第6讲+++空间数据采集
牟乃夏ppt-第4章 空间数据的采集
6
4.3.4 数据分层
数据分层是当前GIS软件处理空间数据最基本的策略，数据分 层过程中一般应遵循以下原则： (1)不同类的要素分布在不同的图层。 (2)不同几何形状的要素分布在不同的图层。 (3)同种性质、不同类别的地物分布在不同图层；但同种类型，不 同等级的地物宜放在同一图层。 (4)不同时段的数据分布在不同的图层上。
18
(5)单击【空间校正】--【选项】，打开【校正属性】对话框， 单击【常规】选项卡，在【校正方法】下拉框中选择“橡皮页变 换”，如图4.19所示。单击【选项】按钮，打开【橡皮页变换】 对话框，选中【自然领域法】单选按钮，单击【确定】按钮，返 回【校正属性】对话框，再次单击【确定】按钮，完成设置。 (6)在主菜单中单击【书签】--【ImportStreets]，单击【空间 校正】工具条上的按钮 ，添加位移连接，如图4.20所示。 (7)单击【书签】--【Curve features】，定位到该研究区域。 单击【空间校正】工具条上的按钮 ，先单击ImportStreets图层 中的弯曲的道路要素，再单击ExistingStreets图层中的弯曲的道 路要素，系统提示输入要创建的连接的数量，接受默认值10，回 车确认，地图中即会显示多个连接，如图4.21所示。用同样的方 式为其他弯曲的要素创建多个连接。 (8)单击【空间校正】工具条上的按钮 ，缩小地图并在如图 4.22所示在5个交叉点处添加5个标识连接。在关键交叉点处添加 标识连接以确保要素位置保持不变。
20
图 4.19 橡皮页变换【属性校正】设置
21
图 4.20 位移连接示意图
22
图 4.21 使用【多位移连接】工 具为弯曲处创建位移连接
图 4.22 添加标识连接
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第6讲 空间形态
空间物体的维数与延展度
空间物体的维数：随应用环境而定，取决 于分析空间的维数。 空间物体的延展度反映了空间物体的空间 延展特性。
– 点、线、面、曲面（体）的延展度分别为0，1， 2， 3。
空间物体的维数与延展度的意义
空间物体的维数和延展度构成了对空间物体的特 征的概括与描述。是对空间物体以数值表示的坐 标串的补充，可以用来进行空间分析运算、语法 正确性和数据正确性的检验。
地图投影系统
圆锥、圆柱和方位投影示意图
按照变形性质的投影分类
等角（conformal）投影： 正形投影，保证投影 后，任意两条微分线段构成的角度不产生变形。 等面积投影：保证投影前后面积保持不变，但形 状变形却随远离中心的程度而逐渐增大，对于专 题图：人口密度图、土地利用图、经济图等 任意投影：投影后既不保持角度也不保持面积不 变。同时存在角度、长度和面积变形。
空间物体
空间物体是指具有确定的位置和形态特征并具有 地理意义的地理空间的物体。
– 确定的位置：指至少在给定的时刻，空间物体具有确 定的位置； – 确定的形状：并不意味着空间物体必须是可见的、可 触及的实体，亦可以是不可见的概念上的东西，如境 界、航线等。 –地理意义：指特定的地学应用环境中，被认为具有确 认和分析的必要。排除了诸如办公室里的一张桌子和 桌子上的一本书作为空间物体来研究的可能。
地理坐标系
对于地球上的任意一点P， 其在椭球表面 的位置（地理位置）是由（，）来表示 的，为地理纬度，为地理经度
讨
论
多坐标系统之间的坐标转换问题 坐标系统转换中的精度问题 带与带之间的快速衔接、转换问题 梯形图幅的接边问题
Arcgic学校选址课程设计总结
Arcgic学校选址课程设计总结一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握ArcGIS在地理信息科学中的应用，特别是学校选址的基本原理和操作流程。
2. 学生能够运用GIS数据采集、处理、分析等功能，对不同地理位置的适宜性进行评估。
3. 学生能够掌握基本的地图制作和空间数据分析方法，并应用于实际问题的解决。
技能目标：1. 学生能够独立操作ArcGIS软件，进行地图的创建、编辑和管理。
2. 学生能够利用GIS工具，执行空间查询和空间分析，解决选址问题。
3. 学生通过实际案例分析，提高解决问题的能力，形成批判性思维。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对地理信息科学的兴趣，激发探索未知世界的热情。
2. 学生通过小组合作，培养团队协作精神，增强集体荣誉感。
3. 学生能够认识到科学选址对教育资源公平分配的重要性，树立社会责任感。
课程性质分析：本课程为高中地理选修课程，结合ArcGIS软件进行实际案例分析，旨在提高学生的地理信息素养和实际问题解决能力。
学生特点分析：高中学生具有较强的逻辑思维能力和问题解决能力，对信息技术有较高的接受度，但对GIS软件操作可能存在一定难度。
教学要求：1. 教师需提供详细的操作指导，帮助学生掌握GIS软件的使用。
2. 教学过程中注重启发式教学，引导学生主动探究问题。
3. 教学评价应关注学生在知识、技能和情感态度价值观方面的综合表现。
二、教学内容1. GIS基本概念与功能：介绍地理信息系统的定义、构成要素及其在教育、城市规划等领域的应用。
- 教材章节：第一章 地理信息系统概述2. ArcGIS软件操作基础：讲解ArcGIS软件的界面、工具栏、基本操作方法。
- 教材章节：第二章 ArcGIS软件操作基础3. 空间数据采集与处理：学习空间数据的采集、编辑、导入和导出等操作。
- 教材章节：第三章 空间数据采集与处理4. 空间分析与应用：介绍空间分析的基本方法，如缓冲区分析、叠加分析等，并应用于学校选址案例。
《地理信息系统原理与应用》教学大纲
《地理信息系统原理与应用》教学大纲一、说明（一）本课程的目的、要求《地理信息系统原理与应用》是人文地理与城乡规划专业方向必修课，适用于人文地理与城乡规划专业本科生教学。
通过本课程的学习，学生能够了解地理信息系统的产生背景、功能、应用领域及发展方向；掌握GIS的基本概念、GIS的数据结构、GIS数据输入存储编辑方法、GIS空间分析方法、GIS产品等知识点；学会把GIS技术、GIS思想应用于人文地理与城乡规划方面。
通过本课程的学习，学生应对GIS有一个较全面的了解，掌握利用GIS解决人文地理与城乡规划方面实际问题的能力。
（二）内容选取和实施中注意的问题1.本课程主要介绍GIS的基本概念、基本理论和方法。
在教学中应尽量采用通俗易懂、形象化语言和多媒体，密切联系生产、科研、实际，着重讲清GIS基本概念、基本理论和分析问题、解决问题的方法。
2.注意培养学生利用GIS解决实际问题的思路。
3.安排一定学时的实习实践课。
使学生在基本理论指导下，掌握GIS软件的一般使用方法，提高解决问题的能力。
4.根据课程进程的需要，适当的布置课外作业，帮助学生巩固课堂所学知识，锻炼学生分析问题的能力。
（三）教学方法本课程通过课堂讲授、实习操作、课后习题等方式来达到教学目的。
（四）考核方式考核按平时作业（占10％）、实验（占30％）和期末考试（占60％）考核。
期末考试采用闭卷考察的方式。
（五）教学内容与学时分配二、大纲内容第一章绪论1.数据与信息的概念以及两者之间的关系，地理信息与地理信息系统的概念2.地理信息系统的基本组成3.地理信息系统的基本功能和应用领域4.地理信息系统的发展概况说明和要求:本章讲解GIS一些最基本的概念，地理信息系统的概念、数据与信息之间的关键。
第二章地理信息系统的数据结构1.地理空间的概念及空间实体的表达方法2.空间数据的基本特征3.空间数据的计算机表达方法4.矢量数据结构、栅格数据结构的特点5.空间数据结构的建立方法说明和要求：本章主要讲解GIS空间数据的概念、矢量数据和栅格数据的结构及空间数据的拓扑关系。
第6章 空间数据采集与处理
第6章空间数据采集与处理整个地理信息系统就是围绕着空间数据的采集、处理、存储、分析和表现而展开的，因此空间数据来源、采集手段、生成工艺、数据质量都直接影响到地理信息系统应用的潜力、成本和效率。
本章首先介绍数据源及其基本特征，同时概述空间数据采集与处理的基本流程；在此基础上，分别介绍空间数据和属性数据的采集方式，数据编辑、数学基础变换以及数据重构等数据处理的原理与方法；然后讲解了数据质量评价与控制相关理论，最后简述了数据入库的主要流程。
6.1概述空间数据的准确、高效的获取是GIS健壮运行的基础。
空间数据的来源多种多样，包括地图数据、野外实测数据、空间定位数据、摄影测量与遥感图像、多媒体数据等等。
不同的数据有不同的采集方法，能够获取的空间数据也不尽相同，这其中涉及到：①数据源的选择；②采集方法的确定；③数据的进一步编辑与处理，包括错误消除、数学基础变换、数据结构与格式的重构、图形的拼接、拓扑的生成、数据的压缩、质量的评价与控制等等，保证采集的各类数据符合数据入库及空间分析的需求；④数据入库，让采集的空间数据统一进入空间数据库。
本章将系统介绍数据采集与处理过程所涉及的理论方法和关键技术。
6.1.1数据源分类GIS数据源比较丰富，类型多种多样，通常可以根据数据获取方式或数据表现形式进行分类（图6.1）。
根据数据获取方式可以分为：①地图数据。
地图是传统的空间数据存储和表达的方式，数据丰富且具有很高的精度。
国家基本比例尺系列地形图以及各类专题地图，经过数字化处理，是GIS最重要的数据源之一；②遥感影像数据。
随着航空、航天和卫星遥感技术的发展，遥感影像数据以其现时性强等诸多优点迅速成为GIS的主要数据源之一。
摄影测量技术可以从立体像对中获取地形数据，对遥感影像的解译和判读还可以得到诸如土地利用类型图、植被覆盖类型等等诸多数据信息；③实测数据。
各种野外、实地测量数据也是GIS常用的获取数据的方式。
实测数据具有精度高、现势性强等优点，可以根据系统需要灵活地进行补充。
可编程逻辑控制器。LC技术培训班CC组态软件介绍
SIMATIC WinCC 组态软件介绍
传统控制系统有诸多不足：控制器与现场设备之间 靠I/O连线连接，传送4-20 ma模拟量信号或24V DC 等开关量信号，并以此监控现场设备．这样，控制 器获取信息量有限，大量的数据如设备参数，故障 及故障记录等数据很难得到．底层数据不全，信息 集成能力不强，不能完全满足自动化系统对底层数 据的要求；除现场设备均靠标准4-20 ma／24V DC连 接外，系统其它软，硬件通常只能使用一家产 品．不同厂家产品之间缺乏互操作性，互换性，因 此开放性，可集成性差．
对过程标签的标签分类管理
在内部标签文件夹中建立的标签（内部标签）不支持 过程值。标签组用来对标签进行组织分类。为了改善 分类的清晰程度，将全部标签分配成若干个标签组。
对内部标签的标签分类管理
如果在WinCC浏览器中的标签管理节点没有被打开， 则用鼠标双击打开它。 在内部标签上在这鼠标右键。 在显示的弹出菜单上，在这新标签项。
对WinCC项目Qckstart; 建立一个新的 连接
对WinCC项目Qckstart; 建立一个新的 连接
在右面的属 性对话框中， 在名称场位 置，写入
PLC1。
在 这 OK 按 钮。
标签和标签组(Tags and Tag Groups )
在WinCC中使用的标签，既可以表示一个实际值，例如， 表示水箱中的填充水位，也可以是WinCC中的一个内部变 量，这些变量是用来计算或仿真的。 在WinCC和自动化系统之间进行数据交换的连接是过程标 签（外部标签external tags）。在WinCC中，每一个过 程标签相应于所连接自动化系统存储器中的某一个过程 值。在实时运行时，WinCC读过程值储存在自动化系统中 的数据区，从而决定了过程标签的值。例如，一个水箱 的填充水位是由水位传感器测量得到的，并储存在PLC中， 通过一个连接（通信通道），填充水位值转移到WinCC中。
空间数据的采集与处理
▪ 3、逻辑检查法。如根据数据拓扑一致性进行检验，将弧段连成多边形， 进行数字化误差的检查。有许多软件已能自动进行多边形结点的自动平 差。另外，对属性数据的检查一般也最先用这种方法，检查属性数据的 值是否超过其取值范围。属性数据之间或属性数据与地理实体之间是否 有荒谬的组合。
方法数字化，并经过编辑处理，变成系统可以存储管理和 分析的形式。空间数据的采集主要包括属性数据和图形数 据的采集
▪ 对于属性数据的采集经常是通过键盘直接输入； ▪ 图形数据的采集实际上就是图形数字化的过程。
• GIS的核心是地理数据库，建立gis的第一步就是对有关
空间实体的几何数据和属性数据进行合理的组织，形成地 理数据库，这个过程也就是gis的数据采集。
• 遥感影像是地理信息系统中一个极其重要的数据源。它具有下列一些
特点：
▪ ①能取得大面积、综合的信息； ▪ ②速度快； ▪ ③降低数据储存冗余和不连续性； ▪ ④能提供各类专题所需要的信息。
• 文字数据主要用来描述空间对象的属性，比如人口数据、经济数据、
土壤成份、环境数据
• 确定应用哪些类型的数据是由系统的功能所确定的。例如要建立一个
6
400 ～500 米
7
500 ～1000米
1000～2000米
1
弯曲度：2.5公里弯曲 深度 宽度
2
>40 >50 >50
3
>40 >50 >75
24
4
>25 >50 >75
5
1.3数据的采集与编码——数字化教学设计2023—2024学年浙教版(2019)高中信息技术必修1
本节课的核心素养目标主要包括数据处理能力、信息素养和问题解决能力。通过学习数据的采集与编码，学生将能够掌握数据处理的基本方法，提高数据处理能力；了解信息编码的基本原理，提升信息素养；同时，通过实际操作，培养学生的动手能力和问题解决能力，使他们在面对实际问题时，能够运用所学知识进行有效的数据采集和编码，找到解决问题的方法。
3.在实践活动环节，给予学生更多的指导和支持，帮助他们在实验操作中解决问题，提高实践能力。
4.在学生小组讨论环节，通过提出开放性问题，引导学生进行深入思考，让他们能够提出独特的观点，并学会用数据采集与编码的知识来支持他们的观点。
5.加强教学资源的整合与利用，与其他学科的老师进行合作，共享相关教学资源，丰富教学内容，提高教学效果。
3.实验器材：本节课可能涉及到一些实验操作，如问卷调查、数据整理与清洗的实际操作等。因此，需要准备相应的实验器材，如问卷调查表、计算机、统计软件等。同时，要确保实验器材的完整性和安全性，提前检查设备是否正常运行，避免在实验过程中出现故障。
4.教室布置：根据教学需要，对教室进行适当的布置。如果需要进行分组讨论，可以设置讨论区，提供舒适的座位和足够的空间；如果需要进行实验操作，可以布置实验操作台，确保每个小组都有足够的空间进行实验。此外，还可以利用多媒体设备，如投影仪、白板等，方便展示教学内容和学生成果。
2.技能提升：学生将提升数据处理能力，包括数据整理、清洗和编码等。他们能够运用所学知识进行实际的数据采集与编码操作，提高解决问题的能力。
3.核心素养培养：学生将培养信息素养、创新意识和团队合作意识。他们能够主动寻找和利用信息资源，运用数据采集与编码的知识解决实际问题，并与团队成员合作，共同完成任务。
此外，在实践活动环节，我应该给予学生更多的指导和支持。有些学生可能在实验操作中遇到困难，我可以通过一对一的辅导或小组讨论的方式，帮助他们解决问题，提高他们的实践能力。
《GIS设计》课程设计指导书
《GIS设计》课程设计指导书理学院GIS教研室20010年8月一、课程设计大纲第一部分概述课程设计是对地理信息系统专业学生的一种全面综合训练，是与课堂听讲、自学和练习相辅相成的、必不可少的一个教学环节。
课程设计的重点在于将前3年所学的专业理论与技术综合应用，使学生学会如何从总体上把握地理信息系统项目，以及地理信息系统各阶段的主要任务和实现的方法，从而将一个地理信息系统项目作为一个整体来设计和实现。
另外在实现课程设计任务的过程中，协调小组成员的工作，初步养成相互帮助、互相交流、齐心协力完成共同任务的习惯，对于学生日后进入社会参加实际工作也有重要意义。
本课程是实践性很强的课程，不仅要求学生掌握理论知识，更重要的是将理论知识应用到系统设计的实践中。
因此，本课程用全部课时的1/3进行课程设计，对地理信息系统工程的全过程进行实践，以加深对理论学习的认识，提高学生的动手能力，以全面的实现本课程的学习要求。
需要强调的是，程序设计并不是地理信息系统工程的全部。
传统上的程序设计在一定程度上是偏重于计算机科学的领域，属于较抽象一些的范畴，而软件工程则是要实实在在地做出一个满足用户要求的系统出来，这是一个很具体的实践过程，因此作为一个软件开发者来讲，就必须具备从事工程实践的技能，包括软件项目的系统分析、编写文档、源码设计与控制、使用工具等等基本技能，这就是本课程设计要实现的一个目标。
另外，软件开发设计者还需要另一个技能，就是对软件的具体应用领域知识的掌握。
一个应用软件系统总是会应用于某一具体领域，因此，开发人员首先应该对应用领域的背景知识有一定的掌握，而这个要求常常被忽略，开发人员常常仅仅把自己定位于纯粹软件开发技术领域，没有自己主动去了解相关背景知识的意识或需求，而事实上产业界最需要的恰恰是对它技术和行业知识都精通的软件开发人员。
所以说，软件开发人员应该从心理上作好积极的准备去学习软件行业应用领域的知识，帮助学生建立这样的意识，这也是本课程设计要实现另一个目标。
《地理信息系统》课程教学大纲
《地理信息系统》课程教学大纲课程编号：031301009课程名称：地理信息系统英文名称： Geographical Information System课程性质：专业课程总学时：54学分：3适用对象：地理科学专业四年制本科生先修课程：地图学；遥感；计算机语言；数据库管理；一、编写说明（一）本课程的性质、地位和作用《地理信息系统》是高校地理专业的必修课，它是一门介于地球科学与信息科学之间的交叉学科，GIS已成为现代地学研究的强有力的技术工具，代表着地理学发展的一个重要方向，GIS技术的不断发展和日趋成熟，在社会上将会得到广泛应用，它对地理学的振兴有重要意义。
本课程的任务是让学生掌握地理信息系统的基本理论，空间数据的处理和分析方法，培养学生地理信息系统技术的初步应用能力。
（二）教学基本要求1.了解地理信息系统的基本概念、构成、功能及其发展趋势。
2.理解地理空间（图形）数据的特征及其计算机表示方法，空间数据的处理方法。
3.掌握空间数据库的基本理论。
4.掌握空间分析的原理与方法。
5.掌握常用地学分析模型的建立以及地理信息系统开发与设计方法。
6.理解并掌握地理信息系统产品的输出与设计。
（三）课程教学方法和手段1. 地理信息系统是一门应用性和实践性都很强的专业课，因此本课程以讲授与上机实践相结方式合授课，尽可能有准备、有针对性的开展符合教学特点的多媒体教学。
2. 正确处理知识传授和训练的关系，尽量作到精讲多练，以便让学生能有更多的时间上机练习和操作。
3.有计划、有目的地开展教学讨论活动，同时，让有兴趣的同学参与教师的相关科研项目和活动。
（四）实践环节1.实验（上机操作）2.主要内容与要求：包括手扶数字化仪的使用、图形屏幕数字化与编辑、空间数据库组织、建立及数据分析、地理信息输出-辅助制图等。
3.学时分配：12学时（五）教学时数分配表（六）本课程与其它课程的联系地理信息系统，是六十年代开始迅速发展起来的地理学研究的新技术，是多种学科交叉的产物。
《4.1 采集数据》教学设计教学反思
《采集数据》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 知识与技能：学生能够了解数据采集的基本概念和方法，掌握数据采集设备的操作技能。
2. 过程与方法：通过实践活动，培养学生的动手能力和观察能力，使学生学会从实践中获取数据。
3. 情感态度与价值观：通过数据采集活动，培养学生的科学态度和团队合作精神。
二、教学重难点1. 教学重点：掌握数据采集的基本方法和设备操作技能。
2. 教学难点：如何引导学生正确理解数据采集的意义和价值，以及如何在实践中获取有效数据。
三、教学准备1. 准备数据采集设备（如传感器、数据采集卡等）和相关软件。
2. 准备实践活动场景，如温度、湿度、压力等测量实验。
3. 准备教学PPT和相关视频资料。
4. 安排学生分组，每组选派一名组长负责组织活动。
四、教学过程：（一）导入新课（5分钟）1. 复习旧知识：回顾小学科学课中关于数据收集的相关知识，如数据记录表、数据收集卡等。
2. 引出新知识：介绍中职信息技术课程中《采集数据》的内容，包括如何使用各种工具和方法进行数据采集，以及如何分析数据。
3. 强调学习目标：通过本节课的学习，学生能够掌握数据采集的方法和技巧，能够独立完成简单的数据采集任务。
（二）新课教学（20分钟）1. 数据采集工具介绍：展示各种数据采集工具，如智能手机、平板电脑、传感器、摄像头等，并介绍其特点和适用场景。
2. 数据采集方法讲解：针对不同的数据采集任务，讲解相应的采集方法，如通过手机APP采集社交媒体数据、通过传感器采集温度和湿度数据等。
3. 案例分析：以实际案例为例，分析数据采集的过程和注意事项，帮助学生更好地理解数据采集的方法和技巧。
4. 学生实践：给学生布置一个简单的数据采集任务，如记录一周内的天气情况，让学生实际操作数据采集工具和方法，巩固所学知识。
（三）小组讨论（10分钟）1. 组织学生分组：将学生分成若干小组，每组推荐一名组长，负责组织讨论和协调工作。
2. 小组讨论：各小组围绕数据采集过程中遇到的问题和困难展开讨论，提出解决方案和建议。
地理信息系统期末复习题
第一章绪论一、专业术语：1.数据是指对某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数值、字符、图像、图形、声音、视频等。
在计算机中数据按符号进行存储和处理。
2.信息狭义信息论的定义：两次不定性之差，即指人们获得信息前后对事物认识的差别。
广义信息论的定义：指主体（人、生物、机器）及客体（环境、其他人、生物或机器）之间相互联系的一种形式，是主体和客体之间的一切有用的消息或知识，是表征事物性质、特征和状态的一种普遍形式。
3.地理信息系统：是计算机硬件、软件、地理数据和人的有机组合，用来有效地获取、存储、更新、处理、分析和显示所有及地理（空间）有关的各类信息二、基础部分1.地理特征和现象的数据描述包括空间位置，属性特征及时域特征三部分。
2.的基本功能：1、数据采集、编辑和处理2、数据存储和数据库管理3、空间信息的处理和变换4、空间信息的浏览和查询5、信息显示和输出6、空间分析和空间模拟7、二次开发功能3.的基本组成部分：计算机硬件系统、软件系统、网络、空间数据、应用模型管理及应用人员。
4.介绍几款常用的工具型平台：介绍几款常用的工具型平台: (、 )美国环境系统研究所公司 .产品。
提供了用于地理数据的自动输入、处理、分析和显示的强大功能 , 。
.桌面型,由于其数据结构，空间分析功能相对较弱。
但由于造价低，在国内市场占有率较高。
3D 。
创建及管理空间数据的主要的工程平台。
通过使用强大的;工具使工作流程化，提高工作效率。
：科学院超图公司。
：武汉测绘大学研究中心。
：中国地质大学（武汉）信息工程学院三、拓展部分1.谈谈你对地理信息系统的理解：1地理信息系统是传统科学及现代技术相结合而产生的边缘学科，因此它明显的体现出多学科交叉的特征，这些交叉学科的基础理论同样构成地理信息系统的基础理论体系；2地理信息系统通常是指计算机化的信息系统，需要得到计算机硬件和软件系统的支持。
地理信息系统中，信息的流动及信息流动的结果，完全由计算机程序的运行和数据的交换来仿真；3.处理的对象为地理空间信息。
地理信息系统概论
1.1.3 地理数据与地理信息
空间位置数据（空间数据或几何数据）描述地物所在位置，相对位置或绝对位置 属性数据（非空间数据）属于一定地物、描述其特征的定性或定量指标 时态特征数据是指地理数据采集或地理现象发生的时刻或时段，该数据对环境模拟分析非常重要。 空间位置、属性及时间是地理空间分析的三大基本要素。
1 GIS的基本概念
1.1.1 信息 信息(information)是向人们或机器提供关于现 实世界新的事实的知识，是数据、消息中所包含 的意义，它不随载体物理设备形式的改变而改变。 狭义：是指人们获得信息前后对事物认识的差别 广义：是指主体(人、生物和机器)与外部客体 (环境、其它人、生物和机器)之间相互联系的一种形式。 信息是以一定规则组织在一起的事实的集合。 信息的特点： 客观性，适用性 ，传输性，共享性
组成信息系统的四大要素
硬件
数据（知识）
软件
用户
信息系统的三个管理层次
操作层（底层）
战术层（中间层）
战略层（顶层）
操作员
决定方向的 战略决策者
高中层的 管理人员
1.2.2 信息系统的类型
信息系统 按功能分类（①~④） 事务处理系统(Transaction Process System, TPS)主要用以支持操作层人员的日常活动。它主要负责处理日常事务。 管理信息系统(Management Information System, MIS):需要包含组织中的事务处理系统，并提供了内部综合形式的数据，以及外部组织的一般范围和大范围的数据。 决策支持系统(Decision Support System, DSS)是一组处理数据和进行推测的分析程序，用以支持管理者制定决策。包括分析决策模型、MIS中的信息和决策者的推测。
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6.1 空间数据采集
地图数字化 手工矢量数字化：手扶跟踪，全屏幕数字 化 扫描矢量数字化：扫描仪直接把图形(如 地形图)和图像(如遥感影像、照片)扫描输 入到计算机中，以象素信息进行存储表示, 然后经过几何纠正后，即可进行矢量化
6.1 空间数据采集
原始地图 扫描 栅格文件 栅格编辑 矢量化 矢量文件 矢量编辑
6.3 数据变换
在GIS系统中，通常需要进行几何校正、或 投影转换、坐标变换等处理，通常称之为 数据变换； 数据变换是按照一定的数学方法进行，如 几何纠正，主要是消除各类图形或图像的 几何变形误差； 坐标变换则是从一种坐标系统到另外一种 坐标系统的转换； 大多数GIS软件是采用正解变换法来完成不 同投影之间的转换，并直接在GIS软件中提 供常见投影之间的转换
6.1 空间数据采集
数据源
地图数据
影像数据
采集方法
扫描数字化成果
野外数据采集 摄影测量 遥感图像处理
野外实测数据 统计数据 数字数据
编 辑 处 理
质 量 评 价
数 据 入 库
多媒体数据 文本数据
数据交换 键盘输入
空间数据采集的基本内容
6.1 空间数据采集
野外数据采集： 平板测量：平板仪测量包括小平板测量和大平 板测量，测量的产品都是纸质地图 全野外数字测图：全野外数据采集设备是全站 仪加电子手簿或电子平板配以相应的采集和编 辑软件 ，通常工作步骤为：先布设控制导线网， 然后进行平差处理得出导线坐标，再采用极坐 标法、支距法或后方交会法等，获得碎部点三 维坐标。 空间定位测量：空间定位系统主要有美国的全 球定位系统（Global Positioning System， GPS），俄罗斯的GLONASS全球导航卫星系 统，以及欧洲的伽利略（GALILEO）导航卫星 系统
6.1 空间数据采集
多源分类编码方法：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
6.2 数据编辑
各种空间数据源本身的误差，以及数据采集过程 中不可避免的错误，使得获得的空间数据不可避 免的存在各种错误 在采集完数据之后，必须对数据进行必要的检查， 包括空间实体是否遗漏、是否重复录入某些实体、 图形定位是否错误、属性数据是否准确以及与图 形数据的关联是否正确等 数据编辑是数据处理的主要环节，并贯穿于整个 数据采集与处理过程。
遥感传感平台
图6.10 遥感原理示意图
6.1 空间数据采集
属性数据的采集 属性数据即空间实体的特征数据，一般包 括名称、等级、数量、代码等多种形式， 属性数据的内容有时直接记录在栅格或矢 量数据文件中，有时则单独输入数据库存 储为属性文件，通过关键码与图形数据相 联系。 属性数据的采集则需要经过规范的分类和 编码处理，通过手工或数据库导入
6.2 数据编辑
图形数据编辑（数字化过程中出现的错误）
a) 过头
b) 不及
数字化错误（过头和不及）
6.2 数据编辑
图形数据编辑（常见数字化错误）
伪节点
伪节点（pseudo node）
a) 多边形不封闭
b) 节点不重合
悬挂节点（dangling node） dangling node
碎屑多边形
a) 正规多边形
-a -a -a a a a 0 0 0 0 0 0 0
适合于记录拓扑关系 0 0 a a a a a 0 0 0 0 0 的多边形矢量格式的 a a a 0 0 0 0 a a 0 0 0 转换
0
0 0 0 a a a 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
单个多边形的转换
6.1 空间数据采集
常用的编码方法： 层次分类编码法
土地利用类型 7
耕地 71
园地 72
林地 73
牧草地 74
居民点及公矿用地 75
交通用地 75
水域 76
未利用地 77
有林地 731
灌木地 732
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
图6.13 土地利用类型编码（层次分类编码法）
6.3 数据变换
几何纠正： 地形图纠正：图廓点纠正，或增加格网点 纠正 遥感图像纠正：GCPs （Ground Control Points）纠正，有：地形图－图像；图像－ 图像纠正； 几何纠正的实质是实现像元点重采样和坐 标变换，
6.3 数据变换
坐标变化类型：
空间数据坐标变化方法
投影变换 仿射投影 相似变换 橡皮拉伸
b) 不正规多边形
碎屑多边形（sliver polygon）
不正规多边形（weird polygon）
6.2 数据编辑
图形错误检查 逻辑检查法：上述错误一般在拓扑生成的 过程中发现； 目视人工检查； 叠合检查； 当发现错误，可以使用GIS系统的图形编辑 功能进行修改和更正；
6.2 数据编辑
GIS图形编辑功能
6.4 数据重构
数据结构转换：矢量和栅格之间互相转换 数据格式转换：多种GIS软件之间的数据格 式转换
6.4 数据重构
数据结构的转换 矢量转栅格：矢量数据采用直角坐标（X,Y) 记录，坐标原点一般取图的左下角；栅格 数据基本坐标是行和列（i，j），两种数据 变换时，使得X，Y轴分别的行、列平行， 按照确定的栅格大小采样； 转换可以按照点、线、面转换； 点：计算出点所在的栅格行列号； 线：计算出线所在的栅格，赋予线属性； 面：多边形填充，内部点扩散法，射线法 等
6.4 数据重构
点状实体： 点状实体： 点：行列号 点：X,Y坐标 坐标 （ x1，y1） （ x2，y2）
6.4 数据重构
线状实体：矢量－ 线状实体：矢量－栅格转换
（ x1，y1） ， ） （ x2，y2） ， ）
（ x3，y3） ， ） 线状实体：栅格－ 线状实体：栅格－矢量转换类似多边形边 界矢量化
6.4 数据重构
多边形矢量格式向栅格转换又称为多边形 填充，就是在矢量表示的多边形边界内部 的所有栅格点上赋以相应的多边形编码 内部点扩散算法 射线算法和扫描算法 边界代数法
6.4 数据重构内部点扩散算法－栅格化
6.4 数据重构-射线算法和扫描算法
N＝0 ＝
N＝2 ＝ N＝1 ＝ N＝3 ＝ N＝2 ＝
6.1 空间数据采集
《国土基础地理信息数据分类与代码》（GB/T 139231992）将地球表面的自然和社会基础信息分为9个大类
6.1 空间数据采集
属性数据的编码 编码是指确定属性数据的代码，将各种属 性数据变为计算机可以接受的数字或字符 形式，便于GIS存储管理 编码原则：系统性、科学性、一致性、唯 一性、简洁性、可扩展性、标准化和通用 性
GIS数据库 数据库 格式转换
地图扫描矢量化流程
6.1 空间数据采集
摄影测量方法 航空摄影测量：
m1 P1 d1 S1 M D M C A c1 a1 d2
’
m2’ P2’ c2 S2’ A
’
a2’ d2
m2 P2 c2 S2
a2
D
C
立体摄影测量的原理
6.1 空间数据采集
遥感图像处理
地物的光谱反射特性差异，通过传感源自记录并传 输回地面，经过一系列处理，成为GIS主要数据； 空间分布的地面实况； 大范围、不同的时空尺度（分辨率）、
6.1 空间数据采集
属性数据的分类方法（层次法） 以空间特征和语义信息为分类划分的基础， 逐次地分成相应的若干个层级的类目，并 排列成一个有层次的，逐级展开的分类体 系。 同级类之间是并列关系，下级类与上级类 间存在着隶属关系，同级类不重复、不交 叉。从而将地理空间的空间实体组织为一 个层级树，因此也称作层级分类法
6.1 空间数据采集
属性数据的来源 国家资源环境信息系统规范规定，专业数 据包括社会环境、自然环境、资源与能源 三大类，分别可以从相关的国家部门获取
6.1 空间数据采集
属性数据的分类 根据系统的功能以及相应的国际、国家和 行业空间信息分类规范和标准，将具有不 同空间特征和语义的空间要素区别开来的 过程，是为了在空间数据的逻辑结构上将 数据组织为不同的信息层并标识空间要素 的类别
点编辑 删除 移动 拷贝 旋转 追加 水平对齐 垂直对齐 线编辑 删除 移动 拷贝 追加 旋转（改向） 剪断 光滑 求平行线 面编辑 弧段加点 弧段删点 弧段移动 删除弧段 移动弧段 插入弧段 剪断弧段 目标编辑 删除目标 旋转目标 拷贝目标 移动目标 放大目标 缩小目标 开窗口
6.2 数据编辑
属性数据的编辑 属性数据和空间数据是否正确相关联？ 属性数据是否正确？是否超限？ 逻辑检查：检查值是否超过其取值范围， 属性数据之间或属性数据与地理实体之间 是否有错误的组合。在许多数字化软件中， 这种检查通常使用程序来自动完成 人工检查：打印、人工校对
= AX = DX
+ BY + EY
+ C + F
6.3 数据变换
相似变换：相 似变换是由一 个图形变换为 另一个图形,在 改变的过程中 保持形状不变 (大小可以改 变)。基本的相 似变换操作： 平移、旋转和 缩放 ；
6.3 数据变换
橡皮拉伸：通过几何纠正来修正缺陷,几何变形 通常发生在原图上。它们可能由于在地图编绘 中的配准缺陷、缺乏大地控制或其它各种原因 产生
6.4 数据重构
0 0 0 0 5 5 -5 -5 -3 -3 0 0 -3 -2 -2 -3 0 0 0 0 5 -5 -3 0 0 -3 2 0 0 0 5 -3 2 0 -3 2 0 0 0 0 5 0 0 0 5 5 5 0 0 0 5 5 3 0 0 5 5 5 0 3 3 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 3 2 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 5 5 0 0 0 0 0 0 2 5 5 5 5 0 0 0 0 2 2 5 5 5 5 2 0 0 0 2 2 5 5 5 2 2 0 0 2 2 2 2 2 2 2 2 0 0 2 2 2 2 0 0 0 0 0 0 2 2 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0