第二章 土地信息技术基础 土地信息系统土地资源管理专业

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5. 信息的一般编码方法
空间信息的编码方式主要有三类,土地信息属于空间信息的 范畴,空间信息的编码方式也适合土地信息的编码。
(1) 用空间坐标来表示地理要素的位置 , 包括坐标系的选择, 坐标数据输入、编辑、校正等一系列工作。
(2) 在空间要素之间建立起联系, 反映空间位置上的相互关 系。如链一结点方式的拓扑数据结构, 把矢量型的空间信息 按点、线、面建立起相互联系, 四叉树的数据结构把栅格型 的空间信息组成面状的整体。用游程长度编码压缩数据的 存储量。
各个国家或地区均选择一个平均海水面同的平均海水面就产生不同 的高程基准, 也就产生不同的高程系统。
1950年至1956 年我国大地水准面取青岛验潮站,验潮结果推算 的黄海平均海水面, 并以此作为全国的高程起算面, 亦称1956年黄 海高程系, 原点高程值为72.289m。
(4) 简单性。代码越简单, 人的记忆、操作也简单, 计算机 处理也方便。
(5) 完整性。综合性的信息系统牵涉的面很广, 应全面考 虑有关的信息类型与分类, 防止顾此失彼。
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2. 属性数据的编码:
属性数据的编码:指确定属性数据的代码的方法 和过程。
属性代码的功能为 : (1) 鉴别。代码代表对象的名称, 是鉴别对象的惟一
球的北极和南极。 地面上任意一点M与地轴所组成的平面,称为过M点的子午面。
该子午面与地球表面的交线,称为过M点的子午线,也称为经圈。 过英国格林威治天文台的子午面国际公认为首子午面。它与地球 表面的交线称为首子午线。 地面上某点的子午面与首子午面的夹角,称为该点的经度,用λ表 示。 经度从首子午面向东0º∽180º称为东经,从首子午面向西 0º∽180º称为西经,同一条子午线上各点的经度相同。
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纬度
垂直于地轴的平面与地球表面的交线称为纬线, 过地心且垂直于地轴的平面称为赤道平面,赤道平面与
地球表面相交而成的纬线称为赤道。 过地面上任一点M的铅垂线与赤道平面的夹角,称为该
点的纬度,以φ表示之。纬度从赤道向北0º--90º称为北 纬,向南0º--90º称为南纬。 我国地处东半球,又处于北半球,所以我国地域内各点 的地理坐标都是东经和北纬。如北京某地点的地理坐标 为东经116º28′,北纬39º54′。
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空间大地直角坐标系
以椭球中心O为笛卡尔坐标系 原点,OZ轴与椭球的旋转轴一
致,ox轴位于起始子午面和赤
道面的交线上, 在赤道面上与 X轴正交的方向为Y轴, 0-XYZ 构成右手坐标系。在此坐标系 中, 地面上任一点P的位置用 X、 Y、Z表示。
Z Y
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平面直角坐标系
平面直角坐标系是由空间大地坐标系经过 地图投影变换而建立的, 地理坐标是一种球 面坐标。由于地球表面是不可展开的曲面, 也就是说曲面上的各点不能直接表示在平 面上, 因此必须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 面上任一地理坐标确定的点, 在平面上必有 一个与它相对应的点, 平面上任一点的位置 可以用极坐标或直角坐标表示。
8220
地块坐落
8230
地块四至
8231
东面相接
8232
南面相接
8233
西面相接
8234
北面相接
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第二节 土地信息的空间参考系
空间参考系:主要指大地参考系, 是
指用数学方法来定义地面实体在通 用坐标系中的绝对位置和大小
n
地球椭球
地理坐标系
空间大地直角坐标系
平面直角坐标系
高程参考系统
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地球椭球
(1) 确定分级数的基本原则, 包括 : ①分级数应符合数值估计精度的要求。分级数多, 精度就高; ②分级数应顾及可视化的效果; ③分级数应符合数据的分布特征。 (2) 确定分级界线的基本原则, 包括: ①使级内差异尽可能的小, 各级之间的差异尽可能的大; ②在任何一个等级内部都必须有数据, 任何数据都必须落在某一个等级
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我国的大地坐标系
1952年以前:采用海福特(Hayford)椭球体 1953-1980:采用克拉索夫斯基椭球体;1954年北京
坐标系:从前苏联1942年坐标系经联测和平差计算 引申到我国,属参心坐标系,原点在前苏联的普尔 科夫,是前苏联1942年坐标系的延伸,有较大的误 差 1980年国家大地坐标系;又称1980西安坐标系, 简写GDZ80,是我国通过全国天文大地网整体平差建 立的我国大地坐标系。属参心坐标系,大地原点设 在陕西泾阳县永乐镇,简称西安原点, 大地高程以1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水 面为基准。已逐步取代1954北京坐标系 新1954年北京坐标系:1954--1980坐标系的过渡 坐标系
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三、土地信息编码
编码:将经过分类的信息用适当的代码 ( 字符串或数值 )来表示的过程, 也称代 码化。
分类分级是编码的基础; 编码的产物就 是代码
代码是一个或一组有序的易于被计算机 或人识别与处理的符号, 是计算机的符 号, 是计算机鉴别和查找信息的主要依 据和手段。
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1. 土地信息编码的原则:
(1) 惟一性。代码和分类一一对应 , 尽量避免一个代码对 应多种分类或多个代码对应一种分类
(2) 可扩充性。如果将来要增添新的内容, 尽量不改变原 有体系而实现扩充, 既减少用户熟悉新体系的麻烦, 也 减少数据库的转换和处理软件的改动, 这样必须留有足 够的备用代码。
(3) 易识别性。用户看到代码时, 凭经验就可知道事物的 分类, 并和其他事物产生对比、联想。
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地理坐标系
地理坐标系是以经 度和纬度表示地面 点位置的球面坐标 系统。
地理坐标系也称为 大地坐标系(P18,GIS)
大地经度L和大地纬 度B是以参考椭球面 和法线作为基准面 和基准线的
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经度
O为地球的中心,简称地心, PP1为地球的自转轴,简称地轴。它与地球表面的交点PP1称为地
×× ××
大 小一 二 类 类级 级 码 码代代
码码 各级代码分别用一位十进制数字顺序排列 , 如表 2 一 3 所示。
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代码 4600 4610 4620 4630 4640 4641 4642
名称 桥梁 铁路桥 公路桥 双层桥 人行桥
依比例尺 不依比例尺
代码
名称
8200
地块位置信息
8210
地块所在图幅
标识。 (2) 分类。当按对象的属性分类并分别赋予不同的类
别代码时, 代码又可区分分类对象的类别的标识。
(3) 排序。当按对象产生的时间、所占的空间或其他 方面的顺序关系排列并分别赋予不同的代码时, 代 码又可作为区别对象排序的标识。
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3. 编码的类型
编码的类型是指代码符号的 表示形式 , 有数字型、字母型、 数字和字母混合型三类。
第二章 土地信息技术基础
第一节 土地信息分类与编码 第二节 土地信息的空间参考系 第三节 地图投影 第四节 地图的分幅与编号
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第一节 土地信息分类与编码
对信息进行分类,是科学管理的基础 土地信息分类:将土地信息系统化,以便于
管理、应用和信息共享
信息分类基础: 土地利用信息分类: 土地信息编码:
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4. LIS 中代码的种类
LIS 中代码可以分为两种 : 一种是分类码 ; 另一种是标识码。 分类码:根据土地信息分类体系设计出的一个专业信
息的分类代码 , 用于标识不同类别的数据, 根据它可以 从数据中查寻出所需类别的全部数据。如耕地为1 标识码:在分类码的基础上, 对每类数据设计出全部或 主要实体的标识码, 用其对应某一类数据中的某个实 体 , 如一个居民地、一条河流、一条道路等进行个别 查询检索, 从而弥补分类码不能进行个体分离的缺陷。 标识码是联系实体的几何信息和属性信息的关键字。
重于经济要素和人文要素, 农村: 则主要是研究大量的自然资源信息及利用
问题。 因此, 原国家土地管理局制订两套土地利用信息
分类体系, 即 :“土地利用现状调查技术规程” 和 “城镇地籍调查规程“(见书12页表2-1; 2-2)
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新土地利用分类体系
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12
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2、从信息系统开发应用角度对土地信息分类
我国目前采用高斯一克吕格投影平面作为 计算面积的参考面。这一选择和采用高斯 平面直角坐标系是一致的, 它的最大优点是 可以直接用地面点的平面直角坐标来计算 由这些地面点围起的土地面积
X
o
Y
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高程参考系统
空间点的高程是以大地水准面为基准建立的。由于地球重力场确 定的复杂性, 我们还不能惟一地确定大地水准面。
地球椭球:理论和实践证明, 大地水准面与具有微小扁率的 旋转椭球面非常接近, 可用它来代表地球形状, 称为地球椭 球面,它可以用数学公式精确表示,是建立土地信息空间参考 系的基础。
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我国先后在 1954 年和 1980 年完成了地球参考椭球定位工 作 , 对应有了 54 坐标系和 80 坐标 系之分。
(1). 基础地理信息:基础地理信息是指空间参 考坐标系、地形地貌、水系、植被和线状道路 等基础信息。
(2). 专题图形信息:指在建立土地信息系统时 涉及有关土地方面的专题信息图层:地籍、规 划、估价等
(3). 专题属性信息:包括反映特定地块最基本 属性的信息:面积、权属、地类等
(4). 土地相关属性信息:与土地相关的其他属 性信息包括:人口、古迹、植被、水文等
的空间位置上的相互联系 空间位置附加属性码便于人的识别、记忆,
还可用于和属性数据库的连接
因此, 一个实用的土地信息系统在空间信息的 编码时,一般是同时使用上述三类编码, 以 相互取长补短。
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6、地籍信息编码
地籍信息编码根据以上原则和方法 , 地籍信息编码是在 地籍信息分类编码的基础上 , 由 大类码、小类码、一级码和 二级码组成 , 分类代码可由四位数字组成 , 其结构如下 :
1988 年1月1日起, 我国又启用了1985年国家高程基准, 原点高程 为72.260m。为此,1985年国家高程基准与1956年国家高程基准 之水准原点间的转换关系为 :
H85=H56-0.029 式中 : H85、H56一一新旧高程基准原点的正常高程。
地球自然表面:最高珠峰:8848米;最低马里亚纳海沟深: 11022米;地球半径:6371000米
大地水准面:静止海面延伸包围整个地球而形成的曲面。 水准面是在地球重力作用下形成的闭合曲面,该面上任何 一点的重力位都相等,是一个重力等位面。由于地球内部 物质分布不均匀(重力不均)和地面起伏不平, 而使大地水 准面十分复杂而不能用一种数学公式来表达, 因此仍不能在 其上进行运算。
(2) 面分类法, 是将给定的分类对象按选定的 若干个属性或特征分成互不依赖、互不相干 的若干方面, 每个面中又分成许多彼此独立的 若干个类目。使用时, 可根据需要将这些面中 的类目组合在一起, 形成复合类目。
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3. 分级原则
分级是对事物或现象的数量或特征进行等级的划分, 主要包括确定分级 数和分级界限(对一类特征进行数量划分,级有大小区别)。
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一、信息分类基础
分类过粗:可能会影响将来分析的深度 分类过细:增大工作量, 计算机负荷加重;
有时在技术上也难以做到, 如用遥感数据 图像对土地利用分类时, 由于受影像分辨 率的限制, 无法做到很细。
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2. 分类的基本方法:
(1) 线分类法, 又称层级分类法。它是将初始 的分类对象按选定的若干个属性或特征依次 分成若干个层级目录, 并编排成一个有层次的 分类体系。其中同层级类目之间存在并列关 系, 不同层级类目之间存在隶属关系, 同层类 目互不重复、互不交叉。
内; ③尽可能采用有规则变化的分级界线。 (3) 分级的基本方法。在分级时大多采用数学方法, 如数列分级、最
优分割等级等。对于有统一的标准的分级方法时, 应采用标准的分 级方法。
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二、土地利用信息分类
1、从土地利用角度对土地信息分类: 按不同对象设计的分类系统 城市: 主要是考虑高密度的土地利用和配置, 并侧
(3) 对空间要素人为地给定一些编码或字符串。这是借助属 性信息的编码方式来给空间信息编码,如北京市的城市规划
部门按环状、放射状的主要道路将城市分成几大块, 并给每一块一 个指定的英文字符。(邮政编码)
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特点: 空间坐标码有定位精确、图形显示直观的优
点 拓扑结构、四叉树结构能建立空间要素之间
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