第4章空间数据的处理-2011要点解析.ppt

第四章 空间数据的处理 指GIS对空间数据所提供的操作手段，不涉及内容分析。 内容提要 第一节 空间数据处理的目的和内容 第二节 空间数据的编辑 第三节 空间数据的坐标变换 第四节 空间数据的插值 第五节 矢量数据向栅格数据的转换 第六节 栅格数据向矢量数据的转换 第一节 空间数据处理的目的和内容 1、目的 (1) 数据的净化; (2)数据的规范化。 2、内容 (1) 编辑处理； (2) 变换处理； (3) 编码和压缩处理; (4) 数据的插值； (5) 数据类型的转换。 第二节 空间数据的编辑 1、概述 编辑是对输入的数据进行检查、改错、更新及加工，以得到净化的数据。 图形数据的编辑分两种： [1]图形参数编辑：线型、宽、色, 符号尺寸、颜色, 面域图案及颜色等设定。 [2]几何数据编辑：点、线、面和目标的编辑。 2、空间数据编辑的内容 （1）修改错误数据 图形数据错误:点、线的丢失、重复、形状错误等； 属性数据错误; 图形与属性数据配合错误等。 错误太多时，重新输入更省时间。 （2）空间数据的更新 通过编辑更新数据，确保现势性。 （3）空间数据的预处理和后处理 预处理：拓扑关系建立、曲线光滑、图幅拼接等； 后处理：图形整饰，如经纬线生成，图例标注等。 （4） 图幅的拼接 [1] 统一坐标，规范属性 [2] 相邻图幅编号 个位表示横向顺序，十位表示纵向顺序。 [3] 图幅间坐标数据的匹配 同名边界点坐标应在允许范围内，弧段左右多边形号相同或相反。 不匹配时: A.修改数据库中点的坐标； B.先对准两幅图的一条边缘线，再调整其它线段。 [4] 删除公共边界 (1) 平移变换 x*=x+dx y*=y+dy 其中，dx、dy分别为x, y方向平移量，相应的向量形式为： [x*, y*]=[x, y]+[dx, dy] (2) 比例变换 x*=x.Sx y*=y.Sy 其中：Sx,Sy分别为x, y方向的比例系数，矩阵为： [x*, y*]=[x, y]. Sx 0 0 Sy (3) 旋转变换 将点(x, y)旋转?角 x=A.cos?, y=A.sin? x*=A.cos(?+ ?) =A.(cos?.cos? -sin?.sin?) =x.con? -y.sin? y*=A.sin(? + ?) =A(sin?.con? +con?.sin?) =x.sin? +y.con? 矩阵为： [x*, y*]=[x, y]. con? sin? 2.投影变换 投影变换会变形。投影变换是一复杂的数学运算。可用软件转换。 第四节 空间数据的插值 空间插值（内插）是用已知点的数值估算未知点的数值的过程。例如，在一个没有记录数据的地点，其降水量可通过对附近气象站已知降水量记录的插值来估算出来。在GIS应用中，空间插值主要用于栅格数据，估算出格网中每个单元的值。因此，空间插值是将点数据转换成面数据的一种方法。 连续空间:采用渐变模型-点插值。 离散空间:邻近元法-区域插值。 一、 点插值 整体拟合：模型由研究区域内所有采样点上的全部特征观测值建立。（全局方法） 局部拟合：用邻近的数据点来估计未知点的值。（局部方法） 1、 全局方法 利用每个可利用的控制点来构建一个方程或模型，该模型可用于估算未知数值。 （1） 趋势面分析 趋势面分析用多项式方程拟合已知数值的点。该方程又称趋势面模型，线性趋势面方程：zx,y＝b0+b1x+b2y 特征值z是x和y的函数。系数b由控制点估算。其拟合程度可用相关系数确定。每个已知点观测值和估算值之间的偏差或残差可以计算出来。 拟合更复杂的面要求更高次的趋势面模型，如三次趋势面方程： zx,y＝b0+b1x+b2y+b3x2+b4xy+b5y2+b6x3+b7x2y+b8xy2+b9y3 三次面包含山和谷。统计检验能用于比较几种可选模型的拟合程度。GIS软件包如ARC/INFO提供了多达12次趋势面模型。图13.3是由105个数据点构建的爱达荷州年平均降水量的三阶趋势面等值线图。 (2) 回归模型 回归模型把方程中的一个因变量与多个自变量联系起来，而后可用于预测或估算。例: 用雪水量(SWE)作为因变量，位置和地形变量作为自变量，其流域模型的表达形式如下： SWE＝b0+blEASTING+b2SOUTHING+b3ELEV+b4PLANl000 这里EASTING和SOUTHING分别对应一个高程格