第三章 空间分析的数据模型Ø矢量数据和栅格数据ØArcGIS中的几种主要数据格式Ø空间数据坐标转换Ø空间数据的格式转换Ø空间数据处理Ø空间数据的可视化表达1 矢量数据和栅格数据Ø矢量数据Ø矢量（Vector）：通过记录空间坐标对的方式，以点、线、面等形式来描述空间目标对象；ØØ特征特征ü定位明显，属性隐含ü形象直观（点：如独立树、水准点；线：如铁路、河流；面：如土地类型）ü特别适合于模拟离散（非连续变化）的空间数据ü其模拟空间数据的精度较高，但其精度与坐标点的数量、质量有直接关系Ø栅格数据ü栅格（Raster）：用规则排列的像元阵列来描述空间目标对象Ø特征：ü属性明显，定位隐含ü栅格像元的大小直接影响空间数据表达的精度（位置或形状的畸变、属性的偏差）ü像元大小（分辨率）对数据大小有直接的影响ü特别适合于模拟空间的连续变化Ø三角形不规则网（Triangulated Irregular Network，TIN）：不规则的三角形来描述空间对象2 点实体• 有位置，无宽度和长度；• 抽象的点美国佛罗里达洲地震监测站2002年9月该洲可能的500个地震位置3 线实体• • 有长度，但无宽度和高度有长度，但无宽度和高度• • 用来描述线状实体，通常在网络分析中使用较多用来描述线状实体，通常在网络分析中使用较多• • 度量实体距离度量实体距离香港城市道路网分布香港城市道路网分布4 面实体• 具有长和宽的目标• 通常用来表示自然或人工的封闭多边形• 一般分为连续面和不连续面中国土地利用分布图（不连续面）中国土地利用分布图（不连续面）5 用栅格来描述空间对象—点26 用栅格来描述空间对象—线7 用栅格来描述空间对象—面8 栅格 9 栅格10 地图的矢量和栅格表示地图的矢量和栅格表示 11 ArcGIS中的几种主要数据格式ØShapefile文件Ø文件的创建Ø文件的特征ØCoverage文件Ø文件的创建Ø文件的特征ØGeodatabase文件Ø文件的创建Ø文件的特征12 空间数据坐标转换Ø空间坐标：一定的空间参考系统下，能够反映数据在地表的真实空间位置关系的坐标。
Ø地理坐标Ø平面直角坐标Ø非空间坐标：不能够反映数据在地表的真实空间位置关系的坐标Ø图形的坐标Ø扫描仪的坐标Ø数字化仪的坐标Ø坐标转换Ø投影转换Ø正解变换：一种投影与另一种投影的相互关系Ø反解变换：各投影与地理坐标之间的关系Ø坐标变换Ø数据变换：通过控制点建立变换前后坐标间的数学关系而进行变换Ø翻转（Flip）Ø镜像（Mirror）Ø重设比例尺（Rescale）Ø旋转（Rotate）Ø移动（Shift）Ø扭曲（Warp）13 空间坐标的转换—矢量数据Ø实习目的实习目的 掌握空间坐标的调节与转换方法Ø实习内容实习内容 在ArcGIS中，将我国东部、西部数据的坐标进行适当调整，并将其合并成一个整体，然后将其坐标转换为Albers投影下的平面直角坐标，最后再将转换为Mercator投影Ø数据说明数据说明 中国东、西两部分的省界数据及控制点；控制点在Albers投影下的坐标文件（Excel）；两个分别带有Albers和Mercator投影的无数据文件Ø实习步骤实习步骤ü1、在Arcmap中加载数据，将Editor工具条设为可编辑状态，并设置snapping；ü2、打开Spatial adjustment工具条，将西部地区的两个数据（点、线）按中部边沿调节到东部数据的坐标下ü3、分别将东西两部分合并成一个文件（可以采用复制粘贴的方式、也可采用merge等其它方式）ü4、利用控制点及其在Albers投影下的坐标数据，将合并后的点、线数据进行坐标转换ü5、为转换后的数据加载投影信息（利用Albers投影参考数据）ü6、将加载投影信息后的数据重新投影为UTM投影（利用Mercator投影参考数据），并比较转换前后的不同14 空间坐标的转换—栅格数据Ø实习目的实习目的 掌握空间坐标的调节与转换方法。
Ø实习内容实习内容 将一幅扫描生成的北碚地图调整到正确的空间坐标系统之下Ø实习步骤实习步骤ü1、在Arcmap中加载数据ü2、打开Georeferencing工具条ü3、合理选取控制点ü4、输入控制点的空间坐标ü5、选择合适的转换方法，将图像转换至正确的空间坐标之下ü6、为转换后的数据加载投影信息ü7、将以上数据加载至中国行政区划数据之上15 空间数据的格式转换Ø栅格数据向矢量数据的转换Ø转换的方法（From Raster）Ø转换过程中的简化问题（Simplify）Ø矢量数据向栅格数据的转换Ø转换的方法（To Raster）Ø栅格单元的代码决定方式Ø主要类型法Ø像元中心法Ø重要性法Ø比例分成法Ø不同栅格编码方法的误差比较Ø数据格式之间的转换ØCAD数据的转换Ø栅格数据与ASCII文件的转换（ ASCII 文件内容与栅格数据之间的关系）16 栅格单元代码的决定方式————主要类型法主要类型法Ø基本思路：若某一特征值是该栅格内的主要类型，则把该值赋给这个位置Ø对点而言，按出现次数最多类型作代码；Ø对线而言，按长度最长的那条线的代码取值；Ø对多边形而言，按面积最大的那个多边形的代码取值；Ø该方法适合于分离和不连续的数据，如土地利用、植被、土壤等。
Ø一般的GIS软件在进行栅格编码时，其默认的编码方法即是主要类型法 17 栅格单元代码的决定方式————主要类型法主要类型法BCO（45）（25）（30）AØ按面积最大的类型取值B18 栅格单元代码的决定方式————中心点法中心点法Ø基本思路：每一栅格的值由占据该像元中心的特征决定Ø该方法可以用于任何特征类型，尤其是用于连续数据的编码，例如高程、噪声、污染等Ø其实施过程较为复杂，它首先需要建立一个以栅格像元中心为点的矢量图层，用它获取（Identity）所在点的多边形属性，然后再将点转换为栅格文件（Pointgrid）19 栅格单元代码的决定方式————中心点法中心点法BCO（45）（25）（30）AØ按像元中心所在的类型取值C20 栅格单元代码的决定方式————重要性法重要性法若：重要性顺序为： A > B > C则：BCO（45）（25）（30）AØ按各类型的重要性取值A21 栅格单元代码的决定方式————比例分成法比例分成法Ø按各类型的比例分别取值BCO（45）（25）（30）ACBA30452522 栅格单元代码的决定方式————长度占优法长度占优法Ø按横线最长部分的属性取值BCAO23 实习 栅格像元的不同编码方法及误差比较ØØ一、对土地利用数据按主要类型法进行栅格编码一、对土地利用数据按主要类型法进行栅格编码ü操作步骤：•在Arctoolbox中，打开feature to raster工具对话框•输入土地利用的矢量数据，分别按100米、500米、1000米的分辨率进行栅格转换，转换所采用的字段为ld502323-ID。
•将三个栅格文件的属性表输出为.dbf文件，并用Excel打开ØØ二、对土地利用数据按像元中心法进行栅格编码二、对土地利用数据按像元中心法进行栅格编码ü操作步骤：•在Arctoolbox中，打开overlay的identity工具对话框•Input coverage分别输入point100、point500、point1000 ，identity coverage输入lad502323矢量文件，其它采用默认值，点击ok.•在Arctoolbox中，打开feature to raster工具对话框•分别将上一步生成的三个点文件按100米、500米、1000米的分辨率进行栅格转换，转换所采用的字段为ld502323-ID•将三个栅格文件的属性表输出为.dbf文件，并用Excel打开ØØ三、数据比较（列表）、并编写实习报告三、数据比较（列表）、并编写实习报告•1、同一分辨率下两种编码方法中的各类土地面积差异•2、同一编码方法下不同分辨下各类土地面积的差异•3、图形比较•附土地利用分类系统24 空间数据处理Ø数据裁切Ø矢量数据的裁切Ø> Analysis tools > Extract > ClipØ栅格数据的裁切Ø矩形裁切 > Spatial Analyst tools > Extraction > Extract by RectangleØ利用已有数据进行裁切> Spatial Analyst tools > Extraction > Extract by MaskØ数据拼接Ø矢量数据的拼接Ø> Data Management tools > General > AppendØ栅格数据的拼接Ø> Data Management tools > Raster > Mosaic To New RasterØ数据提取Ø矢量数据的提取Ø> Analysis tools > Extract > SelectØ栅格数据的提取Ø> Spatial Analyst tools > Extraction > Extract by Attributes25 空间数据的可视化表达Ø数据的符号化Ø矢量数据的符号化Ø栅格数据的符号化Ø专题地地图的编制Ø版面设计Ø制图数据的操作Ø地图标注Ø地图的整饰Ø地图的输出Ø实例—上海市行政区划数据的制作Ø背景与目的Ø数据及要求Ø实习步骤26 。