第五章地理信息ppt课件

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1、1,武汉大学资源与环境科学学院地图科学与地理信息工程系,第五章 地理信息系统,2,5.2 数据集成和整理案例 5.3 数据质量控制案例 5.4 数据建库案例 5.5 应用系统设计与开发案例 5.6 数据库更新与维护案例,第5章 地理信息系统,3,5.2 数据集成和整理案例,5.2.1背景材料 1、任务概况 “中国数字地震观测网络”建设工程是防震减灾基础设施和基本能力建设工程。将全国地震探测城市所完成的“活断层探测与地震危险性评价”的成果数据存储于数据库系统，并基于地理信息系统平台加以展示，以便于“活断层探测及地震危险性评价”工作的研究成果向相关政府部门上报和为社会咨询服务，为国土规划、重大工程

2、选址、城市抗震防灾等工作提供数据与软件环境，其建设任务之一是建立“活断层探测区基础地理信息管理” （以下简称“本项目”）。本项目由国家基础地理信息中心承担，用户为地震局地质研究所，为其活断层探测与地震危险性评价提供基础地理数据。 项目涉及的重点城市约20个，由地震局选定的六个典型城市的地震相关部门参与项目建设,4,2、目标和主要任务,目标： （1）制定城市活断层探测区基础地理数据规范，建立典型城市基础地理数据处理样例，保证基础地理数据一致性和标准化 （2）建立城市活断层探测区基础地理数据库，开发数据库管理系统，实现基础地理数据的查询显示与统一管理。 任务： （1）制定城市活断层探测区基础地理数

3、据规范，建立典型城市基础地理数据处理样例。制定城市活断层探测区基础地理数据规范并提供技术培训；根据上述规范开发城市活断层探测区基础地理数据质量检验软件；指导相关单位进行城市活断层探测区基础地理数据整理和加工，并对数据成果进行汇总与质量检验 （2）建立城市活断层探测区基础地理数据库（略） （3）开发城市活断层探测区基础地理数据库管理系统（略）,5,3、数据的内容、种类与范围,需要整合的基础地理数据包括1：25万、1：5万、1：1万矢量地图（DLG）、数字高程模型（DEM）。1：25万数据覆盖主要城市活断层探测的工作区，1：5万数据覆盖主要城市活断层探测的目标区；1：1万数据覆盖主要城市活断层探测

4、的研究区。 活断层探测的工作区指的是为开展地震活断层鉴定工作需进行综合分析的区域，以城市为核心，约150km见方，大于活断层探测的目标区；“地震活断层探测与地震危险性评价” 所针对的地域称为目标区，目标区范围通常在30km50km见方。研究区沿活断层走向呈带状分布，长度几公里到几十公里不等。 “主要城市”指“活断层探测与地震危险性评价” 项目建设要求的城市，具体为天津、宁波、上海等，共计20个城市，其中的乌鲁木齐、银川、昆明、太原、北京、宁波等6个典型城市的基础地理数据将由本项目完成样例数据的整合与建库。,6,4、提交的项目成果,项目成果包括以下几个方面：城市活断层探测区基础地理数据规范、典型

5、城市基础地理信息处理样例、样例数据库以及相关技术文档资料等。 (1) 城市活断层探测区基础地理数据规范,7,5.条件投入,本项目需要投入的条件包括软件、硬件以及人员的投入。 （1）软件环境 ARC/GIS9.1，ARC/GIS9.2 ORACLE10G （2）硬件环境 微机： 微机 10台 绘图仪：惠普5500PS（幅宽1.5米）一台 打印机：惠普4550PCL 激光打印机一台 （3）人员投入 本项目投入主要技术人员包括2名高级工程师，3名工程师，10名数据采集人员。,8,5.2.2、分析要点,1、技术标准与规范的确定 技术标准和规范是项目实施关键。根据项目建设需求，首先需要分析项目涉及的标准

6、或者规范，并进行相应试验，制定用于数据整理的城市活断层探测区基础地理数据规范。实施过程中严格执行这些标准与规定，指导工程设计和工程实施的有序进行。 由于本项目所建立的基础地理数据库的作用是为专业地震数据的分析和展现提供基础地理背景，这就要求其提供的数据能够在其他专业应用系统中方便地使用，因此本项目遵循“中国地震活动断层探测技术系统技术规程”中的有关规定。数据整合与建库参考和遵循的主要数据标准与规范包括： 中国地震活动断层探测技术系统技术规程中国地震局； 关于中国地震活断层探测技术系统专业软件采购安排的通知,9,1、技术标准与规范的确定,国土基础信息数据分类与代码GB/T 13923-92； 中

7、华人民共和国行政区划代码GB 2260-2000； 1:5万矢量地形数据(DLG)生产技术规定； 110000基础地理信息数据分类代码； 基础地理信息数字产品110000、150000数字高程模型 基础地理信息数字产品110000、150000数字栅格地图 国家基本比例尺地形图分幅与编号GB/T 13989-1992； 基础地理信息数字产品元数据CH/T 1007-2001； 国家干线公路路线名称和编号GB 917.2-1989； 中华人民共和国铁路路线名称代号GB 1945-1987； 测绘产品检查验收规定国家测绘局1995.8； 测绘产品质量评定标准国家测绘局1995.8；,10,1、技术

8、标准与规范的确定,根据以上标准和规范，首先需要制定城市活断层探测区基础地理数据规范，确定基础地理数据（矢量地形要素）的内容及规格要求，包含要素和属性内容、要素分类编码、数据分层及组织、要素采集与表达、元数据及要求等，以指导基础地理数据的整合和数据建库。 制定本规规范的主导思想是立足于本项目的要求，基于原始收集的基础地理数据或基础地形图，加工具有GIS数据模型结构特征的数据成果，同时顾及数据可视化效果。 根据需求，项目组制定了经用户确认的城市活断层探测区基础地理数据规范。以1：10000基础地形数据为例，数据共分为九个数据集三十四个数据类。数据分层的命名采用四个字符，第一个字符代表数据分类，第二

9、三个字符是数据内容的缩写，第四个字符代表几何类型。,11,12,2、资料收集与分析,1：25万、1：5万基础地理数据直接来源于国家测绘部门；1：1万基础地理数据由各城市地震单位收集，数据来源与省（市）测绘部门、城建规划部门。由于1：25万、1：5万基础地理数据直接来源于国家测绘部门管理的国家基础地理信息数据库，因此其数据质量、数据规范性均能得到较好保证，只需进行面向项目具体应用需求的转换与整合工作；而1：1万数据由各城市地震单位收集，其来源单位不一，由于我国在1：1万基础地理数据的生产方面尚无统一的强制性国家标准，因此各城市1：1万基础地理数据之间在投影与坐标系统、数据格式、技术指标、甚至数据

10、模型等方面都会存在较大出入，与1：25万和1：5万数据之间也存在很多的不一致，需要根据本项目需求制定统一的技术规范，进行大量的加工处理与整合工作，才能形成标准统一、形式规范的基础地理数据，进行一体化的数据建库和应用、管理。,13,2、资料收集与分析,为保证成果的可靠性和现势性，还收集了本项目数据加工需要的资料，如：各城市交通、区划、居民地等方面的图集图册等，对其现势性、可靠性进行分析，为数据整合提供分析依据。 如前所述，整合的重点在于由地方地震部门收集的1：1万基础地理数据。经对6个城市1：1万的数据源进行分析。在数据模型方面，乌鲁木齐、宁波、太原数据为CAD 数据，地理要素完全按照模拟图再现

11、的形式采集，没有按照要素类别分层、也缺乏必要的属性信息，因此向GIS数据模型改造的工作量较大；银川数据仅有简单分层，同样无分类代码和其他属性信息，整合工作量较大；北京、昆明数据按照要素类别进行了分层，有要素分类代码，个别要素有名称、高程等属性信息，但其要素分类代码需要规范和统一，部分属性需要补充采集，也有一定数据整合工作量。,14,典 型 城 市 的 1： 1万 基 础 地 理 数 据,15,3、坐标系统的转换,根据城市活断层探测区基础地理数据规范，各类数据必须转换到统一的坐标系统。原始数据为定位参考系为1980西安坐标系，高程基准为1985国家高程基准。成果数据要求为WGS1984坐标系，高

12、程基准为1985国家高程基准。坐标系统的转换可以在数据整合并质量检核后，统一进行转换。,16,4、数据整合技术流程,1：25万、1：5万基础地理数据直接来源于国家测绘部门管理的国家基础地理信息数据库，其数据质量、数据规范性、数据一致性均能得到较好保证，若有个别城市可获取更新信息需对该部分数据进行更新。本项目制定的基础地理数据规范，将主要针对1：1万基础地理数据（包括数字矢量地图数据（DLG）和数字高程模型数据（DEM），解决其存在的投影与坐标系统、数据格式、技术指标、数据模型等方面的不一致问题。 根据城市活断层探测区基础地理数据规范，结合每个城市数据源的不同情况，数据整合的技术流程主要包括数据

13、预处理、数据格式转换、坐标系统检查、图层调整与属性结构定义、代码转换、要素识别与属性添加、图形要素处理、图层合并等过程,17,18,数据整合处理技术流程,19,4、数据整合技术流程,以北京1：1万数据为例，其原始数据的分层、要素处理方式与活断层数据规范不一致，须进行整合。主要工作： 1）数据预处理: 在原始数据打印图上进行数据预处理，如标注道路名称、居民地级别等。原始数据为1980西安坐标系经纬度数据。原始数据无标准分幅图廓线，不能利用理论图廓检核数据坐标系统是否与说明相符，可利用同一地区其他尺度或其他专题的数据进行要素套合检查，确认原始数据的坐标系统。 2）格式转换：将原数据格式转换为数据处

14、理软件所支持格式，以便进行数据处理，包括图形要素处理、要素属性处理和代码转换 3）图形要素处理：对原始数据中采集方式不符合要求、拓扑关系处理不严格（如：境界线未连续采集、水系线面不吻合、道路悬挂点等）图面要素进行处理。,20,4、数据整合技术流程,4）要素属性处理和代码转换：对要素代码进行检查，并按照基础地理信息要素分类与代码 进行代码转换，对属性不全或属性有误要素，进行补充修改（如：道路分级、居民地分级等） 5）数据分层调整，按照所遵循的数据规范进行要素分层的调整。 6）数据接边和检查：检查数据接边（图幅之间或者作业区之间）情况，包括图形和属性的接边，对不符合要求的进行修改。数据检查包括对空

15、间参考系、位置精度、属性精度、接边精度、完整性、逻辑一致性等的检查。 7）坐标系统检查与转换，原始数据无内图廓线等数学基础要素，需利用其他数据资料进行数据坐标系统正确性检查，将处理完成的西安80数据成果向成果数据要求的WGS84坐标系统转换 8）元数据加工：按照数据规范填写元数据。,21,5.2.3、样题,1简答题 （1）简述数据整合的技术流程。 （2） 以北京1:10000基础地理数据数据的整合为例，列出数据整合过程中的要素分类代码转换表和图层调整表。 （3）我国常用的坐标系有哪些？在数据整合中，如果获取的数据源没有说明其坐标系统，可以采用何种办法确认数据源的坐标系？如数据源为1954年北京

16、坐标系，投影为UTM投影的第50区，现需要把数据源转换为投影为高斯-克吕格第49带的坐标系统，以Arc/Info软件为例，列出数据转换的投影文件。,22,5.2.4、参考答案,1简答题 （1）简述数据整合的技术流程。 参考答案： 数据整合必须在充分分析数据源的基础上，根据项目制定的数据成果的XXXX基础地理数据规范，解决存在的投影与坐标系统、数据格式、技术指标、数据模型等方面的不一致问题。数据整合的技术流程主要包括数据预处理、数据格式转换、坐标系统检查、图层调整与属性结构定义、代码转换、要素识别与属性增减、图形要素处理、图层合并等过程。,23,5.2.4、参考答案,1）数据预处理: 根据收集的资料在原始数据打印图上进行数据预处理，如标注道路名称、道路编号、居民地级别等内容。 2）格式转换：将原始数据进行格式转换，转换为数据处理软件所支持的格式，以便进行数据处理，包括图形要素的处理、要素属性处理和代码转换。 3）图形要素处理：按照项目所遵循的xxxx基础地理数据规范，对原始数据中采集方式不符合要求、拓扑关系处理不严格（如：境界线未连续采集、植被点采集、水系线面不吻合、道路悬挂点等）图