006 空间数据的获取与处理.ppt

空间数据的获取与处理 地图数字化 扫描矢量化 图形编辑处理 拓扑生成 空间数据采集 将现有的地图、外业观测成果、航空像片、遥感图片数据、文本资料等转换成GIS可以接受的数字形式。 数据采集的成本占整个GIS成本的85％ 主要的GIS数据源 数据采集流程 计划编制 包括确定用户需求、准备资源（人员、硬件和软件）和编制项目计划 准备 包含获取数据、重绘质量较差的地图、编辑扫描地图图像和去除噪声等 数字化和转换 涵盖了更多的内容 编辑和完善 涵盖了多种数据检查技术，同时又能修正错误和提高数据质量 评估 用来确定该项目是否成功的阶段 该工作流程在初期阶段总是迭代的 数据采集方法：定位设备 数据采集方法：数字化设备 数据采集方法：数据交换 地图 从纸质地图到电子地图 纸地图经过计算机图形图像系统光-电转换量化为点阵数字图像 经图像处理和曲线矢量化，或者直接进行手扶跟踪数字化后，生成可以为地理信息系统管理和处理的矢量地图数据文件 矢量电子地图 这种与纸地图相对应的计算机数据文件称为矢量化电子地图 对矢量化地图的操作是以人机交互方式，通过GIS应用软件对硬件设备的控制来实现的。 矢量电子地图的优点 可计算、可标注 放大、缩小、漫游等可视化操作 分层显示 编辑修改 信息交换 地图数字化 地图数字化 把传统的纸质或其它材料上的地图转换为计算机可识别的图形数据的过程，以便进一步在计算机中进行存储、分析和输出。 地图要素 空间数据（图形数据） 点：用一对平面坐标系中的坐标来确定 线：可离散化成为点的集合 面：可由环绕它们的线表示 属性数据（语义数据） 地图数字化同时包括空间数据和属性数据的输入 空间数据也是分点、线、面分类型输入 在GIS数据录入过程中，空间数据的录入更为重要、工作量更大，并且需要GIS软件工具的支持 数据采集前的准备 资料准备，区域标定 基础原始数据的确定 数据分类项目的确定 数据标准的准确性的确定 地理基础统一 投影 比例尺 分类分级编码 检查 试验，样区、单项试验 数据分层 空间数据可按某种属性特征形成一个数据层，通常称为图层 专题分层 每个图层对应一个专题，包含某一种或某一类数据。如地貌层、水系层、道路层、居民地层等 时间序列分层 即把不同时间或不同时期的数据作为一个数据层 地面垂直高度分层 把不同高度的数据作为一个数据层 数据分类 将具有共同的属性或特征的事物或现象归并在一起，而把不同属性或特征的事物或现象分开的过程 地图数字化的方法 主要方法 手工数字化：键盘、鼠标 数字化仪数字化 扫描矢量化 矢量数字化的几种方法 数据转换 其它矢量格式数据的转换 坐标数据：直接转换 位置描述信息：可以转换为不太精确的坐标数据 键盘录入 对于数据量较小、并且已知地物精确坐标的情况下，可以采用键盘录入 也是录入属性数据的主要手段 鼠标录入 通常是将地图扫描后，作为底图显示在屏幕上，用鼠标参照底图进行采点 由于鼠标定位不如数字化仪精确，一般用于输入一些示意图 其它定点测量设备 GPS、平板测图仪等 数字化仪数字化 数字化仪是一种能将书写版面内的几何位置转换为数字坐标的图形输入设备。 通过RS-232（串口）接口与计算机进行连接 参数设置 波特率、数据位、校验位、停止位等 坐标原点、分辨率、采点方式、数据格式等 必须设置数字化软件的参数与数字化仪的一致 手扶跟踪数字化 利用手扶跟踪数字化仪可以输入点地物、线地物以及多边形边界的坐标 在每次录入之前，先输入至少三个定位点，这些点相对于地图的位置是固定的，这样两次输入的内容就可以根据定位点坐标之间的关系进行匹配 输入方法 点方式：按下游标的按键时，向计算机发送一个点坐标 流方式：沿着曲线移动游标时，能够自动记录经过点的坐标 距离流方式：当前接收的点与上一点距离超过一定阈值，才记录该点 时间流方式：按照一定时间间隔对接收的点进行采样 时间流方式有利于曲线形状的逼真 曲线离散化算法 在数字化过程中，需要对曲线进行采样简化，即在曲线上取有限个点，将其变为折线，并且能够在一定程度上保持原有的形状——也是一种去冗余的方法 Douglas-Peucker算法 在曲线首尾两点A、B之间连接一条直线段AB，该直线称为曲线的弦； 得到曲线上离该直线段距离最大的点C，并计算其与AB的距离d； 比较该距离与预先给定阈值ε的大小，如果小于ε，则将该直线段作为曲线的近似，该段曲线处理完毕； 如果距离大于阈值，则用C将曲线分为两段AC和BC，并分别对两段曲线进行1-3步的处理。 当所有曲线都处理完毕后，依次连接各个分割点形成的折线，即可以作为曲线的近似。 Douglas-Peucker算法的示例 扫描矢量化 图形扫描仪 直接把图形（如工程纸图）和图像（如照片、广告画）扫描输入到计算机中，以象素信息进