地理空间数据处理.ppt
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
断裂，则图形必将在某些地方被拉伸，某些地方 被压缩，故投影变形是不可避免的。
长度变形 面积变形 角度变形
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
10
第一节 GIS的地学基础
5. 投影选择因素 – 制图区域的地理位置、形状和范围 – 制图比例尺 – 地图内容 – 出版方式
2020/1/16
一、地球表面形状 1.地球表面形状的几级近似表示
– 大地水准面: 平均海面（物理上相当于静止海面），及 其在陆地下的延伸所构成的一个闭合的环球水准面。 它是重力测量和高程起算的基准面。（绝对高程，海 拔高度）
– 地球椭球体： 由地球长、短半轴确定的的实际形状。 （与大地水准面相差不到一二百米）
– 方法：用多项式拟合已知的数据值，并用于估算其他 的点。
– 线形或一阶趋势面方程：Zx,y=b0+b1X+B2y – 软件自带，最小二乘法计算 – 示例
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
17
第二节 地理空间数据插值
2.边界内插法 3.回归模型法
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
第四章 地理空间数据处理
2020/1/16
第一节 GIS的地学基础 第二节 地理空间数据插值 第三节 地理空间数据的三维处理
第四章地理空间数据处理
1
第一节 GIS的地学基础
一、地球表面形状 二、地理坐标 三、地图投影 四、坐标变换
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
2
第一节 GIS的地学基础
– 地球正球体：精度要求不高时，可以近似表示。
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
3
第一节 GIS的地学基础
2.两种椭球体 根据逼近方式不同，地球椭球体分为两类：
– 参考椭球体；（在局部范围内逼近大地水准面） – 平均椭球体；（在全球范围内逼近大地水准面） 参考椭球体是局部定位的地球椭球体，是具体国家 “大地测量网”的基础。为什么？
6
第一节 GIS的地学基础
3. 投影实质 建立地球椭球面上经纬线网和平面上相应经纬线网
的数学基础，也就是建立地球椭球面上的点的地理坐
标（λ，φ）与平面上对应点的平面坐标（x，y）之间
的函数关系：
x f1 ( , ) y f 2 (, )
当给定不同的具体条件时，将得到不同类型的投影 方式。
– 栅格数据（卫星，航空测量）； – 较均匀的采样数据； – 不均匀或不规则的数据。
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
16
第二节 地理空间数据插值
二、整体插值法（全局方法） 含义：利用每个可利用的控制点来构建一个方程或一个模
型，而后该模型可用于估算未知数值。 1.趋势面分析（趋势面模型）
第四章地理空间数据处理
11
第一节 GIS的地学基础
6. 我国常用地图投影 – 1：100万：兰勃投影（正轴等积割圆锥投影） – 大部分分省图、大多数同级比例尺也采用兰勃投影 – 1：50万、1：25万、1：10万、1：5万、1：2.5万、1:1 万、1：5000采用高斯—克吕格投影。
2020/1/16
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
13
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
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
14
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Hale Waihona Puke Baidu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；
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
7
地图投影：投影实质
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
8
2020/1/16
直接建立在球体上的地理坐标，用 经度和纬度表达地理对象位置
投 影
建立在平面上的直角坐标系统，用
（x，y）表达地理对象位置
第四章地理空间数据处理
9
第一节 GIS的地学基础
4.投影变形 将不可展的地球椭球面展开成平面，并且不能有
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
X’=F1（X，Y）和Y’=F1（X，Y）关系式对坐标进行转换
分两类： – 地理坐标化； – 配准或校准；（不一定要转换为地理坐标）
技术路线：寻找地面控制点。线形关系；非线形关系。
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
20
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 1.基本思路
18
第二节 地理空间数据插值
三、局部插值法 含义：只能使用邻近点或样本数据来估算未知的点。 方法：
– 最邻近点法（泰森多边形法）； – 移动平均插值法（距离倒数插值法）
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
19
第三节 地理空间数据的三维处理
一、基本概念 二、数字高程模型及其生成 三、其他派生数据或地形分析
三、地图投影 1.定义：将地球椭球面上的点映射到平面上的方法，称为
地图投影
2.原因: ① 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 ② 地球椭球体为不可展曲面 ③ 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
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
15
第二节 地理空间数据插值
3.内容：内插；外推 4.原则：尽量减少因插值带来的数据质量损失，空间变量
数据源的分布最好比较适应空间变量的分布特点。 – 空间变量的分布特点：缓变（稀疏），剧变（密集），
跃变（沿跃变带密集采样） 5.GIS中常见的数据源在空间分布上的类型
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
4
第一节 GIS的地学基础
二、地理坐标（三种地理坐标） 地心坐标：GPS测得的坐标 大地坐标（依据参考椭球体建立）：GIS中常用的，具体
国家的大地测量的地理坐标。 单纯的球面坐标（天文经纬度）
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
5
第一节 GIS的地学基础
长度变形 面积变形 角度变形
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
10
第一节 GIS的地学基础
5. 投影选择因素 – 制图区域的地理位置、形状和范围 – 制图比例尺 – 地图内容 – 出版方式
2020/1/16
一、地球表面形状 1.地球表面形状的几级近似表示
– 大地水准面: 平均海面（物理上相当于静止海面），及 其在陆地下的延伸所构成的一个闭合的环球水准面。 它是重力测量和高程起算的基准面。（绝对高程，海 拔高度）
– 地球椭球体： 由地球长、短半轴确定的的实际形状。 （与大地水准面相差不到一二百米）
– 方法：用多项式拟合已知的数据值，并用于估算其他 的点。
– 线形或一阶趋势面方程：Zx,y=b0+b1X+B2y – 软件自带，最小二乘法计算 – 示例
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
17
第二节 地理空间数据插值
2.边界内插法 3.回归模型法
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
第四章 地理空间数据处理
2020/1/16
第一节 GIS的地学基础 第二节 地理空间数据插值 第三节 地理空间数据的三维处理
第四章地理空间数据处理
1
第一节 GIS的地学基础
一、地球表面形状 二、地理坐标 三、地图投影 四、坐标变换
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
2
第一节 GIS的地学基础
– 地球正球体：精度要求不高时，可以近似表示。
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
3
第一节 GIS的地学基础
2.两种椭球体 根据逼近方式不同，地球椭球体分为两类：
– 参考椭球体；（在局部范围内逼近大地水准面） – 平均椭球体；（在全球范围内逼近大地水准面） 参考椭球体是局部定位的地球椭球体，是具体国家 “大地测量网”的基础。为什么？
6
第一节 GIS的地学基础
3. 投影实质 建立地球椭球面上经纬线网和平面上相应经纬线网
的数学基础，也就是建立地球椭球面上的点的地理坐
标（λ，φ）与平面上对应点的平面坐标（x，y）之间
的函数关系：
x f1 ( , ) y f 2 (, )
当给定不同的具体条件时，将得到不同类型的投影 方式。
– 栅格数据（卫星，航空测量）； – 较均匀的采样数据； – 不均匀或不规则的数据。
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
16
第二节 地理空间数据插值
二、整体插值法（全局方法） 含义：利用每个可利用的控制点来构建一个方程或一个模
型，而后该模型可用于估算未知数值。 1.趋势面分析（趋势面模型）
第四章地理空间数据处理
11
第一节 GIS的地学基础
6. 我国常用地图投影 – 1：100万：兰勃投影（正轴等积割圆锥投影） – 大部分分省图、大多数同级比例尺也采用兰勃投影 – 1：50万、1：25万、1：10万、1：5万、1：2.5万、1:1 万、1：5000采用高斯—克吕格投影。
2020/1/16
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
13
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
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
14
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Hale Waihona Puke Baidu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；
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
7
地图投影：投影实质
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
8
2020/1/16
直接建立在球体上的地理坐标，用 经度和纬度表达地理对象位置
投 影
建立在平面上的直角坐标系统，用
（x，y）表达地理对象位置
第四章地理空间数据处理
9
第一节 GIS的地学基础
4.投影变形 将不可展的地球椭球面展开成平面，并且不能有
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
X’=F1（X，Y）和Y’=F1（X，Y）关系式对坐标进行转换
分两类： – 地理坐标化； – 配准或校准；（不一定要转换为地理坐标）
技术路线：寻找地面控制点。线形关系；非线形关系。
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
20
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 1.基本思路
18
第二节 地理空间数据插值
三、局部插值法 含义：只能使用邻近点或样本数据来估算未知的点。 方法：
– 最邻近点法（泰森多边形法）； – 移动平均插值法（距离倒数插值法）
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
19
第三节 地理空间数据的三维处理
一、基本概念 二、数字高程模型及其生成 三、其他派生数据或地形分析
三、地图投影 1.定义：将地球椭球面上的点映射到平面上的方法，称为
地图投影
2.原因: ① 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 ② 地球椭球体为不可展曲面 ③ 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
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
15
第二节 地理空间数据插值
3.内容：内插；外推 4.原则：尽量减少因插值带来的数据质量损失，空间变量
数据源的分布最好比较适应空间变量的分布特点。 – 空间变量的分布特点：缓变（稀疏），剧变（密集），
跃变（沿跃变带密集采样） 5.GIS中常见的数据源在空间分布上的类型
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
4
第一节 GIS的地学基础
二、地理坐标（三种地理坐标） 地心坐标：GPS测得的坐标 大地坐标（依据参考椭球体建立）：GIS中常用的，具体
国家的大地测量的地理坐标。 单纯的球面坐标（天文经纬度）
2020/1/16
第四章地理空间数据处理
5
第一节 GIS的地学基础