第三部分 地理空间数据的获取与处理(一)
gis研究的基本内容
gis研究的基本内容GIS研究的基本内容GIS，即地理信息系统（Geographic Information System），是一种将地理空间数据与信息技术相结合的学科领域。
它利用计算机技术和地理学原理，对地理空间数据进行获取、存储、管理、分析和展示，以揭示地理现象和问题之间的关系。
GIS研究的基本内容如下：一、地理空间数据的获取与处理地理空间数据是GIS研究的基础，它包括地理位置、地理形态、地理属性等信息。
GIS研究者通过现场调查、遥感技术、全球定位系统（GPS）等手段，获取各种类型的地理空间数据，并进行预处理和清理，以保证数据的准确性和完整性。
二、地理空间数据的存储与管理地理空间数据的存储与管理是GIS研究的重要环节。
研究者需要设计数据库模型，建立数据结构，将地理空间数据按照一定的规则和标准进行组织和存储。
同时，还需要进行数据的索引、查询、更新等管理操作，以提高数据的检索效率和使用效果。
三、地理空间数据的分析与挖掘GIS研究的核心是地理空间数据的分析和挖掘。
研究者利用统计学、空间分析、模型和算法等方法，对地理空间数据进行定量和定性分析，揭示地理现象和问题之间的关系。
通过地理空间数据的分析和挖掘，可以帮助决策者制定合理的规划和政策，解决实际问题。
四、地理空间数据的展示与应用经过数据的处理、管理和分析，GIS研究者需要将结果以可视化的方式展示出来。
他们可以使用地图、图表、图形等形式，将地理空间数据的分析结果呈现给用户或决策者。
同时，地理空间数据的应用也是GIS研究的重要方向，研究者可以将GIS技术应用于城市规划、环境保护、交通管理、农业生产等领域，为社会经济发展提供决策支持。
五、GIS技术的发展与创新GIS研究的基本内容还包括GIS技术的发展与创新。
随着信息技术的不断进步，GIS研究者需要关注新的技术和方法，不断改进地理空间数据的获取、存储、管理、分析和展示方式。
例如，云计算、大数据、人工智能等新兴技术在GIS研究中的应用，为地理空间数据处理和分析带来了新的机遇和挑战。
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
GIS原理课件3空间数据获取
➢ 3）GPS测量
❑ GPS的基本概念 ✓ 全球定位系统（GPS），有美国海军于1973年开 始实施，并于20世纪90年代开始使用 ✓ 由三部分组成：空间部分、控制部分和用户部分 ✓ 空间部分：包括卫星和在佛罗里达州Canaeral海 岬携载卫星升空的德而塔火箭；卫星系统24颗卫 星组成，高度为20183KM，分布在6个轨道面上， 轨道面之间的夹角为60度，并且与赤道面的交角 为55度，以保证可以覆盖极地地区
东华理工大学 吴静
➢ 定量描述
❑包括空间对象的图形、属性两个方面 ❑图形：指空间坐标
✓测量的尺度取决于采样点的取舍和测量坐标的精度 ✓比例尺决定空间数据的密度、坐标精度或影像数据
的分辨率，例如 公路在大比例尺中看成是面状地物、坐标精确 到厘米 在小比例中视为线，坐标精确到分米或米
❑属性：指属性项的量化值，如 ✓土壤的酸碱度、某职工的工资，统计调查数据
东华理工大学 吴静
（1:25万DLG数据-等高线）
东华理工大学 吴静
➢ 3）数字正射影像图（DOG）
❑DOG是利用数字高程模型对扫描处理的数字化 的航空像片/遥感影像，经过象元进行纠正， 再按影像镶嵌，根据图幅范围剪裁生成的影 像数据
❑特点： ✓基于场（栅格）表示的模型 ✓直观而详细记录地表自然现象 ✓数据源丰富 ✓生产效率高
东华理工大学 吴静
东华理工大学 吴静
7）数据内容与相应设备
地图 地面测量数据 航空、遥感
统计资料 数字数据 多媒体
东华理工大学 吴静
坐标几何 扫描仪 数字化仪 摄影测量 数据交换
键盘
编辑处理
空间 数据库
❖1.2 空间数据的特征
➢ 空间特征
❑是GIS所独有的数据类型 ❑在地理坐标框架下，刻画空间对象的位置、形状和
如何进行矢量化地理信息数据的处理与分析
如何进行矢量化地理信息数据的处理与分析矢量化地理信息数据在现代科学研究、城市规划、物流管理等领域发挥着重要的作用。
它可以精确地描述地理现象，为决策提供科学依据。
本文将介绍如何进行矢量化地理信息数据的处理与分析，包括数据获取、数据预处理、空间索引和分析方法的选择等方面。
第一部分：数据获取数据获取是进行地理信息数据处理与分析的第一步。
常见的数据获取方式有地理调查、遥感、全球定位系统（GPS）等。
地理调查是通过实地测量和问卷调查等手段获取数据，适用于规模较小的研究对象。
遥感技术可以利用卫星、飞机等载体获取大覆盖面积的数据，可用于大范围的地理信息分析。
GPS定位可以获取地理实体的准确位置坐标，适用于需要高精度位置信息的研究。
第二部分：数据预处理数据预处理是为了提高数据的质量和可用性，常见的预处理方式包括数据清理、数据格式转换、数据投影和数据空间化等。
数据清理主要是删除重复、缺失、错误等无效数据，确保数据的准确性。
数据格式转换是将数据从一种格式转换为另一种格式，以适应不同的分析工具和系统要求。
数据投影是将数据从地理坐标系转换为常用的地图坐标系，以适应地图展示和分析。
数据空间化是将非空间数据与地理位置关联起来，形成空间属性。
第三部分：空间索引空间索引是为了提高数据检索和查询的效率，常见的空间索引方法包括网格索引、四叉树索引和R树索引等。
网格索引将地理空间划分为规则的网格单元，每个网格单元存储一定范围内的地理对象，提高了数据的存取效率。
四叉树索引将地理空间划分为四个象限，并逐层划分，每个节点存储一定范围内的地理对象，层级深度可根据需要调整。
R树索引类似于四叉树索引，但使用了不同的平衡策略，适用于存储和查询大规模地理数据。
第四部分：分析方法的选择在进行矢量化地理信息数据的处理与分析时，需要根据具体的研究目的和问题选择合适的分析方法。
常见的分析方法包括空间距离分析、空间模式分析、空间插值和空间关联分析等。
空间距离分析用于计算地理对象之间的距离，可用于确定最短路径、邻近关系等。
地理信息系统的数据处理与空间分析技巧
地理信息系统的数据处理与空间分析技巧地理信息系统（Geographic Information System, GIS）是一种用于捕获、存储、管理、分析和显示各种地理信息的系统。
随着技术的不断发展，GIS 在各个领域的应用越来越广泛，包括城市规划、环境保护、交通管理、农业等。
在使用GIS进行地理数据处理和空间分析时，掌握一些技巧将可以提高工作效率和数据准确性。
本文将介绍一些地理信息系统的数据处理与空间分析技巧，帮助读者更好地应用GIS。
1. 数据获取与处理在进行地理数据分析之前，首先需要获取数据。
地理数据可以来源于各种渠道，包括卫星遥感、GPS采集、多源数据融合等。
使用GIS软件，可以通过导入不同格式的数据（如矢量数据、栅格数据）进行处理和分析。
在处理过程中，需要注意数据的合法性和准确性，及时修复和清洗错误的数据，确保数据的可靠性和一致性。
2. 数据编辑与整理数据编辑和整理是GIS中非常重要的环节。
在进行数据编辑时，应注意遵循一定的编辑原则，保证数据的完整性和一致性。
比如，在编辑矢量数据时，要注意节点的正确连接、面的合理划分等；在编辑栅格数据时，要根据特定要求进行栅格单元的分类和标注。
此外，在整理数据时，要根据具体需求进行数据的筛选和分类，生成符合分析要求的数据集。
3. 数据可视化数据可视化是GIS的一个重要功能，可以将复杂的地理数据以图形的形式展示出来，便于用户直观地理解和分析。
在进行数据可视化时，可以使用各种图表和图层叠加的方式，来展示地理数据的分布和特征。
此外，根据具体的需求，可以对地理数据进行符号化、渲染和标注等处理，增加可读性和表达力。
4. 空间分析技巧空间分析是GIS的一项核心功能，可以帮助用户从地理空间的角度进行数据分析和决策支持。
在进行空间分析时，可以运用多种技巧和方法，如缓冲区分析、叠加分析、网络分析、空间插值等。
通过对地理数据的关系和属性进行分析，可以得出更深入的结论和规律，为决策提供科学依据。
测绘技术中的地理信息系统的数据获取与处理
测绘技术中的地理信息系统的数据获取与处理地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用来获取、存储、处理、分析、展示和管理地理信息的技术系统。
它综合了测绘、地理、遥感、计算机和信息科学等多个学科的知识和技术，广泛应用于地理空间数据的获取与处理。
一、地理信息数据的获取在测绘技术中，地理信息系统的数据获取是至关重要的一环。
常见的数据获取方法包括现场测量、卫星遥感和地理信息数据交换等。
现场测量是指通过实地勘察、测量仪器和设备等手段，采集地理信息数据。
例如，测绘工程师可以使用全站仪、GPS定位仪等设备对地面上的点进行测量，获取其坐标和高程等信息。
这些数据通过数字化处理，可以构建出真实的三维地理模型。
卫星遥感是指通过卫星对地球表面进行观测和记录，获取地理信息数据。
卫星遥感技术可以获得大范围、连续的地表覆盖信息，如地貌、土地利用、植被分布等。
遥感数据不仅能提供大范围的地理信息，还能监测环境变化、预测自然灾害等。
卫星遥感数据的获取通常需要专业的遥感仪器和数据处理软件。
地理信息数据交换是指通过互联网等方式，将地理信息数据从一个系统传输到另一个系统。
在地理信息系统中，不同数据源的数据可以通过标准化的格式进行交换，从而实现不同地理信息系统之间的数据共享和集成。
数据交换的方式包括文件传输、数据库共享和Web服务等。
通过数据交换，各地理信息系统可以获取到多源、多种类的地理数据，为地理信息分析和应用提供了基础。
二、地理信息数据的处理地理信息系统的数据处理是保证数据质量和实现空间分析的重要环节。
常见的数据处理方法包括数据预处理、数据清洗、数据转换和空间分析等。
数据预处理是指对原始数据进行去噪、去重、畸变校正等预处理操作，以保证数据的准确性和一致性。
例如，通过插值算法对地理信息数据进行填充或补充，使得数据具有连续性和完整性。
数据清洗是指对数据中的错误、缺失、冗余等问题进行识别和修正的过程。
地理信息系统中的数据采集与处理教程
地理信息系统中的数据采集与处理教程地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一个集成了地理空间数据采集、存储、管理、分析、展示等功能的系统。
在GIS中，数据采集与处理是非常重要的环节，它涉及到从现实世界中获取数据，并将这些数据经过处理和分析，最后用于地理信息的制图和可视化展示。
数据采集是GIS中最基础的一步，它是建立空间数据库的起点。
常见的数据采集方式包括人工采集、GPS全球定位系统采集、遥感数据获取等。
下面将对数据采集的几种常见方式进行简要介绍。
首先是人工采集。
这是最基本的一种采集方式，利用人工观察和记录地理要素的位置和属性信息。
例如，在进行地理调查或实地勘测时，利用测量设备，如测距仪、测角仪等进行采集。
这种方式虽然简单易行，但相对耗时费力，适用于小范围数据的采集。
其次是GPS采集。
GPS是一种卫星导航系统，可以提供准确的经纬度和高程信息。
利用GPS设备，我们可以在野外定位并记录地点的坐标。
这种采集方式适用于野外环境，可以快速获取大量的数据。
但需要注意的是，在城市峡谷等GPS 信号受干扰的地方，定位会有一定的误差。
另外一种常见的数据采集方式是遥感数据获取。
遥感是通过航空或卫星平台获取地球表面的信息，包括光谱、高程、纹理等数据。
遥感数据可以提供大范围的覆盖，并可以多时相、高分辨率地获取地物信息。
常用的遥感数据包括航空影像、卫星影像、LIDAR等。
利用遥感数据进行数据采集和处理可以极大地提高工作效率和数据质量。
采集到的数据需要经过处理和整理，以适应GIS系统的要求，并进行空间分析和可视化展示。
数据处理包括数据清洗、数据转换、数据编辑等步骤。
数据清洗是将采集到的数据进行筛选和去除冗余信息。
在数据采集过程中，由于各种原因可能会产生一些错误或无效的数据，需要通过数据清洗进行筛选和修正。
数据转换是将采集到的原始数据转化为符合GIS系统要求的格式。
不同的GIS软件和数据格式要求不同，因此需要进行数据格式转换，以便于后续的数据分析和可视化展示。
利用测绘技术进行地理空间数据挖掘与分析的步骤
利用测绘技术进行地理空间数据挖掘与分析的步骤随着测绘技术的发展和地理信息系统的广泛应用，利用测绘技术进行地理空间数据挖掘与分析已成为地理学、城市规划等领域重要的研究手段。
在这篇文章中，我将介绍利用测绘技术进行地理空间数据挖掘与分析的步骤，希望能够为读者提供一些指导和思路。
第一步：数据采集地理空间数据挖掘与分析的第一步是数据采集。
这包括采集地理要素的位置信息、属性信息以及时间信息等。
数据采集的手段可以是地面测量、卫星遥感、航空遥感等。
其中，卫星遥感和航空遥感是最常用的手段，可以快速获取大范围的数据，但精度相对较低；地面测量则可以获得更精确的位置信息和属性信息，但花费时间较长。
第二步：数据预处理在进行地理空间数据挖掘与分析之前，需要对采集到的数据进行预处理。
数据预处理包括数据清洗、数据平滑、数据投影转换等操作。
数据清洗是指剔除异常值、重复值和缺失值等。
数据平滑是将离散的数据进行插值处理，使其形成均匀的网格数据。
数据投影转换是将不同坐标系下的数据转换到同一坐标系下，方便后续的分析处理。
第三步：地理空间数据挖掘在进行地理空间数据挖掘与分析的过程中，可以采用多种方法和技术。
其中最常用的方法包括空间关联分析、聚类分析、时空序列分析等。
空间关联分析是寻找地理要素之间的关联关系，可以帮助我们理解地理现象和规律。
聚类分析是将地理要素根据其空间特征聚集成不同的类别，从而揭示地理空间的异质性和相似性。
时空序列分析是将地理要素的属性随时间和空间的变化进行建模和预测，可以预测未来的发展趋势。
第四步：结果可视化与解释地理空间数据挖掘与分析的最后一步是结果可视化与解释。
通过将挖掘到的数据结果以地图、图表等形式进行可视化展示，可以更直观地理解地理现象和规律。
同时，还需要对挖掘结果进行解释和分析，解释地理现象和规律背后的原因和机制。
综上所述，利用测绘技术进行地理空间数据挖掘与分析的步骤包括数据采集、数据预处理、地理空间数据挖掘以及结果可视化与解释。
李建松《GIS原理》复习二
李建松《GIS原理》复习题2009第一部分地理信息系统的科学和技术基础第一章地理信息系统的科学基础名词：地球系统科学、地球信息科学、地理信息科学、地球空间信息科学第三章地理信息系统概述简答：地理信息系统的定义、特征、构成、发展简史第四章地理信息系统的技术基础填空和判断：数据采集输出、GIS软件的发展第二部分地理空间数据组织与管理第五章地理空间信息基础简答：矢量数据、栅格数据、TIN的结构和特点名词：元数据第六章地理空间数据模型简答：空间索引的类型和用途填空和判断：空间数据的基本特征和描述内容第七章地理空间数据结构计算：无拓扑矢量数据结构、拓扑数据结构、栅格数据Morton码、TIN数据结构第八章地理空间数据库填空简答：间数据库管理系统的管理模式1、空间数据的基本特征是、、2、矢量数据最基本的拓扑关系是关联和邻接，解释关联和邻接的含义3、在网络分析方面矢量数据比栅格数据（方便、不方便）4、在叠置分析方面矢量数据比栅格数据（方便、不方便）5、缓冲区分析用什么数据结构比较方便？6、投影变换时，矢量数据比栅格数据（简单、复杂）7、GIS中有几何数据、属性数据和拓扑数据，哪些适合用数据库表示？哪些适合用数据文件表示？第三部分地理空间数据的获取与处理第九章地理空间数据获取填空和判断：数据源的种类、数据采集的方法第十章空间数据的编辑填空简答：图形数据的编辑、图形数据的几何纠正第十一章空间数据的处理方法填空简答：空间数据的拓扑关系自动生成、空间数据的压缩编码方法、矢量数据和栅格数据的转换计算：栅格数据压缩编码方法第十二章地理空间数据的质量填空简答：GIS数据质量的内容、空间数据的不确定性数字测绘和GIS的数据采集有什么区别？1、用SuperMap对栅格数据矢量化时，什么情况下选用非地球坐标系？2、空间数据的不确定性包含了哪些方面？分别举例说明几何数据和属性数据的不确定性3、如何发现进入GIS中的数据错误4、判断点和多边形的关系有和两种方法A 垂线法B 面积法C 内插法D弧长法E转角法5、仿射变换和相似变换公式的差别，各需要几个已知点？6、X=A0+A1x-B1y Y=B0+B1x+A1y 是变换X=A0+A1x+A2y Y=B0+B1x+B2y 是变换A 拓扑B投影 C 仿射 D 相似7、如何求解以上二式中的A0、A1、A2、B0、B1、B2第四部分空间分析基本原理和方法第十五章空间分析方法填空简答：矢量和栅格数据的叠置分析、缓冲区分析1、举例说明几何图形到属性、属性到图形的双向查询2、空间关系查询包含哪些内容？3、解释：属性数据的离散特征数和集中特征数4、DEM分析有哪几种主要用途？5、空间对象的关系有、、、、五种6、点、线、面之间各有什么关系？如何判断点和线之间的关系？第五部分地理信息系统产品输出及可视化第十六章地理信息系统产品输出填空和判断：地理信息系统产品的输出系统的硬件、地理信息系统产品的类型第十七章空间信息可视化技术方法简答：可视化的技术方法、GIS制作专题地图的类型和方法1、举例说明如何将空间查询、统计和分析的结果可视化表示2、VR有哪几种主要类型和功能？3、简述电子地图和GIS的关系和差别第六部分地理信息系统工程设计与标准化第十八章地理信息系统工程设计简答：GIS工程的系统分析、系统设计、实施、运行和维护的内容第十九章地理信息系统的标准化1、GIS开发的四个阶段为、、、2、快速原型法和结构化生命周期法的主要区别是什么？3、GIS的发展瓶颈是什么？改进途径有哪些？4、在众多的GIS的应用领域中，列举出六个领域。
简述空间数据的采集与处理的基本流程
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如何进行地理空间数据采集与处理
如何进行地理空间数据采集与处理地理空间数据采集与处理地理空间数据是指关于地球表面和地球上空人类活动与自然现象的有关数据。
随着科技的发展和应用的普及，通过各种传感器和仪器，我们可以获取海量的地理空间数据。
然而，这些数据本身是杂乱无章的，如果没有良好的采集和处理方法，数据的分析和应用价值将大打折扣。
因此，地理空间数据的采集与处理非常重要。
一、地理空间数据的采集地理空间数据的采集可以通过多种方式进行，如卫星遥感、地面测量和人工填表等。
其中，卫星遥感是目前最为常用且效果最好的采集手段之一。
卫星遥感利用人造卫星对地球表面进行监测和拍摄，可以获取高质量的地理影像和其他传感器数据。
地面测量是一种传统的地理空间数据采集方法，在进行地理测绘和地形建模时非常重要。
传统的地面测量方法包括全站仪、测量仪器和定位设备等。
借助这些设备，可以对地表的高程、空间位置和形态等进行测量，得到准确的地理空间数据。
另外，人工填表也是一种常见的地理空间数据采集方式，特别适用于对人类活动进行调查和统计。
例如，人口普查经常通过人工填表的方式收集人口相关数据，以供后续分析和决策使用。
二、地理空间数据的处理地理空间数据的处理是指对采集到的原始数据进行过滤、整理、分析和再加工，以获取更有用的信息。
数据处理通常包括数据清洗、空间分析和地理建模等步骤。
数据清洗是指对采集到的数据进行预处理，去除干扰和错误数据，保证数据的准确性和完整性。
在数据清洗过程中，可以运用各种统计方法和算法，如插值和滤波等，对数据进行校正和平滑处理，以提高数据质量。
空间分析是地理空间数据处理的核心环节，通过对数据进行统计、计算和比较，可以揭示数据之间的关联性和空间规律。
例如，通过空间分析可以找出地表的热点分布、趋势和模式等，对于地理规划和资源管理具有重要意义。
地理建模是指通过对采集到的地理空间数据进行建模和模拟，以模拟和预测现实世界的地理过程和场景。
地理建模可以分为静态建模和动态建模两种形式。
如何进行城市地理空间数据采集与处理
如何进行城市地理空间数据采集与处理城市地理空间数据的采集与处理，是现代城市规划与管理中不可或缺的重要环节。
随着科技的进步，利用地理信息系统（GIS）等工具，可以高效地获取、分析和应用城市地理空间数据，为城市建设以及决策提供有效的支持。
本文将从数据采集、数据处理两个方面，探讨如何进行城市地理空间数据的采集与处理。
一、数据采集城市地理空间数据的采集，是建立城市地理信息数据库的第一步。
数据采集的质量直接影响后续数据使用的效果。
因此，数据采集需要科学的方法和可靠的工具。
1.1 空间数据源的选择城市地理空间数据可以从不同的空间数据源获取，如卫星遥感、航空摄影、测绘成果等。
根据不同需求和目标，选择合适的空间数据源进行采集。
例如，对于城市规划，卫星遥感和航空摄影数据可以提供较大范围的城市基础数据，而测绘成果则可以提供更加精细、具有高精度的地理空间数据。
1.2 采集设备的选择根据采集的数据类型和要求，选择合适的采集设备。
例如，对于卫星遥感数据的采集，可以选择具有较高分辨率的遥感卫星进行拍摄；对于航空摄影数据的采集，可以选择载有高分辨率相机的航空器进行航拍。
此外，现代智能手机也可以作为数据采集的工具，通过内置的定位功能和相机，可以方便地采集地理位置和照片等数据。
1.3 GPS定位与辅助采集在城市地理空间数据采集中，GPS定位是一项重要的辅助技术。
通过GPS定位可以获取采集数据的准确位置信息，提高数据的质量和可靠性。
同时，还可以借助GPS定位和地图数据，在采集过程中对采集数据进行实时的地理参照，提高数据的精度和一致性。
二、数据处理城市地理空间数据采集后，需要进行一定的处理和分析，以提取有用的信息和进行进一步的应用。
2.1 数据密集度的调整对于城市地理空间数据，由于采集数据的方式和分辨率的差异，不同数据源的数据密集度也会不同。
在数据处理中，需要进行数据密集度的调整，以保证数据的一致性和可用性。
例如，将高分辨率的遥感数据通过像元转换等处理方法，转化为与其他数据源一致的数据密集度，从而进行数据的融合与整合。
地理数据采集与处理方法
地理数据采集与处理方法地理数据采集和处理是地理信息科学的核心内容之一，它涉及到地理空间数据的获取、处理和分析。
在现代社会中，地理数据的采集和处理变得越来越重要，因为它们不仅可以帮助我们了解地球的特征和变化，还可以为决策制定、城市规划、环境保护等领域提供有力的支持。
本文将介绍地理数据的采集和处理方法，旨在为读者提供一些建议和指导。
一、地理数据的采集方法地理数据采集方法多种多样，常见的有以下几种：1.卫星遥感技术卫星遥感技术是通过卫星载荷对地球表面进行观测和记录，获得空间数据的一种方法。
它可以获取大范围、高分辨率的地理数据，如地表温度、植被覆盖、水资源分布等。
卫星遥感技术的应用范围广泛，可以用于环境监测、灾害预警、资源调查等方面。
2.地面测量技术地面测量技术是通过在地面上设置测量设备，利用测量原理和方法获取地理数据的一种方法。
它可以获取地表高程、地形、地貌等数据，如全站仪测量、GPS测量等。
地面测量技术在土地调查、工程测量、地质勘探等领域有广泛的应用。
3.无人机技术无人机技术是指利用无人机进行地理数据采集的一种方法。
无人机可以搭载各种传感器和设备，能够快速、灵活地获取地理数据，如航空摄影、激光扫描等。
无人机技术已广泛应用于地质灾害监测、土地测绘、农业监测等领域。
二、地理数据的处理方法地理数据的处理方法可以分为数据预处理和数据分析两个步骤。
1.数据预处理数据预处理是指在进行数据分析之前对地理数据进行清理和整理的过程。
常见的数据预处理方法有：（1）数据清洗：检测和修复数据中的错误、缺失和异常值，以确保数据的准确性和完整性。
（2）数据集成：将多个数据源中的数据整合成一个数据集，以便进行进一步的分析。
（3）数据变换：对数据进行转换、规范化和标准化，以符合数据分析的要求。
2.数据分析数据分析是指对地理数据进行统计、模型建立和可视化等操作，以揭示数据背后的规律和关系。
常见的数据分析方法有：（1）地理统计分析：对地理数据进行空间分析、点线面分析等，以获取地理现象的特征和变化。
地理空间数据的获取与处理
坐标系转换
01
将地理数据从一种坐标系转换为另一种坐标系，以满足不同应
用需求。
数据投影
02
将地理数据从球面坐标系投影到平面坐标系，便于地图制作和
可视化。
数据格式转换
03
将地理数据从一种格式转换为另一种格式，以便于存储、传输
和处理。
数据分析和挖掘
空间分析
利用地理数据的空间特征进行各种空间分析，如距离计算、空间 关系判断等。
地理空间数据可用于物流运输路线规划、 车辆调度、配送服务等，提高物流运输的 效率和准确性。
城市规划
地理空间数据可用于城市空间布局、交通 规划、环境监测等，提高城市规划的科学 性和合理性。
军事侦察
地理空间数据可用于军事侦察、战场指挥 、目标定位等，提高军事行动的效率和准 确性。
环境保护
地理空间数据可用于环境监测、生态保护 、污染治理等领域，为环境保护提供数据 支持。
遥感技术
01
02
03
遥感卫星
利用遥感卫星获取地球表 面的地理空间数据，包括 地形、地貌、水体、植被 等信息。
图像处理
对遥感卫星获取的原始图 像进行辐射定标、大气校 正、几何校正等处理，以 提高数据的精度和质量。
数据分类与解译
对处理后的图像进行分类 和解译，提取出有用的地 理信息，如土地利用类型、 植被覆盖度等。
城市管理
地理空间数据可以用于城市设施 管理、城市安全监控、城市环境 监测等方面，提高城市管理的效 率和水平。
环境保护与监测
生态保护
地理空间数据可以用于监测和评估生 态环境状况，为生态保护提供科学依 据。
环境监测
地理空间数据可以用于监测空气质量 、水质状况、土壤污染等方面，为环 境治理和保护提供数据支持。
黄杏元《地理信息系统概论》(第3版)章节题库-第三章至第四章【圣才出品】
第3章空间数据处理一、名词解释1．栅格数据压缩编码答：栅格数据压缩编码是指在不丢失信息的前提下，缩减数据量以减少存储空间，提高传输、存储和处理效率的一种技术方法。
编码方式有键码、游程长度编码、块码和四叉树编码等。
其类型又有信息无损编码和信息有损编码之分。
2．边界代数算法答：边界代数算法是一种基于积分思想的矢量格式向栅格格式转换算法，它适合于将记录拓扑关系的多边形矢量数据转换为栅格结构。
它不是逐点判断与边界的关系完成转换，而是根据边界的拓扑信息，通过简单的加减代数运算将边界位置信息动态地赋给各栅格点，实现了矢量格式到栅格格式的高速转换，而不需要考虑边界与搜索轨迹之间的关系，因此算法简单、可靠性好，各边界弧段只被搜索一次，避免了重复计算。
3．DIME文件答：DIME文件是美国人口普查局在1980年的人口普查中提出的双重独立地图编码文件。
它含有调查获得的地理统计数据代码及大城市地区的界线的坐标值，提供了关于城市街道、住址范围以及与人口普查局的列表统计数据相关的地理统计代码的纲要图。
在1990年的人口普查中，TIGER取代了DIME文件。
4．空间数据内插答：空间数据内插是通过已知点或分区的数据，推求任意点或分区数据的方法。
在已观测点的区域内估算未观测点的数据的过程称为内插。
一般情况下，空间位置越靠近已观测点的未观测点越有可能获得与实际值相似的数据，而空间位置越远的点则获得与实际值相似的数据的可能性越小。
5．坐标变换答：坐标变换是把一个坐标系下的空间对象转换到另一个坐标系下的过程，是空间实体的位置描述。
其实质是建立两个平面点之间的一一对应关系，包括几何纠正和投影转换，是空间数据处理的基本内容之一。
两个及以上的坐标转换时由极坐标相对参照确定维数空间。
6．仿射变换答：仿射变换是GIS数据处理中使用最多的一种几何纠正方法。
是指在几何中，一个向量空间进行一次线性变换并接上一个平移，变换为另一个向量空间。
它的主要特性为：同时考虑到因地形突变而引起的实际比例尺在x和y方向上的变形，因此纠正后的坐标数据在不同方向上的长度比将发生变化。
地理空间数据的获取与处理技术
地理空间数据的获取与处理技术随着信息技术的发展和普及，地理空间数据的获取和处理技术在各个领域得到了广泛应用。
地理空间数据是指与地理位置相关的数据，包括地图、卫星遥感影像、地理位置信息等。
这些数据的获取和处理对于城市规划、环境监测、交通管理等方面均起到了重要的作用。
本文将探讨地理空间数据的获取与处理技术以及其应用。
一、地理空间数据的获取技术1. 卫星遥感技术卫星遥感技术是通过卫星对地球表面进行观测和测量，获取地理空间数据的一种技术手段。
现代卫星遥感技术已经非常成熟，可以获取高分辨率、多光谱的地表影像。
这些影像可以用于制作高精度地图、地理信息系统等。
卫星遥感技术在环境监测、灾害预警等领域具有重要的应用价值。
2. 全球定位系统（GPS）GPS技术是通过卫星定位和测量的方式获取地理空间数据。
GPS系统由一组卫星和地面接收器组成，可以实时测量地球上的位置信息。
GPS应用领域广泛，如车辆导航、物流管理、位置服务等。
3. 无人机遥感技术随着无人机技术的发展，无人机遥感技术也逐渐成熟并得到广泛应用。
无人机搭载高分辨率摄像机和传感器，可以低空获取地理空间数据。
无人机遥感技术在农业、测绘、城市规划等领域具有广阔的应用前景。
二、地理空间数据的处理技术1. 地理信息系统（GIS）地理信息系统是一种以地理空间数据为基础，利用计算机科学、信息科学等技术处理和分析地理数据的系统。
GIS利用空间分析、地理数据库管理等技术，可以有效整合和分析地理数据，为城市规划、资源管理等决策提供支持。
2. 数据挖掘与大数据分析在海量地理空间数据中，提取有用信息是一项重要的任务。
数据挖掘技术可以通过建立模型和算法，自动发现数据中的规律和趋势。
与数据挖掘相结合的大数据分析技术可以处理大量地理空间数据，从中提取相关的信息和知识。
3. 空间统计分析空间统计分析是针对地理空间数据的特点，通过统计方法和空间模型分析地理现象的分布和相关性。
空间统计分析技术可以识别和量化地理现象的空间关联性，为城市规划、环境评估等提供科学依据。
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第二节 数据采集的方法
在空间数据的采集过程中，有些数据的采集结果本 身就是数字数据，它们只需通过软件进行格式转换 即可。如遥感影像经图象处理系统处理和解译后得 到的数字结果，数字测图成果也一般是以CAD格式 存在，实测的数据一般也是以数字形式记录的，多 媒体数据、已有系统的数据等本身就是数字形式， 它们经过格式转换，进行数据编辑和处理后，即可 满足GIS数据库建库的需要。而属性数据则主要是 通过键盘或读取文件的方法输入，方法比较简单。 这里主要介绍图形数据的两种输入方法，即手扶跟 踪数字化和扫描矢量化方法。
第二节 数据采集的方法
7、图幅信息录入与管理功能 同地图跟踪数字化一样，地图扫描数字化也需 要录入图幅信息，以便于管理和质量控制。
第二节 数据采集的方法
8、要素编码设置功能 为了能进行属性编码的自动赋值，以及人机 交互地进行属性编码赋值，都必须针对不同 的要求进行地图要素的编码设置。
9、控制点输入功能 为了进行数字化后的数据纠正，必须具有控 制点输入功能。
不均匀缩放 旋转
倾斜 平移
第二节 图形数据的几何纠正
1、相似变换 相似变换主要解决两个坐标系之间的变换。如数字 化仪坐标到投影坐标系的变换。当两个坐标系存在 夹角，坐标原点需要平移，两坐标轴之间具有相同 的比例因子时，变换公式为：
X A0 A1x B1 y
第二节 数据采集的方法
空间数据采集的任务是将现有的地图、外业 观测成果、航空像片、遥感图像、文本资料 等转换成GIS可以处理与接收的数字形式， 通常要经过验证、修改、编辑等处理。
第二节 数据采集的方法
不同类型的数据输入需要用到不同的设备。 例如，对于文本数据通常用交互的方式通过 键盘录入，也可用扫描仪扫描后用字符识别 软件自动录入；对于矢量地图数据，可用平 板数字化仪，采用手扶跟踪的方法输入，也 可用扫描仪扫描成图像后，用栅格数据矢量 化的方法自动追踪输入，等等。GIS软件的 这一部分还应具有数据转换装载的功能，即 能把其它GIS或专题数据库中的数据通过转 换装载到当前的GIS系统中。
矢量数据的数字化仪输入
数 字 化 过 程 可 能 产 生 的 错 误
第二节 数据采集的方法
二、空间数据的扫描仪输入 纸质地形图或像片可以通过扫描仪数字化。 扫描仪是直接把图形（地形图）和图像（遥 感影像、照片）扫描输入到计算机，以像素 信息进行存储表示的设备。
第二节 数据采集的方法
地理数据的扫描输入
第一节 图形数据的编辑
总之，编辑遇到的图形问题可能是复杂的， 它们并不能明显被区分是点、线或面的问题， 需要一系列的操作才能解决。
第二节 图形数据的几何纠正
地图在数字化时可能产生整体的变形，归纳 起来主要有仿射变形、相似变形和透视变形。 图纸的变形常常产生前两种变形，直接从没 有经过几何变换的航空影像上提取的图形信 息，会产生透视变形。另外一种情况是，当 把数字化仪坐标、扫描影像坐标变换到投影 坐标系，或两种不同的投影坐标系之间进行 变换时，也需要进行仿射变换或相似变换。
第一节 图形数据的编辑
(a)结点不达
(b)结点超出
(c)直线悬空相交
(d)三结点不吻合
(e)伪结点
(f)多边形不闭合
(g)碎多边形
(h)多边形奇异
(i)删除角点 (m)区域转多边形
(j)增加角点
(k)多余小多边形
(l)跑线
b a
a
(n)多边形转区域
(o)多边形合并
常见的编辑问题
第一节 图形数据的编辑
第十章 空间数据的编辑
GIS软件的数据编辑工作主要是几何纠正、 图形和文本数据的编辑、图幅的拼接、拓扑 关系的生成等，即完成GIS的空间数据在装 入GIS的地理数据库前的各种工作。
第一节 图形数据的编辑
地图数字化后，会存在一些问题，有的问题 是数字化错误造成的，有的是数据结构定义 所必须修改的。通过图形数据的编辑就是解 决这些问题，满足数据库建库的需要。
第一节 图形数据的编辑
一、结点的编辑 结点是线（弧段）目标的端点，在GIS中有 着重要地位。编辑相当部分是针对结点进行 的。通过移动结点或结点粘合，可以解决 （a）、（d）、（ f ）等问题。伪结点是同 一条弧段之间的多余结点，删除即可，或者 将两段弧段合并。结点超出可以通过移动结 点或删除悬挂弧段解决。
第一节 数据源的种类
地图数据主要用于生成DLG、DRG数据或 DEM数据。
第一节 数据源的种类
二、遥感数据（影像数据） 遥感数据（影像数据）是GIS的重要数据源。遥感 数据含有丰富的资源与环境信息，在GIS支持下， 可以与地质、地球物理、地球化学、地球生物、军 事应用等方面的信息进行信息复合和综合分析。遥 感数据是一种大面积的、动态的、近实时的数据源， 遥感技术也是GIS数据更新的重要手段。遥感数据 (影象数据)用于提取线划数据和生成数字正射影象 数据（DOM）、DEM数据。
二、线（弧）的编辑 直线悬空相交问题，在早期的GIS中，需通 过增加结点解决。在面向对象的系统中，可 以不处理。删除角点、增加结点均会改变线 的形状。跑线问题则需要重新数字化。
第一节 图形数据的编辑
三、多边形编辑 碎多边形问题一般需要重新数字化，不严重 时，可取中线。奇异多边形需要先打断弧段， 再删除多余部分。对于多余小多边形，删除 即可。对于（m）、（n）、（o）的情况， 一般执行编辑软件的相应功能即可实现。
第三部分 地理空间数据的获取与处理
（一）
第九章 地理空间数据获取
数据的获取与处理是建设GIS工程的基础工 作。因空间数据的来源不同，数据存在的类 型和格式不同，数据的获取方法是不同的。 由于数据在获取过程都不同程度的存在错误 或误差，以及空间数据库对数据组织管理的 需要，都需要对数据进行编辑和处理。
第一节 数据源的种类
三、文本资料 文本资料是指各行业、各部门的有关法律文 档、行业规范、技术标准、条文条例等，如 边界条约等。这些也属于GIS的数据。
第一节 数据源的种类
四、统计资料 国家和军队的许多部门和机构都拥有不同领 域(如人口、基础设施建设、兵要地志等)的 大量统计资料，这些都是GIS的数据源，尤 其是GIS属性数据的重要来源。
一、地图数据 地图数据是GIS的主要数据源，因为地图包含着丰 富的内容，不仅含有实体的类别和属性，而且含有 实体间的空间关系。地图数据主要通过对地图的跟 踪数字化和扫描数字化获取。地图数据不仅可以作 宏观的分析(用小比例尺地图数据)，而且可以作微 观的分析(用大比例尺地图数据)。在使用地图数据 时，应考虑到地图投影所引起的变形，在需要时进 行投影变换，或转换成地理坐标。
第二节 数据采集的方法
一、图形数据的手扶跟踪数字化输入 纸质地形图可以通过数字化仪方式输入。数 字化仪由电磁感应板、游标和相应的电子线 路组成。数字化仪的幅面有A0 ，A1 ，A3 ， A4等。
矢量数据的数字化仪输入
手扶跟踪数字化仪示意图
第二节 数据采集的方法
数字化的过程是先将图件固定在数字化仪 上，首先数字化图幅范围的至少四个控制点 的坐标，用于进行数字化仪的坐标到指定的 GIS数据库建库时定义的坐标的转换。随后 即可输入图中的其它图形数据。
第二节 数据采集的方法
2、特征码清单设置 特征码清单是指安放在数字化仪台面或屏幕上的由 图例符号构成的格网状清单，每种类型的符号占居 清单中的一格。
3、数字化键值设置 即设置数字化标识器上各按键的功能，以符合用户 的习惯。
4、数字化参数定义 主要是指系统应能选定不同类型的数字化仪，并确 定数字化仪与主机的通讯接口。
第二节 数据采集的方法
5、点状符号和注记的自动识别功能 应该能对点状符号和注记字进行自动识别， 但完全自动化目前仍有困难，因此，有时需 要人工在屏幕上进行数字化。
第二节 数据采集的方法
6、属性编码的自动赋值 应能对已数字化的要素自动根据其符号特征 赋以相应的编码(包括等高线的高程)。这方 面目前还需要较多的人机交互。
第一节 数据源的种类
五、实测数据 野外试验、实地测量等获取的数据可以通过 转换直接进入GIS的地理数据库，以便于进 行实时的分析和进一步的应用，如通过物探 得到的地下管线数据。GPS(全球定位系统) 所获取的数据也是GIS的重要数据源。
第一节 数据源的种类
六、多媒体数据 多媒体数据(包括声音、录像等)通常可通过 通讯口传入GIS的地理数据库中，目前其主 要功能是辅助GIS的分析和查询。
扫描仪用于转换地图或影像到GIS为栅格格 式。有黑白和彩色之分。
① 机械扫描仪，也成滚筒扫描仪。图3－4（ a ） ② 视频扫描仪，不精确，但便宜。图3－4（ b） ③ CCD相机，比视频扫描仪稳定和精确。图3－4
（c） ④ CCD扫描仪，精确但昂贵。图3－4（ d ）
地理数据的扫描输入
地理数据的扫描输入
第一节 数据源的种类
七、已有系统的数据 GIS还可以从其它已建成的信息系统和数据 库中获取相应的数据。由于规范化、标准化 的推广，不同系统间的数据共享和可交换性 越来越强。这样就拓展了数据的可用性，增 加了数据的潜在价值。
第一节 数据源的种类
上述这些数据经地理信息系统数字化和编辑 后，形成不同格式和数据结构的数据集。数 据集是一个结构化的相关数据的集合体，包 括数据本身和数据间的联系。数据集独立于 应用程序而存在，是数据库的核心和管理对 象。GIS 的主要数据集，包括数字线划数据 （DLG）、数字扫描数据（DRG）、影像 数据（DOM）、数字高程数据（DEM）和 属性数据（包括社会经济数据）、专业领域 数据。
扫描得到栅格数据后，如果需要线划图，还需 要使用矢量化软件进行处理，得到线划数据。
第二节 数据采集的方法
矢量化软件提供的主要功能为： 1、地图扫描输入功能