GIS-6第七章空间数据管理
GIS6空间数据采集处理与质量控制.ppt
3. 扫描方式
4. 影像处理和信息提取方式联网方式下，信息系统
5. 数据通讯方式
内部各子系统之间以及 与其它信息系统之间实
现信息交流和信息共享
的主要方式。
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Geographical Information Systems
2.2 数据采集系统功能
1.图形数字化 2.数据的编辑 3.拓扑关系生成 4.基本量算 5.数据结构转换 6.地理数据库建立
生成栅格数据。
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Geographical Information Systems
工程扫描仪
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2.1 数据采集方式
小 型 扫 描 仪
Geographical Information Systems
2.1 数据采集方式
空间数据采集、处理与质量控制
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Geographical Information Systems
回顾：GIS的基本功能
数据采集：
利用各种设备和手段采集和输入数据，产生原始数据。
数据编辑与处理：
对数据进行编辑、格式转换、拼接等工作，产生合格的数据。
数据存储、组织与管理
制图 与输出
图形与属性 数据编辑
GIS
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Geographical Information Systems
空间数据采集、处理和质量控制
数据源?
现实世界
文字报告、 遥感图象 等
采集和处理? 质量如何?
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如何进行地理信息系统的空间数据管理
如何进行地理信息系统的空间数据管理地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种利用计算机技术对地理现象进行空间分析和处理的系统。
随着科技的不断进步，地理信息系统在各个领域得到了广泛的应用，如城市规划、资源管理、环境保护等。
然而，有效的空间数据管理对于地理信息系统的运作至关重要。
本文将从数据采集、数据存储、数据清洗和数据共享四个方面探讨如何进行地理信息系统的空间数据管理。
一、数据采集地理信息系统的空间数据采集是建立一个可靠和准确的数据源的关键步骤。
传统的数据采集方法包括地理勘测和卫星影像解译，而现代技术如无人机和全站仪等也为数据采集提供了更多选择。
在进行数据采集时，应根据具体需求选择合适的硬件设备和软件工具。
同时，要确保采集的数据具有一定的时效性和精确性，避免出现数据不一致或错误的情况。
二、数据存储在进行地理信息系统的空间数据管理时，合理的数据存储方式是至关重要的。
一种常见的数据存储方式是采用数据库技术，如MySQL、PostgreSQL等。
这样可以方便地对数据进行索引、查询和管理。
此外，为了提高数据存取的效率，可采用磁盘阵列或云存储等技术来实现数据的高速读写。
在进行数据存储时，还要考虑数据的备份和恢复措施，以防数据丢失或损坏。
三、数据清洗地理信息系统的空间数据清洗是为了去除数据中的错误、冗余和不一致信息，以提高数据的可靠性和准确性。
数据清洗可以采用自动化的算法和人工的检查相结合的方式进行。
自动化算法可以帮助快速发现数据中的错误和冗余信息，而人工检查可以针对性地处理一些特殊情况。
在进行数据清洗时，还要特别注意数据中的空缺值和异常值的处理，以确保数据质量。
四、数据共享地理信息系统的空间数据共享是多个部门或组织之间进行合作和信息共享的一种方式。
为了实现数据共享，应建立标准的数据格式和数据交换协议。
常见的数据格式包括Shapefile、GeoJSON和KML等。
ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程PPT-第7章《矢量数据的空间分析》
一、缓冲区分析
Inside and outside
only outside
only inside
Outside and include inside
图7.7 四种不同的面状要素的缓冲区
一、缓冲区分析
除此之外，缓冲区还可以利用距离制图的方 法来获得，但是距离制图方法是基于栅格数据 形式来进行缓冲区的建立，它的过程和结果都 是栅格数据，与矢量的缓冲区建立的方法有着 本质的区别
P {x d(x, A) r}
（d一般是指欧式距离，也可以是其它的距离，其中r为邻域半 径或缓冲区建立的条件）
一、缓冲区分析
点状要素缓冲区
线状要素缓冲区
图7.1 缓冲区示意图
面状要素缓冲区
一、缓冲区分析
2. 缓冲区的建立
点状要素：直接以其为圆心，以要求的缓冲区距离大 小为半径绘圆，所包容的区域即为所要求区 域。
图7.11 均匀插值操作
二、叠置分析
5）图层合并（Union）
图层合并是通过把两个图层的区域范围联合起来而保持 来自输入地图和叠加地图的所有地图要素。在布尔运算上用 的是or关键字，即输入图层or叠加图层，因此输出的图层应 该对应于输入图层或叠加图层或两者的叠加的范围。从数学 角度来表示就是：
{x x AUB}
第七章 矢量数据的空间分析
主要内容
• 缓冲区分析 • 叠置分析 • 网络分析
一、缓冲区分析
1. 缓冲区的基础
缓冲区是地理空间，目标的一种影响范围或服务 范围在尺度上的表现，是给定空间对象或集合后获得 的它们的领域，而邻域的大小由邻域的半径或缓冲区 建立条件来决定，因此对于一个给定的对象A，它的缓 冲区可以定义为：
GIS数据处理与空间分析教程
GIS数据处理与空间分析教程引言：地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种将地理空间数据与属性数据进行捆绑组织、存储、查询、分析、可视化并生成可输出图形报告的系统。
在各个领域，如城市规划、环境管理、资源分配、农业发展等都有广泛的应用。
本教程将就GIS数据处理与空间分析的相关内容进行深入的介绍和讲解。
第一章：GIS数据处理的基础知识GIS数据由地理空间数据和属性数据组成，地理空间数据包括点、线、面等地理要素。
在这一章节，我们将学习地图投影的基本知识，了解常见的地理坐标系和地图投影方式，并介绍GIS数据的各种数据格式，如Shapefile、GeoJSON等。
第二章：GIS数据获取与预处理本章节将介绍如何获取地理空间数据，包括地理信息系统数据和其他来源的数据。
我们将探讨如何使用GPS设备采集地理数据，并学习如何使用影像处理软件提取图像中的地理信息。
另外，还将涉及数据预处理的工作，如数据清洗、数据转换和数据拓扑校正等。
第三章：GIS数据管理与存储GIS数据管理与存储是GIS应用中关键的一环，本章节将重点介绍如何进行数据管理和数据存储。
我们将学习如何使用数据库管理系统（DBMS）对GIS数据进行组织和存储，并了解属性数据表的设计和建立。
此外，还将介绍如何维护和更新数据，以及数据备份和恢复的相关策略。
第四章：GIS空间分析基础在进行GIS空间分析之前，我们需要了解一些基础概念和方法。
本章节将介绍GIS空间分析的基本概念，如空间关系、空间查询和空间操作等。
我们还将学习常见的空间分析方法，如缓冲区分析、叠加分析和网格分析等，并通过具体案例来加深理解。
第五章：GIS空间分析进阶本章节将介绍一些进阶的GIS空间分析方法和技术，如网络分析、三维分析和时空分析等。
我们将详细讲解这些方法的原理和应用场景，并通过实际案例来展示如何使用这些方法进行空间分析。
第六章：GIS可视化和报告生成通过可视化和报告生成，我们可以有效地展示和传达GIS数据和分析结果。
地理信息系统中的空间数据管理与分析方法
地理信息系统中的空间数据管理与分析方法地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种以地理信息为基础，具有数据抽象、空间数据管理、空间分析和空间可视化等功能的计算机辅助系统。
在现代社会中，GIS已经广泛应用于地理领域的研究和应用中，为地理信息的管理和分析提供了强大的工具和技术支持。
而在GIS中，空间数据的管理和分析方法是关键的环节，本文将对地理信息系统中的空间数据管理和分析方法进行探讨。
一、空间数据管理空间数据管理是地理信息系统中的核心要素，它涉及到如何有效地对地理信息进行保存、组织和维护的方法与技术。
常见的空间数据管理方法主要包括数据模型、数据结构和数据存储。
1. 数据模型数据模型是空间数据管理的基础，它定义了描述地理现象和地理实体的方式和规则。
常见的数据模型包括层次模型、关系模型和对象模型。
其中，层次模型以树状结构表示空间对象之间的关系；关系模型以表格形式表示空间对象之间的关系；对象模型以对象的属性和几何信息描述空间对象。
2. 数据结构数据结构是指在空间数据管理中，将地理实体和属性存储在计算机中的组织方式。
常见的数据结构包括邻接列表、拓扑关系和网格结构等。
其中，邻接列表通过记录对象的相邻关系描述空间图形的连接关系；拓扑关系通过表示图形元素的接触或覆盖关系描述地理实体的关系；网格结构是将地理区域划分成规则网格，每个网格单元存储与之相关的空间数据。
3. 数据存储数据存储是指将地理信息以适当的方式存储在计算机系统中。
常用的数据存储方式有矢量数据存储和栅格数据存储。
矢量数据存储以点、线、面等几何图元和属性表的方式存储地理信息；而栅格数据存储则以像元矩阵的方式存储地理信息。
二、空间数据分析空间数据分析是GIS的重要应用之一，它通过对地理信息的处理和加工，提取出地理信息的有用特征和关系，为决策制定和问题解决提供科学依据。
常见的空间数据分析方法主要包括空间查询、空间统计和空间建模等。
GIS空间数据处理与分析
GIS空间数据处理与分析GIS（地理信息系统）是一种用于收集、存储、处理和分析地理空间数据的技术。
它通过将地理空间数据与属性数据相结合，可以帮助我们更好地理解地理现象，并做出科学决策。
在本文中，我将介绍GIS空间数据处理与分析的基本原理和一些常见的应用。
其次，GIS空间数据分析是通过使用GIS工具和分析方法对地理空间数据进行探索和解释。
常见的GIS空间数据分析方法包括空间查询、空间统计、空间插值、空间模型和空间决策支持等。
空间查询是指根据地理位置的特征进行数据提取和查询，常用的空间查询包括邻近查询、包含查询和相交查询等。
空间统计是利用统计方法对地理空间数据进行分析，常用的空间统计方法包括聚类分析、热点分析和空间自相关分析等。
空间插值是通过已知的数据点推断未知的地理空间数据，常用的空间插值方法包括反距离加权和克里金插值等。
空间模型是通过建立地理空间数据之间的关系模型来进行分析，常用的空间模型包括回归模型和地理加权回归模型等。
空间决策支持是利用GIS技术对地理空间数据进行可视化和模拟，以支持决策制定和规划设计等工作。
最后，GIS空间数据处理与分析在许多领域有广泛的应用。
例如，在城市规划中，可以使用GIS技术对城市的用地、交通、环境等进行分析，以支持城市规划决策。
在环境监测中，可以利用GIS技术对大气污染、水污染和土壤污染等进行监测和分析，以支持环境保护工作。
在资源管理中，可以利用GIS技术对土地利用、林业、农业和水资源等进行评估和管理，以支持可持续发展。
在灾害管理中，可以利用GIS技术对自然灾害的风险评估、应急响应和恢复规划进行分析，以提高灾害管理的效能。
综上所述，GIS空间数据处理与分析是一种强大的工具，可以帮助我们更好地理解地理现象，指导决策制定，并提高工作效率。
随着GIS技术的不断发展和应用，相信在未来，GIS空间数据处理与分析将在各个领域发挥更重要的作用。
使用ArcGIS进行空间数据分析入门指南
使用ArcGIS进行空间数据分析入门指南第一章：ArcGIS简介ArcGIS是一种集成的地理信息系统软件，被广泛应用于地理数据管理、空间数据分析和地图制作等领域。
它提供了强大的数据处理和分析功能，以及用户友好的界面，使得用户可以轻松进行空间数据分析。
第二章：空间数据分析基础空间数据分析是利用GIS技术对地理现象进行统计、计算和分析的过程。
在进行空间数据分析之前，需要了解一些基本概念和方法。
这些包括：空间数据类型（点、线、面）、空间关系（相交、相邻、包含等）、属性数据（属性表、字段类型）以及空间统计方法（空间插值、空间聚类等）等。
第三章：ArcGIS的数据输入与导入在进行空间数据分析之前，需要将数据导入到ArcGIS软件中。
ArcGIS支持多种数据格式的导入，包括矢量数据（Shapefile、Geodatabase）、栅格数据（Grid、Tiff）和表格数据（Excel、CSV）等。
用户可以通过文件导入、数据库连接或在线数据服务等方式将数据导入。
第四章：数据预处理与清洗在进行空间数据分析之前，需要对数据进行预处理和清洗，以保证数据的质量。
这包括数据的投影转换、空间参考系设置、数据缩放、重采样和去除空缺值等操作。
同时，还需要检查数据的完整性和一致性，对异常值和重复值进行处理。
第五章：空间查询与选择空间查询是通过空间位置、属性条件或复杂的空间关系对数据进行筛选和筛选的过程。
ArcGIS提供了丰富的查询和选择工具，包括属性查询（属性表查询、SQL查询）、空间查询（相交查询、缓冲区查询）和空间关系查询（包含、相邻等）等。
用户可以根据需要进行灵活的查询与选择。
第六章：空间统计与计算空间统计是对空间数据进行统计与计算的过程。
ArcGIS提供了多种空间统计工具，包括空间插值（克里金、反距离权重插值）、空间聚类（热力图、聚类分析）、空间分布分析（分布密度、核密度）和空间权重矩阵等。
这些工具可以帮助用户发现地理现象的分布规律和空间相关性。
GIS空间数据处理与分析
GIS空间数据处理与分析GIS（地理信息系统）是一种将空间数据进行处理与分析的技术。
通过将地理空间数据与属性数据相结合，可以帮助我们更好地理解地理现象并做出有效的决策。
下面将详细介绍GIS空间数据处理与分析。
首先，GIS的数据处理包括数据收集、数据整理、数据清洗和数据转换。
数据收集是指获取与分析目标相关的地理数据，可以通过现场调查、卫星遥感、航拍图像等方式获得。
数据整理是将收集到的数据进行统一的数据格式和数据结构，以便于后续的数据分析。
数据清洗是对数据进行检查和清理，处理可能存在的错误数据或缺失数据，以确保数据的准确性和完整性。
数据转换是将数据从一种格式或坐标系统转换为另一种格式或坐标系统，以便于与其他数据进行配合使用。
其次，GIS的空间数据分析涉及到空间查询、空间统计和空间模型等。
空间查询是指通过GIS软件对空间数据进行查询与检索，可以根据特定的条件查找到感兴趣的地理空间要素。
空间统计是对空间数据进行统计分析，可以通过GIS软件进行空间统计分析，以发现地理现象的分布规律和相互关系。
空间模型是一种基于空间数据的建模方法，可以通过GIS软件构建空间模型，用于预测未来的空间发展趋势和做出相应的决策。
在实际应用中，GIS空间数据处理与分析可以应用于各个领域。
例如，在城市规划领域，可以使用GIS技术对城市的空间发展进行模拟和预测，以制定合理的城市规划政策。
在环境保护领域，可以利用GIS技术对污染源的分布进行分析和评估，并提出相应的治理措施。
在交通管理领域，可以使用GIS技术对交通流量进行实时监测和交通拥堵状况进行分析，从而制定更加高效的交通管理策略。
综上所述，GIS空间数据处理与分析是一项重要的技术，可以帮助我们更好地理解地理现象并做出有效的决策。
通过数据处理可以确保数据的准确性和完整性，通过空间分析可以揭示地理现象的规律和关系，从而为各个领域的决策提供科学依据。
随着技术的不断发展，GIS的应用领域将会越来越广泛，对于推动社会经济的发展具有重要意义。
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课 题：空间数据管理
目的要求：掌握空间数据库的相关概念；掌握栅格数据结构和 矢量数据结构的表示的方法，其存储方式，并能对两种数据结 构进行比较和相互转换。了解空间数据的索引类型和信息查询
的方法。 第七章 空间数据管理
教学重点：空间数据库概念 栅格数据结构及其编码 矢量数据 结构及其编码 数据结构的转换 教学难点：矢栅结构的比较和转换算法 教学课时：6课时 教学方法: 讲授 本次课涉及的学术前沿：
矢量结构和栅格结构
2．栅格数据结构及其编码
基本概念 特点 编码方式
I 什么是栅格数据结构（Raster) ？
栅格结构是最简单最直接的空间数据结构，是 指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格 阵列，每个网格作为一个象元或象素由行、列 定义，并包含一个代码表示该象素的属性类型 或量值，或仅仅包括指向其属性记录的指针。
数据库管理系统存储空间数据的问题
数据库管理系统存储空间数据的问题： 空间记录是变长的，一般数据库都只允许把记录的
长度设置成固定的 DBMS一般都难以实现对空间数据的关联、连通 、
包含、叠加等基本操作。 GIS需要复杂的图形功能 地理信息复杂，常有单个实体需要多个文件，多条
记录 地理数据具有高度内部联系，需要更复杂的安全性
1.3 数据与文件组织
二、常用数据文件
顺
随即带有索
索
倒
序
机引的文件， 引
排
文
文它只能建
文
文
件
件立在随机
件
件
存取介质
上。
1.3 数据与文件组织
二、常用数据文件
顺
随
按照一些索辅关键 倒
序 文 件
机 文 件
字来组织引索引称 为这件辅种称辅为索索倒引文 件引排，的文带文 件有。
排 文 件
1.4 GIS内部的数据结构
重新据 库定义
据 管
定 数据的重新组织理
据 库 维
据 库 通
义 性能装监督与分析 护
讯
数据入库整理
故障恢复
数据库管理系统
数
数
数
数
数
据
据
据
据
据
库
库操作系统管接口处库理 库
定 义
的 装各种语言理接口
维 护
通 讯
入远程操做接口处理
DBMS组成 数据描述语言（DDL） 数据操作语言（DML） 终端命令解译
文件
逻辑数据单位之间的关系
记录
数据项 数据项组
1.3 数据与文件组织
最基本的不可分割的数据单位,具有
数据项 独立的逻辑意义
逻辑上具有某种共同标志
数据项组 的若干数据项组成的
记录
数据项或数据项组集合,对文件 进行存取操作的基本单位
文件 给定类型逻辑记录的全部具
体值的集合
数据库
文件的集合，文件之间存在某种联系， 不能孤立存在
1.3 数据与文件组织
二、常用数据文件
它是物
理顺序
与逻辑
顺序一
致的文
件
顺
随
序
机
文
文
件
件
索
倒
引
排
文
文
件
件
1.3 数据与文件组织
二、常用数据文件
顺 序 文 件
随 机 文 件
文据通得位件到记过置录某，中一关种然的个索 引 文 件键转后贮物字换把存理的 方 记是 存值 法 录根 贮，
倒 排 文 件
存贮在该位置上。
1.3 数据与文件组织
数据层次（数据项、记录、文件、数据库） 数据间的逻辑联系（一对一、一对多、多对多） 用数据文件（顺序、直接、索引、到排文件）
1.3 数据与文件组织
一、数据的层次单位
物理单位: 位(比特)、字节、字、块(物理记录)、桶和卷
逻辑单位: 数据项、数据项组、记录、文件和数据库
数据库管理系统
数
数
数
数
数
据 库
据 库
据 管应用数据据 库装入数据库据库
定
的 理 a)键盘维输入；通
义
装
入
b)接受护另一个讯系 统
的数据文件
数据库管理系统
数
数
数
数
数
据
据 据 运行据控制 据
库 定
库 的
管 理
数据库 维存取、库通更新
义
装
数据护完整性讯、有效性
入
数据共享
数据库管理系统数数数数 Nhomakorabea数
据 库
Point Column
Row
语言处理程序 运行控制程序
系统控制 数据存取 数据更新 并发控制 数据完整性
建立与维护程序
数据装入 性能监控 工作日志 重新组织 数据转储 系统恢复
SQL语言：
数据查询
Data Query
数据定义
Data Definition
数据操纵
Data Manipulation
数据控制
Data Control
程序库 (数据库软件)
1.2 数据库管理系统
数据库管理系统是处理数据 库存取和各种管理控制的软件， 应用程序对数据库的操作全部通 过DBMS进行。
数据库管理系统
数
数
数
数
数
据
据提供书据写各种模据式的语据
库 定 义
库 的 装 入言各系据及 种 统 库其 定 之 的管 理支 义 中 框撑 信 。 架软 息 它 。件 也 勾库 维 护， 存 画并贮出把于数库通讯
矢量结构和栅格结构
矢量模型 ：现实世界的要素位置和范围可以采用点、
线或面表达，与它们在地图上表示相似，每一个实体的 位置是用它们在坐标参考系统中的空间位置（坐标）定 义。
栅格模型 ：在栅格模型中，空间被规则地划分为栅格
（通常为正方形）。地理实体的位置和状态是用它们占 据的栅格的行、列来定义的。
1.1 空间数据库
概念 ：
数据库：为一定目的服务，以特定的数据存储的相 关联的数据集合。
空间数据库：某一区域内关于一定地理要素特征的 数据集合 。
空间数据库特点 ：
数据量特别大 ; 既有属性数据，又有空间数据 ; 数据应用广泛 。
1.1 空间数据库
数
数据
据
数据
存储
库
管理
原始信息 数据库
维护系统。
GIS数据管理方法的4种主要类型
GIS数据管理方法的4种主要类型 ：
开发独立的数据管理服务 。 在商业化的DBMS基础上开发附加系统 。 使用现有的DBMS，对系统的功能进行必要扩充 。 重新设计一个具有空间数据和属性数据管理和分析功
能的数据库系统 。
数据库管理员
1. 决定数据库的信息内容 2. 数据库系统的联络员 3. 决定存储结构和访问策略 4. 决定系统的保护策略 5. 监督系统工作
I 什么是栅格数据结构（Raster) ？
栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现 象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地 物或现象的非几何属性特征。
栅格结构表示的地表是不连续的，是量化和近 似离散的数据。每一个单元格对应一个相应的 地块。
I 什么是栅格数据结构（Raster) ？
Real world