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1、第六章 空间数据获取与处理 第七章 空间数据管理,地理信息系统第十讲,2012年11月26日，联合国气候变化框架公约第18次缔约方会暨京都议定书第8次缔约方会在多哈召开,自然地理,思 考 题,1、电子地图生成一般要经过的三个步骤是：（ ） A数据采集、数据处理和符号化 B数据采集、空间分析和符号化 C数据采集、数据处理和空间分析 D地图数字化、地图编辑和地图分析 2、,本 讲 提 要,第六章 空间数据获取与处理 第二节 空间数据录入后的处理 第七章 空间数据管理 第一节 空间数据库 第二节 栅格数据结构及其编码 第三节 矢量数据结构及其编码 第四节 矢栅结构比较及转换算法 第五节 空间索引机制
2、 第六节 空间信息查询,第二节 空间数据录入后的处理,GIS,第六章 空间数据获取与处理,一、图形坐标变换,平移,缩放,图形旋转,仿射变换（Affine Tranformation）：可将球变为椭球，将正方形变为平行四边形。,二、图形拼接,拼接前,拼接中的边缘不匹配,调整后的拼接结果,三、拓扑生成 1、区域： DIME（双重独立坐标地图编码，Dual Independent Map Encoding，通过有向编码建立多边形、边界、节点间的拓扑关系），每个多边形可用一组封闭线（弧）表示，避免两次记录相邻多边形的公共边界。,2、邻接性：多边形间的相互邻接性。 3、连通性：对弧段连接的判别。,（一）
3、图形修改 造成数字化错误的具体原因包括： 1、遗漏某些实体。 2、某些实体重复录入。 3、定位的不准确。如手抖动、求快。,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（矢量化过程中双击造成中断）。 图 伪节点,2、悬挂节点（Dangling Node）：如一个节点只与一条线相连接，那么该节点称为悬挂节点。 (1)多边形不封闭 (2)节点不重合 图 悬挂节点两种情形,3、“碎屑”多边形或“条带”多边形（Sliver Polygon）,4、不正规多边形（Weird Polygon）,（二）建立拓扑关系（To
4、pological Relation） 拓扑关系可由计算机自动生成。,图 多边形拓扑的建立过程,节点A,第六章思考题 1、电子地图特点（快、动、层、虚、传和量等）。 2、与纸地图相比，矢量电子地图之优点。 3、链码及其对细线表示。 4、悬挂结点、碎屑多边形定义与内涵。 5、地图矢量化过程与注意事项。,第一节 空间数据库,GIS,第七章 空间数据管理,一、GIS与MIS之比较 1、GIS：分析处理结果常用地图表示。图示天下。独特性强。 2、一般MIS多以文本数据、统计数据、表格数据为主。,海尔客户服务空间信息系统,信息中心,Internet,查询检索 统计分析 信息更新维护,各级服务机构,查询检
5、索,服务人员,定位跟踪,决策分析支持,在地图上查询指定范围内的服务商,服务商1：负责冰箱、彩电维修,服务商2：负责洗衣机、空调维修,服务商3：负责彩电、空调维修,服务距离测算,根据目的地和起点确定出行的最优路径 根据最优路径测算出行距离 根据出行距离测算交通成本,李斯：坡胡镇12号； 2014年3月1日购买海尔洗衣机1台,已经选择的服务商,计算出的最优路径，计算出距离为15千米,（一）两者区别 1、硬件方面：GIS需要扫描仪、绘图仪、图形图像显示设备、GPS等支持。 2、软件方面：GIS需要专用软件及算法支持。MIS软件通用性强。,数字化仪参考价格 型 号 幅 面 级 别 分辨率 精 度 价格
6、（元） Hipo4460C A00 通用级 2540LPI 0.254mm 19800 Hipo3648C A0 通用级 2540LPI 0.203mm 12300 Hipo3648S A0 专业级 2540LPI 0.127mm 18000 Hipo2436C A1 通用级 2540LPI 0.203mm 11300 Hipo2436S A1 专业级 2540LPI 0.127mm 15000 Hipo1824C A2 0.25mm（通用级） 2540LPI 8800 Hipo3DTAB A2+ 0.25mm（遥感三维） 2540LPI 26800 数字化仪支架（适用于各种品牌） 1500,
7、地理信息系统软件分类,各行业GIS应用软件,操作系统,（二）MIS与GIS共同之处 两者均是以计算机为核心的信息处理系统，都具数据量大、关系复杂以及数据库系统支持特点。 美国自911后非常重视土壤地理数据的挖掘与系统的研发。,二、空间数据库 （一）概念 某一区域内关于一定地理要素特征的数据集合。,（二）空间数据库特点 1、数据量特别大。地理系统是一个复杂的综合体，往往用海量数据来描述各种地理要素。 如全国1：400万土地利用数据，其Arc/Info的Coverage格式数据量为8.2G。,GIS的应用,GIS在政府的应用（海量数据处理）,网格化管理工作模式示意图,城市管理新模式：万米单元网格管
8、理,网格地图基本情况,全区共划分网格737个,城市管理新模式：万米单元网格管理,城市管理新模式：万米单元网格管理,城市管理新模式：万米单元网格管理,2、空间数据库不仅有地理要素属性数据，还有与之紧密联系的空间数据。 3、空间数据应用广泛。如地貌研究、环境保护、气候变化、资源开发、农场经营、物资管理等。,三、GIS的内部数据结构,（一）性质 1、栅格数据结构：将空间分割成有规则的网格，在各个网格上给出相应属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。 2、矢量数据结构：基于矢量模型，利用欧氏几何中点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织形式。,图 矢量结构和栅格结构,（二）矢量数据格式
9、 目前最常用的有：Arc/Info的Coverage、e00，ArcGIS的shp、gdb；还有方正智绘的mrg，MapInfo的mif、tab（通用转换器），CAD的dxf、dwg,dgn，Intergraph的dgn等。,（三）编码方式 1、栅格结构：直接栅格编码、链码、游程长度编码、块码、四叉树码等； 2、矢量结构：坐标序列编码、树状索引编码和二元拓扑编码等。,第二节 栅格数据结构及其编码,第七章 空间数据管理,一、栅格数据结构 （一）定义 栅格结构是以规则阵列表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中每个数据表示地物或现象的非几何属性特征。,（1）点 （2）线 （3）面 图 点、线、区域
10、的格网,（二）特点 栅格结构显著特点是： 属性明显，定位隐含。 其定位根据数据在数据集中的位置得到。,二、决定栅格单元代码的方式,栅格数据单元值确定：,百分比法,面 积 占 优,重 要 性,中心点法,A 连续分布地理要素,C 具有特殊意义 的较小地物,A 分类较细、 地物斑块较小,AB,三、编码方法 （一）直接栅格编码,栅格矩阵（Raster Matrix),Raster数据是二维表面上地理数据的离散量化值，每一层的像素（pixel）值组成像元阵列（即二维数组），其中行、列号表示它的位置。 如影像： A A A A A B B B A A B B A A A B 在计算机内是一个4*4阶矩阵。
11、但在外部设备上，常是以左上角开始逐行逐列存贮。如上例存贮顺序为： A A A A A B B B A A B B A A A B 当每个像元都有惟一一个属性值时，一层内的编码就需要m行n列3(x,y和属性编码值)个存储单元。,点,线,面,对于栅格数据结构 点：为一个像元 线：在一定方向上连接成串的相邻像元集合。 面：聚集在一起的相邻像元集合。,（二）压缩编码方法 如链码、游程长度编码、块码和四叉树编码等。 其目的就是用尽可能少的数据量记录尽可能多的信息。,栅格数据压缩存储的编码方法,游程长度编码,逐行编码 数据结构: 属性, 重复次数,块状编码,正方形区域为记录单元 数据结构: 初始位置, 半径, 属性,四叉树编码,1、链码（Chain Codes） 可有效压缩栅格数据，且对于估算面积、长度、转折方向的凹凸度等运算十分方便，较适于存储图形数据。 缺点是对边界进行合并和插入等修改编辑工作较困难，对局部修改将改变整体结构，且以每个区域为单位存储边界，相邻区域边界将被重复存储而产生冗余。,2、游程长度编码（Run-Length Codes） 其基本思路是：对于一幅栅格图像，常有行（或列）方向上相邻的若干点具有相同的属性代码，因而可采取某种方法压缩那些重复的记录内容。 沿行方向、沿列方向,请写出其沿行方向的游程长度编码。,
