第2章2空间数据的获取和管理

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1、 第二章 空间数据结构4 空间数据的获取和管理 空间数据的获取和管理按类型分类(4D数据) 数字线划图(DLG) 数字栅格图(DRG) 数字高程模型(DEM) 数字正摄影像图(DOQ) 数字线划图数字线划图(DigitalLineGraphics)是一种矢量地图数据，是通过矢量数据采集手段，将地理各要素分层提取、编辑、输入计算机，最终以矢量数据形式将数据存储到计算机中。DLG可以用来建立不同比例尺的矢量地图数据库。 空间数据的获取和管理 空间数据的获取和管理DLG数据数据数字栅格图数字栅格图(DRG)以数字图像以数字图像Raster的形的形式存储的地式存储的地图数据图数据 空间数据的获取和管理

2、数字正摄影像地图数字正摄影像地图（DigitalOrthophotoQuad，DOQ）是遥感影像数据，主要来源于是遥感影像数据，主要来源于卫星遥感和航空遥感，包括卫星遥感和航空遥感，包括多多平台、多层面、多种传感器、平台、多层面、多种传感器、多时相、多光谱、和多空间分多时相、多光谱、和多空间分辨率辨率的遥感影像数据，是的遥感影像数据，是GIS最最有效的数据源之一。有效的数据源之一。 空间数据的获取和管理 空间数据的获取和管理DOQDOQ数据数据数据数据? ?DOQ数据数据+DLG数据数据GoogleMapGoogleMap南京南京南京南京DOQDOQ数据数据数据数据DLGDLG数据数据数据数据

3、数字高程模型数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)，是表示地面高程的有序的数值阵列，可将这组数值阵列以可视化的方式表示。 空间数据的获取和管理色彩融合技术DEM 空间数据的获取和管理DEM的最主要两种表现形式的最主要两种表现形式:规则格网规则格网GridGrid不规则三角网不规则三角网TINTIN规则格网的规则格网的DEMDEMTIN(不规则三角网) 的DEM等高线DEM 空间数据的获取和管理A(,)BCD地球曲面A(x, y)BCD地图平面地图投影转换地图投影转换地图投影的类型：地图投影的类型：根据投影变形的性质，将地图投影分根据投影变形的性质，将地图投影分

4、为：为：等角投影等角投影等距离投影等距离投影等面积投影等面积投影任意投影任意投影空间数据的处理1实地微分圆rababbabarr2a = b = r r4a = r b r5a b = r2根据投影面的性质，投影可分为：根据投影面的性质，投影可分为：圆柱投影、圆柱投影、圆锥投影、圆锥投影、方位投影方位投影空间数据的处理根据投影面与地球表面的关系位置根据投影面与地球表面的关系位置不同，又分为：不同，又分为：正轴投影、正轴投影、横轴投影、横轴投影、斜轴投影。斜轴投影。空间数据的处理圆锥投影圆锥投影的投影面为圆锥面，的投影面为圆锥面，圆柱投圆柱投影影以圆柱面为投影面，以圆柱面为投影面，方位投影方位投

5、影的投的投影面为平面。影面为平面。正轴投影正轴投影投影面的旋转投影面的旋转轴与地球旋转轴重合，轴与地球旋转轴重合，横轴投影横轴投影投影投影面的旋转轴与地球旋转轴垂直，既不面的旋转轴与地球旋转轴垂直，既不重合也不垂直则是重合也不垂直则是斜轴投影斜轴投影。空间数据的处理空间数据的处理圆柱投影圆柱投影是以圆柱是以圆柱面为投影面，面为投影面，正轴正轴圆柱圆柱投影纬线投影为投影纬线投影为平行直平行直线线，经线投影为与纬线，经线投影为与纬线垂直而间隔相等的垂直而间隔相等的平行平行直线直线，两经线的间隔与，两经线的间隔与相应经差成正比。相应经差成正比。空间数据的处理空间数据的处理Flamand Gerhar

6、d Kremer dit Mercator墨卡托墨卡托(Mercator)荷兰地图荷兰地图、地理学家地理学家。1512年年3月出生于佛月出生于佛兰德的鲁珀尔蒙德，卒于兰德的鲁珀尔蒙德，卒于1594年年12月。月。15301532年在比利时洛文大学学习古典年在比利时洛文大学学习古典文学和哲学。毕业后曾开设工厂，制作科文学和哲学。毕业后曾开设工厂，制作科学仪器和镌制地图印版，并自学数学、地学仪器和镌制地图印版，并自学数学、地理学和天文学。理学和天文学。墨卡托(Mercator)1537年后，以绘制和镌版地图、制造地球年后，以绘制和镌版地图、制造地球仪和天体仪而闻名。仪和天体仪而闻名。1537年最先

7、出版了巴年最先出版了巴勒斯坦地图，经勒斯坦地图，经3年实地考察后于年实地考察后于1540年出年出版了佛兰德地图和洛林地图。版了佛兰德地图和洛林地图。1552年迁居年迁居德国杜伊斯堡，继续从事制图业。德国杜伊斯堡，继续从事制图业。发明了发明了圆柱形投影制图法圆柱形投影制图法，被称为，被称为墨卡托投影墨卡托投影。还改进了旧地图中所应用的锥顶投影法。还改进了旧地图中所应用的锥顶投影法。墨卡托(Mercator)1554年出版的欧年出版的欧洲记述一书中总地洲记述一书中总地图即用此投影法绘制，图即用此投影法绘制，纠正了托勒密对欧洲纠正了托勒密对欧洲在经度上东西跨度的在经度上东西跨度的夸大估计。夸大估计。

8、墨卡托(Mercator)1569年，他对由探险家们提供的资料进行年，他对由探险家们提供的资料进行核对后，抛弃了对传统权威的信赖，用墨核对后，抛弃了对传统权威的信赖，用墨卡托投影绘制了根据航海资料修正描绘卡托投影绘制了根据航海资料修正描绘的新的和不断扩展的世界图。该世界地的新的和不断扩展的世界图。该世界地图包括地球从北纬图包括地球从北纬80到南纬到南纬6630的范围，的范围，长长2米，宽米，宽1.32米。是米。是第一个第一个把地球曲面描把地球曲面描绘在平面上的人。绘在平面上的人。墨卡托(Mercator)他曾计划撰写卷帙浩繁的宇宙结构学著作，他曾计划撰写卷帙浩繁的宇宙结构学著作，然而然而156

9、9年仅出了一部年表。年仅出了一部年表。15851589年出版了包括法国、德国、荷兰、意年出版了包括法国、德国、荷兰、意大利和希腊等国在内的地图集，并首次使大利和希腊等国在内的地图集，并首次使用用“地图集（地图集（Atlas）”一词。他去世后，一词。他去世后，洪第乌斯（洪第乌斯（J.Hondius）将其生前绘制的）将其生前绘制的103幅地图编纂为墨卡托幅地图编纂为墨卡托洪第乌斯地图洪第乌斯地图集，于集，于1606年出版。年出版。圆锥投影圆锥投影的投的投影面为影面为圆锥面圆锥面，正正轴轴圆锥投影纬线投圆锥投影纬线投影为影为同心圆弧同心圆弧，经，经线投影为同心圆的线投影为同心圆的半径半径，两经线间的

10、，两经线间的夹角与相应经差成夹角与相应经差成正比。正比。空间数据的处理空间数据的处理空间数据的处理方位投影方位投影的投的投影面为影面为平面平面，正轴正轴方位投影纬线投影方位投影纬线投影为为同心圆同心圆，经线投，经线投影为同心圆的影为同心圆的直径直径，两经线间的两经线间的夹角夹角与相应经差相等。与相应经差相等。空间数据的处理空间数据的处理正轴投影：正轴投影：正轴方位投影正轴方位投影的投影面与地轴垂的投影面与地轴垂直；直；正轴圆柱正轴圆柱和和正轴圆锥投影正轴圆锥投影，是使，是使地轴与圆柱轴和圆锥轴重合。地轴与圆柱轴和圆锥轴重合。空间数据的处理横轴投影：横轴投影：横轴方位投影横轴方位投影是使投影面与

11、赤道一是使投影面与赤道一直径垂直；直径垂直；横轴圆柱横轴圆柱和和横轴圆锥投影横轴圆锥投影，是使圆，是使圆柱和圆锥轴与赤道一直径重合。柱和圆锥轴与赤道一直径重合。空间数据的处理斜轴投影：斜轴投影：斜轴方位投影斜轴方位投影是使投影面与地球两极是使投影面与地球两极直径和赤道直径以外任一直径垂直；直径和赤道直径以外任一直径垂直；斜轴圆柱投影斜轴圆柱投影和和斜轴圆锥投影斜轴圆锥投影，是使，是使圆柱轴和圆锥轴与地球两极直径和赤圆柱轴和圆锥轴与地球两极直径和赤道直径以外任一直径重合。道直径以外任一直径重合。空间数据的处理空间数据的处理p关于地图投影的几点结论关于地图投影的几点结论: :实现等角实现等角, ,

12、等面积等面积, ,等距离同时做到的投影等距离同时做到的投影不存在不存在. .投影方式有多种多样投影方式有多种多样, ,一个国家或地区依据一个国家或地区依据自己所处在的经纬度自己所处在的经纬度, ,幅员大小以及图件用幅员大小以及图件用途选择投影方式途选择投影方式. . 在比例尺在比例尺1:101:10万以下大比例尺图件中万以下大比例尺图件中, ,各种各种投影带来的误差可以忽略投影带来的误差可以忽略. .我国常用的地图投影我国常用的地图投影(1)基本比例尺地形图基本比例尺地形图（1:100万、万、1：50万、万、1：25万、万、1：10万、万、1：5万、万、1：2.5万、万、1：1万、万、1：50

13、00），除），除1：100万外均采用万外均采用高斯高斯-克吕格克吕格投影为投影为地理基础；地理基础；空间数据的处理(2)我国我国1：100万地形图采用了万地形图采用了Lambert等角等角圆锥投影投影，其分幅原，其分幅原则与国际地理学会规定的全球统一则与国际地理学会规定的全球统一使用的国际百万分之一地图投影保使用的国际百万分之一地图投影保持一致；持一致；空间数据的处理Lambert等角圆锥投影，在等角圆锥投影，在双标准纬线双标准纬线下是下是一一“等角正轴割圆锥投影等角正轴割圆锥投影”，由德国数学，由德国数学家家J.H.Lambert在在1772年拟定。设想用一年拟定。设想用一个正圆锥割于球面两

14、标准纬线，应用等角个正圆锥割于球面两标准纬线，应用等角条件将地球面投影到圆锥面上，然后沿一条件将地球面投影到圆锥面上，然后沿一母线展开，即为兰勃特投影平面。兰勃特母线展开，即为兰勃特投影平面。兰勃特投影后纬线为同心圆弧，经线为同心圆半投影后纬线为同心圆弧，经线为同心圆半径。径。空间数据的处理(3)我国大部分省区图以及大多我国大部分省区图以及大多数这一比例尺的地图也多采用数这一比例尺的地图也多采用Lambert投影和属于同一投影投影和属于同一投影系统的系统的阿尔伯斯阿尔伯斯(Albers)投影投影（正轴等面积割圆锥投影正轴等面积割圆锥投影）；）；空间数据的处理地图数字化地图数字化 GIS中获取空

15、间数据的主要手段。 空间数据的获取和管理数字化的方式数字化的方式：u手扶跟踪数字化手扶跟踪数字化u扫描数字化扫描数字化(屏幕数字化屏幕数字化) 空间数据的获取和管理数字化仪手扶跟踪数字化手扶跟踪数字化游标电磁感应板十字丝十字丝十字丝十字丝按钮按钮按钮按钮游标u步骤步骤第一步，连接数字化仪第一步，连接数字化仪第二步，图板定向第二步，图板定向第三步，图形数字化第三步，图形数字化手扶跟踪数字化手扶跟踪数字化扫描数字化扫描数字化(屏幕数字化屏幕数字化)工程扫描仪 u步骤步骤第一步，扫描地图，生成图像第一步，扫描地图，生成图像第二步，第二步，GIS打开图像打开图像第三步，屏幕数据采集第三步，屏幕数据采集

16、扫描数字化扫描数字化(屏幕数字化屏幕数字化)ArcView屏幕数字化1、 打开ArcView GIS；2、 新建一个Project；ArcView屏幕数字化3、 新建一个Veiw；ArcView屏幕数字化4、 打开File菜单，选择扩展Extensions.，选中JPEG(JFIF) Image Support；ArcView屏幕数字化5、 用菜单View/Add Theme.，添加一个Theme ，Data Source Types为Image Data Source ，文件为图象“江苏.jpg”；ArcView屏幕数字化6. 在View1里左侧的方框里打勾，显示“江苏.jpg”;ArcVi

17、ew屏幕数字化7、 菜单View/New Theme.，新建一个Theme，图形类型为多边形Polygon ，文件名为“江苏 .shp”；ArcView屏幕数字化8、 打开“江苏.shp”的属性表；ArcView屏幕数字化9、菜单Table/Start EditingArcView屏幕数字化10、菜单Edit/Add Field，添加一个字段（Field），名为“名称”，类型为字符串，字符串长度为8；ArcView屏幕数字化11. 菜单File/Save Project，按Yes按钮，保存工程为“江苏.apr”。ArcView屏幕数字化12、选中“江苏.shp”,菜单Theme/Start Editing，准备进行数据采集；13、用“Draw Polygon”工具屏幕数字化江苏省的第一个行政区划边界，双击结束；ArcView屏幕数字化14、 在属性表里设置新记录的“名称”字段为相应的地名；ArcView屏幕数字化15、使用“Draw line to Append Polygon”添加其他不重复的边界，与已经数字化的多边形相交，双击结束；ArcView屏幕数字化16、在属性表里设置新记录的“名称”字段为其他的地名；ArcView屏幕数字化17、每数字化一个行政区，保存一次，即菜单File/Save Project保存数字化工程。