第三章 4多元空间数据的融合
空间多维数据融合技术
空间多维数据融合技术
空间多维数据融合技术是指将来自不同传感器、不同时空分辨率以及不同格式的空间数据进行整合和处理的过程。
这种技术可以有效地提高数据的精度和准确性，同时也能为决策提供更全面的信息支持。
空间多维数据融合技术主要包括以下几个方面：
1.数据同步和标定：将不同数据源的数据进行同步和标定，保证其可以进行有效地比对和整合。
2.空间对齐和配准：通过空间模型转换或地理配准等方法，将不同数据源的数据进行空间对齐，以便统一处理。
3.数据融合和整合：将不同数据源的数据进行融合和整合，可以是简单的加权平均，也可以是基于建模或深度学习等方法的高级融合。
4.数据后处理和分析：对融合后的数据进行后处理和分析，以获得更深入的洞见和全面的情况描述。
空间多维数据融合技术已经被广泛应用于多个领域，如气象、地球观测、环境监测和农业等，因为它可以提高数据的可利用性和决策的效果，从而推动各个领域的发展。
地理信息系统真题名解词释
2 拓扑结构（99）拓扑数据结构包括DIME（对偶独立地图编码法）、POL YVRT（多边形转换器）、TIGER（地理编码和参照系统的拓扑集成）等。
他们共同的特点是：点是相互独立的，点连成线，线构成面。
每条线始于起始节点，止于中止节点，并与左右多边形相邻接。
在这种数据结构中，弧段是数据结构的基本对象。
弧段文件由弧段记录组成，，每个弧段记录包括弧段标识码、起始节点、终止节点、左多边形和右多边形。
节点文件由节点记录组成，包括每个节点的节点标识码、节点坐标及与该节点连接的弧段标识码等。
多边形文件由多边形记录组成，包括多边形标识码、组成该多边形的弧段标识码以及相关属性等。
3 空间数据编码（99）是指将数据分类的结果，用一种易于被计算机和人识别的符号系统表示出来的过程。
编码的目的是用来提供空间数据的地理分类和特征描述，同时为了便于地理要素的输入、存储、管理，以及系统之间数据交换和共享的需要。
（黄杏元、马劲松、汤勤，《地理信息系统概论》）4数字地形（面）模型(DTM)（99、08）简称DTM，是定义于二维区域上的一个有限项的向量序列，它以离散分布的平面点来模拟连续分布的地形。
它是带有空间位置特征和地形属性特征的地表形态的数字表达，（黄杏元、马劲松、汤勤，《地理信息系统概论》）5 投影转换（01、03、05、08）是地图处理的重要内容，是地图投影和地图编绘的重要内容，主要研究从一种地图投影为另一种地图投影的理论与方法。
其实质是建立两平面之间及邻域双向连续点的一一对应的关系。
有正解变换、反解变换、解析变换、数值变换、解析-数值变换。
（黄杏元、马劲松、汤勤，《地理信息系统概论》）6 拓扑关系（01、10）拓扑关系是明确定义空间结构关系的一种数学方法，在GIS中，它不但用于空间数据的编辑和组织，而且在空间分析和应用中都具有非常重要的意义。
拓扑关系包括拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含三种类型。
根据拓扑关系，不需要利用坐标或者计算距离，就可以确定一种地理实体相对于另一种地理实体的空间位置关系，利用拓扑数据也有利于空间要素的查询，还可以利用拓扑数据作为工具，重建地理实体。
《地理流空间分析》随笔
《地理流空间分析》阅读记录目录一、内容综述 (3)1.1 地理流空间分析的重要性 (4)1.2 本书的研究目的和意义 (5)二、基础知识 (6)2.1 地理流空间概念 (7)2.1.1 流空间的定义 (9)2.1.2 流空间与地理学的关系 (10)2.2 流空间分析的基本理论 (11)2.2.1 空间分析理论 (12)2.2.2 流空间分析的理论框架 (13)三、流空间分析的方法与技术 (14)3.1 数据收集与处理 (15)3.1.1 数据来源 (17)3.2 量化分析方法 (20)3.2.1 空间自相关分析 (22)3.2.2 空间聚类分析 (23)3.3 可视化技术 (24)3.3.1 地图可视化 (25)3.3.2 动态可视化技术 (26)四、流空间分析的应用实践 (27)4.1 城市规划与应用 (29)4.1.1 城市空间结构分析 (30)4.1.2 城市交通流分析 (31)4.2 物流与运输应用 (32)4.2.1 物流网络优化 (34)4.2.2 运输路径规划 (35)4.3 生态环境保护应用 (36)4.3.2 环境影响评估 (39)五、存在的问题与展望 (40)5.1 当前存在的问题与挑战 (42)5.1.1 数据获取与处理难度 (43)5.1.2 分析方法的局限性 (44)5.2 发展趋势与展望 (45)5.2.1 多元数据融合分析 (46)5.2.2 智能算法的应用 (48)六、总结与心得体会 (49)6.1 本书内容总结 (51)6.2 阅读本书的收获与启示 (52)一、内容综述《地理流空间分析》一书为我们提供了一个全新的视角，以更深入地理解我们居住的这个世界的复杂性和多样性。
在这篇阅读记录中，我将概述书中的主要内容，并重点关注那些对于理解和应用地理流空间分析至关重要的概念。
作者详细介绍了地理流空间分析的基本原理和理论框架，包括空间动力学、空间结构分析和空间分类等方面。
这些概念是理解地理流空间分析的基础，它们帮助我们揭示了空间现象的动态性和复杂性。
地理信息系统概论思维导图(可用GIS等级考试)
七、GIS的设计和评价
地理信息系统设计
系统分析 系统设计 系统实施 系统运行和维护
GIS的标准化
产品类型
八、GIS的产品的输出设计
网络地图 数字地球
统一的 输出载体
名术涵、数采则、空定框、数分标、 数编统、数组构、数录格、数质含
常规地图
数字地图
全要素地形图
输出内容、形式
各类专题地图
遥感影像地图
可视化与虚拟现实
基于矢量数据的的分析
1叠加分析
2泰森多边形分析
包含查询分析
缓冲区分析
DEM与地型分析
网络分析 土地定级估计模型
最佳路径分析、连通分析、资源分配、流分析、动 态分段技术、地址匹配
适宜性分析模型
六、GIS的应用模型
发展预测模型 区位选择模型
交通规划模型
地球科学模拟模型 应用型GIS设计
空间事物处理系统STPS 空间管理信息系统SMIS 空间决策支持系统SDSS
换
正解变换
投影转换
反解变换
数值变换
空间数据结构的转换
矢量向栅格 栅格向矢量
内部的扩散法 多边形边界提取f
复数积分算法 边界线跟踪f
射线算
扫描算法
拓扑关系生成
去除多余点及曲线圆滑
多元空间数据的融合
openGIS
空间数据的内插方法
kriging插值法
空间数据
1概念
2内容
3设计过程
4原则
5维护
空据概念模型 逻辑模型设计
地理信息系统
地理信息是地理数据所蕴含和表达的地理含义
一、GIS的基本概念 二、GIS的数据结构
三、空间数据处理
信息、地理信息及特点、地理数据
空间数据多源融合技术研究及其应用
空间数据多源融合技术研究及其应用一、引言随着科技的进步和技术的发展，我们生活中接触到的数据越来越多，由此带来的数据来源也更加广泛多样。
其中空间数据是重要的数据之一，它不仅包括卫星遥感数据、航空遥感数据、地理信息数据等各种形式的数据，而且这些数据又包括图像、文本、视频等多样化的形式。
这就导致了空间数据的多源融合技术必不可少。
二、空间数据多源融合技术的概述空间数据多源融合技术是指将来自多个空间数据源的各种数据进行集成和处理，使得这些数据可以在同一个坐标系统下进行分析和操作，以达到更加准确、全面和高效的数据分析和服务目的。
在进行多源融合的时候，需要考虑数据的空间坐标、属性信息、时间信息等因素，进而获得更加精确丰富的数据信息。
常用的多源融合技术包括数据融合、模型融合、方法融合等。
这些技术可以使得多源数据之间产生协同作用，整合相关信息协同分析，提高数据的分析和服务效率。
三、空间数据多源融合技术的应用1. 土地利用和覆盖土地利用和覆盖是空间信息不可或缺的应用之一，通过利用来自多源空间数据的信息来帮助人们更好地了解自然环境和城市发展的现状。
例如通过遥感技术获取土地变化信息，通过多源数据的融合，我们能够更加清晰地看到土地的演变和变化规律，帮助进行土地利用规划和管理。
2. 道路交通道路交通是城市规划和公共管理中的重要部分，通过空间数据的多源融合技术可以更好地获取道路交通信息，例如交通流量、道路拥堵程度等。
通过对这些数据的分析，可以优化城市道路交通系统，改善交通通行效率。
3. 林业资源林业资源的管理和保护也是空间数据多源融合技术运用的重要领域之一。
通过多源数据的融合，我们能够更好地分析森林植被的变化情况，监测火灾及病虫害的发生，有利于及时采取措施进行治理和保护。
四、空间数据多源融合技术的挑战与未来展望1. 数据质量由于空间数据源的多样性和复杂性，数据质量的差异性也非常大。
如何有效地解决和处理空间数据的多源质量问题是当前空间数据融合技术研究和应用中的重要挑战之一。
《地理信息系统概论》课程笔记
《地理信息系统概论》课程笔记第一章地理信息系统基本概念1.1 数据与信息数据是原始的、未经处理的素材，它是信息的表现形式。
信息是从数据中提取的有意义的内容，它能够帮助人们做出决策。
在地理信息系统中，数据主要指的是空间数据，而信息则是通过对空间数据进行分析和处理得到的结果。
例如，一个地区的土地利用数据是原始数据，而通过分析这些数据得出的土地利用分布情况就是信息。
1.2 地理信息与地理信息系统地理信息指的是与地球表面位置相关的信息，包括自然地理信息（如地形、气候等）和人文地理信息（如人口、交通等）。
地理信息系统（GIS）是一种专门用于获取、存储、管理、分析和展示地理信息的计算机系统。
GIS能够将空间数据与属性数据结合起来，为用户提供强大的空间分析和决策支持功能。
例如，GIS可以用来分析城市交通拥堵情况，帮助规划交通路线。
1.3 地理信息系统的基本构成GIS由硬件、软件、空间数据、应用人员和应用模型五个基本部分组成。
硬件包括计算机、输入输出设备（如扫描仪、打印机等）；软件包括操作系统、数据库管理系统、GIS软件等；空间数据是GIS的核心，包括地图数据、遥感数据等；应用人员是使用GIS进行空间分析和决策的主体；应用模型则是根据实际问题构建的模型，用于解决具体问题。
例如，一个GIS系统可能包括一台计算机、GIS软件、地图数据和应用模型，用于分析土地利用变化。
1.4 地理信息系统的功能简介GIS的基本功能包括数据采集、数据管理、空间分析、可视化表达和输出等。
数据采集主要是获取空间数据和属性数据，可以通过遥感、野外调查等方式获取；数据管理主要是对数据进行存储、查询、更新和维护，确保数据的准确性和完整性；空间分析主要包括空间查询、空间叠合、空间邻近度分析等，用于解决实际问题；可视化表达主要是将空间数据以图形或图像的形式展示给用户，增强数据的可读性和可理解性；输出则是将分析结果以报表、地图等形式输出，为决策提供支持。
福州大学省空间信息工程研究中心地图学与地理信息系统专业考研真题
福州大学地理信息系统考研真题（2001—2014，2007缺失）2014年福州大学地理信息系统一名词解释（40分）1 地理空间数据 2专题地图 3时空GIS 4缓冲区分析 5空间数据元数据6高斯克吕格投影 7四叉树编码 8GIS互操作二简答题1 简述地理信息系统的组成2 DEM的用途3简述空间索引的概念及应用，并列举出3种以上比较有代表性的索引方法4简述地理知识，地理信息及地理数据之间的关系5简述开放式GIS的特点6简要写出倒数加权距离插值（IDW）的原理，并说明空间插值为什么要规定插值半径7 简述图幅拼接及其具体步骤三论述题1 空间数据输入的误差有哪些？具体如何进行检查？2论述地学模型的概念及特性，并讨论地理建模中地理信息系统所充当的角色，以及二者之间存在的关系3谈谈数字城市和智慧城市的区别与联系，结合生活实例，你设想的智慧城市应具有哪些功能。
2013年福州大学地理信息系统一、名词解释1、投影变换2、地理坐标系3、拓扑关系4、Webgis5、内插外推6、缓冲期分析7、制图综合 8、空间数据压缩二、简答题1、不规则三角网构建的原理与准则2、面向对象数据模型的特点3、拓扑关系（画图ps：和书上一样的）4、元数据的定义以及其作用5、OGC、LBS、DTA、TIN中英文意思6、空间插值的方法7、空间分析以及与其他专用模型的结合三、论述题1、数据质量产生误差的原因，以及其控制方法2、3s更新数据库的方法，并结合具体行业分析3、GIS大众化应用的技术以及其发展的方向2012年福州大学地理信息系统一、名词解释(8*4分)1、矢栅一体化模型2、时空数据模型3、互操作4、元数据5、缓冲区分析6、空间数据挖掘7、WebGIS二、简答题（8*8 分）1、给一张图，画出四叉树编码。
2、我国地形图的基本比例尺有哪些？分别是什么投影？分带情况？3、给一张图计算最短路径（A---B）Ps：和书上的例子差不多。
4、空间信息可视化的方式。
空间数据中的多源融合技术与方法研究进展
空间数据中的多源融合技术与方法研究进展近年来，随着遥感技术和地理信息系统的迅猛发展，空间数据的获取和利用已经成为科学研究、城市规划、资源管理等领域的重要手段和决策依据。
然而，由于各种遥感传感器的不同特性和限制以及地理信息的多样性，获取的空间数据往往存在不同的噪声和不一致性。
因此，如何将多源空间数据进行融合，提高数据的精度和可靠性，成为了当前研究的热点之一。
多源融合技术可以将不同传感器获得的数据进行融合，以达到比单一传感器更高的数据精度和信息含量。
多源数据的融合可以分为同源数据的融合和异源数据的融合两类。
同源数据的融合是指来自相同传感器或同一类型的传感器的数据融合。
这类融合主要包括多角度遥感数据的融合、多时相遥感数据的融合以及多波段遥感数据的融合等。
多角度遥感数据的融合可以通过融合不同视角的数据，提取出地表粗糙度、植被高度等地理信息。
多时相遥感数据的融合可以通过对多个时期的数据进行分析，揭示地表的变化情况。
多波段遥感数据的融合则可以通过融合不同波段的数据，提取出不同地物特征，用于土地利用分类、环境监测等方面。
异源数据的融合是指来自不同传感器或不同类型的传感器的数据融合。
这类融合主要包括遥感与地理信息系统数据的融合、遥感与地面观测数据的融合以及遥感与模型模拟数据的融合等。
遥感与地理信息系统数据的融合可以利用遥感数据和地理信息系统数据的互补性，提高地理信息的可视化效果和决策支持能力。
遥感与地面观测数据的融合可以通过将遥感数据与地面观测数据相结合，提高数据的可信度和准确性。
遥感与模型模拟数据的融合则可以通过将遥感数据与模型模拟数据相结合，提高模型的验证和预测能力。
在多源融合技术与方法的研究中，人工神经网络、小波变换和贝叶斯分类等方法被广泛应用。
人工神经网络是一种模仿人脑神经网络结构和功能的方法，可以通过训练，将不同传感器的数据进行融合，提高分类和识别准确率。
小波变换是一种将信号分解为不同频率分量的方法，可以通过对不同传感器数据进行小波变换，提取出不同频率的信息，用于多源数据的融合和特征提取。
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标准的公共 接口
系统B 内部文件
基于直接访问的数据融合 一个软件对其他软件数据格式的直接访问， 可使用单个GIS软件存取多种数据格式。 特点：避免繁琐的数据转换不要求拥有宿主软件 ，无须运行该软件。
ArcGIS数据格式转换的实现：
ArcGIS数据格式转换的实现（version 9.X）：
ArcGIS version 10.X：
复习题
1、请说明线的栅格化的流程？ 2、判断“点在多边形内”的方法有哪些？评判标准是 什么？ 3、简述基于图像数据的矢量化方法思路？
5 多元空间数据的融合
问题：由于地理数据的多语意性、多时空性、多尺度性、 获取手段的多样性、储存格式的不同以及数据模型的和数 据结构的差异等，导致多元数据的产生，给数据的集成和 信息共享带来困难。 要求：为了实现空间数据的共享，多元数据的融合已成为 GIS设计者和用户的共同要求。 主要内容：（1）遥感数据与GIS数据的融合 （2）不同格式数据的融合
06年和08年5月14号汶川地区地震前后卫星遥感影像对比，从图中可以很 明显的看到由于地震造成的山体滑坡，泥石流，道路堵塞
地 震 前
地 震 后
二、不同格式数据的融合（转换）
原因：由于GIS软件的多样性，每种GIS软件都有自己特定 的数据模型，造成数据存储和结构的不同。 目前不同GIS软件使用的空间数据格式：例如，ESRI公司 的Covergae、shapefile、E00格式等；Mapinfo公司的TAB 和MIF格式；Autodesk公司的DXF和DWG格式；MapGIS 的点（wt ）、线（wl ）、面（wp ）格式等等。
系统A内部文件
三次转换
基于数据转换标准的数据融合 采用一种空间数据的转换标准来实现空间数 据格式的转换。例如，美国国家空间数据协会制 定了统一的空间数据格式规范（SDTS） 优点：能处理多个数据集，转换次数少，系统内 部的数据格式不需公开。
系统A 内部文件
标准空间数据 交换文件格式源自系统B 内部文件基于公共接口的数据融合（又称数据互操作模式） 接口相当于一种规程，它是大家都需要遵守并 达成统一的标准。在接口中，不仅要考虑数据格式 和数据处理，而且还需要提供对数据处理应采用的 协议。 特点：独立于具体平台，转换技术抽象，数据格式 不需公开，代表数据共享方向。
系统A 内部文件
标准的公共 接口
不同格式数据之间融合（转换）的方法
基于转换器的数据融合： 这是目前GIS系统数据融合的主要方法，数据 转换一般通过交换格式进行。其存在的主要问题 是：数据转换过程复杂，系统内部数据格式需要 公开。 主要的交换文件有：DXF，MIF，E00等 。 二次转换
系统A 外部交换文件 系统B 外部交换文件 系统B内部文件
1、遥感数据与GIS数据的融合
遥感数据与GIS数据融合的优点：有利于 增强多重数据的复合能力，有利于遥感 信息提取的及时性和可靠性，有利于提 高各类数据的使用率。
案例1 遥感 影像 与数 字线 画图 的融 合
案例2 DEM与数字线画图的融合
案例3 利用SPOT5高分辨率遥感影像结合DEM进行送电线路选线