第五章 空间数据的获取与处理

空wk.baidu.com数据的编辑与处理
1.地形图的纠正 对地形图的纠正，一般采用四点纠正法或逐网格纠正 法。 四点纠正法，一般是根据选定的数学变换函数，输入需纠 正地形图的图幅行、列号、地形图的比例尺、图幅名称等， 生成标准图廓，分别采集四个图廓控制点坐标来完成。 逐网格纠正法，是在四点纠正法不能满足精度要求的情况 下采用的。这种方法和四点纠正法的不同点就在于采样点数 目的不同，它是逐方里网进行的，也就是说，对每一个方里 网，都要采点。 具体采点时，一般要先采源点（需纠正的地形图）， 后采目标点（标准图廓），先采图廓点和控制点，后采方里 网点。
国 土 基 础 地 理 信 息
管线和垣栅
境界 … …
铁路和公路 … 主要构筑物 航运
港口 空运 …
地形与土质 植被 其他 … …
国土基础地理信息分类体系
属性数据的编码——编码原则


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。
等投影仪 通过胶片、扫描 仪等进行A/D转换
扫描仪等
一次处理（变换到 CCT等通用载体上 数字图像
再生、校正处理 分类处理 数字图像 彩色CRT及胶片 等模拟系统 变换处理
GIS等数字处理系统
空间数据采集——图形数据的采
集

遥感影像的采集-（MMS系统，Mobile Mapping Systems）
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数据源种类
图形图像数据
文字数据
图形图像数据： 地图 工程图 规划图 照片 航空与遥感影像等 文字数据： 调查报告 文件 统计数据 实验数据 野外调查的原始记录 等
第一手数据
平板测量数据 工程测量数据 笔记 航空、遥感相片 人口普查 社会经济调查 各种统计资料
空间数据采集方法： 外业实地数字化采集 手扶跟踪数字化仪采集 摄影测量数字化采集 扫描跟踪数字化采集 遥感数据的采集 选择采集方法的依据是如何应用图形数据，图 形数据类型，现有设备状况，现有人力，物 力，财力状况等。
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空间数据采集——图形数据的采集
野外测量：大平板、全站仪、GPS、移动测绘系统 特 点：精度高、效率较低 适合范围：小范围GIS数据采集或局部数据更新
空间数据采集——图形数据的采
集

激光扫描（LiDAR）数据的采集
空间数据采集——数据交换
数据交换文件 GIS A GIS A 内部文件 外部文件 GIS B 内部文件 GIS B 外部文件
GIS A
数据交换标准
Open GIS
Internet / Intranet
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空间数据采集——方案
随机采样
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空间数据采集——属性数据的采集
国家资源与环境 信息系统规范在 “专业数据分类 和数据项目建议 总表”中，将数 据分为社会环境、 自然环境和资源 与能源三大类共 14小项，并规定 了每项数据的内 容及基本数据来 源。
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属性数据分类
平面控制点 测量控制点 水系 … 高速公路 居民地 交通 … 铁路 公路 … 一级公路 二级公路 三级公路 四级公路 等外公路 普通公路 专用公路 … … 城市道路 … … … … … … … … … 城市快速路 城市主干道 城市次干道 城市支线 城市其他路 高程控制点 其他控制点 … … …
曾喆 中国石油大学测绘系
本章主要内容

5.1空间数据内容 5.2空间数据采集 5.3空间数据的编辑与处理
图形编辑 属性数据编辑 数学基础变换 图像纠正 坐标变换 栅格数据重采样 图形拼接 拓扑生成 数据重构 数据格式转换 数据压缩

5.4空间数据质量评价与控制
空间数据采集与处理的基本流 程
数据采集任务
将现有的地图、外业观测成果、航空像片、

遥感图片数据、文本资料等转换成GIS可以接 受的数字形式。 数据库入库之前进行验证、修改、编辑等处 理，保证数据在内容和逻辑上的一致性。 不同的数据来源要用到不同的设备和方法。 数据的转换装载 数据处理：几何纠正、图幅拼接、拓扑生成 等
(a)多边形不封闭
(b)节点不重合
(C)不及
(d) 过头
空间数据的编辑与处理
3）“碎屑”多边形或“条带”多边形（Sliver Polygon）
条带多边形一般由于重复录入引起，由于前后两次录入 同一条线的位置不可能完全一致，造成了“碎屑”多边形。另 外，由于用不同比例尺的地图进行数据更新，也可能产生“碎 屑”多边形。
733
未成林林地
734
迹地
735
针叶树疏林地
7331
阔叶树疏林地
7332
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属性数据的编码——编码方法

多源分类编码法：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。
标志编号
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ Ⅸ 平原河 过渡河 山地河
分类
１ ２ ３ １ ２ ３ １ ２ １ ２ ３ ４ ５ ６
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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，在属性 数据量较大情况下具有重要意义。
数据源
采集方法
5.1空间数据内容
Google Earth Nokia Here Microsoft Bing 天地图 GIS系统
空间数据如何建立?
数据采集在GIS中的地位
以数据为处理线索 硬件∶软件∶数据 = 1∶2 ∶7
汽油
数据
6
GIS数据的内容

数字线化数据
地形测图思想：点、线、面

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属性数据的编码——编码方法

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。
土地利用类型
7
耕地
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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
影像数据
数据源丰富 生产效率高 直观详细记录地表自然现象

数字高程模型 属性数据
是什么，判读和考察 详细描述信息
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数据源特征
GIS数据源种类多，来源广泛，处理方法差 异大； GIS数据源获取方法手段多，既有传统手工 获取方法，又有用现代化技术获取方法； GIS系统数据源采集必需根据所建立系统的 需要和实际条件确定。
空间数据的编辑与处理
数学基础变换
几何纠正 由于如下原因，使扫描得到的地形图数据和遥感数据 存在变形，必须加以纠正。 （1）地形图的实际尺寸发生变形； （2）在扫描过程中，工作人员的操作会产生一定的误差， 如扫描时地形图或遥感影像没被压紧、产生斜置或扫描参数 的设置不恰当等，都会使被扫入的地形图或遥感影像产生变 形，直接影响扫描质量和精度； （3）遥感影像本身就存在着几何变形； （4）地图图幅的投影与其它资料的投影不同，或需将遥感 影像的中心投影或多中心投影转换为正射投影等。 （5）扫描时受扫描仪幅面大小的影响，有时需将一幅地形 图或遥感影像分成几块扫描，这样会使地形图或遥感影像在 拼接时难以保证精度。
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空间数据的编辑与处理
图形编辑
改正。 图形数字化完成后，一些在数字化输入过程中的错误需要被 ESRI定义了以下判断录入图形是否正确的六个准则，可以 帮助发现拓扑错误。 1）所有录入的实体都能够表现出来； 2）没有输入额外的实体； 3）所有的实体都在正确的位置上，并且其形状和大小正确； 4）所有具有连接关系的实体都已经连上； 5）所有的多边形都有且只有一个标志点以识别它们； 6）所有的实体都在边界之内； 上述的准则，特别是第五和第六条，只是针对ESRI的 ARC/INFO软件而言，其它的GIS软件由于具体实现的不同，可能 会有差异。
空间数据的编辑与处理
误差修正一般过程： 设定容许值 连接接点 重建拓扑关系
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空间数据的编辑与处理
在数字化后的地图上，错误的具体表现形式：
1）伪结点（Pseudo Node），伪结点使一条完整的线变成两段， 造成伪结点的原因常常是没有一次录入完毕一条线。
伪节点
空间数据的编辑与处理
2）悬挂结点（Dangling Node），如果一个结点只与一条线相连 接，那么该结点称为悬挂节点，悬挂结点有多边形不封闭、不 及和过头、结点不重合等几种情形。
系统采样
系统随机采样
可变系统采样
蔟聚采样
断面采样
等高线采样
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空间数据采集——流程
评价 计划 调查
编辑 处理
准备 收集
数字化
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空间数据采集——属性数据的采集
包括各类调查报告、文件、统计数据、实验数据与野 外调查的原始记录等，如人口数据、经济数据、土 壤成份、环境数据。 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。
常年河 时令河 消失河 通航河 不通航河 树状河 平行河 筛状河 辐射河 扇形河 迷宫河
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思考题
GIS的数据源有哪些?简述其特征并叙述通过 何途径来获取这些数据源 通过文献和网络资料,分析目前GIS的数据采 集新技术方法 以上述内容为基础形成一篇3000-5000字的 小报告

5.3空间数据的编辑与
处理
空间数据的编辑与处理

空间数据编辑的必要性
修正数据输入错误 维护数据的完整性和一致性 更新地理信息

空间数据一般性错误

数据不完整、重复 空间数据位置不正确 空间数据比例尺不准确 空间数据变形 几何和属性连接有误 属性数据不完整

错误检查主要方法
叠合比较法 目视检查法 逻辑检查法
6.文本资料数据 各种文字报告(各种文字说明资料对确定专题内容的属性特 征起着重要的作用) 文字报告是区域合研究不可缺少的参考资料 文字说明资料也是地理信息综系统建立的主要依据，须认 真加以研究，准确送入计算机系统，使搜集资料更加系统化。
5.2空间数据采集
空间数据采集——图形数据的
采集
空间数据采集——图形数据的
采集
通向计算机接口 数字化设备：数字化仪、扫描仪、摄影测量设备 特 点：范围大，速度快 使 用 范 围：大面积GIS数据采集、资源普查等
叉丝 按扭
游标 电磁感应板
数字化仪
扫描仪
数字摄影测量工作站
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空间数据采集——图形数据的采集
）：
电磁波
遥 感 数 据 处 理 基 本 流 程
2.影像数据 能取得大面积、综合的信息； 速度快； 能提供各类专题所需要的信息。 不同传感器(光学\激光\干涉) 3.实测数据 传统手段 野外调绘 新技术手段
4.统计数据 来源不同:部门\机构 人口、自然资源等的大量统计资料 国民经济的各种统计数据 和一定范围内的统计单元或观测点相联系 包括研究对象的特征值、观测点的几何数据和统计资料的 基本统计单元。 5.多媒体数据 图片、声音、视频 如：GIS-T中交通监视
第二手数据
非电子数据
地图 专题地图 统计图表
电子数据
全站仪、GPS数据 已建各种数据库 地球物理、地球化学 GIS数据 遥感数据
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1.地图数据 内容直观与丰富 完备的专题地图集 在应用地图数据时应注意以下几点： ① 地图存储介质的缺陷。由于地图多为纸质，在不同的存 放条件下存在不同程度的变形，具体应用时，须对其进 行纠正。 ② 地图现势性较差。传统地图更新周期较长，造成现存地 图的现势性不能完全满足实际需要。 ③ 地图投影的转换。使用不同投影的地图数据进行交流前， 须先进行地图投影的转换。
空间数据的编辑与处理
4）不正规的多边形（Weird Polygon）
不正规的多边形是由于输入线时，点的次序倒置或者位 置不准确引起的。在进行拓扑生成时，同样会产生“碎屑”多 边形。
(a)正常多边形
(b)不正规多边形
空间数据的编辑与处理
属性数据编辑
属性数据校核包括两部分： a) 属性数据与空间数据是否正确关联，标识码是否唯一，不含空 值。 b) 属性数据是否准确，属性数据的值是否超过其取值范围等。 属性数据错误检查可通过以下方法完成： a) 首先可以利用逻辑检查，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。 b) 把属性数据打印出来进行人工校对，这和用校核图来检查空间 数据准确性相似。