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1、 1 内容回顾 空间数据量算主要包括 什么是空间数据的内插 主要包括 和 离散空间数据内插主要采用 法 连续空间内插技术包括 和 空间信息分类可以采取 分析 分析 分析和 分析 名词解释DTM DEM 2 2 空间数据的内插 通过已知点或分区的数据 推求任意点或分区数据的方法称为空间数据的内插 其方法是从存在的观测数据中找到一个函数关系式 使该关系式最好地逼近这些已知的空间数据 并能根据函数关系式推求出区域范围内其它任意点或任意分区的值 一般来讲 在已存在观测点的区域范围之内估计未观测点的特征值的过程称内插 在已存在观测点的区域范围之外估计未观测点的特征值的过程称推估 空间数据内插有离散空间内
2、插和连续空间内插 3 DTM与DEM的概念DTM 数字地面模型描述地球表面形态多种信息空间分布的有序数值阵列是对地球表面某一种或者多种地面特性空间分布的数字描述叠加在二维地理空间上的一维或多维地面特性的向量空间DEM 数字高程模型DEM是DTM的一个子集 是通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟 是某一区域的三维向量有限序列 是地面高程在二维地理空间上分布的数字描述 4 本节课主要内容 DTM的数据采集DTM的应用空间信息的输出系统GIS输出产品类型计算机地图制图与GIS 5 数字地面模型及其应用 DTM的数据采集数据源决定采集方法 1 航空或航天遥感图像为数据源 2 以地形图为数据
3、源 3 以地面实测记录为数据源 4 其它数据源 6 数字地面模型及其应用 DTM的表示方法主要有规则格网 GRID 表示法和不规则三角网 TIN 表示法 此外还有离散点表示法和数学分块曲面表示法 规则格网 GRID 表示法结构简单 计算方便 但 a 地形简单的地区存在大量冗余数据 b 如不改变格网大小 则无法适用于起伏程度不同的地区 c 对于某些特殊计算如视线计算时 格网的轴线方向被夸大 d 由于栅格过于粗略 不能精确表示地形的关键特征 7 数字地面模型及其应用 不规则三角网 以三角形作为基本的空间对象进行数据组织 TIN三角网中每个三角形要求尽量接近等边形状 并保证由最邻近的点构成 即三角形
4、的边长之和最小 TIN表示法克服了高程矩阵中冗余数据的问题 而且能更加有效地用于各类以DTM为基础的计算 但其结构复杂 数据组织需要两个文件 8 数字地面模型及其应用 内插方法 DTM的空间内插方法 9 数字地面模型应用 等高线绘制 利用DEM绘制等高线图 是以格网点高程数据或者将离散的高程数据由栅格追踪法原理转换为矢量等值线所产生的 10 数字地面模型应用 透视图的绘制 依据DEM数据基础根据透视原理 计算机自动绘制透视立体图 11 数字地面模型应用 渲染图的制作 晕渲图是以通过模拟实际地面本影与落影的方法有效反映地形起伏的重要的地图制图学方法 利用DEM数据作为信息源 在地面光照通量数学函
5、数为自变量 计算该栅格应选用输出的灰度值 由此产生的晕渲图具有相当逼真的立体效果 12 数字地面模型应用 坡度坡向的计算 坡度 degreeofslope 水平面和地形表面之间夹角 o 坡度 percentofslope 高程增量与水平增量之比的百分数 坡向 坡面法线在水平面上的投影与正北方向的夹角 坡度和坡向的计算通常采用曲面拟合法在3 3个DTM格网窗口中进行 13 第七章地理信息系统产品输出 14 地理信息系统产品是指经由系统处理和分析 可以直接供专业规划人员或决策人员使用的各种地图 图表 图象 数据报表或文字说明 地理信息系统产品输出是指将GIS分析或查询检索的结果表示为某种用户需要的
6、可以理解的形式的过程 其中 地图图形输出是地理信息系统产品的主要表现形式 15 第一节空间信息输出系统 图形图像输出 统计报表输出 空间信息输出 矢量绘图 屏幕显示 打印输出 电子地图 屏幕显示 打印输出 输出内容 输出方式 空间信息输出 16 一 屏幕显示 由光栅 液晶或者投影的屏幕显示图形 图像 通常是比较廉价的显示设备 常用来做人和机器交互的输出设备 优点 代价低 速度快 色彩鲜艳 可以动态刷新 缺点 非永久性输出 关机后无法保留 幅面小 精度低 比例不准确 采用屏幕拷贝的方式记录后可以在其它软件支持下直接使用 17 二 矢量绘图 矢量绘图机 矢量绘图 利用矢量绘图机按照相邻点的坐标增量
7、进行绘图的方式 矢量形式绘图以点 线为基本指令 在矢量绘图设备中通过绘图笔在四个方向或八个方向上的移动形成阶梯状折线组成 在栅格设备上通过将直线经过的栅格点赋予相应的颜色来实现 优点 表现方式灵活 精度高 图形质量好 幅面大 缺点 速度较慢 价格较高 18 三 打印输出 行式打印机 点阵打印机 喷墨打印机 激光打印机 喷墨绘图机 19 四 电子地图 巨型化微型化网络化智能化 20 21 主要图形输出设备一览表 22 第二节地理信息系统输出产品类型 地图图像统计表三维多媒体虚拟现实 电子沙盘 23 四 地理信息系统输出产品类型 1 地图点位符号图线状符号图面状符号图等值线图三位立体图晕渲图 襄樊
8、市 24 25 26 2 图像图像也是空间实体的一种模型 它不采用符号化的方法 而是采用人的直观视觉变量 如灰度 颜色 模式 表示各空间位置实体的质量特征 27 3 统计图表统计图将实体的特征和实体间与空间无关的相互关系采用图形或者表表示 统计图常用的形式有柱状图 扇形图 直方图 折线图和散点图等 28 第三节计算机地图制图与GIS 计算机地图制图是GIS采集 贮存 处理空间数据的有力工具和手段 严格地讲 计算机地图制图是以传统的地图制图原理为基础 利用电子计算机及其连结的输入 输出装置作为主要工具 采用数据库技术和图形数字处理方法 实现地图信息的获取 变换 传输 识别 存贮 处理 显示和绘图
9、输出 它是一门正在迅速发展的应用技术学科 计算机地图制图又称机助制图 计算机地图制图 29 30 计算机地图制图的基本过程 数据获取 数据处理 图形输出 数字测图 数据转换 航天遥感 地图数字化 影像数字化 数字预处理 投影变换 制图综合 图形编辑 地图接边 普通地图 专题地图 分析评价图 统计图表 31 地理信息系统的发展是从计算机地图制图和地籍管理起步 计算机地图制图的发展孕育了地理信息系统的诞生 地理信息系统具有计算机制图的成分 计算机地图制图不包含地理信息系统的全部功能 地理信息系统的发展需要很好的计算机地图制图系统 计算机地图制图系统本身并不能充分完成用户要求完成的最终给出分析评价结
10、果的任务 计算机地图制图为地理信息的时空分布和产品输出提供了先进的手段 对于区域综合 方案优选和战略决策等重大目标的管理只能依赖于地理信息系统 计算机地图制图与GIS的关系 信息系统 非空间信息系统 地理信息系统 计算机制图系统 管理信息系统 CAD CAM 空间信息系统 地籍管理系统 32 相同之处功能上 都可以实现地图信息的获取 变换 传输 识别 存贮 处理 显示和绘图输出 技术上 都利用计算机及其输入输出装置作为主要工具 采用数据库技术和图形数字处理方法 计算机地图制图与GIS异同点 区别之处GIS提供信息服务 查询和检索 提供综合分析 空间分析和系统分析 计算机地图制图系统侧重于可见实
11、体的显示及处理 对于可见实体的非图形属性不注重 33 计算机地图制图的发展趋势 多种数据采集手段一体化数据标准化向集成化的地理信息系统发展计算机地图制图与传统地图制图的优点 自学 P135 34 第四节电子地图系统简介 电子地图是以地图数据库为基础 以数字形式存贮于计算机外存贮器上 并能在电子屏幕上实时显示的可视地图 又称 屏幕地图 或 瞬时地图 主要用于政府宏观管理 科学研究 规划 预测 传播媒介 信息服务等领域 与GPS结合在航空航天 军事领域及汽车导航中也发挥十分广泛的作用 35 电子地图的硬件环境 电子地图的运行环境 36 电子地图的主要特点 电子地图数据库可包括图形 图像 文档 统计数据等多种形式 也可与视频 音频信号相连 数据类型与数据量的可扩展性比较强 电子地图的检索十分方便 多种数据类型 多个窗口可以在同一屏幕上分层 实时地进行动态显示 具有广泛的可操纵性 用户界面十分友好 信息的存贮 更新以及通讯方式较为简便 便于携带与交流 可以进行动态模拟 便于定性与定量分析 具有较强的灵活性 为地图及其相关信息深层次的应用打下了坚实的基础 可缩短大型系列地图集的生产周期和更新周期 降低生产成本 37 思考与练习 计算机地图制图系统与地理信息系统的区别与联系 GIS的产品有哪些 输出方式有哪些 相对于传统地图 电子地图具有什么样的特点
