第四章 空间数据的转换与处理
空间数据的转换和处置
图4.19 数据格式转换工具
4.2 数据格式转换
基于文件旳空间数据类型涉及对多种GIS数据格式 旳支持，如coverage，shapefile，grid，image和 TIN。Geodatabase数据模型也能够在数据库中管理 一样旳空间数据类型。
表1 ArcGIS 中旳数据类型
• 基于文件旳 • 基于数据库旳空
• 4.2.2 数据格式转换
1. CAD数据旳转换 CAD数据是一种常用旳数据类型，例如大多数
旳工程图、规划图都是CAD格式。ArcGIS中旳要 素类，Shapefile数据能够转换成CAD数据，CAD数 据也能够转换成要素类和地理数据库。
4.2 数据格式转换
（1）数据输出CAD格式：将要素类或者要素层转换成CAD数据。 可利用Conversion Tools工具箱，To CAD 工具集中旳Export to CAD命令。
4.1 投影变换
单击
图标
图4.3 Define Projection对话框 图4.4 Spatial Reference属性对话框
4.1 投影变换
4.1.2 投影变换
投影变换（Project）是将一种地图投影转换为另 一种地图投影，主要涉及投影类型、投影参数或椭球 体 等 旳 变 化 。 在 ArcToolbox 旳 Data Management Tools工具箱,Projections and Transformations工具 集中分为栅格和要素类两种类型旳投影变换，其中对 栅格数据进行投影变换时，要进行重采样。
空间数据
间数据
Coverages Shapefiles Grids TINs
• Images（多 种格式旳）
Oracle Oracle with Spatial DB2 with its Spatial Type Informix with its Spatial Type SQL Server
第4章 空间数据表达汇总
GIS目前主要涉及的范围主要为岩石圈和大气圈之间
❖1.2 地理现象
➢ 地理现象的抽象过程
现实世界地圈理、系生统物主圈要、涉大及气地圈球和表电层离空层间，包括：岩石圈、水 GIS目前主要涉及的范围主要为岩石圈和大气圈之间 地图
圈、生物圈、大气圈和电离层
GIS目前主要涉及的范围主要为岩石圈和大气圈之间
自然环境系统
社会经济环境系统
地貌、土壤、气候、土地利用、 水文、生物、海洋……
人口、工业、农业、交通、 建筑、商业、科学、教育、 卫生、金融……
人地关系系统
地理系统的内部构成及其与外部系统的联系
地理系统中的各种要素特征都与地理空间位置有关
➢ 2）一维空间对象的定义
➢ 一维对象即线状空间实体，由一列有序坐标串表 示，有如下特性： 实体长度：从起点到终点的总长 弯曲度：用于表示像道路拐弯时弯曲的程度 方向性：河流方向是从上游到下游，公路则有 单向与双向之分
一维对象可以分为： 线段：两点之间的直线 弦列：相互连接无分支的线段 弧：曲线轨迹，可以用数学函数定义 拓扑连线：两个节点之间的拓扑连接，由结点 的顺序确定其方向
1. 地理系统与地理现象
❖1.1 地理系统 ❖1.2 地理现象
❖1.1 地理系统
➢ 地理系统
地理系统是一个开放的复杂系统 地理系统主要涉及地球表层空间，包括：岩石圈、水
圈、电离生层物圈、大气圈和电离层 GIS目大前气圈主要涉及的范围主要为岩石圈和大气圈之间
生物圈 水圈
GIS涉及的范围
arcgis数据更新变换
练习：数据更新变换1．背景：由于空间数据（包括地形图与DEM）都是分幅存储的，造成某一特定研究区域跨越了不同的图幅。
而当我们要获取有特定边界的研究区域时，就要对数据进行裁切、拼接、提取等操作，有时还要进行相应的投影变换。
2．目的：获取具有投影坐标系统的特定边界的DEM数据。
3．要求：通过两幅给定的DEM数据，提取出白水县县界范围内的DEM数据，并将数据转换成高斯克吕格投影系统。
通过练习，掌握数据提取、裁切、拼接及投影变换的方法。
4．数据：1幅1：25万矢量数据，为地理坐标系统，其中大地基准是D_North_American_1927,参考椭球体是Clarke 1866，这是Arcgis为Shapefile类型的数据假设的地理坐标系统（实验数据在Chapter4/Exercise1中）。
2幅1：25万DEM数据，为地理坐标系统，大地基准是D_Krasovsky_1940,参考椭球体是Krasovsky_1940。
图1 工作流程5．操作步骤：（1）白水县的行政范围的提取1）打开1：25万矢量数据（图2）。
图2 原始矢量数据2）利用Analysis Tools工具箱，Extract工具集中的Select工具，依据“name”字段，即SQL表达式设置为“"NAME" = '白水县'”，提取出白水县（图3）。
A.展开Analysis Tools工具箱，打开Extract工具集，双击Select，打开Select对话框。
B.在Input Features文本框中选择输入“E：/ChP4/Ex1/Vector”矢量数据。
C.在Output Feature Class文本框键入输出的数据的路径与名称“E：/ChP4/Ex1/vector_Select”。
D.单击Expression可选文本框旁边的按钮，打开Query Builder对话框，设置SQL表达式“"NAME" = '白水县'”。
地理信息系统第四章数据采集与处理
疏林地 733
未成林林地 734
迹地 735
针叶树疏林地 7331
阔叶树疏林地 7332
标志编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
Ⅷ
Ⅸ
分类
1
属性数据的编码——编码方法 2
平原河
3
过渡河
山地河
• 多源分类编码法： 1
2 3
常年河
对于一个特定的分类时目令河标，根据诸多不同的
消失河
分类依据分别进行12 编码，各位数字代码之间并没有隶属通不航通关河 航河系。
地理数据库四种方式: 1.全部采用文件管理 2.文件结合关系数据库管理 3.全部采用关系数据库管理 4.重新设计具有空间数据和属 性数据管理和分析功能的数 据库系统（OO－DBMS）
6.地理数据库建立
第三节 地图数字化
一、手扶跟踪数字化 数字化仪组成、数字化方式、操作步骤
二、扫描矢量化 扫描仪原理、处理流程、操作方式
地图投影变换
正解变换 反解变换 数值变换
根据两种投影在变 换区内若干同名的 坐标点，采用插值 法、有限差分法、 待定系数法等，实 现不同投影之间的 转换
空间数据处理的方法-压缩处理
数据压缩的目的
节省存贮空间 节省处理时间
空间数据处理的方法-压缩处理
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
1 2 3 4 5 6
1 2 3 4 5 6 7
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5 6 7 8
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
《地理信息系统原理》第四章空间数据表达
3、弧段坐标文件：
弧段号
坐标系列（串)
a
x1,y1,X2,y2…,x5,y5
b
……
1、弧段文件：弧—面，弧—结点关系
弧段号
起点
终点
左多边形
右多边形
a
1
5
A
-
b
5
8
A
E
4、面文件
面号
弧段号
面积
周长
…
A
a,b,h
…
…
…
…
…
…
…
…
2、节点文件： 结点—链关系
点号
横坐标
02
（一）实体数据结构 只记录空间对象的位置坐标和属性信息，不记录拓扑关系。又称简单数据结构或面条（Spaghetti）结构。 存储： 独立存储：空间对象位置直接跟随空间对象； 点位字典：点坐标独立存储，线、面由点号组成 特征 数据按点、线、面为单元进行组织，数据结构直观简单； 公共边重复存储，存在数据冗余，难以保证数据独立性和一致性； 无拓扑关系，主要用于显示、输出及一般查询； 岛或洞只作为一个简单图形，没有与外界多边形的联系； 多边形分解和合并不易进行，邻域处理较复杂； 适用范围： 制图及一般查询，不适合复杂的空间分析 实例： ArcView的Shape文件 MapInfo的Tab文件
点用一个栅格单元表示；
02
PART 01
栅格数据模型
用离散的量化栅格值表示空间实体；
01
属性明确，位置隐含；
02
栅格边长决定了栅格数据的精度；
03
数据结构简单，易与遥感结合；
04
多层数据叠合操作简单；
05
GIS软件应用说明
摘自：南京师范大学地理科学学院GIS专业课程http://202.119.109.14/dky/index.htm《GIS软件应用》课程教材：《ArcGIS9地理信息系统空间分析方法》，科学出版社，2006参考教材：《ARCGIS 8 Desktop 地理信息系统应用指南》，清华大学出版社，2002软件：ArcGIS9.0GIS软件应用是地图学与地理信息系统本科专业的选修课程，课程总学时54，计2学分，周学时3，学时分配：讲授28学时，上机实践26学时。
一、课程特点实践性很强的课程，是GIS专业学生必须掌握的基本技能。
通过课堂上和课后的大量实例练习操作，让学生在熟练掌握GIS通用软件的基础上，理解GIS的基本原理和方法，提高解决实际问题的能力。
二、课程教学目标GIS软件应用课程以熟练掌握GIS常用软件位基本目标，通过该门课程的学习，使学生不仅掌握常用GIS软件的操作，加深对GIS基本原理的理解和领会，并能够熟练运用一种GIS软件完成地理空间数据的处理和分析。
三、课程内容以ArcGIS软件为基础，以数据分析处理由浅入深的主线，在介绍ARCGIS的基本操作的基础上着重讲述ArcGIS的空间分析功能模块，培养学生针对问题建模的思想，增加其解决实际问题的能力。
主要内容如下：∙ARCGIS应用基础（ArcMap、ArcCatalog、Geoprocessing等）∙空间数据的采集与组织（Shapefile、Coverage、Geodatabase）∙空间数据的转换与处理（ArcToolbox）∙数据的可视化表达∙矢量、栅格数据的空间分析∙三维分析∙地统计分析∙水文分析∙空间分析建模四、教学方法1.原理介绍：简要讲述GIS的基本原理和方法。
2.课堂演示：在每一个基本原理与方法之后，介绍软件部分相应的功能和方法。
3.屏幕动画：大量的课后练习采用屏幕动画的形式提供给同学，作为作业答案参考资料。
五、教学组织方式课堂讲授与上机实习相结合。
4空间数据处理(1)—空间数据坐标变换
变换区内的若干同名数字化点,采用插值法, 或待定系数法等,从
而实现由一种投影的坐标到另一种投影坐标的变换.
总结
重点掌握 • 空间数据坐标变换的类型; • 几何纠正的方法及过程； • 投影转换及其类型; • 我国常用的地图投影方式; • 投影转换有哪些方法及应用情况
仿射变换原理如图所示设xxyy为数字化仪坐标xxyy为理论坐标mm11mm22为地图横向和纵向的实际比例尺两坐标系夹角为??数字化仪原点o相对于理论坐标系原点平移了aa00bb00
4 空间数据处理
第一节 空间数据坐标变换
空间数据坐标变换类型： 几何纠正：主要解决数字化原图变形等原因引起的误差，并 进行几何配准。 坐标系转换：主要解决G1S中设备坐标同用户坐标的不一致
2.再输入 4个（或多个）控制 点的正确坐标 3.自动运算
TIC1 TIC4
例证 2 ：遥感影像图的纠正
1.遥感影像图的纠正通常选用同遥感影像图比例尺相同的地
形图或正射影像图作变换标准图，
2.在选择好变换方法后， 3.在被纠正的遥感影像图和标准图上分别采集同名地物点， （所选的点在图上应分布均匀、点位合适，通常选道路交叉 点、河流桥梁等固定设施点，以保证纠正精度。）
4.进行变换运算
二、投影转换
投影转换是将一种地图投影转换为另一种地图投影，主要 包括投影类型、投影参数或椭球体等的改变。
当系统使用的数据取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。
1 地图投影的类型
圆柱投影
方位投影
圆锥投影
在上述投影中，由于辅助几何面与地球表面的关系位置
2 地图投影的转换方法
当系统使用的数据取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。
ArcGIS_9_教程_第4章_空间数据的转换与处理
第4章 空间数据的转换与处理空间数据是GIS 的一个重要组成部分。
整个GIS 都是围绕空间数据的采集、加工、存储、分析和表现展开的。
原始数据往往由于在数据结构、数据组织、数据表达等方面与用户自己的信息系统不一致而需要对原始数据进行转换与处理，如投影变换，不同数据格式之间的相互转换，以及数据的裁切、拼接等处理。
以上所述的各种数据转换与处理均可以利用ArcToolbox 中的工具实现。
在ArcGIS9中，ArcToolbox 嵌入到了ArcMap 中。
本章就投影变换、数据格式转换、数据裁切、拼接等内容分别简单介绍。
4.1 投影变换由于数据源的多样性，当数据与我们研究、分析问题的空间参考系统（坐标系统、投影方式）不一致时，就需要对数据进行投影变换。
同样，在对本身有投影信息的数据采集完成时，为了保证数据的完整性和易交换性，要对数据定义投影。
以下就地图投影及投影变换的概念做简单介绍，之后分别讲述在ArcGIS 中如何实现地图投影定义及变换。
空间数据与地球上的某个位置相对应。
对空间数据进行定位，必须将其嵌入到一个空间参照系中。
因为GIS 描述的是位于地球表面的信息，所以根据地球椭球体建立的地理坐标（经纬网）可以作为空间数据的参照系统。
而地球是一个不规则的球体，为了能够将其表面的内容显示在平面的显示器或纸面上，就必须将球面的地理坐标系统变换成平面的投图4.1椭球体表面投影到平面的微分梯形Y影坐标系统（图4.1）。
因此，运用地图投影的方法，建立地球表面和平面上点的函数关系，使地球表面上由地理坐标确定的点，在平面上有一个与它相对应的点。
地图投影的使用保证了空间信息在地域上的联系和完整性。
当系统使用的数据取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。
投影转换的方法可以采用：1. 正解变换: 通过建立一种投影变换为另一种投影的严密或近似的解析关系式，直接由一种投影的数字化坐标x 、y 变换到另一种投影的直角坐标X 、Y 。
地理空间数据处理共37页
第四章地理空间数据处理
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第四章地理空间数据处理
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第四章地理空间数据处理
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第二节 地理空间数据插值
一、基本概念 二、整体插值法 三、局部插值法
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第四章地理空间数据处理
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第二节 地理空间数据插值
一、基本概念
1.概念 – 指通过已知点或分区的数据，推求任意点或分区数据的处 理及其方法。
2.必要性 – 自然环境恶劣，数据难以采集，或由于某种原因数据缺失 – 数据分布不均匀； – 转换格式或坐标校正等变化时，需要插值；
第三节 地理空间数据的三维处理
三、其他派生数据或地形分析 1.坡度和坡向 2.等值线 3.视线图 4.地形轮廓及其他
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第四章地理空间数据处理
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第三节 地理空间数据的三维处理
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第三节 地理空间数据的三维处理
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第四章地理空间数据处理
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第三节 地理空间数据的三维处理
一、空间数据三维处理的基本概念
4.现代三维地形表达的5个层次 ① 数字高程模型；（高层次三维表达的基础） ② 数字地形模型；（如照片般的可视化地形）
③ 数字地面模型；（在数字地形模型上叠加真 实地物）
④ 虚拟现实的数字地面模型；（身临其境） ⑤ 虚拟现实/GIS数字地面模型。（与数据库挂
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第四章地理空间数据处理
12
第一节 GIS的地学基础
四、坐标变换(几何纠正或坐标校正) 含义：直角坐标之间的转换
第四章 空间数据的处理
矩阵为：
[x*, y*]=[x, y]. con sin -sin con
2.几何纠正
几何纠正是为了实现对数字化数据的坐标系 转换和图纸变形误差的改正。现有的几种商业GIS 软件一般都具有仿射变换、相似变换、二次变换 等几何纠正功能。
仿射变换与相似变换相比较，前者是假设地 图印变形而引起的实际比例尺在x和y方向都不相 同，因此，具有图纸变形的纠正功能。
a0
α
O`
b0
X
坐标变换原理
式中，设 a1 = m1cosα ， b1 = -m1sinα a2 = m2sinα ， b2= m2cosα 则上式可以简化为： X = a 0 + a 1x + a 2y Y = b 0 + b1x + b 2y 上式中含有6个参数a0、a1、a2、b0、b1、b2， 要实现仿射变换，需要知道不在同一直线上的3对控 制点的数字化坐标及其理论值，才能求得上述6个待 定参数。但在实际应用中，通常利用4个以上的点来 进行几何纠正。下面按最小二乘法原理求解待定参 数：
第四节
多元空间数据的融合
GIS技术经过近40年的发展和应用，已经积累 了大量的数据资源。但是，由于地理数据的多语义 性、多时空型、多吃毒性、获取手段的多样性、存 储格式的不同以及数据模型与数据结构的差异等，， 导致多元数据的产生，给数据的继承和信息共享困 难。为了实现空间数据的共享，特别是随因特网的 发展、数字地球的兴起和GIS应用的日益深入，多 元数据的融合已成为GIS设计者和用户的共同要求。
3.4.4 删除公共边界
第三节
空间数据的坐标变换
多种坐标体系并存会给查询、分析带来不 便，尤其是叠加、拼图，这便引出了空间数据 的坐标转换的概念。空间数据坐标转换的实质 时间里两个平面点之间的一一对应的关系，包 括几何纠正和投影转换，它们是空间数据处理 的基本内容之一。
地球空间数据的格式转换与处理方法
地球空间数据的格式转换与处理方法随着科技的不断发展，地球空间数据的获取和利用变得愈发重要。
地球空间数据是指通过卫星、飞机等手段收集的有关地球表面和大气层的各种信息。
然而，不同数据源采用的格式和处理方法各不相同，因此我们需要进行格式转换和处理，以便更好地利用这些数据。
一、地球空间数据的格式转换1. 栅格数据转换栅格数据是以像元为单位进行表示的图像，常见的栅格数据格式有TIFF、JPEG等。
然而，不同的软件和设备可能采用不同的栅格数据格式，因此在进行数据处理时需要进行格式转换。
常用的格式转换工具有GDAL、ArcGIS等，通过这些工具我们可以将栅格数据转换为我们需要的格式，便于后续的分析和处理。
2. 矢量数据转换矢量数据是以点、线、面等几何要素进行表示的数据，常见的矢量数据格式有Shapefile、GeoJSON等。
在进行地理信息系统（GIS）分析时，我们常常需要将不同格式的矢量数据进行转换。
可以使用一些开源的软件如QGIS、ArcGIS等来进行格式转换，将矢量数据转换为我们需要的格式，以便进行进一步的分析和应用。
3. 多波段数据转换多波段数据是指通过遥感传感器获取的包含多个波段的数据，如卫星影像数据。
在进行地学研究和遥感应用时，我们常常需要对多波段数据进行处理和分析。
为了方便使用，我们可以将多波段数据转换为单波段数据，以便进行更深入的分析。
这可以通过使用一些遥感软件如ENVI、IDL等来实现。
二、地球空间数据的处理方法1. 数据预处理地球空间数据的预处理是指在进行数据分析之前，对数据进行清洗和校正的过程。
在数据采集过程中，可能会受到气象条件、传感器漂移等因素的影响，导致数据的不准确或无效。
因此，我们需要对数据进行预处理，以消除这些影响。
常见的数据预处理方法包括噪声去除、粗糙匹配等。
2. 数据融合数据融合是指将来自不同传感器或不同时间的数据进行融合，以提高数据的精度和准确性。
地球空间数据融合可以采用传感器级融合、特征级融合和决策级融合等方法。
GIS04第四章 空间数据处理
无结点
C、 自动编辑，在给定容差内，自动求交并吻合在一起。
3）需要考虑两种情况
A、 要求坐标一致，而不建立拓扑关系；如 高架桥（不需打断，直接移动） B、 不仅坐标一致，且要建立之间的空间关联关系；如 道路交叉口（需要打断）
有结点
第四章 空间数据的处理
§4-2 图形编辑
4）清除假结点（伪结点）
由仅有两个线目标相关联的结点成为假结点。 A B
4°取起始点上开始的，刚才所形成多边形的最后一条边作为新的起始链， 转2°；若这条链已用过两次，即已成为两个多边形的边，则转1°。
第四章 空间数据的处理
2）建立多边形的基本过程
例：
§4-1 拓扑关系的自动建立
1°从P1开始，起始链定为P1P2,从P2点算起，P1P2最右边的链为P2P5；从P5算起， P2P5最右边 的链为P5P1,...形成的多边形为P1P2P5P1。 2°从P1开始，以P1P5为起始链，形成的多边形为P1P5P4P1。
2、在图形采集和编辑之后自动建立，其基本原理与前类似。 返回
第四章 空间数据的处理
二、多边形拓扑关系自动建立 1、链的组织
§4-1 拓扑关系的自动建立
1）找出在链的中间相交的情况，自动切成新链； 2）把链按一定顺序存储，并把链按顺序编号。
2、结点匹配 1） 把一定限差内的链的端点作为一个结点，其坐标值取 多个端点的平均值。 2）对结点顺序编号。
§4-2 图形编辑
简化为：
第四章 空间数据的处理
3、面的捕捉
§4-2 图形编辑
实际上就是判断光标点S(x,y)是否在多边形内，若在多边形内则说明捕捉到。 判断点是否在多边形内的算法主要有垂线法或转角法。 垂线法的基本思想是从光标点引垂线(实际上可以是任意方向的射线)，计算 与多边形的交点个数。 若交点个数为奇数则说明该点在多边形内；若交点个数为偶数，则该点在多 边形外。
空间数据结构的转换
空间数据结构的转换空间数据结构的转换一、介绍空间数据结构的转换是指将一种空间数据结构转换为另一种空间数据结构的过程。
在地理信息系统（GIS）和计算机图形学中，空间数据结构是用于存储和表示地理空间数据的方法。
本文将详细介绍空间数据结构的转换原理、方法和步骤。
二、常见的空间数据结构⒈点数据结构- 点数据结构是最简单的空间数据结构，用来表示地理空间中的一个点。
- 常见的点数据结构包括坐标点（x，y），经纬度点，以及地理坐标系中的点。
⒉线数据结构- 线数据结构用于表示地理空间中的线段、路径或道路等线性要素。
- 常见的线数据结构包括连续节点表示法、断点表示法和邻接数据结构。
⒊面数据结构- 面数据结构用于表示地理空间中的面状要素，如建筑物、土地利用区域等。
- 常见的面数据结构包括多边形表示法、拓扑结构和网格结构。
三、空间数据结构的转换方法⒈点到线的转换- 将点数据结构转换为线数据结构的方法包括插值法、连接法和缓冲区分析法等。
⒉点到面的转换- 将点数据结构转换为面数据结构的方法包括缓冲区分析法、点分类法和点集合法等。
⒊线到点的转换- 将线数据结构转换为点数据结构的方法包括节点提取法、折线节点化和中点插值法等。
⒋线到面的转换- 将线数据结构转换为面数据结构的方法包括缓冲区分析法、线分类法和线细化法等。
⒌面到点的转换- 将面数据结构转换为点数据结构的方法包括面顶点抽稀、面转化为点和面重心提取等。
⒍面到线的转换- 将面数据结构转换为线数据结构的方法包括边界提取法和面边界平滑法等。
四、空间数据结构的转换步骤⒈数据准备阶段- 收集和整理待转换的空间数据，确保其完整性和一致性。
⒉数据预处理阶段- 对待转换的空间数据进行必要的预处理，如数据清洗、数据筛选和数据格式转换等。
⒊空间数据结构转换阶段- 根据转换方法，将待转换的空间数据结构转换为目标空间数据结构。
⒋数据验证和调整阶段- 对转换后的空间数据进行验证，确保转换结果满足要求。
地理信息系统原理与应用4 空间数据获取和处理1.4 第四章 数据的处理和集成
第四章 空间数据的获取与处理
4.1 空间数据的获取 4.1.2 空间数据的采集
1.图形数据的采集 2.属性数据的采集
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。
人口普查 社会经济调查 各种统计资料
统计图表
文件 统计数据 实验数据
电子数据 地全球站物仪遥理、感、G数地P据S球数化据学已建G各IS种数数据据库
野外调查的原始记录等
4.1.1 数据源的种类
确定应用哪些类型的数据是由系统的功能确定。
土地的适宜性和承载力的信息系统： 地形、土壤类型、降雨、地下水位、运输条件等。
第四章 空间数据的 获取与处理
复习：
地理信息系统 GIS的组成
GIS是由计算机硬件、软件和不 同方法组成的系统，该系统设计 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。
系统管理操作人员
系系 空间 统 统 数据 硬 软
件件
复习：
空间数据特征
空间位置 属性特征 时态特征
<1 m ： 1 1 ~ 2 m： 2 2 ~ 5 m： 3 5 ~ 20 m： 4 20 ~ 50 m：5 >50m： 6
5 ~ 10 m ： 1 10 ~ 20 m： 2 20 ~ 30 m： 3 30 ~ 60 m： 4 60 ~ 120 m： 5 120 ~300 m：6 300 ~500 m：7 >500m： 8
登记部分 分类部分 控制部分
第四章 空间数据的获取与处理
《空间数据的处理》课件
空间关系分析
研究点、线、面之间的拓扑关系和空间分布 规律。
空间预测与决策分析
利用分析结果为决策提供依据，如城市规划 、资源管理等。
03
CATALOGUE
空间数据的应用领域
地理信息系统（GIS）
地理信息系统（GIS）是空间数据应 用的重要领域之一，通过地理信息系 统可以对空间数据进行采集、存储、 处理、分析和可视化，为政府、企业 和学术界提供决策支持。
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《空间数据的处理 》ppt课件
contents
目录
• 空间数据处理概述 • 空间数据处理技术 • 空间数据的应用领域 • 空间数据处理面临的挑战与解决方案 • 未来空间数据处理的发展趋势 • 案例分析
01
CATALOGUE
空间数据处理概述
空间数据的定义与特点
总结词
空间数据的定义、特点与分类
详细描述
空间数据处理的历史与发展
总结词
空间数据处理技术的演变历程与趋势
详细描述
空间数据处理技术经历了从手工处理到自动化处理、从单一技术到集成技术、从定性分析到定量分析 的演变过程。随着计算机技术、大数据、人工智能等领域的快速发展，空间数据处理技术正朝着智能 化、精细化、一体化方向发展，为各行业提供更加精准、高效的空间信息服务。
GIS在城市规划、土地资源管理、环 境保护、灾害监测、交通物流管理等 领域具有广泛的应用价值。
遥感技术应用
遥感技术是利用卫星、飞机等平台对 地球表面进行观测和监测的技术，遥 感数据具有覆盖范围广、信息量大、 更新速度快等特点。
遥感技术在土地利用监测、森林资源 调查、气象观测、农业估产等领域具 有广泛的应用价值，同时也可以为灾 害监测和应急响应提供支持。
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第四章空间数据的转换与处理1、投影变换一、定义投影1）、选择【Data Management Tools】|【Projections and Transformation】|【Define Projection】工具，打开【Define Projection】对话框；图表1【Define Projection】工具2）、在【Input Dataset or Feature Class】文本框中选择需要定义投影的数据；3）、unknown代表没有定义坐标系统，单击图标，打开【Spatial Reference Properties】对话框，设置数据的投影参数；图表 2 【Define Projection】对话框4）、定义投影有以下三种方法：（1）、单击【select…】按钮，打开【Browse for Coordinate System】对话框，为数据选择坐标系统；图表3【Spatial Reference Properties】对话框图表4【Browse for Coordinate System】对话框（2）、单击【Import…】按钮，选择一个已有某坐标系统的数据的投影信息来定义原始数据；（3）、单击【New…】按钮，新建一个坐标系统，打开【New Geographic …/Projected ...Coordinate System】对话框，进行相关参数的设定；图表5【New Geographic …/Projected ...Coordinate System】5）、定义投影后，单击【Finish】，返回上一级对话框，单击【Modify…】可修改已定义的投影，单击【Clear】可清除原有投影；6）、单击【确定】，完成操作。
二、投影变换1、栅格数据投影变换1）、选择【Data Management Tools】|【Projections and Transformation】|【Raster】|【Project Raster】工具，打开【Project Raster】对话框；图表6【Project Raster】工具2）、在【Input Raster】文本框中指定需要进行投影变换的栅格数据（已具有投影信息）；3）、在【Output Coordinate System】文本框中键入输出的栅格数据的路径与名称；图表7【Project Raster】对话框4）、单击图标，打开【Spatial Reference Properties】对话框，定义输出数据的投影,操作与上相同；图表8【Spatial Reference Properties】对话框5）、【Resampling Techinque】是可选项，默认状态为NEAREST；6）、【Out Put Cell Size】默认状态下与原数据栅格大小相同；7）、单击【OK】按钮，完成操作。
2、矢量数据的投影变换1）、选择【Data Management Tools】|【Projections and Transformation】|【Feature】|【Project】工具，打开【Project】对话框；图表9【Project】工具2）、在【Input Dataset or Feature Class】文本框中选择需要进行投影变换的矢量数据（已具有投影信息），操作同上；3）、在【Output Dataset or Feature Class】文本框中键入输出的栅格数据的路径与名称，操作同上；图表10【Project】对话框4）、单击图标，打开【Spatial Reference Properties】对话框，定义输出数据的投影，操作同上；图表11【Spatial Reference Properties】对话框5）、单击【确定】按钮，完成操作。
三、数据变换1、空间纠正1）、在ArcMap窗口工具栏空白处单击右键，勾选【Editor】和【Spatial Adjustment】工具条；2）、启动编辑：点击【Editor】下拉菜单中的【Start Editing】，启动编辑会话；图表13【Start Editing】3）、设置校正数据：在【Spatial Adjustment】工具条中选择【Spatial Adjustment】|【Set Adjust Data…】，打开对话框，设置参与纠正的数据，单击【OK】；图表14 【Set Adjust Data…】4）、设置校正方法：在‘空间校正’工具条中选择【Spatial Adjustment】|【Adjustment Methods】|【Transformation-Similarity】；图表15【Transformation-Similarity】图表16 平移前后对比5）、添加位移连接：单击【Spatial Adjustment】工具条中的图标创建位移连接；图表17添加位移连接查看Link Table：在空间校正工具条中点击图标，检查残差和RMS；图表18 Link Table6）、执行空间校正：选择【Spatial Adjustment】|【Adjustment】，执行。
1.图表19 执行空间校正2、橡皮页变换1）、启动编辑：点击【Editor】下拉菜单中的【Start Editing】，启动编辑会话；2）、设置节点捕捉：在捕捉工具条上单击【Point Snapping】；图表20 【Point Snapping】图表21 捕捉工具条3）、设置校正数据：在空间校正工具条中选择【Spatial Adjustment】|【Set Adjust Data…】，设置参与校正的数据，单击【确定】，操作同上；4）、设置校正方法：选择【Spatial Adjustment】|【Adjustment Methods】|【Rubbersheet】；图表22 【Rubbersheet】5）、设置校正方法的属性：选择【Spatial Adjustment】|【Options】，打开对话框，进入【General】选项卡，选择【Rubbersheet】，单击【Options】按钮，打开对话框，选择【Natural Neighbor】，单击【确定】；图表23 Options图表24 选择【Rubbersheet】图表25 选择【Natural Neighbor】6）、添加位移连接：单击【Spatial Adjustment】工具条中的图标创建位移连接；图表26 创建位移连接7）、添加多位移连接：单击【Spatial Adjustment】工具条中的图标创建多位移连接；图表27 创建多位移连接8）、添加标志连接：单击【Spatial Adjustment】工具条中的图标创建标志连接工具；图表28 添加标志连接9）、查看预览效果：选择【Spatial Adjustment】|【Adjustment Preview】，若不满足要求，可修改连接来提高纠正精度；图表29 Adjustment Preview10）、执行空间纠正：选择【Spatial Adjustment】|【Adjustment】；图表30 执行空间纠正11）、删除连接元素：在ArcMap主菜单中选择【Edit】|【Select all Elements】，然后按Delete键。
图表31 删除连接元素3、边匹配1）、启动编辑：点击【Editor】下拉菜单中的【Start Editing】，启动编辑会话；2）、设置捕捉环境：在捕捉工具条上单击端点捕捉；3）、设置校正数据：在空间校正工具条中选择【Spatial Adjustment】|【Set Adjust Data…】，设置参与校正的数据，单击【确定】，操作同上；4）、设置校正方法属性：选择【Spatial Adjustment】|【Adjustment Methods】|【Edge Snap】；图表32 Edge Snap5）、选择【Spatial Adjustment】|【Options】，打开对话框，进入【General】选项卡，选择【Edge Snap】，单击【Options】按钮，打开对话框，选择【Line】，单击【确定】；图表33 选择【Line】6）、进入【Edge Match】选项卡，在【Source Layer】中选择某图层，在【Target Layer】中选择另一图层，勾选【One Link for each destination point】和【Prevent duplicate Links】，单击【确定】，完成；图表34 【Edge Match】选项卡7）、添加位移连接：单击【Spatial Adjustment】工具条中的图标进行边匹配；8）、执行空间纠正：选择【Spatial Adjustment】|【Adjustment】；11）、删除连接元素：在ArcMap主菜单中选择【Edit】|【Select all Elements】，然后按Delete键。
4、地理配准见第二次作业5、翻转1）、选择【Data Management Tools】|【Projections and Transformation】|【Raster】|【Flip】工具，打开【Flip】对话框；图表35 【Flip】工具2）、在【Input Raster】文本框中选择需进行翻转变换的数据；3）、在【Output Raster Dataset】文本框中键入输出文件的路径和名称；图表36 【Flip】对话框4）、单击【OK】，完成操作。
图表37 翻转前后对比图表38 目录树增加6、镜像1）、选择【Data Management Tools】|【Projections and Transformation】|【Raster】|【Mirror】工具，打开【Mirror】对话框；图表39 【Mirror】工具2）、在【Input Raster】文本框中选择需进行镜像变换的数据；3）、在【Output Raster Dataset】文本框中键入输出文件的路径和名称；图表40 【Mirror】对话框4）、单击【OK】，完成操作。
图表41 镜像前后对比图表42 目录树变化7、重设比例尺1）、选择【Data Management Tools】|【Projections and Transformation】|【Raster】|【Rescale】工具，打开【Rescale】对话框；图表43 【Rescale】工具2）、在【Input Raster】文本框中选择需进行重设比例尺的数据；3）、在【Output Raster Dataset】文本框中键入输出文件的路径和名称；4）、在【X Scale Factor】文本框设置数据在X方向上的比例系数，值必须大于0；5）、在【Y Scale Factor】文本框设置数据在Y方向上的比例系数，值必须大于0；图表44 【Rescale】对话框6）、单击【OK】，完成操作。