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1、第四章 空间数据处理,.1 空间数据坐标变换 .2 数据结构转换 .3 图形编辑 .4 数据格式转换 .5 图幅拼接,.1 空间数据坐标变换,空间数据坐标变换的实质 建立两个平面点之间的一一对应关系，包括几何纠正和投影变换，它们是空间数据处理的基本内容之一。,对于数字化地图数据，由于设备坐标系与用户确定的坐标系不一致，以及由于数字化原图图纸发生变形等原因，需要对数字化原图的数据进行坐标系转换和变形误差的消除。,有时，不同来源的地图还存在地图投影与地图比例尺的差异，因此，还需要进行地图投影的转换和地图比例尺的统一。,一、几何纠正,几何纠正：为了实现对数字化数据的坐标系变换和图纸变形误差的改正。
2、类型： 仿射变换 相似变换 二次变换,在平面上选一点O为直角坐标原点，过该点O作相互垂直的两轴而建立平面直角坐标系。,（1）直角坐标系的平移和旋转 平移,旋转,坐标系平移和旋转,仿射变换实质是两坐标系间的旋转变换。 设图纸变形引起x,y两个方向比例尺不同，当x,y比例尺相同时，为相似变换。,X= (m1 cos)x+ (m2 sin)y+a Y=( m2 cos) y (m1 sin) x +b,因此，要实现仿射变换，需要知道不在同一直线上的3对控制点的数字化坐标及其理论值，才能求得上述6个待定参数。实际应用中，通常利用4个以上的点来进行几何纠正。,2、相似变换,当x,y比例尺相同时，为相似变
3、换。,X= (mcos)x+ (msin)y+a Y=( mcos) y (msin) x +b,3、二次变换,当不考虑高次变换方程中的A和B时，则变成二次曲线方程，称为二次变换。 二次变换适用于原图有非线性变形的情况，至少需要5对控制点的坐标及其理论值，才能解算待定系数。,二、投影变换,当系统使用的数据取自不同地图投影的图幅时，需要将一种投影的数字化数据转换为所需要投影的坐标数据。 方法主要有： 反解变换 由一种投影的坐标反算出地理坐标（x、yB、L），然后将地理坐标代入另一种投影的坐标公式中（ B、L X、Y），从而实现由一种投影的坐标到另一种投影坐标的变换（ x、y X、Y)。,. 数据
4、结构转换,矢量向栅格的转换 栅格向矢量的转换,1、矢量向栅格的转换,首先，确定栅格单元的大小，单元的大小直接决定了矢量数据转换后的精度。设dx和dy分别为栅格单元在x和y方向上的边长，和，表示图形的边界范围，M和N表示转换后栅格的行数和列数，则有如下关系：,一、点的转换,设点的矢量坐标为（x,y），转换后栅格单元的行列值分别为I和J，则有：,2、栅格向矢量的转换,二值化 线划图形扫描后产生栅格数据，这些数据是按从0255的不同灰度值量度的，将这种256级不同的灰度值压缩，用0和1表示。 细化 每一条线只保留代表其轴线或周围轮廓线位置的单个栅格的宽度。 跟踪 从图幅西北角开始，按顺时针或逆时针方
5、向，从起始点开始，根据8个邻域进行搜索，依次跟踪相邻点。并记录节点坐标。,.3 图形编辑,在数字化后的地图上，错误的具体表现形式有： 1）伪节点（Pseudo Node），伪节点使一条完整的线变成两段,造成伪节点的原因常常是没有一次录入完毕一条线。,2）悬挂节点（Dangling Node），如果一个节点只与一条线相连接，那么该节点称为悬挂节点.悬挂节点有多边形不封闭、不及和过头，节点不重合等几种情形。,(a)多边形不封闭 (b)节点不重合,3）“碎屑”多边形或“条带”多边形（Sliver Polygon）,一般由于重复录入引起，由于前后两次录入同一条线的位置不可能完全一致，造成了“碎屑”多边
6、形。另外，由于用不同比例尺的地图进行数据更新，也可能产生“碎屑”多边形。,4）不正规的多边形（Weird Polygon）,不正规的多边形是由于输入线时，点的次序倒置或者位置不准确引起的。在进行拓扑生成时，同样会产生“碎屑”多边形。,创建拓扑,拓扑规则,线拓扑规则1：Must not have dangles。 线拓扑规则2：Must not have pseudo node。 线拓扑规则3：Must not overlap，在同一要素类中，线与线不能相互重叠，例如，街道、河流。,线拓扑规则4：must not self overlap，线要素不能和自己重叠，如街道,线拓扑规则5：must n
7、ot intersect，同一要素类中，线与线不能相交。如，河流，宗地边界。,线拓扑规则6：must not self intersect，同一要素类中，线要素不能自相交,线拓扑规则7：must not intersect or touch interior，线和线不能交叉，如铁路和铁路可以重合，但不能交叉。,线拓扑规则8：must be single part，线要素必须单独，不能相互接触、重叠。,线拓扑规则9：must not overlap with，两个线要素类中的线段不能重叠。如道路和铁路不能相互重叠。,线拓扑规则10：must be covered by featureclass
8、of ，某个要素类中的线段必须被另一要素类中的线段覆盖。如，公交线路必须在道路上行驶。,线拓扑规则11：End point must be covered by，线要素的端点被点要素覆盖。如，每一条公交线路的尽端都有终点站。,线拓扑规则12：Must be covered by boundary of，线要素必须被多边形要素的边界覆盖。如城市的内部道路至少一侧有地块多边形边界。,点拓扑规则1：Must be covered by boundary of，点必须在多边形边界上。例如，行政界碑必须落在行政区多边形的边界上。不满足该规则的点要素被标记为错误。公共服务点在地块边界上。,点拓扑规则2:M
9、ust be covered by endpoint of，点要素必须位于线要素的端点上。例如，阀门为点要素类，必须位于线要素类输水管的尽端。不满足该规则的点要素被标记为错误。,点拓扑规则3:Point must be covered by line，点要素必须在线要素之上。如，点要素代表河流上的航标灯，线要素代表河流，航标灯必须位于河流上。,点拓扑规则4:Must be properly inside polygons，点要素必须在多边形要素内。如省行政区为多边形，省会城市为点，省会一定要在该省内。,面拓扑规则1:Must not overlap，同一多边形要素类中多边形之间不能重叠。如宗地
10、之间不能有重叠，行政区不能有重叠。,面拓扑规则2:Must not have gaps，多边形之间不能有空隙。,面拓扑规则3:Contain point，多边形内必须包含点要素。,面拓扑规则4:Boundary must be covered by，多边形的边界必须和线要素的线段重合。如交通调查小区的边界必须和道路线要素类重合。改正的方法可以调整线段，也可调整多边形。,面拓扑规则5:Must be covered by featureclass of，多边形要素中的每一个多边形都被另一个要素类中的多边形覆盖。如城市规划区必须在若干行政区划内。,面拓扑规则6:Must be covered by
11、，每个多边形要素都要被另一个要素类中的单个多边形覆盖。如建筑物多边形必须在宗地多边形内。,面拓扑规则7:Must not overlap with，一个要素类中的多边形不能与另一个要素类中的多边形重叠。指两个多边形要素类之间的关系。如一个要素类表示湖泊，另一个要素类表示陆地。,面拓扑规则8：Must cover each other，两个要素类中的多边形要相互满覆盖，外边界要一致。如土壤层范围和地质层范围一致。,面拓扑规则9：Area boundary must be covered by boundary of，某个多边形要素类的边界线在另一个多边形要素类的边界上。如县市边界上必须有乡、镇边
12、界。,编辑环境及工具,主要编辑环境“编辑器”工具栏,“编辑器”工具栏,捕捉线段,点要素的编辑,在图层中新建、删除、移动一个点要素,线要素的编辑,悬挂功能 修改线段的形状（编辑顶点） 分割线要素、公共顶点的编辑 合并线要素 封闭线段,打断线要素,打断工具,封闭线段,. 数据格式转换,不同格式数据转换 不同的GIS软件有不同的数据模型及文件格式，因此需要不同格式数据的转换。如ArcView的Shape文件转换成ArcInfo的Coverage。ArcGIS中的空间数据主要有两种类型：一是基于文件的空间数据；二是基于数据库的空间数据。其中基于文件的空间数据类型包括对多种GIS数据格式的支持，如Coverage、Shapefile、Grid、Image和TIN。Geodatabase数据模型也可以在数据库中管理同样类型的空间数据。如果使用的是ArcGIS软件，则可以通过ArcToolBox中的一些工具进行数据格式的转换。,. 图形拼接,(a)拼接前；（b）拼接中的边缘不匹配；(c)调整后的拼接结果,
