【正文】 數(shù)字模型，也是地形形狀大小和起伏的數(shù)字描述。 DEM數(shù)據(jù)分布特征 格網(wǎng)數(shù)據(jù) 離散數(shù)據(jù) 格網(wǎng)數(shù)據(jù) 把 DEM覆蓋區(qū)劃分成為規(guī)則格網(wǎng) ， 每個(gè)網(wǎng)格大小和形狀都相同 ， 用相應(yīng)矩陣元素的行列號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格點(diǎn)的二維地理空間定位 ， 第三維為特性值 ， 可以是高程和屬性 。 DEM數(shù)據(jù)網(wǎng)格化 將離散 DEM數(shù)據(jù)經(jīng)插值計(jì)算轉(zhuǎn)換為格網(wǎng) DEM數(shù)據(jù)的過(guò)程稱(chēng)為 DEM數(shù)據(jù)網(wǎng)格化，也就是說(shuō)，需要用離散的觀測(cè)點(diǎn)值去估算未知的格網(wǎng)點(diǎn)的值 網(wǎng)格化插值方法 (1)移動(dòng)平均插值法 (2)距離平方倒數(shù)加權(quán)法 (3)趨勢(shì)面擬合技術(shù) (4)樣條函數(shù)插值法 (5)克立金法插值法 DEM的表示方法 高程矩陣 不規(guī)則三角網(wǎng) 高程矩陣 DEM最普通的形式是高程矩陣或規(guī)則矩形格網(wǎng)，其生成可有三種方法： 高程數(shù)據(jù)直接由解析立體測(cè)圖儀從立體航片上定量測(cè)量（ Kelly等 1977）。選出到這條基線兩端的距離之和為最小的那一點(diǎn)作為三角形的頂點(diǎn)。 14 地理信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)管理 數(shù)據(jù)自動(dòng)輸入技術(shù) 3S技術(shù)結(jié)合 時(shí)態(tài) GIS研究 三維 GIS的研究 GIS軟件模式的發(fā)展 當(dāng)代 GIS發(fā)展的若干技術(shù) (1) 高效的柵格與矢量互換算法 (2) 圖形空間數(shù)據(jù)壓縮技術(shù) (3) 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 、 物理存貯結(jié)構(gòu)的研究從理論走向?qū)嵱? (1) 屬性表格的掃描和識(shí)別 (2) 圖形掃描和跟蹤 (3) 拓拓關(guān)系自動(dòng)生成 (4) 圖例符號(hào)的自動(dòng)標(biāo)識(shí) 時(shí)態(tài) GIS研究 (1)空間三維 、 時(shí)間維 (2)三維地理矩陣：位置 、 屬性 、 時(shí)間作為行 、 列 、 高 (3)十六叉樹(shù)表示： GIS空間 —— 時(shí)間 (4)基態(tài)修正法：不存儲(chǔ)研究區(qū)域中每個(gè)狀態(tài)的全部信息 ， 只存貯某個(gè)時(shí)間的數(shù)據(jù)狀態(tài) （ 稱(chēng)為基態(tài) ） 以及相對(duì)于基態(tài)的變化量 三維 GIS的研究 (1) 三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)研究 ， 包括數(shù)效存儲(chǔ) 、數(shù)據(jù)狀態(tài)表示 、 數(shù)據(jù)可視化 （ 八叉樹(shù) 、三維邊界表示法 ） 。特點(diǎn)： 從系統(tǒng)的信息表達(dá)，到系統(tǒng)的功能都易于修改和擴(kuò)充。 OPENGIS實(shí)現(xiàn)技術(shù)：面向?qū)ο蠓植际郊夹g(shù)、INTERNET技術(shù)、 WWW技術(shù)。 提供地理信息應(yīng)用互操作標(biāo)準(zhǔn)接口。實(shí)現(xiàn)的技術(shù)主要是面向?qū)ο蠹夹g(shù)、組件式對(duì)象模型（ COM）及相關(guān)技術(shù)（ OLE、 ActiveX）， C++用于實(shí)現(xiàn) COM比較容易，但 C++對(duì)象不支持多個(gè)接口， JAVA更適合用實(shí)現(xiàn) COM對(duì)象，支持多接口。這樣可使作為先前生成的三角形的一部分而被存貯起來(lái)的諸邊不再被選取為基線。 等高線內(nèi)插生成高程矩陣（格拉茨地面模型） 不規(guī)則三角網(wǎng) 不規(guī)則三角網(wǎng)（ TIN）是由 Peuker和他的同事（ 1978）設(shè)計(jì)的一個(gè)系統(tǒng)，它是由不規(guī)則分布的數(shù)據(jù)點(diǎn)連成的三角網(wǎng)組成，三角面的形狀和大小取決于不規(guī)則分布的觀測(cè)點(diǎn)或稱(chēng)結(jié)點(diǎn)的密度和位置。 每個(gè)離散數(shù)據(jù)的記錄必須使用三項(xiàng)數(shù)據(jù) ， 分別記錄其坐標(biāo)值 x， y和特性值 z， 這樣 ， n個(gè)離散數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)據(jù)記錄個(gè)數(shù)為 3n個(gè) 。盡管 DEM是為了模擬地面起伏而發(fā)展起來(lái)的，但也可以用來(lái)模擬其他二維表面上連續(xù)變化的特征，比如說(shuō)還可以表示地面景觀的屬性，地面溫度、降水、地球磁力、重力、土地利用、土壤類(lèi)型等其它地面特性信息，此時(shí)的 DEM也稱(chēng)為數(shù)字地形模型(Digital Terrain Models)，簡(jiǎn)稱(chēng) DTM。 矢量系統(tǒng)疊置分析的步驟 （ 1）對(duì)原始數(shù)據(jù)（多邊形）形成拓樸關(guān)系 （ 2）多層多邊形數(shù)據(jù)的空間疊置，形成新的層 （ 3）對(duì)新層中的多邊形重新進(jìn)行拓樸組建 （ 4）剔除多余的多邊形，提取出感興趣的部分 疊置分析的主要內(nèi)容： （ 1）多邊形與多邊形分析： 合并 、相交、相減、判別 （ 2）多邊形與線分析 : 相交 、判別 （ 3）線對(duì)多邊形分析：相交、 判別 （ 4）點(diǎn)對(duì)多邊形分析：相交、 判別 （ 5）多邊形對(duì)點(diǎn)分析：相減、 相交 （ 6）點(diǎn)對(duì)線分析： 點(diǎn)與線的距離 區(qū)對(duì)區(qū)疊加 (合并 )分析 : 區(qū)對(duì)線疊加 (相交 )分析 : 線對(duì)區(qū)疊加 (判別 )分析 點(diǎn)對(duì)區(qū)疊加 (判別 )分析 : 區(qū)對(duì)點(diǎn)疊置 (相交 )分析 : 點(diǎn)對(duì)線分析：點(diǎn)與線的距離 緩沖區(qū)分析 緩沖分析就是在點(diǎn)、線、面實(shí)體（緩沖目標(biāo)）周?chē)⒁欢▽挾确秶亩噙呅巍? 疊加分析 地圖疊置 就是將兩幅或多幅地圖重疊在一起，產(chǎn)生新數(shù)據(jù)層和新數(shù)據(jù)層上的屬性（即提取感興趣的數(shù)據(jù)）。 ? 例：希望從一個(gè)數(shù)據(jù)層中得到土壤類(lèi)型分布圖，原始數(shù)據(jù)層中的多邊形是根據(jù)更細(xì)的類(lèi)別劃分的（從圖（ a）可見(jiàn)，大寫(xiě)字母表示土壤類(lèi)型的分類(lèi)，小寫(xiě)字母表示植被類(lèi)型的分類(lèi)，每個(gè)多邊形中土壤類(lèi)型和植被類(lèi)型完全一致。 數(shù)據(jù)的分類(lèi)與合并 分類(lèi)： 屬性按區(qū)間分類(lèi)統(tǒng)計(jì) ?例：城市人口密度分為高、中、低三類(lèi)。 A AND B：檢索出埋深小于 3米且長(zhǎng)度小于300米的所有煤氣管； A OR NOT B： 檢索出埋深小于 3米及長(zhǎng)度大于或等于 300米的所有煤氣管； A XOR B：檢索出埋深小于 3米而長(zhǎng)度大于或等于 300米的煤氣管道和長(zhǎng)度小于300米而埋深大于或等于 3米的煤氣管道； 用光標(biāo)選擇一個(gè)圖元或多個(gè)圖元，則系統(tǒng)檢索出這些圖元的屬性數(shù)據(jù)。 (3)做空間位置的處理和分析 ? 作空間位置的處理和分析（包括檢索、提取，緩沖區(qū)分析、疊置分析等）； ? 作屬性數(shù)據(jù)的處理和分析（加所需的屬性項(xiàng)、好地價(jià)）。 用戶可以將各種空間分析組合成一個(gè)操作序列，從已有模型來(lái) 求得一個(gè)新模型 ，而這個(gè)新模型就可能展現(xiàn)出數(shù)據(jù)集內(nèi)部或數(shù)據(jù)集之間新的或未曾明確的關(guān)系 ，從而深化我們對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的理解。 CAD中刪除一個(gè)圖元， ＤＢＳ自動(dòng)刪除。相互操作難度較大。大量的屬性數(shù)據(jù)加載于圖形記錄上會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間的普遍延長(zhǎng)。 空間地物的屬性數(shù)據(jù)在工程中統(tǒng)一管理，用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)進(jìn)行管理。 物理和邏輯上無(wú)縫組織 (1) 工程和工作區(qū) 從邏輯上和物理上的無(wú)縫組織出發(fā)，一個(gè)完整的無(wú)縫空間數(shù)據(jù)庫(kù)可以被看成是一個(gè)工程，在工程中地物要保持存儲(chǔ)、表達(dá)的完整性和一致性，在工程中具有唯一的幾何標(biāo)識(shí)和地物標(biāo)識(shí)。由于遙感影像數(shù)據(jù)不斷增長(zhǎng)，現(xiàn)有 GIS軟件難以組織、調(diào)度、存儲(chǔ)與管理這樣的海量數(shù)據(jù)，因此開(kāi)發(fā)能對(duì)多數(shù)據(jù)源、多比例尺、多時(shí)相影像數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理和集成的大型空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是研究的主要方向。 （ 2）數(shù)字接邊 分幅數(shù)字化，在拼幅時(shí)須對(duì)分幅數(shù)字化地圖在公共邊上進(jìn)行相同要素的匹配，這就是數(shù)字接邊。),(39。bybxbyayaxax?????? 二次和高次變換 這兩種變換是實(shí)施地圖內(nèi)容轉(zhuǎn)換的多項(xiàng)式擬合方法 ， 它由下列多項(xiàng)式表達(dá)： A和 B代表三次以上高次項(xiàng)之和 。cycxcbybxbycycxcayaxax?????????? 仿射變換 仿射變換是一種比較簡(jiǎn)單的一次變換 ， 其表達(dá)式為 式中 3對(duì)待定系數(shù) ， 只要知道不在同一直線上的 3個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)坐標(biāo)都可求得 。 數(shù)據(jù)編輯 關(guān)鍵字連接 空間數(shù)據(jù) 屬性數(shù)據(jù) 輸入文本文件 空間屬性連接 多邊形矢量數(shù)據(jù)庫(kù) 手工數(shù)字化 掃描 矢量化 檢查 線和連接點(diǎn) 細(xì)化處理 建立多邊形 加入識(shí)別符 5 地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理 誤差校正 圖形變換 數(shù)據(jù)匹配 誤差校正 因圖紙變形和數(shù)字化過(guò)程的隨機(jī)誤差所產(chǎn)生的影響，必須經(jīng)過(guò)幾何校正。除了利用本單位、本部門(mén)的現(xiàn)成資料外，常用的、通用的數(shù)據(jù)供社會(huì)共享已成為一種趨勢(shì)。根據(jù)地圖的精度要求，應(yīng)選擇具有一定的分辨率，數(shù)據(jù)量又不致過(guò)大的孔徑。 (2) 掃描前準(zhǔn)備 ① 原圖準(zhǔn)備 ② ③ 光孔孔徑 ④ 計(jì)算坐標(biāo)差 ① 原圖準(zhǔn)備 由于掃描數(shù)字化是采樣頭對(duì)原圖進(jìn)行掃描，凡掃到需要色（對(duì)黑白地圖來(lái)說(shuō)，黑色為需要色，對(duì)彩色地圖來(lái)說(shuō)，對(duì)哪種顏色掃描，那種顏色就叫需要色）就記錄一個(gè)數(shù)（例如 “ 1”），掃到不需要色就記錄另一個(gè)數(shù)（例如 “ 0”）。 掃描數(shù)字化輸入 (1) 掃描儀簡(jiǎn)介 (2) 掃描前準(zhǔn)備 (3) 矢量化處理 (1) 掃描儀簡(jiǎn)介 絕大多數(shù)掃描儀是按柵格方式掃描后將圖像數(shù)據(jù)交給計(jì)算機(jī)來(lái)處理。 ，否則數(shù)字化儀的質(zhì)量就太差。 流方式數(shù)字化時(shí)，將標(biāo)示器十字絲交點(diǎn)沿曲線從起點(diǎn)移動(dòng)到終點(diǎn)，讓它以等時(shí)間間隔或等距離間隔方式記錄曲線上一系列密集的離散點(diǎn)坐標(biāo)，操作員無(wú)需對(duì)每個(gè)點(diǎn)都按鍵一次，僅在曲線的始點(diǎn)和終點(diǎn)各按一次相應(yīng)的按鍵即可，對(duì)于不規(guī)則的曲線圖形，如河流、等高線、海岸線等，常使用流方式數(shù)字化 。數(shù)字化時(shí)必須按照不同的專(zhuān)題內(nèi)容分文件、分圖層有順序地?cái)?shù)字化，幅面較大的圖件，可分塊數(shù)字化。 目前 ， 市場(chǎng)上數(shù)字化儀的規(guī)格按其可處理的圖幅面積來(lái)劃分 ， 有 A0、 AA3等幅面 。 4 地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸入 空間數(shù)據(jù)的輸入 屬性數(shù)據(jù)的輸入 空間與屬性數(shù)據(jù)的連接 空間數(shù)據(jù)輸入 手工鍵盤(pán)輸入 跟蹤數(shù)字化輸入 掃描數(shù)字化輸入 現(xiàn)有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 手工鍵盤(pán)輸入 鍵盤(pán)輸入就是通過(guò)手工在計(jì)算機(jī)終端上輸入數(shù)據(jù)。 （ 4） 所用投影應(yīng)能與網(wǎng)格坐標(biāo)系統(tǒng)相適應(yīng) 。 （ 4）各種 GIS一般以一種或兩種（至多三種）投影系統(tǒng)為其投影坐標(biāo)系統(tǒng)，以保證地理定位框架的統(tǒng)一。直角坐標(biāo)網(wǎng)以中央經(jīng)線投影后的直線為 x軸 ， 以赤道投影后的直線為 y軸 ， 它們交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn) ， 我國(guó)位于北半球 ， 為了避免 y坐標(biāo)出現(xiàn)負(fù)值 ， 規(guī)定縱坐標(biāo)軸向西平移 500km。 分帶 從東徑 1176。 ④ 高斯投影帶劃分 （ 1） 6176。 (4)地心坐標(biāo)系 三維球心空間坐標(biāo)系，原點(diǎn)位于球心，常用直角坐標(biāo)（ x，y， z）或角度和高程表示（ B， L， H）其中 B， L分別為緯度和經(jīng)度。 （ 4） WGS84坐標(biāo)系 在 GPS定位中，定位結(jié)果屬于 WGS84坐標(biāo)系，坐標(biāo)系原點(diǎn)位于質(zhì)心， Z軸指向 （ CTP）。 aba ???2222abae??2222bbae ??? 大地坐標(biāo)系 （ 1） 54年北京坐標(biāo)系 在東北黑龍江邊境上同蘇聯(lián)大地網(wǎng)聯(lián)測(cè)，通過(guò)大地坐標(biāo)計(jì)算，推算出北京點(diǎn)的坐標(biāo)，北京坐標(biāo)系是蘇聯(lián) 42年坐標(biāo)系的延伸，其原點(diǎn)在蘇聯(lián)普爾科沃。 根據(jù)結(jié)點(diǎn) 、 線段 、 多邊形間的拓?fù)潢P(guān)系建立拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)文件 。 x16,y16 DIME結(jié)構(gòu) 雙重獨(dú)立地圖編碼 ， 簡(jiǎn)稱(chēng) DIME結(jié)構(gòu) （ Dual Independent Map Encoding） 。 x23,y23。 x18,y18 5 x16,y16。 x21,y21。 x9,y9。 x19,y19。 x15,y15。 x11,y11。 x31,y31。x10,y10。x6,y6。x2,y2。 x22,y22。 x8,y8 。 多邊形矢量編碼 一個(gè)區(qū)域或一幅地圖可以劃分成許多多邊形，每個(gè)多邊形由一條或若干條弧段組成，每條弧段由一串有序的 x， y坐標(biāo)對(duì)組成，每條弧段的兩端點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)，每個(gè)結(jié)點(diǎn)連接兩條以上的弧段，多邊形矢量編碼主要用于表示空間圖形為多邊形的面狀要素，每個(gè)多邊形在數(shù)據(jù)庫(kù)中是相互獨(dú)立、分開(kāi)存儲(chǔ)的。等。 拓?fù)潢P(guān)系 拓?fù)潢P(guān)系是指網(wǎng)結(jié)構(gòu)元素結(jié)點(diǎn) 、 弧段 、 面域之間的空間關(guān)系 ， 主要表現(xiàn)為下列三種關(guān)系：拓?fù)溧徑雨P(guān)系 、 拓?fù)潢P(guān)聯(lián)關(guān)系 、 拓?fù)浒P(guān)系 。 1 3 3 3 4 4 4 4 4 2 3 3 3 3 4 4 4 4 3 1 3 3 3 4 4 4 2