第四章空间数据获取课稿.ppt

第四章 地理空间数据获取 邹逸江 目录 地理空间数据获取内容 地图数字化获取DLG数据 数字摄影测量获取DLG数据 GNSS获取DLG数据 等高线计算获取DEM数据 遥感数据计算获取DOM数据 MMS车测量获取DMI数据 地理空间数据质量控制 1.地理空间数据获取内容 地理空间数据是GIS的血液，整个GIS都是围绕地理空间数据展开的 地理空间数据种类：DLG、DRG、DOM、DEM和DMI 地理空间数据获取内容：空间位置、空间属性和空间关系 只有DLG具有空间位置、空间属性和空间关系，DRG、DOM、DEM、DMI具有空间位置和空间属性 2.地图数字化获取DLG数据 地图数字化是GIS中获取地理空间数据的主要手段 地图数字化是实现纸质地图到电子地图转换的前提 地图数字化主要目标是获取DLG数据或矢量地图数据 地图数字化有两种方式：手扶跟踪数字化 和扫描矢量数字化 手扶跟踪数字化 通过手扶数字化仪获取矢量地图数据 三个步骤：连数字化仪、图版定向、矢量化和输入属性、图形编辑、自动建立拓扑关系 连数字化仪：计算机与数字化仪连接 图版定向：建立数字化仪坐标系与地理坐标系的关系 矢量化：沿着纸质地图上的地理要素进行数字化，获取矢量地图数据 输入属性：输入地理要素的属性 图形编辑：对矢量化错的地理要素坐标数据和属性数据进行增、删、改 自动建立拓扑关系：自动建立地理要素之间的拓扑关系 扫描矢量数字化 将纸质地图扫描成图像（二值、灰度、彩色）得到DRG数据，通过屏幕数字化获取矢量地图数据 屏幕数字化三种方式：屏幕矢量化、交互式矢量化和自动矢量化 屏幕矢量化：完全手工矢量化 交互式矢量化：采取人机交互的方式，线和面状地理要素自动化效率较高 自动矢量化：计算机自动矢量化，如等高线可实现自动矢量化 扫描矢量数字化几个步骤：图像编辑、图像二值化、图像细化、图像定位、矢量化和输入属性、图形编辑、自动建立拓扑关系 图像编辑：除噪声（脏点、毛刺）、分割连线、擦除、连接断线 图像二值化：将灰度或彩色图像转变成二值图像 图像细化：细化将一条线细化为只有一个像素宽单相互联通的骨架 图像定位：建立屏幕坐标系与地理坐标系的关系 矢量化：将DRG图像数字化成DLG矢量地图数据 输入属性：输入地理要素的属性 图形编辑：对矢量化错的矢量地图坐标数据和属性数据进行增、删、改 自动建立拓扑关系：自动建立地理要素之间的拓扑关系 图像编辑－－除噪前后 扫描图像的“毛刺”和“凹陷孔洞” 图像编辑－－粘连点删除前后 图像编辑－－断裂线增加前后 图像二值化－－二值化前后 图像细化 细化，就是不断去除曲线上不影响连通性的轮廓像素的过程 保证细化后曲线的连通性 细化结果是原曲线的中心线 ，保留细线端点 目前已经提出了许多线细化算法，如内接圆法、经典算法、异步算法、快速并行算法及并行八边算法等 图像细化－－线细化的结果 图像定位 基本原理：寻找图像上已知几个控制点的理论坐标，以及屏幕上相对坐标，根据控制点的个数建立相应的方程解算系数，确定方程函数式 仿射变换： 二元二次变换： 自动建立拓扑关系 人工建立拓扑关系 拓扑前错误数据的图形编辑 拓扑关系自动建立 拓扑关系错误自动检查 3.摄影测量获取DLG数据 我国1：1万和1：5万地形图采用摄影测量 摄影方式：航空摄影（垂直投影）和地面摄影（倾斜投影） 航空摄影存在两种误差：像片倾斜误差（恢复摄影方位）和投影误差（微分纠正） 摄影测量手段：常规摄影测量、解析摄影测量、全数字摄影测量、近景摄影测量、三维激光扫描测量、多基线立体摄影测量 常规摄影测量 由于像片存在误差，用一系列仪器来恢复摄影方位和纠正投影误差 整个比例尺相同得到正射影像 仪器：纠正仪、微分纠正仪、单投影仪和数字微分纠正仪 纠正后的影像重新曝光获得正射投影的影像 用于晒兰获得纸质图 人工描绘纸质图上的地理要素获得地图 解析摄影测量 摄影测量介质是航空像片或卫星像片 恢复摄影方位和纠正投影误差用计算机实现，即用计算机实现内定向、相对定向和绝对定向 用机械、光学和电学原理重现地形表面三维立体（航向重叠55％－65％，旁向重叠30％） 摇动手轮和脚盘，移动测标于地形表面上即得地理要素X、Y、Z坐标 事后通过图形编辑手段获取属性数据 全数字摄影测量 摄影测量介质是数字航空像片或数字卫星像片 恢复摄影方位和纠正投影误差用计算机实现，即用计算机实现自动内定向、自动相对定向和自动绝对定向 用计算机和光学眼镜重现地形表面三维立体（航向重叠55％－65％，旁向重叠30％） 摇动手轮和脚盘，移动测标于地形表面上即得地理要素X、Y、Z坐标 事后通过图形编辑手段获取属性数据 全数字摄影测量系统 全数字摄影测量系统的思想（武汉大学于20世纪70年代中期，王之卓院士） 我国具有自主知识产权的