地理信息系统课件第6章 空间数据采集与处理

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1、第6章空间数据采集与处理整个地理信息系统就是围绕着空间数据的采集、处理、存储、分析和表现而展开的，因此空间数据来源、采集手段、生成工艺、数据质量都直接影响到地理信息系统应用的潜力、成本和效率。本章首先介绍数据源及其基本特征，同时概述空间数据采集与处理的基本流程；在此基础上，分别介绍空间数据和属性数据的采集方式，数据编辑、数学基础变换以及数据重构等数据处理的原理与方法；然后讲解了数据质量评价与控制相关理论，最后简述了数据入库的主要流程。6.1概述空间数据的准确、高效的获取是GIS健壮运行的基础。空间数据的来源多种多样，包括地图数据、野外实测数据、空间定位数据、摄影测量与遥感图

2、像、多媒体数据等等。不同的数据有不同的采集方法，能够获取的空间数据也不尽相同，这其中涉及到：①数据源的选择；②采集方法的确定；③数据的进一步编辑与处理，包括错误消除、数学基础变换、数据结构与格式的重构、图形的拼接、拓扑的生成、数据的压缩、质量的评价与控制等等，保证采集的各类数据符合数据入库及空间分析的需求；④数据入库，让采集的空间数据统一进入空间数据库。本章将系统介绍数据采集与处理过程所涉及的理论方法和关键技术。6.1.1数据源分类GIS数据源比较丰富，类型多种多样，通常可以根据数据获取方式或数据表现形式进行分类（图6.1）。GIS数据源按获取方式按表现方式图6.1GIS数

3、据源分类示意图根据数据获取方式可以分为：①地图数据。地图是传统的空间数据存储和表达的方式，数据丰富且具有很高的精度。国家基本比例尺系列地形图以及各类专题地图，经过数字化处理，是GIS最重要的数据源之一；②遥感影像数据。随着航空、航天和卫星遥感技术的发展，遥感影像数据以其现时性强等诸多优点迅速成为GIS的主要数据源之一。摄影测量技术可以从立体像对中获取地形数据，对遥感影像的解译和判读还可以得到诸如土地利用类型图、植被覆盖类型等等诸多数据信息；③实测数据。各种野外、实地测量数据也是GIS常用的获取数据的方式。实测数据具有精度高、现势性强等优点，可以根据系统需要灵活地进行补充。④

4、共享数据。地理信息系统发展的过程中，产生了大量的数据信息。经过格式转换，许多数据、信息在不同的系统中是可以重复利用的。因此，很多时候有必要进行数据共享以降低系统成本和防止资源浪费。同时，通信、网络技术的高度发达，为地理信息共享提供了高效可行的通道。⑤其他数据。通过其他方式获取的数据。按照数据的表现形式还可以将数据分为数字化数据、多媒体数据及文本资料数据。6.1.2数据源特征1.地图数据各种类型的地图是目前GIS最常见的数据源。地图是地理数据的传统描述形式，是具有共同参考坐标系统的点、线、面的二维平面形式的表示，内容丰富，图上实体间的空间关系直观，而且实体的类别或属性可以用各

5、种不同的符号加以识别和表示。不同种类的地图，其研究的对象不同，应用的部门、行业不同，所表达的内容也不同。主要包括普通地图和专题地图两类。普通地图是以相对平衡的详细程度表示地球表面上的自然地理和社会经济要素，主要表达居民地、交通网、水系、地貌、境界、土质和植被等。其中大比例尺地形图具有较高的几何精度，真实反映区域地理要素的特征。专题地图着重反映一种或少数几种专题要素，如地质、地貌、土壤、植被和土地利用等原始资料。通常以地图作为GIS数据源时可将地图内容分解为点、线和面三类基本要素，然后以特定的编码方式进行组织和管理。此外，地图是经过系列制图综合的产物，在GIS趋势分析、模式分

6、析等方面具有非常重要的作用。在应用地图数据时应注意以下几点：（1）地图存储介质的缺陷。由于地图多为纸质，在不同的存放条件下存在不同程度的变形，具体应用时，须对其进行纠正。（2）地图现势性较差。传统地图更新周期较长，造成现存地图的现势性不能完全满足实际需要。（3）地图投影的转换。使用不同投影的地图数据进行交流前，须先进行地图投影的转换。2.遥感影像数据遥感影像（航空、卫星）数据是GIS中一个极其重要的信息源（图6.2，图6.3）。通过遥感影像可以快速、准确地获得大面积的、综合的各种专题信息，航天遥感影像还可以取得周期性的资料，这些都为GIS提供了丰富的信息。每种遥感影像都有其

7、自身的成像规律、变形规律，所以在应用时要注意影像的纠正、影像的分辨率、影像的解译特征等方面的问题。图6.3航空影像局部图6.2卫星遥感影像局部3.实测数据实测数据主要指各种野外实验、实地测量所得数据，它们通过转换可直接进入GIS的空间数据库以用于实时分析和进一步应用。其中，GPS点位数据、地籍测量数据等通常具有较高的精度和较好的现势性，是GIS的重要数据来源。4.统计数据许多部门和机构都拥有不同领域如人口、自然资源等方面的大量统计资料、国民经济的各种统计数据，这些常常也是GIS的数据源，尤其是属性数据的重要来源。统