地球空间数与数字测绘.ppt

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1、第二章地球空间数字测绘本章重点1、地球空间和空间信息的概念2、空间数据和空间模型3、地球参照系统和空间尺度与地图比例尺4、成图的基本概念、内容、原理及方法2.1地球空间和空间信息概述1、地球和地理空间基本概念1）地球空间定义：地球体及周围一定范围所包括的空间。地球表面上下约2000km2）地理空间定义：指人类认识和探索能达到的地球、月球太阳及周围一定范围所包括的空间。2.1.1地球空间信息基本知识3）地球和地理空间构成地球空间：最外层大气层、海洋和陆地、最里层地壳以下的地质层；地理空间：大气层、水

2、圈、岩石圈、土壤圈、生物圈、人类圈2、信息与数据概念信息定义：客观一切事物的性质、特征和形态的表征数据定义：事物或现象的空间位置、形状、质量、数量等的分布特征、相互关系和变化规律的数字、文字、图像、图形和声音等的总称。数据是信息具体表达形式的载体，信息是数据的内容和解释。定义：有关地球/地理空间实体或现象的性质、特征和状态的表征与一切有用信息的总称，是对表达地学空间特征与关系数据的解释，能反映地学空间实体或现象固有的数量、质量、分布特征与变化规律。3、地球/地理空间信息定义及特征特征：空间属性时

3、间几何特征和拓扑特征性质和数量特征事务和现象的变化4、地球信息的获取、传输与表达地球信息的来源地图信息实测信息遥感信息实体纹理信息文本信息统计信息多媒体信息已有系统的信息地形图、样图实地测量影像信息提取地表摄影各部门统计资料规范、技术文档接收和转换共享和交换地球空间信息传输地图的传输地球空间信息的传输客观事物地图客观事物认识模型见书上图2－2地球空间信息表达地图符号颜色色相、亮度、饱和度地图注记地图符号形状和结构特性：抽象性、系统性、约定性、时空性2.1.2、地球空间数据基本知识1、地球数据的采集

4、几何数据的采集属性数据的采集几何数据和属性数据的连接通过悬挂、指针、同构连接、整体连接2、空间数据处理空间数据处理技术内容：预处理、数据转换、图形操作、图像处理、数据压缩、数据内插空间数据处理理论空间不确定性和数理统计理论模糊学和粗集理论3、地球空间数据可视化（1）可视化概念将不可见的转化成人的视觉可以的东西的技术。（2）地学信息可视化地图可视化地理可视化GIS可视化专业应用领域的可视化2.2地球体模型§1自然球体与大地体§2椭球体§2地球坐标系与大地定位§2.2.1自然地球体与大地体1、地球的自

5、然表面——为了了解地球的形状，让我们由远及近地观察一下地球的自然表面。浩瀚宇宙之中:地球是一个表面光滑、蓝色美丽的正球体。机舱窗口俯视大地:地表是一个有些微起伏、极其复杂的表面。——珠穆朗玛峰与太平洋的马里亚纳海沟之间高差近20km。事实是：地球不是一个正球体，而是一个极半径略短、赤道半径略长，北极略突出、南极略扁平，近于梨形的椭球体。2、大地水准面与大地体当海洋静止时，自由水面与该面上各点的重力方向（铅垂线）成正交，这个面叫水准面。在众多的水准面中，有一个与静止的平均海水面相重合，并假想其穿过大

6、陆、岛屿形成一个闭合曲面，这就是大地水准面。它实际是一个起伏不平的重力等位面——地球物理表面。它所包围的形体称为大地体。大地水准面的意义1.地球形体的一级逼近：对地球形状的很好近似，其面上高出与面下缺少的相当。2.起伏波动在制图学中可忽略：对大地测量和地球物理学有研究价值，但在制图业务中，均把地球当作正球体。3.重力等位面：可使用仪器测得海拔高程（某点到大地水准面的高度）。§2.2.2椭球体、正球体、参考椭球体在测量和制图中就用旋转椭球体来代替大地球体，这个旋转椭球体通常称为地球椭球体，简称椭球体

7、。它是一个规则的数学表面，所以人们视其为地球体的数学表面，也是对地球形体的二级逼近，用于测量计算的基准面。椭球体三要素:长轴a（赤道半径）、短轴b（极半径）和椭球的扁率fEquatorialAxisPolarAxisNorthPoleSouthPoleEquatorabWGS[worldgeodeticsystem]84ellipsoid:a=6378137mb=6356752.3mequatorialdiameter=12756.3kmpolardiameter=12713.5kmequa

8、torialcircumference=40075.1kmsurfacearea=510064500km2a-b6378137-6356752.3f=——=————————a63781371—=298.257f对a，b，f的具体测定就是近代大地测量的一项重要工作。对地球形状a，b，f测定后，还必须确定大地水准面与椭球体面的相对关系。即确定与局部地区大地水准面符合最好的一个地球椭球体——参考椭球体，这项工作就是参考椭球体定位。通过数学方法将地球椭球体摆到与大地水准面最贴近的位置上，