晰地看到土地的演变和变化规律，帮助进行土地利用规划和管理。
2. 道路交通道路交通是城市规划和公共管理中的重要部分，通过空间数据的多源融合技术可以更好地获取道路交通信息，例如交通流量、道路拥堵程度等。
通过对这些数据的分析，可以优化城市道路交通系统，改善交通通行效率。
3. 林业资源林业资源的管理和保护也是空间数据多源融合技术运用的重要领域之一。
通过多源数据的融合，我们能够更好地分析森林植被的变化情况，监测火灾及病虫害的发生，有利于及时采取措施进行治理和保护。
四、空间数据多源融合技术的挑战与未来展望1. 数据质量由于空间数据源的多样性和复杂性，数据质量的差异性也非常大。
如何有效地解决和处理空间数据的多源质量问题是当前空间数据融合技术研究和应用中的重要挑战之一。
《地理信息系统概论》课程笔记
《地理信息系统概论》课程笔记第一章地理信息系统基本概念1.1 数据与信息数据是原始的、未经处理的素材，它是信息的表现形式。
信息是从数据中提取的有意义的内容，它能够帮助人们做出决策。
在地理信息系统中，数据主要指的是空间数据，而信息则是通过对空间数据进行分析和处理得到的结果。
例如，一个地区的土地利用数据是原始数据，而通过分析这些数据得出的土地利用分布情况就是信息。
1.2 地理信息与地理信息系统地理信息指的是与地球表面位置相关的信息，包括自然地理信息（如地形、气候等）和人文地理信息（如人口、交通等）。
地理信息系统（GIS）是一种专门用于获取、存储、管理、分析和展示地理信息的计算机系统。
GIS能够将空间数据与属性数据结合起来，为用户提供强大的空间分析和决策支持功能。
例如，GIS可以用来分析城市交通拥堵情况，帮助规划交通路线。
1.3 地理信息系统的基本构成GIS由硬件、软件、空间数据、应用人员和应用模型五个基本部分组成。
硬件包括计算机、输入输出设备（如扫描仪、打印机等）；软件包括操作系统、数据库管理系统、GIS软件等；空间数据是GIS的核心，包括地图数据、遥感数据等；应用人员是使用GIS进行空间分析和决策的主体；应用模型则是根据实际问题构建的模型，用于解决具体问题。
例如，一个GIS系统可能包括一台计算机、GIS软件、地图数据和应用模型，用于分析土地利用变化。
1.4 地理信息系统的功能简介GIS的基本功能包括数据采集、数据管理、空间分析、可视化表达和输出等。
数据采集主要是获取空间数据和属性数据，可以通过遥感、野外调查等方式获取；数据管理主要是对数据进行存储、查询、更新和维护，确保数据的准确性和完整性；空间分析主要包括空间查询、空间叠合、空间邻近度分析等，用于解决实际问题；可视化表达主要是将空间数据以图形或图像的形式展示给用户，增强数据的可读性和可理解性；输出则是将分析结果以报表、地图等形式输出，为决策提供支持。
福州大学省空间信息工程研究中心地图学与地理信息系统专业考研真题
福州大学地理信息系统考研真题（2001—2014，2007缺失）2014年福州大学地理信息系统一名词解释（40分）1 地理空间数据 2专题地图 3时空GIS 4缓冲区分析 5空间数据元数据6高斯克吕格投影 7四叉树编码 8GIS互操作二简答题1 简述地理信息系统的组成2 DEM的用途3简述空间索引的概念及应用，并列举出3种以上比较有代表性的索引方法4简述地理知识，地理信息及地理数据之间的关系5简述开放式GIS的特点6简要写出倒数加权距离插值（IDW）的原理，并说明空间插值为什么要规定插值半径7 简述图幅拼接及其具体步骤三论述题1 空间数据输入的误差有哪些？具体如何进行检查？2论述地学模型的概念及特性，并讨论地理建模中地理信息系统所充当的角色，以及二者之间存在的关系3谈谈数字城市和智慧城市的区别与联系，结合生活实例，你设想的智慧城市应具有哪些功能。
2013年福州大学地理信息系统一、名词解释1、投影变换2、地理坐标系3、拓扑关系4、Webgis5、内插外推6、缓冲期分析7、制图综合 8、空间数据压缩二、简答题1、不规则三角网构建的原理与准则2、面向对象数据模型的特点3、拓扑关系（画图ps：和书上一样的）4、元数据的定义以及其作用5、OGC、LBS、DTA、TIN中英文意思6、空间插值的方法7、空间分析以及与其他专用模型的结合三、论述题1、数据质量产生误差的原因，以及其控制方法2、3s更新数据库的方法，并结合具体行业分析3、GIS大众化应用的技术以及其发展的方向2012年福州大学地理信息系统一、名词解释(8*4分)1、矢栅一体化模型2、时空数据模型3、互操作4、元数据5、缓冲区分析6、空间数据挖掘7、WebGIS二、简答题（8*8 分）1、给一张图，画出四叉树编码。
2、我国地形图的基本比例尺有哪些？分别是什么投影？分带情况？3、给一张图计算最短路径（A---B）Ps：和书上的例子差不多。
4、空间信息可视化的方式。
空间数据中的多源融合技术与方法研究进展
空间数据中的多源融合技术与方法研究进展近年来，随着遥感技术和地理信息系统的迅猛发展，空间数据的获取和利用已经成为科学研究、城市规划、资源管理等领域的重要手段和决策依据。
然而，由于各种遥感传感器的不同特性和限制以及地理信息的多样性，获取的空间数据往往存在不同的噪声和不一致性。
因此，如何将多源空间数据进行融合，提高数据的精度和可靠性，成为了当前研究的热点之一。
多源融合技术可以将不同传感器获得的数据进行融合，以达到比单一传感器更高的数据精度和信息含量。
多源数据的融合可以分为同源数据的融合和异源数据的融合两类。
同源数据的融合是指来自相同传感器或同一类型的传感器的数据融合。
这类融合主要包括多角度遥感数据的融合、多时相遥感数据的融合以及多波段遥感数据的融合等。
多角度遥感数据的融合可以通过融合不同视角的数据，提取出地表粗糙度、植被高度等地理信息。
多时相遥感数据的融合可以通过对多个时期的数据进行分析，揭示地表的变化情况。
多波段遥感数据的融合则可以通过融合不同波段的数据，提取出不同地物特征，用于土地利用分类、环境监测等方面。
异源数据的融合是指来自不同传感器或不同类型的传感器的数据融合。
这类融合主要包括遥感与地理信息系统数据的融合、遥感与地面观测数据的融合以及遥感与模型模拟数据的融合等。
遥感与地理信息系统数据的融合可以利用遥感数据和地理信息系统数据的互补性，提高地理信息的可视化效果和决策支持能力。
遥感与地面观测数据的融合可以通过将遥感数据与地面观测数据相结合，提高数据的可信度和准确性。
遥感与模型模拟数据的融合则可以通过将遥感数据与模型模拟数据相结合，提高模型的验证和预测能力。
在多源融合技术与方法的研究中，人工神经网络、小波变换和贝叶斯分类等方法被广泛应用。
人工神经网络是一种模仿人脑神经网络结构和功能的方法，可以通过训练，将不同传感器的数据进行融合，提高分类和识别准确率。
小波变换是一种将信号分解为不同频率分量的方法，可以通过对不同传感器数据进行小波变换，提取出不同频率的信息，用于多源数据的融合和特征提取。
第三章-空间数据的处理
二值化
细化
跟踪
分 类 图 扫描 二值化
遥感影象图 栅格分类图 原始线划图
边界 提取 预 处 理
二值化 细化
编 辑
矢 量 跟 踪
数 据 压 缩
拓 扑 化
基于再生栅格数据的矢量化方法
首先对栅格数据按行扫描，找出位于各类型边界的栅格 单元，并将边界内部具有相同值或同质的栅格单元以一 种显著不同的符号进行充值，产生只记录类型边界栅格 值得文件； 其次建立对类型边界栅格单元的追踪算法，寻找同质区 的闭合曲线，同时计算其坐标，并整理成有序（按顺时 针或逆时针方向）的坐标数组； 最后处理相邻类型的公共边界，将按区域单元建立的数 据结构转换为按线段链建立的数据结构，以便实现任意 区域或类型数据的提取、综合、分析和制图输出。
数值变换：根据两种投影在变换区内的若干同名数字化点，
采用插值法，或有限差分法，或最小二乘法，或有限元法， 或待定系数法，从而实现由一种投影的坐标到另一种投影坐 标的变换。
例如，采用二元三次多项式进行变换:
通过选择10个以上的两种投影之间的共同点， 并组成最小二乘法的条件式，进行解算系数。
第二节 空间数据结构的转换
不同格式的融合
数据存储格式和结构不同。 方式： 基于转换器的数据融合 基于数据标准的数据融合 基于公共接口的数据融合 基于直接访问的数据融合
MapInfo向Arcinfo转换
MapInfo中的地图可以有两种格式：Tab格式（表格式）、Mif格式（交换 格式）。 ArcInfo中的地图也支持多种格式：Shape格式、Coverage、E00（交换格 式）.... 由Tab->Shape：使用MapInfo工具中的通用转换器 由Tab->E00：使用MapInfo工具中的ArcLink 由Tab->Coverage：先转换成Shape，然后在ArcInfo中用Shapearc；或则 先转成E00，在Import 由Mif->Shape：使用MapInfo工具中的通用转换器；或则使用ArcToolbox 直接转换 由Mif->E00：在MapInfo中导入成Tab，然后使用MapInfo工具中的 ArcLink 由Mif->Coverage：先用ArcToolbox转换成Shape，然后在ArcInfo中用 Shape arc
多元数据融合算法研究与应用
立体匹配算法的可行性分析报告1 立体匹配算法的分类根据匹配算法使用的约束信息的不同,立体匹配算法总体上分为局域算法和全局算法两种。
局域算法利用的是对应点本身以及邻近的局部区域的约束信息，局域算法的优点是效率高，但是它对局部的一些由于遮挡和纹理单一等造成的模糊比较敏感,易造成误匹配。
全局算法利用了图像的全局约束信息，对局部图像的模糊不敏感，但是它的计算代价很高。
根据匹配基元的不同，局域算法分为区域匹配、特征匹配和相位匹配3种。
区域匹配直接利用图像的灰度信息,主要用于表面光滑以及具有明显纹理特征的图像，使用区域匹配可以直接获得稠密的深度图，但是对于缺乏纹理和深度不连续的情况，适应性较差，且这种方法的计算量很大，匹配精度较差。
特征匹配基于图像的几何特征，如边缘、轮廓、拐点、线段等对图像进行匹配，由于几何特征的稀疏性和不连续性,因此特征匹配只能得到稀疏的深度图，需要通过内插方法才能得到稠密的深度图，特征匹配以几何特征为基元，不易受光线的影响，因此鲁棒性较好，而且计算量小,速度快.相位匹配是在假设两幅图像中对应点的局部相位相等的条件下，对带通滤波信号的相位信息进行处理而得到视差图。
相位匹配依据的原理为傅立叶平移原理，即信号在空间域上的平移产生频率域上成比例的相位平移，由于相位本身反映的是信号的结构信息,因此相位匹配对图像的高频噪音有很好的抑制作用，同时对几何畸变和辐射畸变有很好的抑制作用,能获得亚像素级的致密视差。
全局匹配算法一般有动态规划的算法和图切割的算法，最常用的全局匹配算法是动态规划算法,动态规划的思想就是把求解整个图像深度值的过程分解为一些子过程，从而减少了算法的复杂度，动态规划的思想体现了顺序约束和连续性约束。
动态规划的优点是可以很好的处理因局部纹理单一而造成的误匹配，且算法复杂度不高，缺点是容易因局部的噪音而造成误差传播,形成条纹瑕疵。
Stephen ［5］引入控制点修正技术，可以有效减少条纹瑕疵。
地理信息系统概论笔记黄杏元
《地理信息系统概论》笔记黄杏元自己看吧第一章导论第一节地理信息系统基本概念1 学科特点GIS是一门典型的交叉性学科因此，学生要学好GIS，首先必须要做好“GIS” Gentlemanlike, Intelligence, Smile。
GIS是一门实践性很强的学科因此，要重视技能训练，重点掌握ArcInfo等基础GIS软件的操作和使用。
GIS是一门迅速发展中的学科因此，要经常阅读有关的文献资料，掌握GIS学科的发展趋势，努力更新自己的知识，不断提高自己的能力。
2 数据是客观事物的属性、数量、位置及其相互关系等的抽象表示，随载荷它的物理设备的形式而改变。
信息是向人们或机器提供关于现实世界各种事实的知识，是数据、消息中所包含的意义。
它不随载体的物理形式的改变而改变。
数据是客观对象的表示，只有当数据对实体行为产生影响时才成为信息；数据是信息的表达，信息则是数据的内容。
3 地理信息是指表示地理环境诸要素的数量、质量、分布特征及其相互联系和变化规律的数字、文字、图象和图形等的总称。
地理信息属于空间信息，它具有空间定位特征、多维结构特征和动态变化特征。
4 地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。
简单的说，地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。
第二节GIS的基本构成及功能1系统硬件由主机、外设和网络组成，用于存储、处理、传输和显示空间数据。
2系统软件由系统管理软件、数据库软件和基础GIS软件组成，用于执行GIS功能的数据采集、存储、管理、处理、分析、建模和输出等操作。
3空间数据库由数据库实体和数据库管理系统组成，用于空间数据的存储、管理、查询、检索和更新等。
4应用模型由数学模型、经验模型和混合模型组成，用于解决某项实际应用问题，获取经济效益和社会效益。
基本功能：ω数据采集与编辑；数据存储与管理；ω数据处理和变换；ω空间分析和统计；ω产品制作与显示；ωω二次开发和编程。
3-3 多元空间数据的融合(11月14日)
§3-3 多元空间数据的融合
一、遥感与GIS数据的融合 一、遥感与GIS数据的融合 ①遥感影像与数字线画图（DLG）的融合 ①遥感影像与数字线画图（DLG）的融合 经过正射纠正后的遥感影像，与数字线画图信 息融合，可产生影像地图。 ②遥感影像与数字地形模型（DEM)的融合 ②遥感影像与数字地形模型（DEM)的融合 数字地形模型与遥感数据的融合，实施遥感影 像的几何校正与配准，提高遥感影像的定位精度。 ③遥感影像与数字栅格图（DRG)的融合 ③遥感影像与数字栅格图（DRG)的融合 将数字栅格地图与遥感图像配准叠合，可以从 遥感图像中快速发现已发生变化的区域，进而实 现空间数据库的自动/ 现空间数据库的自动/半自动更新。
二、不同格式数据的融合 ①基于转换器的数据融合 数据转换一般通过交换格式进行。首先将源文 件输出为DXF文件，然后运行目标软件将DXF文件 件输出为DXF文件，然后运行目标软件将DXF文件 转换为自己的数据文件格式（举例）。 这是目前GIS系统数据融合的主要方法，其存 这是目前GIS系统数据融合的主要方法，其存 在的主要问题是：数据转换过程复杂，系统内部 的数据格式需要公开等。 ②基于数据标准的数据融合 采用一种空间数据的转换标准来实现多源GIS 采用一种空间数据的转换标准来实现多源GIS 数据的融合。例如：制定统一的空间数据格式规 范、提供标准的专用输出模块供其他系统调用。 这种方法效率高义 所谓空间数据压缩，即从空间坐标数据集合中 抽取一个子集，使这个子集在规定的精度范围内 最好地逼近原集合，而又取得尽可能大的压缩比。 压缩比a表示信息载体减少的程度。a 压缩比a表示信息载体减少的程度。a值大小， 既与线的复杂程度、缩小倍数、精度要求、数字 化取点的密度等因素有关，又与数据压缩技术本 化取点的密度等因素有关，又与数据压缩技术本 身有关。
第3章空间数据处理
GIS：数据精度 • 比例尺的含义：
制图区域较小，采用各方面变形都较小的地图投影，图上各 处的比例是一致的，故此时比例尺的含义是图上长度与相应地面 长度的比例；
制图区域较大时，地图投影比较复杂，地图上长度因地点和 方向的不同而有所变化，这种地图比例尺一般是指在地图投影时， 对地球半径缩小的比率， 称为主比例尺。地图经过投影后，体 现在图上只有个别点线没有长度变形，也就是说，只有在这些长 度没有变形的点或线上，才可用地图上注明的比例尺 • 我国地图比例尺分级系统：
• (1) 利用上述点转换法，将点A(x1, y1)，B(x2, y2)分别转换 成栅格数据，求出相应的栅格的行列值。
• (2) 由上述行列值求出直线所在行列值的范围。
行 i=1+Integer(ymax-y/⊿y) 列 j=1+Integer(x-xmin/⊿x)
第 3 章 空间数据处理
（二）线的栅格化
• 由于曲线可用折线来表示，也就是当折线上取点足够多时， 所画的折线在视觉上成为曲线。因此，线的变换实质上是 完成相邻两点之间直线的转换。若已知一直线AB其两端点 坐标分别为A(x1, y1)和B(x2, y2)，则其转换过程不仅包括标 点A，B分别从点矢量数据转换成栅格数据，还包括求出直 线AB所经过的中间栅格数据。其过程如下：
第 3 章 空间数据处理
•
第 3 章 空间数据处理
• 其转换公式为： • ⊿X=(xmax-xmin)/J ⊿Y=(ymax-ymin)/I • 式中：⊿X，⊿Y分别表示每个栅格单元的边长。
xmax,xmin分别表示矢量坐标中x的最大值和最小 值。ymax, ymin分别表示矢量坐标中y的最大值和 最小值。I， J分别表示栅格的行数和列数。 • 例如：已知某一地区x方向为15km，y方向为 30km，现要把该地区的地块图转换成栅格数据。 要求栅格的分辨率为30mx30m，则由上式可知： • 行数I=30km/30m=1000 列数J=15km/30m=500
第三章 空间数据处理
平面方程为： zp=a0+a1x+a2y 只需要3个数据点即可。
z1=a0+a1x1+a2y1
z2=a0+a1x2+a2y2
z3=a0+a1x3+a2y3
z1 1 z 1 2 z 3 1
x1 x2 x3
y1 a 0 y 2 a 1 y 3 a 2
21 22.5 23 27 28 28.6 29 30.4 31 26 18 17
23 24 24 28 30 29 30 31 32 27 20 18
26.6 24.3
2、双线性多项式内插法
双线性内插多用于已经规则分布的数据内插。
用最邻近的四个已知点构成一个四边形块，并确定一 个双线性函数。
p1 p2
因此最少需要三个同名地点的坐标，列出6 个方程组。求出系数，得到两者的转换方程。
X1’= a0 +a1 x1+a2 y1 Y1’= b0 + b1 x1 + b2 y1 X2’= a0 +a1 x2+a2 y2 Y2’= b0 + b1 x2 + b2 y2 X3’= a0 +a1 x3+a2 y3 Y3’= b0 + b1 x3 + b2 y3 a0, a1, a2, b0 , b1, b2
压缩后由{A1，A2………Am}m个坐标子集组成。 则压缩比为： a=m/n ； a≤1
二、矢量数据压缩
V3 V2 V4
V5
V1
V6
（一）矢量数据压缩基本原理：道格拉斯—佩克算法 （1）用待压缩折线首尾两点连接为直线L。
（2）计算折线上各坐标点到直线的垂直距离。
地理信息系统概论复习资料
地理信息系统概论【第一章】导论1 、数据：数据是通过数字化并记录下来可以被识别的符号，用以定性或定量地描述事物的特性和状况。
2 、信息：信息是指主体与外部客体之间相互联系的一种形式，是主体与客体之间的一切有用的消息或知识，是表征事物特征的一种普遍形式。
3 、信息的特点：客观性、适用性、传输性、共享性4 、地理数据：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、图像和图形的总称，是各种地理特征和现象间关系的符号化表示。
5 、地理信息的特征：（1）空间特征：分布性，使信息具有空间维。
（2）属性特征：专题性，具有专题属性（属性维）。
（3）时序特征：动态性，使信息随时间动态变化（时间维）。
6 、地理信息系统：地理信息系统是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。
7 、地理信息系统的基本构成：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员、应用模型。
（1）系统硬件：数据输入设备：卫星遥感影像接收机、GPS、扫描仪、数字化仪数据处理设备：大型机、图形工作站、服务器、个人计算机（PC）数据输出设备：绘图仪、打印机、大屏幕（2）系统软件：是整个系统的核心。
GIS 功能软件：分为GIS基础软件平台和GIS应用软件基础支撑软件：包括系统库软件和数据库软件操作系统软件（3）空间数据：地理数据是GIS的操作对象，是GIS所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容。
①空间特征：是指地理现象的空间位置及其相互关系，其数据称为空间数据，分为矢量数据（点、线、面）和栅格数据（平面、曲面），包括方位关系、拓扑关系、相邻关系、相似关系。
②属性特征：表示地理现象的名称、类型和数量等，其数据称为属性数据。
③时间特征：指地理现象随时间而发生的变化，其数据称为时态数据。
8 、地理信息系统的功能：基本功能：数据采集与编辑，数据的存储与管理，数据的处理和变换（数据变换、数据重构、数据抽取），空间分析和统计（叠合分析、缓冲区分析、数字地形分析），产品制作与演示，二次开发和编程应用功能：资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策9 、 Roger Tomlinson从1963年开始创建世界上第一个地理信息系统即加拿大信息系统（CGIS），Tomlinson被誉为地理信息系统之父。
空间数据融合课件
特征级融合
特征级融合（是一种中等水平的融合）它是先 将各遥感影像数据进行特征提取，而后融合。
决策级融合
决策级融合是最高水平的融合。它首先对每一数 据进行属性说明,然后对其结果加以融合,得到目 标或环境的融合属性说明,以便根据一定的准则和 决策的可信度以最优决策。
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常用栅格数据融合算法
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地理数据模型融合
由于数据源多种多样，其对应的数据模型必然也 有或多或少的区别，根据源数据的空间数据模型 不同，我们一般称有拓扑关系的数据模型为复杂 数据模型，称无拓扑关系的数据模型为简单数据 模型。
空间数据模型融合可分为： 1 由简单数据模型到复杂数据模型的融合 2 由复杂数据模型到简单数据模型的融合 3 复杂数据模型之间的融合
方面，效果都相对最差； 小波变换法，光谱保真效果最好，但空间细节
保持远不如主成分变换法。
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空间数据融合（存在的问题）
多数据库之间不能交流:不同系统相互孤立,运行平台、数据 结构、数据来源各不相同,无法实现数据互通、信息共享。
数据标准不一致:各单位分别进行数据采集,缺乏统一的数据 规范和标准,数据结构不一致,造成大量数据冗余。
--------空间数据融合
1
大纲
综述 空间数据融合---矢量 空间数据融合---栅格 空间数据融合存在的问题及其展望
2
空间数据融合（背景）
遥感技术、地理信息系统和全球定位系统的应用,改变了过去 数据获取困难的局面。多种遥感影像数据(多时相、多光谱、 多平台和多分辨率)、地面观测数据和统计数据越来越多。
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重新分类、分级
由于不同的数据源其数据的生产是独立的，对物体的 分类、分级各不相同。即使分类、分级近似，但由于 其编码长度和表示法不同，也存在一定的转换工作量。 首先要对物体的分类、分级的统一 其次，要对地理要素编码进行融合，还要统一编码表 示方法。
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标准的公共 接口
系统B 内部文件
基于直接访问的数据融合 一个软件对其他软件数据格式的直接访问， 可使用单个GIS软件存取多种数据格式。 特点：避免繁琐的数据转换不要求拥有宿主软件 ，无须运行该软件。
ArcGIS数据格式转换的实现：
ArcGIS数据格式转换的实现（version 9.X）：
ArcGIS version 10.X：
复习题
1、请说明线的栅格化的流程？ 2、判断“点在多边形内”的方法有哪些？评判标准是 什么？ 3、简述基于图像数据的矢量化方法思路？
5 多元空间数据的融合
问题：由于地理数据的多语意性、多时空性、多尺度性、 获取手段的多样性、储存格式的不同以及数据模型的和数 据结构的差异等，导致多元数据的产生，给数据的集成和 信息共享带来困难。 要求：为了实现空间数据的共享，多元数据的融合已成为 GIS设计者和用户的共同要求。 主要内容：（1）遥感数据与GIS数据的融合 （2）不同格式数据的融合
06年和08年5月14号汶川地区地震前后卫星遥感影像对比，从图中可以很 明显的看到由于地震造成的山体滑坡，泥石流，道路堵塞
地 震 前
地 震 后
二、不同格式数据的融合（转换）
原因：由于GIS软件的多样性，每种GIS软件都有自己特定 的数据模型，造成数据存储和结构的不同。 目前不同GIS软件使用的空间数据格式：例如，ESRI公司 的Covergae、shapefile、E00格式等；Mapinfo公司的TAB 和MIF格式；Autodesk公司的DXF和DWG格式；MapGIS 的点（wt ）、线（wl ）、面（wp ）格式等等。
系统A内部文件
三次转换
基于数据转换标准的数据融合 采用一种空间数据的转换标准来实现空间数 据格式的转换。例如，美国国家空间数据协会制 定了统一的空间数据格式规范（SDTS） 优点：能处理多个数据集，转换次数少，系统内 部的数据格式不需公开。
系统A 内部文件
标准空间数据 交换文件格式源自系统B 内部文件基于公共接口的数据融合（又称数据互操作模式） 接口相当于一种规程，它是大家都需要遵守并 达成统一的标准。在接口中，不仅要考虑数据格式 和数据处理，而且还需要提供对数据处理应采用的 协议。 特点：独立于具体平台，转换技术抽象，数据格式 不需公开，代表数据共享方向。
系统A 内部文件
标准的公共 接口
不同格式数据之间融合（转换）的方法
基于转换器的数据融合： 这是目前GIS系统数据融合的主要方法，数据 转换一般通过交换格式进行。其存在的主要问题 是：数据转换过程复杂，系统内部数据格式需要 公开。 主要的交换文件有：DXF，MIF，E00等 。 二次转换
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
1、遥感数据与GIS数据的融合
遥感数据与GIS数据融合的优点：有利于 增强多重数据的复合能力，有利于遥感 信息提取的及时性和可靠性，有利于提 高各类数据的使用率。
案例1 遥感 影像 与数 字线 画图 的融 合
案例2 DEM与数字线画图的融合
案例3 利用SPOT5高分辨率遥感影像结合DEM进行送电线路选线