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1、Nanjing University of Information Science Technology 杨沈斌杨沈斌 应用气象学院 Geographic Information Systems 地理信息系统地理信息系统 Nanjing University of Information Science Technology 课程内容 第一章 绪论绪论 2学时 学时 第二章 坐标系统坐标系统 4学时 学时 第三章 矢量数据模型矢量数据模型 3学时 学时 第四章 栅格数据模型栅格数据模型 3学时 学时 第五章 数据输入数据输入 2学时 学时 第六章 空间数据编辑空间数据编辑 2学时 学时 第七章
2、 属性数据输入与管理属性数据输入与管理 2学时 学时 第八章 数据显示与地图编制数据显示与地图编制 2学时 学时 第九章 数据探查数据探查 3学时 学时 第十章 数据分析数据分析 5学时 学时 第十一章 空间插值空间插值 4学时 学时 第十二章 GIS模型与建模模型与建模 4学时 学时 总学时 75 讲课 讲课 36 实验 12 报告 25 讨论 2 Nanjing University of Information Science Technology 地信这 门课怎 么学 思考 理解 多动手 学生代表学生代表 杨老师杨老师 Nanjing University of Information
3、 Science Technology 一个问题 矢量数据能够用点 线 和面来表示空间要素 这对于已确定了位置与 形状的离散要素较为理 想 但矢量数据模型同 样可以对具有连续变化 特征的空间现象 如降 水量 海拔 土壤侵蚀 等 进行描绘吗 Nanjing University of Information Science Technology 第四章 栅格数据模型 4 1 栅格数据模型要素 栅格数据模型栅格数据模型 一种数据模型 使用行 列和像元来构建空间 要素 连续的高程栅格数据 较 暗的表示较低的海拔 像元 像素 Pixel 行1 列1列4列2列3 行2 行3 行4 y x Nanjing
4、 University of Information Science Technology 点 线和面要素的栅格 表示与对应的矢量表示 4 1 栅格数据模型要素栅格数据模型要素 Nanjing University of Information Science Technology 4 1 1 像元值 栅格中每个像元携带一个值 它代表由该行该列所决定 的该位置上空间现象的特征 栅格数据可以是整型整型或浮点型浮点型值 针对不同的空间现象特征选择合适 的数据类型 如代表类别的数据 通常选择整型 代表降水量数值的 选择浮点型的数据类型 4 1 栅格数据模型要素栅格数据模型要素 Nanjing Uni
5、versity of Information Science Technology 4 1 2 像元大小 像元大小决定了 栅格数据模型的分辨率 4 1 栅格数据模型要素栅格数据模型要素 Nanjing University of Information Science Technology 4 1 3 栅格波段 栅格数据可能具有单波段或多波段 多波段栅格 数据中的每个像元与一个以上像元值关联 多波段栅格数据 如多光谱卫星影像 单波段栅格数据 如高程栅格 DEM 4 1 栅格数据模型要素栅格数据模型要素 Nanjing University of Information Science Tech
6、nology 4 1 4 空间参照 栅格数据必须具有空间参照信息 这样在GIS中它 们才可以和其他数据集进行空间配准 经过与投影 坐标系统匹 配处理的栅 格数据通常 称为地理参地理参 照栅格数据照栅格数据 4 1 栅格数据模型要素栅格数据模型要素 栅格数据 矢量数据 Nanjing University of Information Science Technology 假设一个高程栅格具有如下行数 列数 像元大小和用 UTM坐标表达的区域范围的信息 行 463 列318 像元大小 30 m 左上角UTM坐标 499995 5177175 右上角UTM坐标 509535 5191065 行数
7、5191065 5177175 30 463 列数 509535 499995 30 318 30 m 30 m 499995 5191065 500025 5191065 499995 5191035 500010 5191050 4 1 栅格数据模型要素栅格数据模型要素 Nanjing University of Information Science Technology 4 2 栅格数据类型 卫星影像 USGS的数字高程模型 DEM SRTM 全球数字高程模型 SRTM DEM 数字正射影像 DOQ 二值扫描文件 数字栅格图 DRG 图形文件 如GeoTIFF GIF JPEG 特性G
8、IS软件的栅格数据 如ESRI GRIDS DRG Nanjing University of Information Science Technology 4 3 数据转换 栅栅格化格化 矢量数 据转换为栅格 数据 矢量化矢量化 栅格数 据转换成矢量 数据 Nanjing University of Information Science Technology 4 3 1 栅格化的基本步骤 第一步 建立一个指定像元大小的栅格 该栅格能覆盖整 个矢量数据的面积范围 并将所有像元的初始值赋予0 第二步 改变那些对应于点 线或多边形界线的像元值 对于点的像元赋值1 对于线的像元赋予线值 对于多边
9、形界线的像元设为多边形值 第三步 用多边形值来填充多边形轮廓线内部 源自栅格化的误差通常取决于计算机算法和栅格像元的尺 寸 4 3 数据转换数据转换 Nanjing University of Information Science Technology 4 3 2 矢量化的三个基本要素 线的细化 线的提取和拓扑关系的重建 矢量数据模型中的线只有长度而没有宽度 而扫描文件中 的栅格线总是占几个像元的宽度 为了矢量化 栅格线最 好细化到只占一个像元宽度 线的提取是决定独立线段的起 止点的过程 拓扑关系的重构就是将栅格图像中提取出来的线条连接 以及显示数字化错误所在 4 3 数据转换数据转换 Nanjing University of Information Science Technology 本章重要概念和术语 栅格数据模型 有地理坐标参考的栅格数据 整型栅格数据 浮点型栅格数据 栅格化 矢量化 数字高程模型 DEM
