第四章空间数据库采集和处理教程
空间数据采集与处理
数学基础变换-几何纠正 地形图的纠正
– 四点纠正法或逐网格纠正法。
四点纠正法，一般是根据选定的数学变换函数 ，输入需纠正地形图的图幅行、列号、地形图 的比例尺、图幅名称等，生成标准图廓，分别 采集四个图廓控制点坐标来完成。 逐网格纠正法，是在四点纠正法不能满足精度 要求的情况下采用的。这种方法和四点纠正法 的不同点就在于采样点数目的不同，它是逐方 里网进行的，也就是说，对每一个方里网，都 要采点。
611 深度10~20 m 611452
611
深度120~300 m
611611456 河流类型的层次分类编码方案
深度300~500 m
611457 611
深度>500 m
611458 611
属性数据的采集
多源分类编码法
– 又称独立分类编码法，是指对于一个特定的分类目标，根据 诸多不同的分类依据分别进行编码，各位数字代码之间并没 有隶属关系。
属性数据编码方案的制定
① ② ③ ④ 列出全部制图对象清单； 制定对象分类、分级原则和指标，将制图对象进行分类、分级； 拟定分类代码系统； 代码及其格式。设定代码使用的字符和数字、码位长度、码位分 配等； ⑤ 建立代码和编码对象的对照表。这是编码最终成果档案，是数据 输入计算机进行编码的依据
编码方法
铁路和公路 主要构筑物
航运 港口 空运
地形与土质 植被 其他
… …
…
GB11708-89 城市主干道
城市次干道 城市支线 GBJ124-88 城市其他路
GB/T4754-94
国土基础地理信息分类体系
属性数据的采集
属性数据的编码
– 原则：
1. 编码的系统性和科学性 2. 编码的一致性和唯一性 3. 编码的标准化和通用性 4. 编码的简捷性 5. 编码的可扩展性 过程
地理信息系统导论第4章 空间数据的采集和空间数据的处理
程注记等。
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（2）遥感数据 遥感数据是GIS的重要数据源。遥感数据含有 丰富的资源与环境信息，在GIS支持下，可以与地 质、地球物理、地球化学、地球生物、军事应用等 方面的信息进行信息复合和综合分析。遥感数据是 一种大面积的、动态的、近实时的数据源，遥感技 术是GIS数据更新的重要手段。
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（3）文本资料 文本资料是指各行业和各部门的有关法律文档 、行业规范、技术标准、条文条例（如边界条约） 等，这些也属于GIS的数据
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表4.1 用于数据采集目的的GIS数据分类
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4.2 空间数据采集的主要方法
4.2.1 GIS数据采集在GIS 为了便于管理和应用，在复杂的计算机世界里 的数据必须按照一定的方式进行组织和存储。地理 信息系统的应用的一项重要工作是采集不同来源和 不同类型的数据，并创建空间数据库。在采集地理 实体几何数据的同时，还要调查其属性信息。另外 ，为了保证采集数据的可靠性和完整性，采集的 GIS数据必须经过检验和进一步的编辑、处理才能 进入GIS。在空间数据库中，所有的地图、影像和 空间数据表格都根据不同的空间表达和记录方式进 行地学编码 14
第4章 空间数据的采集和空间数 据的处理
学习指南 本章论述了GIS数据来源、数据采置、形状、 大小及其分布特征诸多方面信息的数据，它具有 GIS的数据源有很多，如地图数据、遥感数据
1
空间数据采集的任务是将现有的地图、外业观 测成果、航空照片、遥感图像、文本资料等转换成 GIS可以处理与接收的数字形式，通常要经过验证 、修改、编辑等处理
4.2.2 GIS数据采集的工作流程 所有GIS项目的数据采集都包括一系列连续的 过程，通常其工作流程包括编制计划、准备、数字 化或数据转换、编辑完善、评估五个阶段（图4.3 ）
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
空间数据采集与处理
相交弧段选项计算弧段相交点，并在相交点上添加节点，左图示相交处未添 加节点的数字化弧段，右图示用相交弧段选项创建了节点
数据压缩与光滑 一、数据压缩
图形显示输出 数据存储
数据压缩
光滑
1、Douglas—Peucker
压缩效果好，但必须 在对整条曲线数字化完 成后才能进行，且计算 量较大；ArcINFO中的 GENERALINE命令
第一节 数据的采集 • 数据的规范化和标准化
–统一地理基础
• 包括统一的地图投影系统、统一的地理坐 标系统以及统一的地理编码系统。
–统一分类编码原则
• 分类编码应遵循科学性、系统性、实用性 、统一性、完整性、可扩充性等原则，既 要考虑信息本身属性，又要顾及信息之间 的相互关系，保证分类代码稳定性和唯一 性。
第一节 数据的采集 • 图形数据的采集
– 手工键盘输入 • 键盘输入就是通过手 工在计算机终端上输 入数据。实际上就是 将图形元素点、线、 面实体的地理位置数 据（各种坐标系中的 坐标）通过键盘输入 数据文件或程序中去 。实体坐标可以用地 图上的坐标网或将其 他格网复盖在材料上 量取，这是最简单又 不用任何特殊设备的 图形数据输入法。
第一节 数据的采集
• 属性数据的采 集
– 多源分类编 码法
• 例如，表中 1111XXXXX表 示：是平原 河流，常年 河，通航， 河床形状为 树形
Ⅰ 1 2 3 1 2 3 1 2 1 2 3 4 5 6 …… Ⅱ Ⅲ
标 志 编 号
分 类
Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ Ⅸ 平原河 过渡河 山地河 常年河 时令河 消失河 通航河 不通航河 树状河 平行河 筛状河 辐射河 扇形河 迷宫河
• 输入至少三个定位点（Tick Marks）
简述空间数据采集与处理的基本流程
简述空间数据采集与处理的基本流程下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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第四章 空间数据采集及处理
四川农业大学资源环境学院
空间数据处理的方法1-平面坐标变换
地 理 信 息 系 统 原 理
地图投影变换
当系统使用的数据来自不同地图投影的图幅 时，需要将一种投影的数字化数据转换为所需 要投影的坐标数据
正解变换
地图投影变换
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
第四章 地理空间数据采集及处理
地 理 信 息 系 统 原 理
§4.1 地理空间数据的特征及表示方法 §4.2 地理空间数据获取及处理 §4.3 地理空间数据质量
四川农业大学资源环境学院
§4.1地理空间数据的特征及表示方法 P36-37
地 理 信 息 系 统 原 理
§4.1.1地理空间数据的特征
属性特征（非定位数据） 空间特征（定位数据） 时间特征（时间尺度）
线性坐标上不按值的大小，而是按顺 序排列的数，例如，事故发生危险程度的 级别由大到小被标为1，2，3，…..。
四川农业大学资源环境学院
间隔（Interval）量
地 理 信 息 系 统 原 理
不参照某个固定点，而是按间隔表示
相对位臵的数。按间隔量测的值相互之
间可以比较大小，并且它们之间的差值
大小是有意义的。例如，温度大小的表
平移变换
x′=x+Δx′ y′=y+Δy′
y P′(x′，y′)
y
x
P（x，y）
0
x
四川农业大学资源环境学院
地 理 信 息 系 统 原 理
扫描后的坐标
四川农业大学资源环境学院
地 理 信 息 系 统 原 理
空间数据采集以及处理方法方法
二、空间数据质量评价
1、空间数据质量标准
空间数据质量标准是生产、使用和评 价空间数据的依据，数据质量是数据整体 性能的综合体现。目前，世界上已经建立 了一些数据质量标准，如美国FGDC的数据 质量标准等。
空间数据质量标准的建立必须考虑空间 过程和现象的认知、表达、处理、再现等 全过程。
空间数据质量标准要素如下：
曲线数据的压缩 面域栅格数据的压缩 面域邻接线段的删除
数据属性的重 新分类和空间 图形的化简需 要对数据进行 压缩 相邻界线的删
除
共同属性的合
并
3、空间数据处理的方法-压缩处理
面域邻接线段的删除
4、空间数据处理的方法-类型转换
网格尺寸的确定
矢量向栅格转换
点的网格化 直线网格化
多边形网格化
栅格向矢量转换
错误检查主要方法 ⑴叠合比较法 ⑵目视检查法
⑶逻辑检查法
二、空间数据处理
数据处理的概念 数据处理的内容 数据处理的意义
对采集的各种数据，按 照不同的方式方法对数 据进行编辑运算，清除 数据冗余，弥补数据缺 失，形成符合用户要求 的数据文件格式
数据处理的概念 数据处理的内容 数据处理的意义
数踞编辑 数据压缩 数据变换 数据格式转换 空间数据内插 边沿匹配 数据提取
2、与数据质量相关的几个概念
（1）误差(Error)：误差反映了数据与真实 值或者大家公认的真值之间的差异，它是 一 种常用的数据准确性的表达方式。
（2）数据的准确度(Accuracy)：数据的准 确度被定义为结果、计算值或估计值与真 实值或者大家公认的真值的接近程度。
（3）数据的精密度(Resolution)：数据的精 密度指数据表示的精密程度，亦即数据表 示的有效位数。它表现了测量值本身的离 散程度。
空间数据采集与处理方法测绘工程技术专业学习教程详解
空间数据采集与处理方法测绘工程技术专业学习教程详解随着科技的不断发展，测绘工程技术在各个领域中扮演着重要角色。
而在现代测绘技术中，空间数据的采集与处理方法显得尤为重要。
本篇文章将详细介绍空间数据采集与处理方法，以供测绘工程技术专业学习的人员参考。
一、空间数据采集方法1. GNSS定位技术GNSS定位技术是一种基于全球卫星导航系统的空间数据采集方法。
该技术利用卫星定位系统（比如GPS、GLONASS等）来获取目标点的空间位置信息。
GNSS定位技术在测绘工程中广泛应用于地形测量、地理信息系统（GIS）数据采集等方面。
2. 摄影测量技术摄影测量技术是一种通过摄影设备对地面进行拍摄，并利用图像处理等方法获取目标点空间信息的数据采集方法。
该技术主要包括航空摄影测量和卫星影像测量两种形式。
摄影测量技术被广泛应用于地形测绘、城市规划、资源调查等领域。
3. 遥感技术遥感技术是一种通过卫星、飞机等遥感平台获取地表信息的空间数据采集方法。
遥感技术主要利用传感器对地表辐射能量进行接收和测量，进而提取出地物的空间分布和属性信息。
遥感技术在土地利用、环境遥感等方面具有重要的应用价值。
二、空间数据处理方法1. 数据预处理数据预处理是空间数据处理的基础环节，其主要目的是对原始数据进行校正、降噪、滤波等处理，保证后续分析和应用的可靠性。
数据预处理的常见方法包括数据格式转换、坐标系统转换、噪声去除等。
2. 空间数据配准空间数据配准是将不同源的空间数据进行几何校正和统一坐标处理的方法。
空间数据配准的过程包括确定配准控制点、计算变换参数、进行几何变换等。
通过空间数据配准，可以实现不同数据源之间的对比和融合。
3. 空间数据分析空间数据分析是通过对空间数据进行统计、分析和建模，从中提取有用的信息和规律的方法。
空间数据分析的常见方法包括空间插值、空间统计、空间关系分析等。
通过空间数据分析，可以获得更深入的认识和理解地理现象。
4. 空间数据可视化空间数据可视化是将抽象的空间数据以可视化的形式展示出来，以便用户更好地理解和分析。
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二、GIS数据源特征
2、遥感影像数据
遥感影象是GIS中一个极其重要的 信息源。通过遥感影象可以快速 、实时、准确地获得大面积的、 综合的各种专题信息，航天遥感 影象还可以取得周期性的资料， 这些都为GIS提供了丰富的信息 。 但是因为每种遥感影象都有 其自身的成像规律、变形规律， 所以对其应用要注意影象的纠正 、影象的分辨率、影象的解译特 征等方面的问题。
野外测量：大平板、全站仪、GPS、移动测绘系统 特 点：精度高、效率较低 适合范围：小范围GIS数据采集或局部数据更新
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地图数字化
主要的数字化方法
手扶跟踪数字化 地图扫描数字化 野外数字化采集 解析测图仪数据输入 其他数据传输和转换输入
1、手扶跟踪数字化
手扶跟踪数字化
(1) (2) (3) (4) 数字化仪简介 数字化过程 数字化方式 数字化精度
影像数据——卫星遥感影像和航空摄影测量数据
实测数据——平板测量、全野外数字测图、GPS
统计数据——键盘输入
……
3、 数据的编辑与处理
对图形数据和属性数据进行一定的检查、编辑 数学基础和数据结构的转换 图形拼接和拓扑生成 数据压缩
4 、数据质量控制与评价
5 、数据入库
第二节 空间数据采集
一、空间数据采集
1、手扶跟踪数字化
手扶跟踪数字化 (2) 数字化过程
1)准备数字化原图，标示图幅角点，内部控制点。 2)输入原图的比例尺，定义用户坐标系（原点和坐标 轴），确定地图投影方式。 3)选择数字化方式，确定数字化范围，即用标示器将 X、Y最小值的点和X、Y最大值的点数字化。 4)数字化时必须按照不同的专题内容分文件、分图层 有顺序地数字化，幅面较大的图件，可分块数字化。 5)检查并改正数字化错误。
汽油
数据
GIS数据源是指建立地理信息系统数据库所 需要的各种类型数据的来源。
一、GIS数据源分类
地图数据 遥感影像数据 实测数据 共享数据 其他数据
统计数据 多媒体数据 文本资料数据 ……
二、GIS数据源特征
1、地图数据
各种类型的地图是GIS最主要的数据源，因为 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种不同的符 号加以识别和表示。我国大多数的GIS系统其 图形数据大部分都来自地图。
5、共享数据
随着各种专题图件的制作和各种GIS系统的建立 ，共享数据成为GIS信息源不可缺少的一部分。 但对共享数据的采用需注意数据格式的转换和数 据精度、可信度的问题。
6、多媒体数据
多媒体设备获取的数据
二、GIS数据源特征
7、文本资料数据
各种文字报告和立法文件在一些管理类的GIS系 统中，有很大的应用，如在城市规划管理信息系 统中，各种城市管理法规及规划报告在规划管理 工作中起着很大的作用。 在专题信息系统中，各种文字说明资料对专题 内容的属性特征起着重要作用。 在区域地理信息系统中，文字是区域研究不可 缺少的参考资料。
野外数据采集 地图数字化 摄影测量方法 遥感影像处理
二、属性数据采集
属性数据分类 属性数据编码
空间数据采集
图形数据的采集
数字化设备：数字化仪、扫描仪、摄影测量设备 特 点：范围大，速度快 使 用 范 围：大面积GIS数据采集、资源普查等
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数字化仪
扫描仪
数字摄影测量工作站
空间数据采集
图形数据的采集
二、GIS数据源特征
1、地图数据
地图具有以下的特点，使用时应注意。 地图存储介质的缺陷。由于地图多为纸质，由于存放条 件的不同，都存在不同程度的变形，具体应用时，须对 其进行纠正。 地图现势性较差。由于传统地图更新需要的周期较长， 造成现存地图的现势性不能完全满足实际的需要。应用 时需结合实际数据进行更新。 地图投影的转换。由于地图投影的存在，使得对不同地 图投影的地图数据进行操作前，须先进行地图投影的转 换。
1、手扶跟踪数字化
手扶跟踪数字化 (3) 数字化方式
分为点方式和流方式。 点方式。数字化时，只要将标示器十字丝交点对准 数字化原图上要数字化的点，按下标示器上相应的按键 ，记录该点x、y坐标。每记录一次坐标，操作员需要按 键一次。点方式主要用于采集单个点和控制曲线形态的 特征点（端点、极值点、拐点），如控制点、三角点、 水准点、独立地物中心点等，折线的始点、终点、转折 点，居民地街区拐角点等。 流方式。数字化时，将标示器十字丝交点沿曲线从 起点移动到终点，让它以等时间间隔或等距离间隔方式 记录曲线上一系列密集的离散点坐标，操作员无需对每 个点都按键一次，仅在曲线的始点和终点各按一次相应 的按键即可，对于不规则的曲线图形，如河流、等高线
三、空间数据采集与处理 的基本流程
1、数据源的选择 2、采集方法的确定 3、数据的编辑与处理 4、数据质量控制与评价
5、数据入库
1、数据源的选择
是否能满足项目或系统功能的需要 所选数据源是否是已有使用经验 系统成本，数据源的选择对与系统整体的成本
控制至关重要
2、采集方法的确定
地图数据——扫描矢量化
二、GIS数据源特征
3、实测数据
适合小范围的采集或者更新。 各种实测数据特别是一些GPS点位数据、地籍 测量数据常常是GIS 的一个很准确和很现势的资 料。
4、统计数构成、国民生产总值等等 主要用作属性数据源。
二、GIS数据源特征
1、手扶跟踪数字化
手扶跟踪数字化 (1) 数字化仪简介
数字化仪由电磁感应板 （操作平台）、坐标输 入控制器（标示器）和 接口装置组成。目前， 市场上数字化仪的规格 按其可处理的图幅面积 来划分，有 A0 、 A1 、 A3 等幅面。典型的用于制 图的数字化仪是 A0 规格 ， 其 幅 面 为 1.0m×1.5m 。 较小的数字化设备称为 数字化板
赵 姗 环境与水利学院
2012.11
第四章 空间数据采集和处理
内容概览
第一节 空间数据来源和分类
第二节 空间数据采集
第三节 空间数据的编辑和处理
第四节 空间数据质量控制
第一节 空间数据来源和分类
一、GIS数据源分类 二、GIS数据源特征 三、空间数据采集与处理的基本流程
GIS工程是以空间数据处理为线索的软件工程 硬件∶软件∶数据 = 1∶2 ∶7