土地信息系统2章4章尾

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1、第二章 土地信息技术基础,1 土地信息分类与编码 2 土地信息的空间参考系 3 地图投影 4.地图的分幅与编号 5.图件的数据表达 2.1 土地信息分类与编码 2.1.1 信息分类的基础 1分类原则 科学性原则 系统性原则 稳定性原则 完整性和可扩展性原则 易用性原则 灵活性原则 不受比例尺限制原则 与有关国家规范和标准协调一致原则 考虑数据来源原则,2分类的基本方法,线分类法,面分类法,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,将给定的分类对象按选定的

2、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,3分级原则,确定分级数的基本原则 分级数应符合数值估计精度的要求 分级数应顾及可视化的效果 分级数应符合数据的分布特征 确定分级界线的基本原则 保持数据的分布特征，使级内差异尽可能的小，各级之间的 差异尽可能的大 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内 尽可能采用有规则变化的分级界线。 分级的基本方法 数列分级 最优分割等级,2.1.2 土地利用信息分类,1. 原国家土地管理局制订的两个规程： “土地利用现状调查技术规程”

3、、“城镇地籍调查规程” 2. 2001年国土资源部新土地分类系统与建设部城市用地分类和代码(GBJ1387) 3. 从信息系统开发应用角度对土地信息的分类：,基础地理信息,专题图形信息,专题属性信息,相关属性信息,2.1.3 土地信息编码,即代码化过程将经过分类的信息用适当的数码(字符串或数值)来表示 1. 原则：,唯一性,可扩充性,易识别性,完整性,简单性,2.属性数据编码 _确定属性数据的代码的方法和过程,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。 代码的功能： (1)鉴别。代码代表对象的名称，是鉴别对象的惟一标识。 (

4、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。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。,3. 编码的类型 _代码符号的表示形式 包括 数字形、字符型 及 二者混合型,4.LIS中代码的种类 _分类码和标志码,分类码:是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。,标志码:是在分类码的基础上，对每类数据设计出全部或主要实体的标识码，用于一一对应某一类数据中的某个实体；从而弥补分类码不能进行个体分离

5、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。,5.土地信息的编码方法 _空间信息的三种编码方式 (1)用空间坐标来表示地理要素的位置 (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 (3)对空间要素人为地给定一些编码或字符串 综上所述，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往往是同时使用上述三类编码，以相互取长补短。,6.地籍信息编码 _分类码和标志码,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

6、级码和二级码组成，分类代码可由四位数字组成。,各级代码分别用一位十进制数字顺序排列,2.2 土地信息的空间参考系,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，即用地面实体到原点或坐标轴的距离、与坐标轴或起始线的夹角在投影面上的大小来表示。,2.2.1 地球椭球 目前，我国采用的大地坐标系为1980年中国国家大地坐标系，该坐标系选用1975年国际大地测量协会推荐的国际椭球。 具体参数为： 赤道半径(a)：6378140.0000000000m 极半径(b)： 6356755.2881575287m 地球扁率(f)=,2.2.2 大地坐标系,根据不同需求，我国现有三种

7、大地坐标系并存： a.1954年北京坐标系(局部平差) b.1980年国家大地坐标系(整体平差) c.地心坐标系,对于地表某点的坐标表示可用： 地理坐标系(L，B，H ) 大地直角坐标系(x，y，z ),其间可相互转换： x= f1(L，B) y= f2(L，B),2.2.3 平面直角坐标系,2.2.4 高程参考系,H85=H56 - 0.029,(1)任何地球表面到二维的变换都有变形存在，或是形状变形，或是面积变形，或是距离变形，或是方向变形； (2)不同的投影有不同的变形； (3)每种投影的特点决定了它适宜某种应用而不适宜另一种。,自学： 2.4 地图分幅与编号 1.我国基本比例尺地图的分

8、幅与编号； 2.大比例尺地图是怎样分幅编号的。,在开始数据处理前搞清所用地图投影是十分必要的，因为：,自学： 2.3 地图投影 1.什么是地图投影 2.从变形性质看地图投影主要分为哪几类？各类投影有何变形特点？ 3.高斯投影的特点。,3.5 图件的矢量数据表达,3.5.1 图件分析 1.图件矢量化的几个基本概念 点(Point)_ 线(Arc)_Node Vertex 面(Polygon)_岛 2.拓朴关系(点线面之间的空间关系) 结点弧段 图斑弧段 3.两种拓朴错误 悬结点、桥弧段 4.弧段与图斑的包络矩形 (xmin，ymin) ( xmin ， ymax ) ( xmax ， ymin

9、) ( xmax ， ymax ),5.图件分析的几点结论 点的有序集合组成坐标链弧段 弧段的有序集合组成图斑。弧段有内外边界之分，内边界弧段可以组成一个或多个闭合区域，存在有内边界的图斑称为多连通区域，不存在内边界的图斑称为单连通区域。 图件由点、线、面三要素组成，数字化图件的矢量格式是将点状地物、线状地物、面状地物分为不同图层，分别存储其空间信息。 对于点装地物，系统需要存储点位坐标及点状地物编号码这些数据是数字化图件表达点状地物空间信息的必要数据。 对于线状地物，系统系统需要存储线坐标链、坐标链包络矩形及线状地物编码，这些数据是数字化图件表达线状地物空间信息的必要数据。 对于在状地物，系

10、统需要存储弧段坐标链、图斑包络矩形、弧段与结点、结点与弧段、弧段与图斑、图斑与弧段的拓朴关系及在状地物编码等，这些数据是数字化图件表达面状地物空间信息的必要数据。 悬点与桥弧段是面状地物图件常见的拓朴错误，功能完备的土地信息系统应当能够自动向用户提示这种错误。,“面向对象”是针对信息系统开发初期“面向计算机”而言的，“对象”是指客观实际存在的最小单位，面向对象的编程要求数据结构的设置体现对象的系列性、层次性；将对象之间的继承、关联等逻辑关系分析准确，表达合理。 关系型数据结构是近年来发展迅速的一种数据表达方式。支持这种表达方式是当前所有大型数据管理系统软件的共同特点。 长期以来，多数空间信息系

11、统都是自行开发自已的空间数据管理系统，属性数据库采用关系型数据结构，然后用标识码(ID)把二者联结起来，这种连接关系较弱，不能一体化管理空间与属性数据。 网络技术的发展使土地图形数据上网势在必行，所以，空间与属性数据一体化管理、空间数据结构关系型成了空间信息系统发展的趋势。,说明：“注释”数据项代码“1”表示坐标链的起始点；空码表示坐标链中间点；代码“20”表示坐标链的终点。,点状地物不存在复杂的拓扑关联关系，因而表21简单的设置就将点状地物空间信息表述清楚。,任何一个信息系统软件程序设计的核心都是算法设计，而算法与数据结构是紧密相关的.数据结构对软件程序有很强的制约作用，对于软件的功能、数据

12、处理的效率以及算法模式有相当大的影响，甚至有决定性的作用。因此设计一个软件程序的算法之前，首先要将数据结构基本框架设计出来，这个框架在整个系统开发过程中不能轻易改动，因为它涉及系统的全局。,当前特别值得注意的是:面向对象的编程思想的运用 关系型数据库数据结构的发展 对这两个发展趋向的考虑在数据结构设计中要放在重要位置,系统数据结构设置要考虑： 完整地、精确地、高效地表达土地信息的各个方面，特别是空间信息； 有力地支持系统全部的功能目标，特别是空间分析的功能目标； 与当前计算机硬件、操作系统、开发语言、数据管理系统以及数据网络传输模式相适应。,在各矢量数据结构表中共同的数据项的两个：每个记录都有

13、“注释”数据项，此项占一个字节，用ASCII码表达特定的意义，如ASCII“255”表示删除； 每个表中都有“序号代码”数据项，指的是记录序号，是系统内部数据管理代码，是系统内部程序使用的，不面向用户。 也就是说这两个数据项都使用内码记录。,3.5.2 矢量格式数字图件的数据结构 1.数据结构综述 2.矢量格式空间数据结构设置 点状地物空间数据结构 线状地物空间数据结构 面状地物空间数据结构,线状地物空间数据需要两张表分别存储。,两表存在着关联，用表2-3将表2-2所表示的坐标点集合成一段一段坐标链，由于表2-2有“序号代码”数据项，而这个序号代码是惟一的记录标识码，且序号是累计相加的，表2-

14、3中起点序号与终点序号是指表2-2中的记录标识码，由这两个序号就索引出了这一坐标链的所有坐标点。,面状地物空间数据需要5张表分别存储。,据统计,大比例尺的矢量格式数字化图件中, 结点为3条弧段的交汇点92,4条弧段的交汇点为7,4条以上弧段的交汇点极特殊,1，故数据项“弧段1”至“弧段4”可满足99以上结点存储其与弧段的拓扑关系的要求。,3.矢量格式空间数据结构分析 表2-1至表2-8全部都是关系型的数据表格，这些表格都符合第一以上的范式。每个表中都有“序号代码”数据项，序号代码是指记录序号这一数据项，是该表的主码(范式、主码概念在数据库讨论)，DBASE数据库管理软件中记录序号是不单设数据项

15、的，但大型数据库管理系统中，这一数据项必须设置。记录序号在其它表中又是外码，作为两张表联系的纽带。 表2-4到表2-8可以看到这样的层次关系：坐标链是坐标点的有序集合，图斑又是坐标链的集合。表2-4面状地物坐标链数据表存储的是最基础的单个点坐标数据，而表2-5面状地物弧段坐标链索引表是将坐标链上升到弧段的层次，将弧段的所有空间拓扑属性完整地表达出来。表2-6结点弧段关系表给出了结点与弧段的拓扑关系。而表2-7与表2-8将图斑与弧段的拓扑关系表达出来。 点、线、面拓扑关系中存在着多对多的关系，一个弧段有两个结点，而一个结点又交汇着多个弧段，一个弧段分属于两个图斑，而一个图斑又由多个弧段组成，弧段

16、中又分成内外边界，内边界又组合成多个封闭区域。这就决定着表征一幅图件不能用一个关系来表达，必须按关系型表格的要求多层次、多角度地表现数据间这些关系。对于一些特殊的关系如内边界组合成多个封闭区域信息又用注释代码来表达。,注释的运用将简单的二维关系增加为三维，表现了深一层次的相互关系。弧段与点、图斑与弧段存在着不定长的集合关系，1个弧段可以只有2个点，但最多可有几百个点，1个图斑可以只有1个弧段，也可能有几十个，对于这种不定长的集合关系可以采取分立两张表的方法来表达。一张将点或弧段有序地排放在一起，连续一些点表达一个弧段或连续一些弧段表达一个图斑，这些连续的的点或弧段构成了原始点集、弧段集的子集；另一张表将上一张表的这些子集的边界地址_起始序号与终止序号存储起来，表达这种不定长的集合关系。 不定长子集关系不同于定长子集关系，定长子集关系用一张二维表就可以将关系表现清楚(如弧段与图斑、弧段与结点、弧段与包络矩形等统统都设置在表2