计算机基础课件 第5章 数据处理2

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1、导语：本章分为概述、数据的采 集、空间数据的编辑与处理、空 间数据质量及其精度分析、元数 据等五个部分。其中，空间数据 的编辑与处理、空间数据质量及 其精度分析是本章的重点。第五章 空间数据处理第三章 空间数据结构GIS原理与应用本章主要内容 1、概述 2、数据的采集 3、空间数据的编辑与处理 4、空间数据质量及其精度分 析 5、元数据第三章 空间数据结构GIS原理与应用空间数据采集与处理流程计划 调查编辑 处理评价准备 收集数字化第三章 空间数据结构GIS原理与应用1、数据采集概述数据采集在GIS中的地位以数据为处理线索 硬件软件数据 = 12 7汽油数据第三章 空间数据结构GIS原理与应用

2、GIS数据的内容 数字化数据地图：点、线、面 （变形、现势性、投影） 影像数据 u数据源丰富 u生产效率高 u直观详细记录地表自然现象 （变形-纠正、分辨率、解译特征） 数字高程模型数据（DEM） 实测数据（GPS点） 矢量数据（数据格式转换、数据精 度） 属性数据（实验、统计和文本数据 ）第三章 空间数据结构GIS原理与应用数据采集任务 将现有的地图、外业观测成果、航空像片、遥 感图片数据、文本资料等转换成GIS可以接受 的数字形式； 数据库入库之前进行验证、修改、编辑等处理 ，保证数据在内容和逻辑上的一致性； 数据采集设备的选择； 数据的转换； 数据处理：几何纠正、图幅拼接、拓扑生成等 。

3、第三章 空间数据结构GIS原理与应用数据源种类 图形图像数据： l 地图 l 工程图 l 规划图 l 照片 l 航空与遥感影像等 文字数据： l 调查报告 l 文件 l 统计数据 l 实验数据 l 野外调查的原始记 录等图形图像数据 文字数据第一手数据第二手数据非电子数据电子数据全站仪、GPS数据 地球物理、地球化学 遥感数据地图 专题地图 统计图表平板测量数据 工程测量数据 笔记 航空、遥感相片 人口普查 社会经济调查 各种统计资料已建各种数据库 GIS数据第三章 空间数据结构GIS原理与应用各种数据源特点l l目前各种类型的目前各种类型的地图地图是重要的信息源。这不仅是因为地图的内容直观是

4、重要的信息源。这不仅是因为地图的内容直观 与丰富，而且是由于在地理信息系统诞生以前，地图是表示空间与非与丰富，而且是由于在地理信息系统诞生以前，地图是表示空间与非 空间信息强有力的手段，从某种意义上说，空间信息强有力的手段，从某种意义上说，一册完备的专题地图集是一册完备的专题地图集是 一个很好的人工操作地理信息系统。一个很好的人工操作地理信息系统。l l遥感影像遥感影像是地理信息系统中一个极其重要的数据源，它至少具有下列是地理信息系统中一个极其重要的数据源，它至少具有下列 一些特点：一些特点：能取得大面积、综合的信息能取得大面积、综合的信息；速度快速度快；降低数据储降低数据储 存冗余和不连续性

5、存冗余和不连续性；能提供各类专题所需要的信息能提供各类专题所需要的信息。 l l文字数据文字数据主要用来描述空间对象的属性，比如人口数据、经济数据、主要用来描述空间对象的属性，比如人口数据、经济数据、 土壤成份、环境数据土壤成份、环境数据注：确定应用哪些类型的数据是由系统的功能所确定的，例如要建立一注：确定应用哪些类型的数据是由系统的功能所确定的，例如要建立一 个土地的适宜性和承载力的信息系统，所需要的数据有地形、土壤类个土地的适宜性和承载力的信息系统，所需要的数据有地形、土壤类型、降雨、地下水位、运输条件等。型、降雨、地下水位、运输条件等。第三章 空间数据结构GIS原理与应用数据源与相应设备

6、地图地面测量数据统计资料航空、遥感文字数据多媒体坐标几何数字化仪扫描仪摄影测量系统键盘空间 数据库编辑处理数据交换第三章 空间数据结构GIS原理与应用2、数据的采集（1） 属性数据的采集（2）空间数据的采集第三章 空间数据结构GIS原理与应用（1）属性数据的采集包括各类调查报告、文件、统计数据、实验数据与 野外调查的原始记录等，如人口数据、经济数据 、土壤成份、环境数据。 对于要输入属性库的属性数据，通过键盘直接键入 或文件、表格、数据库导入。 对于要直接记录到栅格或矢量数据文件中的属性数 据，则必须进行编码输入。第三章 空间数据结构GIS原理与应用属性数据的采集国家资源与环境信 息系统规范在

7、“ 专业数据分类和 数据项目建议总 表”中，将数据 分为社会环境、 自然环境和资源 与能源三大类共 14小项，并规定 了每项数据的内 容及基本数据来 源。第三章 空间数据结构GIS原理与应用属性数据编码编码原则 系统性和科学性：满足所涉及学科的科学分类方法，能反 映出同一类型中不同的级别特点。 一致性：对代码所定义的同一专业名词、术语必须是唯一 的。 标准化和通用性：有国家或行业标准的要按标准进行，没 有标准的必须考虑在有可能的条件下实现标准化。 简捷性：在满足国家标准的前提下、每一种编码应该是以 最小的数据量载负最大的信息量。 可扩展性：编码的设置应留有扩展的余地，避免新对象的 出现而使原编

8、码系统失效、造成编码错乱现象。 第三章 空间数据结构GIS原理与应用属性数据的编码编码内容 登记部分：用来标识属性数据的序号，可以 是简单的连续编号，也可划分不同层次进行 顺序编码； 分类部分：用来标识属性的地理特征，可采 用多位代码反映多种特征； 控制部分：用来通过一定的查错算法，检查 在编码、录入和传输中的错误，在属性数据 量较大情况下具有重要意义。 第三章 空间数据结构GIS原理与应用属性数据的编码编码方法 层次分类编码法：是按照分 类对象的从属和层次关系为 排列顺序的一种代码。优点：能明确表 示出分类对象的 类别，代码结构 有严格的隶属关 系。耕地71园地72林地73牧草地74居工用地

9、75交通用地75水域76未利用地77土地利用类型7有林地731灌木地732疏林地733迹地735针叶树疏林地 7331阔叶树疏林地 7332未成林林地734第三章 空间数据结构GIS原理与应用属 性 数 据 的 编 码 编 码 方 法 多 源 分 类 编 码 法 ： 对于 一个 特定 的分 类目 标， 根据 诸多 不同 的分 类依 据分 别进 行编 码， 各位 数字 代码 之间 并没 有隶 属关 系。 标 志 编 号分 类1 2 3平原河 过渡河 山地河1 2 3常年河 时令河 消失河1 2通航河 不通航河1 2 3 4 5 6树状河 平行河 筛状河 辐射河 扇形河 迷宫河1 2 3 4 5

10、6 7主要河流一级 支 流二级三级四级五级六级七级1 2 3 4 5河长：一组 1公里以下二组 2公里以下三组 5公里以下四组10公里以下五组10公里以上1 2 3 4 5 6 7 8河宽：一组 510 米二组 1020 米三组 2030 米四组 3060 米五组 60120米六组120300米七组300500米八组500米以上1 2 3 4 5 6 7河流间的最短距离50米50 100 米 100 200 米 200 400 米 400 500 米 500 1000米 10002000米1 2 3 4 5弯曲度：2.5公里弯曲 深度 宽度40 50 5040 50 7525 50 7525

11、50 10075 150第三章 空间数据结构GIS原理与应用（2）图形数据的采集采集基本模式有 两种：将地理信息 实体以x,y坐标 的形式，以顺 时针或逆时针 方法依次输入 。用点、线 、多边形和格 网邻接的方法 表示地理实体 。特征数码位置点11x,y（点）线21x1,y1,x2,y2,.,xn,yn(线）面31x1,y1,x2,y2,.,xn,yn（面）第三章 空间数据结构GIS原理与应用图形数据的采集空间数据采集方法： 手扶跟踪数字化仪采集 摄影测量数字化采集 扫描跟踪数字化采集 外业实地数字化采集 选择采集方法的依据是如何应用图形数据， 图形数据类型，现有设备状况，现有人力 ，物力，财

12、力状况等。第三章 空间数据结构GIS原理与应用图形数据的采集数字化设备：数字化仪、扫描仪、摄影测量设备 特 点：范围大，速度快 使 用 范 围：大面积GIS数据采集、资源普查等数字化仪扫描仪数字摄影测量工作站野外测量：大平板、全站仪、GPS、移动测绘系统特 点：精度高、效率较低 适合范围：小范围GIS数据采集或局部数据更新第三章 空间数据结构GIS原理与应用空间数据采集数据交换数据交换文件 GIS A GIS A GIS B GIS B 内部文件 外部文件 内部文件 外部文件 GIS A数据交换标准Open GISInternet / Intranet第三章 空间数据结构GIS原理与应用空间数

13、据采集方案随机采样系统采样系统随机采样可变系统采样蔟聚采样断面采样等高线采样第三章 空间数据结构GIS原理与应用3、空间数据的编辑与处理方式图象纠正 q 纠正原因 地图变形(均匀变形、非均匀变形） 数字化中的位置移动 遥感影像本身存在几何变形 投影方式不同 分幅扫描 q 实质 建立纠正图象与标准地图的一一对应关系 q 变换方法 精确方法：仿射变换、双线性变换、平方变换、立方变换等 近似方法：橡皮板变换 q 纠正步骤 纠正点数据采集函数建立逐点或网格纠正第三章 空间数据结构GIS原理与应用空间数据的编辑与处理方式图象纠正 橡皮板变换 函数变换第三章 空间数据结构GIS原理与应用空间数据的编辑与处

14、理方式图像解译 从图像中提取有用信息的过程。 图像解译需要一定的能力： 研究地理区域的一般知识 具有一定的图像处理能力 掌握影像分析的经验和技能 对影像特征的深入理解 遥感图象的解译有目视判读和计算机自动解译两 种方法，其中，自动解译又可分为监督分类和 非监督分类两种。 第三章 空间数据结构GIS原理与应用空间数据的编辑与处理q 空间数据编辑的必要性 修正数据输入错误 维护数据的完整性和一致性 更新地理信息 q 空间数据一般性错误 数据不完整、重复 空间数据位置不正确 空间数据比例尺不准确 空间数据变形 几何和属性连接有误 属性数据不完整 q 错误检查主要方法 叠合比较法 目视检查法 逻辑检查

15、法第三章 空间数据结构GIS原理与应用空间数据的编辑与处理方式1、误差修正一般过程： 设定容许值 连接接点 重建拓扑关系第三章 空间数据结构GIS原理与应用空间数据的编辑与处理方式2、边界匹配（图幅接边 ） 不同图幅的连接 自动、手工 第一种方法是小心地修改 空间数据库中点和矢量 的坐标，以维护数据库 的连续性； 第二种方法是先对准两幅 图的一条边缘线，然后 再小心地调整其它线段 使其取得连续。数字化边界调整第三章 空间数据结构GIS原理与应用空间数据的编辑与处理方式3、数据格式的转换： q数据结构转换 相同数据结构的不同组织形式转换 n矢量拓扑结构变换 n栅格数据转换 不同数据结构转换 n矢量到栅格 n栅格到矢量 q不同介质转换第三章 空间数据结构GIS原理与应用空间数据的编辑与处理方式4、投影变换：投影A （x，y）投影B （X，Y）正解变换：解析函数关系 X=f (x , y) ，Y=g( x , y )反解变换：经纬度 B=f (x , y) , L=g( x , y ) X=F(B, L) ,