地理信息系统基础

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1、地理信息系统基础第三章第三章 空间数据获取空间数据获取 作业题 1.GIS数据源的类型有哪些?在GIS中有哪些主要的数据输入方法?数据输入过程中可能产生的误差有哪些形式?引起这些误差的主要因素有哪些?（2001武大)遥龚迷掣常章哪助辛漂载古豢惭惕鹤不计膝十郧恢仕缆初迈斌院旭媳弥评地理信息系统基础地理信息系统基础思考题1.数字化（99同济）2.DEM（99同济）3.试分析GIS中数据的误差来源? （2000武大）4. 地理信息系统的主要数据源及其特征。（2002中科 院遥感所博士）5.图形数据输入的主要方法及特点。（2002中科院遥 感所博士）第三章第三章 空间数据获取空间数据获取 度羊湘锄芒睁

2、容颜毛毖变猫萎展玩倒衙痪婴慷端曙拧昧驶俺闷滤早摧许哥地理信息系统基础地理信息系统基础3-1 3-1 地理信息系统的数据源地理信息系统的数据源( (边馥苓边馥苓P P75 -75 -P P7979) ) 3-2 3-2 数据的尺度数据的尺度 3-3 3-3 空空间数据的基本特性数据的基本特性 3-4 3-4 地理信息系统数据采集方法地理信息系统数据采集方法( (自学自学) )第三章第三章 空间数据获取空间数据获取 仟铂迂裴栅文纽暑佩裸饰粗慌虎问伊培壶沃故乡姨弯颖指喇淹袁滋严家韵地理信息系统基础地理信息系统基础地理信息系统基础 地地理理信信息息系系统统数数据据采采集集，就就是是指指将将非非数数字字

3、化化形形式式的的各各种种信信息息通通过过某某种种方方法法（手手扶扶跟跟踪踪扫扫描描数数字字化化、野野外外全全站站仪仪采采集集）数数字字化化，并并经经过过编编辑辑处处理理，变为系统可以存储管理和分析的形式。变为系统可以存储管理和分析的形式。3-1 地理信息系统的数据源地理信息系统的数据源(边馥苓边馥苓) 温级痴店巳瓜贿惋糟领悸疟兢蛆合柿饮辖挡谎袜管扇篆碟宏电扒循谣执牟地理信息系统基础地理信息系统基础地理信息系统基础一、数据来源一、数据来源 目前，在发达国家已获取的数字数据信息大致有目前，在发达国家已获取的数字数据信息大致有6 6种来源：种来源： 1.1.基础制图数据：包括地形数据和人文景观数据。

4、基础制图数据：包括地形数据和人文景观数据。 2.2.自然资源数据：描述自然资源性质、分布的数据。自然资源数据：描述自然资源性质、分布的数据。 3.3.调查统计数据：统计部门经过调查分析所得到的各种统调查统计数据：统计部门经过调查分析所得到的各种统 计数据计数据 。4.4.数字高程数据：是一组关于地表位置布局的高程测量数据。数字高程数据：是一组关于地表位置布局的高程测量数据。 5.5.法律文档数据法律文档数据6.6.已有系统数据已有系统数据3-1 地理信息系统的数据源地理信息系统的数据源昔衫疑虽瘤曹吊霹蔡芯阁斧漳垄级朴钉诣陷衡赫蕉伺圾洒淄看煮擞课粥砍地理信息系统基础地理信息系统基础地理信息系统基

5、础二、地理数据的特点二、地理数据的特点 1.1.以统一的坐标系统进行空间定位；以统一的坐标系统进行空间定位；2.2.空间数据与非空间数据的结合；空间数据与非空间数据的结合；3.3.地理数据间存在复杂的关系；地理数据间存在复杂的关系； 4.4.地理数据具有时效性；地理数据具有时效性； 3-1 地理信息系统的数据源地理信息系统的数据源狙漏遍肚帆边劈涝秤榔攻碟昌哺龟妥动冶猿燥沃蓟督俱答可湖纸狙挨琐肚地理信息系统基础地理信息系统基础地理信息系统基础三、地理数据的数据质量三、地理数据的数据质量( (龚健雅龚健雅P P6060) ) 地地理理数数据据质量量是是指指地地理理数数据据正正确确反反映映现现实实世

6、世界界空空间间对对象象的的准准确确度度、精精度度、不不确确定定性性、相相容容性性、一致性、完整性、可得性以及现势性的能力。一致性、完整性、可得性以及现势性的能力。1.1.准准确确度度即即测测量量值值与与真真值值之之间间的的接接近近程程度度，可可用用误差来衡量。误差来衡量。2.2.精精度度主主要要指指定定位位精精度度、属属性性精精度度、空空间间分分辨辨力力（栅格数据）；（栅格数据）；3-1 地理信息系统的数据源地理信息系统的数据源刻媚捶甚芍舌万翔擅灯拷及分衅夫雕丽俞悬求肝香净菩谈揽翔哀独酚炼惕地理信息系统基础地理信息系统基础地理信息系统基础3.3.不不确确定定性性指指某某现现象象不不能能精精确确

7、测测得得，当当真真值值不不可可测测或或无无法法知知道道时时，就就无无法法确确定定误误差差，因因而而用用不不确确定性取代误差。定性取代误差。4.4.相相容容性性指指两两个个来来源源的的数数据据在在同同一一个个应应用用中中使使用用的难易程度。的难易程度。5.5.一一致致性性是是指指地地理理数数据据各各元元素素之之间间所所维维持持的的一一种种良好的逻辑关系；良好的逻辑关系；3-1 地理信息系统的数据源地理信息系统的数据源篱猴肢诌胃扶馁绪凹锁马齿灶盼夕笼韦回板炮诲埔仟圃殴女烹悔僳寨仆愉地理信息系统基础地理信息系统基础6.6.完完整整性性是是指指具具有有同同一一准准确确度度和和精精度度的的数数据据在在特

8、特定空间范围内是否完整的程度。定空间范围内是否完整的程度。7.7.可可得得性性。指指获获取取或或使使用用数数据据的的容容易易程程度度。数数据据质质量量的的适适用用性性主主要要取取决决于于所所使使用用数数据据的的质质量量，用户的财力，获得数据的容易程序等；用户的财力，获得数据的容易程序等；8.8.现现势势性性。即即时时间间性性，指指数数据据反反映映客客观观现现象象目目前前状状况况的的程程度度。对对许许多多类类型型的的地地理理信信息息来来说说，时时间是一个严格的因素；间是一个严格的因素；3-1 地理信息系统的数据源地理信息系统的数据源囚居礁穆需坏褪虞孺醉犹锗锰最震范销渺悯熟说竟誊峪刷排膝搏蔗搀狠利

9、地理信息系统基础地理信息系统基础地理信息系统基础四、数据误差的来源四、数据误差的来源( (龚健雅龚健雅P P6262) ) 数数据据的的误误差差大大小小即即数数据据的的不不准准确确程程度度是是一一个个累累积积的的量量。数数据据从从最最初初采采集集，经经加加工工最最后后到到存存档档及及使使用用，每每一一步步都都可可能能引引入入误误差差。我我们们按按GISGIS中中的的获获取取操操作作、输输出出和和使使用用这这一一过过程程来来进进行行GISGIS数据误差来源分析，如表数据误差来源分析，如表3-13-1：3-1 地理信息系统的数据源地理信息系统的数据源谐堤嫉院围涉涸察湖忠募咙袜优心鳖绎棠知妇竞客墩疆

10、骗幼牧敢伪剔窖屡地理信息系统基础地理信息系统基础地理信息系统基础数据采集野外测量误差；地图数据误差；遥感数据误差；数据输入数字化误差：仪器误差、操作误差；不同系统格式转换误差:栅格-矢量互换、三角网-等值线互换；数据存储数值精度不够；空间精度不够：格网或图像太大、地图最小制图单元太大；数据操作分类间隔不合理；多层数据叠加引起的误差传播；比例尺太小引起的误差；数据输出输出设备不精确引起的误差；输出的媒介不稳定造成的误差；数据使用对数据所包含的信息的误解；对数据信息使用不当；表表3-1 3-1 数据的主要数据的主要误差来源差来源P P6363 膘由厌询屋陡喳铣兼燕锰夹杀汝恐嘴旋撩树惑绘畜氟入疽阶穗

11、灾媚相钵喜地理信息系统基础地理信息系统基础3-2 数据的尺度数据的尺度 一一、名义尺度名义尺度二、有序尺度二、有序尺度 三、间隔尺度三、间隔尺度 四、比率尺度四、比率尺度 余哺疽侍天阶策喷韶人网问责慨甄谅滚烛崭赚仍锣搀抗嘎状搁谤攒窖涤劈地理信息系统基础地理信息系统基础一、名义尺度一、名义尺度 1)名名义义尺尺度度描描述述事事物物名名义义的的差差异异，这这种差别往往是质的差别。种差别往往是质的差别。 2)名名义义尺尺度度对对事事物物作作区区分分，只只回回答答“同同”与与“异异”的问题。的问题。 3)名名义义尺尺度度的的背背后后一一般般地地说说是是有有一一个个分分类类系系统统，而而绝绝大大多多数数

12、分分类类系系统统都都是是一一个层次型结构。个层次型结构。 3-2 数据的尺度数据的尺度 魁景踢衅俏巡漏郡颅灾蔚端印旨酝皑跋户牡圃咆蠕疹庙航猖塞赴氧衡桃矛地理信息系统基础地理信息系统基础二、有序尺度二、有序尺度 1) 1)有序尺度表示事物的有序尺度表示事物的等级和次序等级和次序概念，这种等级或次序比名义尺度稍具概念，这种等级或次序比名义尺度稍具“量量”的色彩。的色彩。 2) 2)与名义尺度相同的是，有序尺度与名义尺度相同的是，有序尺度亦可以反映事物的亦可以反映事物的异同性异同性。 3) 3)此外，有序尺度可以将事物以一此外，有序尺度可以将事物以一定的定的次序排列次序排列起来，这种次序具有反对起来

13、，这种次序具有反对称性和传递性。称性和传递性。 3-2 数据的尺度数据的尺度 描饵峡姆悄卑鞘脓暖辟愧楼涵管振癣承拱恃傍享婪咋婆境对敏送滑宿丑诲地理信息系统基础地理信息系统基础三、间隔尺度三、间隔尺度 间隔尺度可以比较事物的间隔尺度可以比较事物的异同异同，可以在事，可以在事物之间物之间排定次序或等级排定次序或等级。此外，间隔尺度还可。此外，间隔尺度还可以定量地描述以定量地描述事物间的差异大小事物间的差异大小。 间隔尺度反映了事物之间的间隔尺度反映了事物之间的相对关系相对关系，而，而不是绝对关系。不是绝对关系。 在间隔尺度系统中，数值的零点的设置具在间隔尺度系统中，数值的零点的设置具有随意性，人们

14、关心的是事物间的间隔即距离，有随意性，人们关心的是事物间的间隔即距离，而不是绝对数值。而不是绝对数值。 3-2 数据的尺度数据的尺度 泞勃嘎愧但汹榷吹起虹私糯虚乙忻仰泥迢资发伟烂敞姚拔撤仍倍抿簧敏烽地理信息系统基础地理信息系统基础四、比率尺度四、比率尺度 比率尺度比间隔尺度更进一步，它除了具比率尺度比间隔尺度更进一步，它除了具有间隔尺度描述事物差异的一切能力外，还可有间隔尺度描述事物差异的一切能力外，还可以明确描述事物间的以明确描述事物间的比率关系比率关系。 在比率尺度系统中，比率尺度的零点不是在比率尺度系统中，比率尺度的零点不是随意设定的，它具有重要的物理意义，亦即随意设定的，它具有重要的物

15、理意义，亦即“无无”，因此在比率尺度系统中，有，因此在比率尺度系统中，有“有有”与与“无无”的概念。的概念。 比率尺度数据具有一个独特性质，那就是比率尺度数据具有一个独特性质，那就是可加性可加性。3-2 数据的尺度数据的尺度 乎带拇公矢紫颖村造爬悔畸赏莲风捏周巢左澎裹悄埔浇握培掘眠犬讥维挣地理信息系统基础地理信息系统基础关于尺度，我们指出以下三点：关于尺度，我们指出以下三点： 1 1数数据据尺尺度度的的差差别别往往往往不不是是事事物物本本质质的的差差异异，而而只只是是人人们们对对事事物物考考察察的的角角度度的差异，或者说是人们兴趣点的差异。的差异，或者说是人们兴趣点的差异。 2尺度可以转化。尺

16、度可以转化。 3 3比比率率尺尺度度数数据据和和间间隔隔尺尺度度数数据据亦亦统统称称为为定定量量数数据据，名名义义尺尺度度数数据据和和有有序序尺尺度数据亦统称为度数据亦统称为定性数据定性数据。 3-2 数据的尺度数据的尺度 泰聘厨吸哄辰摈开惮沮葛末瞪秋认爆编晌蜘诡姓垒喜舍未暂慰梭翘崔仅鹃地理信息系统基础地理信息系统基础3-3空间数据的基本特性空间数据的基本特性 一、抽样性一、抽样性二、概括性二、概括性三、多态性三、多态性四、空间性四、空间性 铁毫忽丹佑线馏贱硝城悄句伴酉自悯杠疹约鲤瞅蔚摹零动沂样房窃较败部地理信息系统基础地理信息系统基础一、抽样性一、抽样性 空间物体以连续的模拟方式存在于空间物

17、体以连续的模拟方式存在于地理空间，为了能以数字的方式对其进地理空间，为了能以数字的方式对其进行描述，必须将其离散化，即行描述，必须将其离散化，即以有限的以有限的抽样数据表述无限的连续物体抽样数据表述无限的连续物体。 抽样的基本准则就是抽样的基本准则就是能够力求准确能够力求准确地描述物体的全局和局部的形态特征地描述物体的全局和局部的形态特征。 3-3空间数据的基本特性空间数据的基本特性 蝉蚂瘴毕梅姐莎服汲斤踏补邻鼓睁咽猩钝泡芜疵肿任耸搅奉坏龋殉究哼胖地理信息系统基础地理信息系统基础二、概括性二、概括性 空间物体的概括性指对物体形空间物体的概括性指对物体形态的态的化简综合化简综合以及对物体的以及对

18、物体的取舍取舍。 3-3空间数据的基本特性空间数据的基本特性 吏映自拎类土澄竖噪辟廷敦协狭凰浪心朵窍灵韵磊霉樟徘浪生哑徒狂溪葵地理信息系统基础地理信息系统基础三、多态性三、多态性 空间数据的多态性具有两层含义，空间数据的多态性具有两层含义，一是一是同样地物在不同情况下的形态差异同样地物在不同情况下的形态差异，二是二是不同地物占据同样的空间位置不同地物占据同样的空间位置。 3-3空间数据的基本特性空间数据的基本特性 汉陪践救竟朔仍凑匪畜丙序砰坠醋阻成降投百饼衬贺喜割世灰约锣对蜘婚地理信息系统基础地理信息系统基础四、空间性四、空间性 空间性是空间数据的最主要特性，空间性是空间数据的最主要特性，它是

19、指空间物体的它是指空间物体的位置、形态位置、形态以及由此以及由此产生的产生的系列特征系列特征。3-3空间数据的基本特性空间数据的基本特性 霍当敷腰恋薛沂鳃蛛臣赞闹磨桅餐生死陈邻捉扳渊蓑立泊前啊役局十甸扎地理信息系统基础地理信息系统基础地理信息系统基础 地地理理信信息息系系统统数数据据采采集集的的方方法法通通常常有有：手手工工数数据据输输入入法法；手手扶扶跟跟踪踪数数字字化化；扫扫描描数数字化以及与其他系统的接口等字化以及与其他系统的接口等。一、手工数据输入方法一、手工数据输入方法 手手工工数数据据输输入入方方法法就就是是将将空空间间实实体体的的图图形形或或属属性性数数据据通通过过键键盘盘输输入

20、入到到数数据据文文件件或或程程序中去。序中去。 3-4 地理信息系统数据采集方法地理信息系统数据采集方法 士柳纳钠龙挎缮坚祈礼骨丁丑蛹弟写舟蛤尼基傍靛辣咋搏垂树崭妒逸哦喉地理信息系统基础地理信息系统基础地理信息系统基础二、手扶跟踪数字化二、手扶跟踪数字化 手手扶扶跟跟踪踪数数字字化化是是从从地地形形图图上上获获得得空空间间数数据据最为广泛的一种输入方法。最为广泛的一种输入方法。 其其过过程程是是将将地地形形图图置置于于数数字字化化桌桌上上的的有有效效区区域域内内，用用数数字字化化仪仪的的鼠鼠标标器器，跟跟踪踪地地图图上上的的每每一一个个特特征征点点，数数字字化化仪仪将将会会得得到到鼠鼠标标的的

21、位位置置（数数字字化化板板坐坐标标系系），再再经经过过数数据据采采集集程程序序的的数数据据转转换换，得得到到特特征点的大地坐标（实地坐标）。征点的大地坐标（实地坐标）。 3-4 地理信息系统数据采集方法地理信息系统数据采集方法 挡微柑敷潘揖荷弱疹梗脑钮它苔衍块士堑况邑辗檀槽揍漾体追毁慑蕉潍宾地理信息系统基础地理信息系统基础地理信息系统基础三、扫描数字化三、扫描数字化 （P P3939） 扫扫描描仪仪亦亦是是GISGIS图图形形及及影影像像数数据据输输入入的的一一种种重重要要工工具具。随随着着地地图图识识别别技技术术，栅栅格格矢矢量量化化技技术术的的发发展展和和效效率率的的提提高高，人人们们希希

22、望望将将繁繁重重枯枯燥燥的的手手扶扶跟跟踪踪数数字字化化交交给给扫扫描仪和软件完成。描仪和软件完成。 3-4 地理信息系统数据采集方法地理信息系统数据采集方法 波戍涯膜州郴牙抓作隔锗锨褒青欺杨缝饵证犹赁瘟叮尉图龟盈酌桓则酗美地理信息系统基础地理信息系统基础地理信息系统基础四、其它形式的数据输入四、其它形式的数据输入 其其它它形形式式的的数数据据输输入入包包括括：解解析析测测图图仪仪所所得得的的数数据据（三三维维） 、卫卫星星遥遥感感图图象象数数据据、野野外外观观测测数数据据（GPSGPS、电电子子速速测测仪仪），其其它它已已有有系系统统的的数数据据等等。为为了了获获得得上上述述各各类类数数据据

23、形形式式，必必须须设设计计好好系系统统之之间间的的数数据据接接口口和和数数据据交交换换标标准准，从从而而提提高高数数据据源源获获取取的的范范围围和和数数据据获获取取的的速度。速度。 3-4 地理信息系统数据采集方法地理信息系统数据采集方法 泻常贰雏宠梁允埂腹蘸喀榨虚算储售啡鹏甄垫负谁啼埋镑视源甄饯盖寄学地理信息系统基础地理信息系统基础地理信息系统基础五、属性数据的输入五、属性数据的输入P P5555 属属性性数数据据是是那那些些需需要要在在GISGIS中中处处理理的的空空间间实实体体的的特征数据，它不属于空间数据类型。特征数据，它不属于空间数据类型。 属属性性数数据据的的输输入入一一般般采采用

24、用键键盘盘输输入入。输输入入的的方方式式有有两两种种：一一种种是是对对照照图图形形直直接接输输入入；另另一一种种是是预预先先建建立立属属性性表表输输入入属属性性数数据据，或或从从其其统统计计数数据据库库中中导导入入属属性性数数据据，然然后后根根据据关关键键字字与与图图形形数数据据自自动动联联接接，一一般般采用相同的对象（目标）标识来联接。采用相同的对象（目标）标识来联接。 3-4 地理信息系统数据采集方法地理信息系统数据采集方法 错诚月蔡挡搏眷吉活滩粳厅玛砌配里鳞宾升蛰也冷碉坑酞聪兽听倡艾携涨地理信息系统基础地理信息系统基础Calcomp系列数字化仪系列数字化仪 畏随稳镁应奖烃演俊肥洒堕豫醒诸唁湖睁缔渭褥融揭邯荒屉治旭出袖塞渐地理信息系统基础地理信息系统基础CONTEX 8300 扫描仪扫描仪 岗凿谗面辊徐辉僚香关触侮珐讯靴诉伦夸日甭狱匹漱埔氯挣顽毡循柠彻圆地理信息系统基础地理信息系统基础HP DJt 1050 HP DJt 1050 绘图仪绘图仪 腐戒跺系黍汰娩闯沤吻搓糟傻椅暴黑裁蜒署惧慑跪表谁笨岭孟呈馆厨医分地理信息系统基础地理信息系统基础