地图数据处理模型的原理与方法

数字测图原理与方法-10 数字地形图测绘方法-使用(第一部分)

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数字测量学（三）数字测图必需采集的测图信息地图图形的数据格式
➢ 地图图形要素按照数据获取和成图方法的不同，可区分为矢量数据和栅格数据两种数据格式。
➢ 矢量数据是图形的离散点坐标（X，Y）的有序集合； ➢ 栅格数据是图形像元值按矩阵形式的集合。 ➢ 数字测图通常采用矢量数据结构和绘制矢量图。
数字测量学
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第十章数字地形图测绘方法
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数字测量学
第一节数字测图概述
➢ 随着电子技术和计算机技术日新月异的发展及其在测绘领域的广泛应用，20世纪80年代产生了电子速测仪、电子数据终端，并逐步地构成了野外数据采集系统，将其与内外业机助制图系统结合，形成了一套从野外数据采集到内业制图全过程的、实现数字化和自动化的测量制图系统，人们通常称为数字化测图(简称数字测图)或机助成图。
一条曲线的两种表示方法
数字测量学（四）数字测图需要解决的问题
1、使采集的图形信息和属性信息为计算机识别。 2、由计算机按照一定的要求对这些信息进行一系列的处理。 3、将经过处理的数据和文字信息转换成图形，由屏幕输出或绘图仪输出各种所需的图形。 4、按照一定的要求自动实现图形数据的应用问题。

第1章MapGIS地理数据库

第 1 章MapGIS地理数据库1.1数据模型1.1.1模型的概念层次MapGIS 空间数据模型的概念分6个层次：地理数据库、数据集、类、几何元素、几何实体、坐标点，如图1.1-1所示。

非空间实体被抽象为对象，空间实体被抽象为要素；相同类型的要素构成要素类；相同类型的对象构成对象类；若干对象类或要素类组成要素数据集；若干要素数据集构成地理数据库。

要素在某个空间参照系中的几何特征被抽象为图形信息，图形信息由任意的点状、线状或面状几何实体组成，几何实体通过几何坐标点表达。

图1.1-1MapGIS 空间数据模型概念层次1.1.2模型的特点MapGIS 的空间数据模型将现实世界中的各种现象抽象为对象、关系和规则，各种行为（操作）基于对象、关系和规则，模型更接近人类面向实体的思维方式。

该模型还综合了面向图形的空间数据模型的特点，使得模型表达能力强，广泛适应GIS的各种应用。

该模型具有以下特点：真正的面向地理实体，全面支持对象、类、子类型、关系、有效性规则、数据集、地理数据库等概念。

对象类型覆盖GIS和CAD对模型的双重要求，包括：要素类、对象类、关系类、注记类、几何网络。

简单要素类可描述任意几何复杂度的实体，如水系、道路等。

完善的关系定义，可表达实体间的空间关系、拓扑关系和非空间关系。

拓扑关系支持结构表达方式和空间规则表达方式；完整地支持3类非空间关系，包括关联关系、继承关系(完全继承或部分继承)、组合关系（聚集关系或组成关系）。

支持关系多重性，包括1-1、1-M、N-M。

支持有效性规则的定义和维护，包括定义属性规则、关系规则、拓扑规则、边-边规则、边-结点连接规则。

支持多层次数据组织，包括地理数据库、数据集、数据包、类、图形元素，如图1.1-2所示。

图形元素支持向量表示法和解析表示法，包括折线、圆、椭圆、弧、矩形、样条、bezier 曲线等形态，能够支持规划设计等应用领域。

图1.1-2MapGIS 面向实体的空间数据模1.2系统特点1、分布式跨平台可拆卸的多层多级体系结构：最新的第四代多层结构体系具备完全支持“全球空间网格”能力.net 和j2ee 架构分布式全组件化的跨平台系统面向互连网的系统设计面向“服务”的最新思想基于GML的开放式接口适应异构数据库的多级服务器协同工作环境2、面向地理实体的空间数据模型：面向地理实体的抽象模型可描述任意复杂度的空间特征和非空间特征的地理实体特征完全表达空间、非空间、非空间的多重性、实体的空间共生性的关系面向实体语义关系的操作统一了GIS与CAD对模型要求的面向实体的信息可视化3、海量空间数据存储与管理：TB级的空间数据存储与处理能力矢量、栅格、三维、影像四位一体的海量数据存储异构数据库的多级服务器数据更新与同步完全一致的存储无关的概念模型（文件系统或RDBMS）基于版本和数据锁的长事务解决机制高效的空间索引（矩形索引、R树索引、聚集索引、格网拼合索引、四叉树索引）4、时空处理：采用“元组级基态+增量修正法”实施方案版本与增量相结合的时空数据模型元组级的时空数据控制粒度可实现单个实体时态演变“事件”作为时态追踪的参考点通过时态数据索引管理任意时刻的历史回朔多用户并发的历史事件的控制5、真三维建模与可视化：三维海量数据的有效存储和管理三维模型数据一体化管理（TIN、三维景观、三维地质）三维数据的LOD_RTree索引组织技术面向实体和拓扑的数据组织三维数据专业模型的快速建立高程数据TIN/GRD模型的建立、处理等基本功能三维地质构造建模、断层处理技术地质体内属性三维分布建模技术三维数码景观动态建模技术三维数据的综合可视化和融合分析基于拓扑的三维剖切分析基于拓扑的等值面提取三维体数据的面绘制技术三维体数据直接体绘制技术6、空间信息应用服务：提供基于SOAP和XML的空间信息Web Services遵循OpenGIS规范，支持WMS、WFS、WCS等标准，以及XML和GML3标准支持互联网和无线互联网，支持各种智能移动终端提供各类高速缓存、无状态的负载平衡策略，满足高速度访问的需要提供用户权限的控制和安全策略提供空间分析、以及应用逻辑分析等服务，满足对空间数据库的专业查询和分析7、版本与长事务处理：长事务期间，可以自由地编辑要素、执行地理分析、编辑地图长事务完时，如被实施，则更新到地理数据库中，否则丢弃使用乐观的并发访问控制技术，实现长事务机制，没有对要素加锁允许产生编辑冲突，当提交事务时，检测冲突，并协调解决冲突版本控制使多个用户可直接编辑数据而不用锁定要素或复制数据版本管理具有版本创建、删除、归并、冲突解决等功能和机制8、工作流管理：基于网络拓扑数据模型的工作流控制引擎实现了业务的灵活调整和定制，解决了GIS和OA的无缝集成符合国际工作流联盟制定的规范不同业务流程之间的交叉、融合历史案件的办理过程不受模板变化的影响通过拓扑关系能够自动实现条件判断、循环、会签等功能工作流“可扩充”性与动态表单可“自定义”性支持多级子表和数据字典9、空间元数据：元数据采集、编辑和录入元数据读取、查询和共享发布；面向Web的客户端操作界面；支持SRW协议（新一代Z3950协议），分布式检索能力强1.3地理数据库MapGIS 地理数据库（GeoDatabase，简称GDB）新概念，它集成了地理数据库创建、管理、浏览等多种功能。

浅析专题地图中的底图数据处理方法——以大比例尺陆地交通图为例

关键词：专题；图；图；理；地底处交通；素要
中图分类号：２５Ｐ８
文献标识码：Ｂ
文章编号：６２— ８７２１）６— ２１０１７５６（０１００５ — ４
ＴｈｓｃＧｅｇａｈｃＤａａＰｒｃｓｉｅｈｄｆＴｈｍａｉａｅＢａｉｏｒｐｉｔｏｅｓｎｇＭｔｏｓｏｅｔｃＭｐ
的制作提供了一定的依据，为实现专题地图制作的快速
化和自动化奠定了基础。
图的传输效果，影响着专题地图的设计过程。不同类型
的专题地图所表示的重点和主题不同，选取的底图要所素也不同。不同比例尺的专题地图，由于表达的详尽程度不同，选取的底图要素也是不同的。此外，定的底所选
与表达，对底图要素的研究较少。针对这一问题，文章介绍了专题地图的底图要素确定原则，分析了影响底图要素的因素，而确定了底图要素的处理方法，进包括坐标转换、投影变换、分类分级、显示处理等。最后以大比例尺
陆地交通图为例，结合笔者所做工作，阐述了底图要素的处理流程，为专题地图的快速制作提供了一定的参考。
人又称之为２０００国家大地坐标系，我国新一代大地坐是标系，已在全国正式实施。现
ｃｓｉｇａｄＳｎＦｎｌｔｋｎａｇｅｓｎＯｏ．ｉａｙ，ｉｇｌｒｅ—ｓａｅｌｎａｓｏｔｍａｎｅａｌｃｍｂｎｎｆｔｅｗｏｋ，ｈｒｃｅｄｓｒｅｈａｉｎｌａｃｄｔｎｐｒｐａａｘｍｐｅ，ｏｉｉｇｏｒｔｅａｔｌｅｃｉｓｔｅｂｃｌａｒｓｈｉｂｓｍａａａｐｏｅｓｎ，ｈｃｒｖｄｓａｒｆｒｎｅｆｒｔｅｒｐｄｐｏｕｔｎｏｅｔｅｔｃｍａｓｐｄｔｒｃｓｉｇｗｉｈｐｏｉｅｅｅｅｃｏａｉｒｄｃｉｔｈｍａｉｐ．ｈｏｆｈＫｅｒｓｔｅｔｍａｂｓｃｄｔ；ｒｃｓｉｇｔａｓｏｔｄｅｎｙｗｏｄ：ｈｍａｉｃ；ｐ；ａｉａａｐｅｓｎ；ｒｎｐｒ；ｍｅｔｏ

地理信息系统第四章数据采集与处理

疏林地 733
未成林林地 734
迹地 735
针叶树疏林地 7331
阔叶树疏林地 7332
标志编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
Ⅷ
Ⅸ
分类
1
属性数据的编码——编码方法 2
平原河
3
过渡河
山地河
• 多源分类编码法： 1
2 3
常年河
对于一个特定的分类时目令河标，根据诸多不同的
消失河
分类依据分别进行12 编码，各位数字代码之间并没有隶属通不航通关河航河系。
地理数据库四种方式: 1.全部采用文件管理 2.文件结合关系数据库管理 3.全部采用关系数据库管理 4.重新设计具有空间数据和属性数据管理和分析功能的数据库系统（OO－DBMS）
6.地理数据库建立
第三节地图数字化
一、手扶跟踪数字化数字化仪组成、数字化方式、操作步骤
二、扫描矢量化扫描仪原理、处理流程、操作方式
地图投影变换
正解变换反解变换数值变换
根据两种投影在变换区内若干同名的坐标点，采用插值法、有限差分法、待定系数法等，实现不同投影之间的转换
空间数据处理的方法-压缩处理
数据压缩的目的
节省存贮空间节省处理时间
空间数据处理的方法-压缩处理
数据压缩途径
压缩软件:原数据信息基本不丢失而且可以大大节省存贮空间，缺点是压缩后的文件必须在解压缩后才能使用
1 2 3 4 5 6
1 2 3 4 5 6 7
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3 4 5 6
树状河平行河筛状河辐射河扇形河迷宫河
主〔要河〕流∶一级支流∶二级

第六章 GIS空间分析原理与方法

第六章GIS空间分析原理与方法第一节GIS空间分析模型一、地学模型概述地理信息系统以数字世界表示自然世界，具有完备的空间特性，可以存储和处理不同地理发展时期的大量地理数据、并具有极强的空间系统综合分析能力，是地理分析的有力工具。

因此，地理信息系统不仅要完成管理大量复杂的地理数据的任务，更为重要的是要完成地理分析、评价、预测和辅助决策的任务，必须发展广泛的适用于地理信息系统的地理分析模型，这是地理信息系统走向实用的关键。

所谓模型，就是将系统的各个要素，通过适当的筛选，用一定的表现规则所描写出来的简明映像。

模型通常表达了某个系统的发展过程或发展结果。

地学模型是用来描述地理系统各地学要素之间的相互关系和客观规律信息的语言的或数学的或其他表达形式，通常反映了地学过程及其发展趋势或结果。

地学模型也称为专题分析模型。

对于地理信息系统来说，专题分析模型是根据关于目标的知识将系统数据重新组织，得出与目标有关的更为有序的新的数据集合的有关规则和公式。

这是应用地理信息系统进行生产和科研的重要手段。

模型化是将主观性的思考，以模型的形式反映出来，不同的理论观点，不同的体系可以产生不同的结果。

地学分析模型主要包含以下几种形式：1、逻辑模型：由地理名词和逻辑运算符组成的逻辑表达式表示；2、物理模型：由物理模拟过程表达；3、数学模型：由常数、参数、变量和函数关系等组成的数学表达式表示；4、图像模型：由某种图像或图像运算的集合表达，如各种专题地图。

专题分析模型在地理信息系统中的作用表现在以下几个方面：1、地理信息系统的设计任何地理信息系统都是为一定的应用目的而建立的，必须根据具体需要采用适用的分析模型指导地理信息系统总体设计。

主要包括：①数据项的选择，数据的范围、精度、量测方法等，如果毫无选择地录入数据，只会使系统增加负担，降低效率，无法突出主要因素，甚至因为数据采集周期过长而失去意义；数据结构应以最好地表示地理现象和易于模型实现为标准；②硬件环境的选择，根据模型的输入、输出和运算方法选择经济实用的硬件支持；③软件功能的选择，根据模型的管理和运行设计适用的软件功能。

土地信息系统(4.1.1)--第一节土地信息的数据模型

第 4 章土地信息的数据模型与数据库
4.2 土地信息的数据模型
层次模型网状模型关系模型面向对象模型时空模型
土地信息的数据模型
概述
数据模型则是土地系统要素的属性及关系规范化表达和数据存储的核心，也是土地数据库建立的核心。
最常用有层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型和时空模型等五种的数据模型。
选择和建立数据模型的目的是用最佳的方式反映本部门的业务对象及信息流程和以最佳的方式为用户提供访问数据库的逻辑接口。数据结构、数据操作和数据的约束条件是数据模型的三要素。
空间数据库的数据模型
实体是可以相互区别而又可以被人识别的事、物、概念的统称，有具体的，也有抽象的；有物理上存在的，也有概念性的。实体的属性是指描述实体的若干特征。联系指实体与实体之间会有各种关系码指唯一标识实体的属性集域指属性的取值范围
层次模型
层5
a
Ⅰ
c
Ⅱ
f
g
6
1
d
4
地图 map
地图 map 的层次模型表达
层次模型
层次模型——特点
有且仅有一个结点无父结点，即根结点除根结点之外，所有结点有且仅有一个父结点层次模型的优点是容易理解，单码查找速度快，易于更新和扩充；
但是多码查找比较困难，一般需要较大的索引文件，所以产生数据冗余；不能直接表示实体之间多对多（ m:n ）的联系
空间数据库的数据库应用系统是由土地信息系统的空间分析模型和应用模型所组成的软件，它是为了满足用户数据处理需求而建立起来的，具有数据库访问功能的应用软件，它提供给用户一个访问和操作特定数据库的用户界面。
数据库的主要特征

DEM数字高程模型

规则格网法是把DEM表示成高程矩阵，此时，DEM 来源于直接规则矩形格网采样点或由不规则离散数据点内插产生。
结构简单，计算机对矩阵的处理比较方便，高程矩阵已成为DEM最通用的形式。高程矩阵特别有利于各种应用。
2021/10/10
8
概述：GRID模式的缺点
Grid系统有下列缺点： 1、地形简单的地区存在大量冗余数据；
13
概述：TIN小结
●表示方法：将区域划分为相邻的三角面网络，区域中任意点都将落在三角面顶点、线或三角形内。落在顶点上其高程与顶点相同；落在线上则由两个顶点线性插值得到；落在三角形内则由三个顶点插值得到。
●生成方法：由不规则点、矩形格网或等高线转换而得到。
●TIN允许在地形复杂地区收集较多的信息，而在简单的地区收集少量信息，避免数据冗余。
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44
剖面分析
1）意义：
常常可以以线代面，研究区域的地貌形态、轮廓形状、地势变化、地质构造、斜坡特征、地表切割强度等。
如果在地形剖面上叠加其它地理变量，例如坡度、土壤、植被、土地利用现状等，可以提供土地利用规划、工程选线和选址等的决策依据。
2）绘制
可在格网DEM或三角网DEM上进行。
Q
y
2 S
taY n P S O O Q PQ O S O O tO asn i2n tacno 1 s
所以： ta2n X ta2n Yta2n
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坡向
坡向角的计算
Z11 Z01
P
Z10
x
R
1
T
(1,1)
O
(0,0)
2
(1,0)
Q
y

地理信息系统原理与方法

1.2 地理信息系统发展过程
起始发展阶段(60年代)
单击此处添加小标题
发展巩固阶段(70年代)
单击此处添加小标题
推广应用阶段(80年代)
单击此处添加小标题
蓬勃发展阶段(90年代以后)
单击此处添加小标题
GIS与地图学 GIS是以地图数据库（主要来自地图）为基础最终产品之一也是地图 GIS是地图学理论、方法与功能的延伸地图学强调图形信息传输 GIS则强调空间数据处理与分析
（1）拓扑邻接
拓扑邻接指存在于空间图形的同类元素之间的拓扑关系。结点邻接关系有N1/N4，N1/N2···等；多边形邻接关系有P1/P3，P2/P3 ···等。
（2）拓扑关联
拓扑关联指存在于空间图形的不同类元素之间的拓扑关系。结点与弧段关联关系有N1/C1、C3、C6，N2/C1、C2、C5 ···等。多边形与线段的关联关系有P1/C1、C5、C6，P2/C2、C4、C5、C7等。
3.地理信息系统中的地理基础
地图投影概念地图投影基本要素地图投影变形地图投影分类几种主要投影类型地理信息系统中地图投影设计与配置我国GIS中地图投影的应用
地图投影概念
建立平面上的点和地球表面上的点之间的函数关系，用数字式表达这种关系就是：为平面坐标，为球面地理坐标
3.2.地图投影基本要素
地理信息系统原理与方法
GIS 原理与方法
绪论
空间分析
空间数据结构
数字高程模型
地理信息系统的地理数学基础
地理信息系统的发展趋势
地理信息系统数据输入
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地理信息系统的数据处理
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