【正文】 圖投影 數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 統(tǒng)一的坐 標(biāo)基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)處理投影轉(zhuǎn)換 數(shù)據(jù)應(yīng)用 空間分析 依據(jù)數(shù)據(jù) 庫(kù)投影 數(shù)據(jù)輸出 有相應(yīng)投 影的地圖 GIS中地圖投影設(shè)計(jì)與配置 （ 1）各國(guó)家 GIS所采用的投影系統(tǒng)與該國(guó)的基本地圖系列所用的投影系統(tǒng)一致 （ 2）各比例尺的 GIS中的投影系統(tǒng)與其相應(yīng)比例尺的主要信息源地圖所用的投影一致。 (2)我國(guó) 1： 100萬地形圖采用正軸等角割圓錐投影 (3)我國(guó)大部分省區(qū)圖多采用正軸等角割圓錐投影和屬于同一投影系統(tǒng)的正軸等面積割圓錐投影 。 較小的數(shù)字化設(shè)備稱為數(shù)字化板 。數(shù)字化儀的分辨率對(duì)數(shù)字化誤差有決定性的影響。目前市場(chǎng)上常見的 A0幅面的滾筒式單色分灰度掃描儀的分辨率為400～ 800dpi，操作的精度要高。 ④ 計(jì)算坐標(biāo)差 當(dāng)原圖經(jīng)過定向，固定的在滾筒（或平臺(tái)）上之后，要算出掃描儀原點(diǎn)和原圖原點(diǎn)之差，以便控制記錄裝置。 32132132132139。 若不考慮 A和 B， 則上式為二次曲線方程 。現(xiàn)有 GIS系統(tǒng)是基于矢量的，具有比較成熟的管理和建立矢量數(shù)據(jù)庫(kù)的能力。工作區(qū)可以包括任何區(qū)域、任意一層或多層地物。 用戶界面 空間數(shù)據(jù) 管理系統(tǒng) 圖形 屬性 屬性數(shù)據(jù)與圖形數(shù)據(jù)完全獨(dú)立 可以利用現(xiàn)有的 CAD技術(shù)和 DBS技術(shù)，維護(hù)難度大，相互操作難度大， CAD中刪除一個(gè)，必須去找 DBS，DBS也必須刪除。 用戶界面 空間數(shù)據(jù) 管理系統(tǒng) 圖形 屬性 ．主要 GIS軟件的比較 ＡＲＣ／ＩＮＦＯ：美國(guó)，ＥＳＲＩ ＧＥＮＡＭＰ：澳大利亞，ＧＥＮＡＳＹＳ ＩＤＲＩＳＩ：美國(guó)，克拉克大學(xué)制圖部 ＥＲＤＡＳ：美國(guó)，ＥＲＤＡＳ ＩＬＷＩＳ：荷蘭，ＩＴＣ Ｓｙｓｔｅｍ９：瑞士／美國(guó)，ＰＲＩＭＥ／Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｏｎ ＭＧＥ：美國(guó)，ｉｎｔｅｒｇｒａｐｈ ＳＰＡＮＳ：加拿大，Ｔｙｄａｌ ｔｅｃｈｏｌｏｇｉｅｓ ｃｏｐＴＩＧＲＩＳ：美國(guó)，Ｉｎｔｅｒｇｒａｐｈ ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 矢量 柵格 矢量 / 柵格 面向?qū)ο? 完全分開 M A P I N F O I D R I S I 無 無 混合處理 G E N A M A P E R D A S S P A N S 、 I L W I S A R C / I N F O 無 完全結(jié)合 S y s y e m 9 研究中 M A P G I S 、 M G E T I G R I S S y s y e m 9 M G E 9 空間分析 緒言 地理信息系統(tǒng)（ GIS）與計(jì)算機(jī)輔助繪圖系統(tǒng)(CAD)的主要區(qū)別： GIS具有空間數(shù)據(jù)的利用和分析功能。 (6)以專題地圖，文字報(bào)表形式作為正式結(jié)果，供決策用。 地理區(qū)域分類 ?例：北京分為三個(gè)區(qū)域，二環(huán)內(nèi)、二環(huán)至三環(huán)、三環(huán)以外。 運(yùn)算： （ 1）各層屬性數(shù)據(jù)的平均值（算術(shù)平均或加權(quán)平均） （ 2）各層屬性數(shù)據(jù)的最大值或最小值 （ 3）算術(shù)運(yùn)算 （ 4）邏輯條件組合 優(yōu)點(diǎn)：容易實(shí)現(xiàn) 缺點(diǎn)：圖元間拓樸關(guān)系信息丟失 矢量系統(tǒng)的疊加分析 拓樸疊加之前，假設(shè)每一層都是平面增強(qiáng)的（已建立了完整的拓樸關(guān)系），當(dāng)兩層數(shù)據(jù)疊加時(shí)，結(jié)果也必然是平面增強(qiáng)的。 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 。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)。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。 提供地理信息應(yīng)用互操作標(biāo)準(zhǔn)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的諸邊不再被選取為基線。 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) 。 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)）周圍建立一定寬度范圍的多邊形。 ? 例：希望從一個(gè)數(shù)據(jù)層中得到土壤類型分布圖，原始數(shù)據(jù)層中的多邊形是根據(jù)更細(xì)的類別劃分的（從圖（ a）可見，大寫字母表示土壤類型的分類，小寫字母表示植被類型的分類，每個(gè)多邊形中土壤類型和植被類型完全一致。 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)。 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 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。相互操作難度較大。 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。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。),(39。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 。除了利用本單位、本部門的現(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)。 (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)黑白地圖來說，黑色為需要色，對(duì)彩色地圖來說，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”）。 ，否則數(shù)字化儀的質(zhì)量就太差。數(shù)字化時(shí)必須按照不同的專題內(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。 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 手工鍵盤輸入 鍵盤輸入就是通過手工在計(jì)算機(jī)終端上輸入數(shù)據(jù)。 （ 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。 分帶 從東徑 1176。 (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。 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。 x16,y16 DIME結(jié)構(gòu) 雙重獨(dú)立地圖編碼 ， 簡(jiǎn)稱 DIME結(jié)構(gòu) （ Dual Independent Map Encoding） 。 x18,y18 5 x16,y16。 x9,y9。 x15,y15。 x31,y31。x6,y6。 x22,y22。 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 。 柵格數(shù)據(jù)取值方法 中心歸屬法：每個(gè)柵格單元的值以網(wǎng)格中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)的面域?qū)傩灾祦泶_定。圖形屬性的相互作用十分頻繁，且多具有專業(yè)化特征 。 地理信息系統(tǒng)發(fā)展過程 （ １ ） 起始發(fā)展階段 (60年代 ) （ ２ ） 發(fā)展鞏固階段 (70年代 ) （ ３ ） 推廣應(yīng)用階段 (80年代 ) （ ４ ） 蓬勃發(fā)展階段 (90年代以后 ) 地理信息系統(tǒng)與其它相關(guān) 學(xué)科系統(tǒng)間的關(guān)系 GIS與地圖學(xué) GIS是以地圖數(shù)據(jù)庫(kù)（主要來自地圖）為基礎(chǔ) 最終產(chǎn)品之一也是地圖 GIS是地圖學(xué)理論、方法與功能的延伸 ?地圖學(xué)強(qiáng)調(diào)圖形信息傳輸 ?GIS則強(qiáng)調(diào)空間數(shù)據(jù)處理與分析 GIS與一般事務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)具有很好的管理 ,分析和處理數(shù)據(jù)的功能 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是 GIS的主要支撐技術(shù)之一 GIS屬性數(shù)據(jù)庫(kù)部分相當(dāng)于一般數(shù)據(jù)庫(kù) GIS數(shù)據(jù)庫(kù)比一般數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)要復(fù)雜得多 GIS與計(jì)算機(jī)地圖制圖 計(jì)算機(jī)地圖制圖系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)的是圖形表示 GIS既注重實(shí)體的空間分布又強(qiáng)調(diào)它們的顯示方法 ,可綜合圖形和屬性的數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次的空間分析 數(shù)字地圖是 GIS的數(shù)據(jù)源，也是 GIS表達(dá)形式 GIS與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD) 共同點(diǎn) : ? 都有空間坐標(biāo) ? 都能把目標(biāo)和參考系統(tǒng)聯(lián)系起來 ? 都能描述圖形數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系 ? 都能處理非圖形屬性數(shù)據(jù) 區(qū)別 : ? CAD處理的多為規(guī)則幾何圖形及其組合 。所用的數(shù)據(jù)分析方法具有專業(yè)化特征 目前 ,GIS與 CAD仍有不同的側(cè)重和特長(zhǎng) ,但它們主流技術(shù)之間的融合仍在不斷擴(kuò)展之中 地理信息系統(tǒng)組成 （１）數(shù)據(jù)輸入和檢驗(yàn) （２）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理 （３）數(shù)據(jù)變換 （４）數(shù)據(jù)輸出和表示 （５）用戶接口 數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)輸出用戶接口數(shù)據(jù)變換 地理信息系統(tǒng)功能和應(yīng)用 （ １ ） （ ２ ） （ ３ ） （ ４ ） 空間查詢與分析 （ ５ ） 數(shù)據(jù)顯示與輸出 地理信息系統(tǒng)與數(shù)字地球 數(shù)字地球的概念和提出的背景 數(shù)字地球是對(duì)真實(shí)地球及其相關(guān)現(xiàn)象統(tǒng)一性的數(shù)字化重現(xiàn)和認(rèn)識(shí)，其核心思想是用數(shù)字化手段統(tǒng)一地處理地球問題和最大限度地利用信息資源 數(shù)字地球的特點(diǎn) 多源、多比例尺、多分辨率數(shù)據(jù)無縫集成的網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng) 面向全社會(huì)公眾開放的網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng) 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)支持下多維網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng) 數(shù)字地球需要的支撐技術(shù)與數(shù)字地球框架 計(jì)算科學(xué) 海量存儲(chǔ) 衛(wèi)星圖像 寬帶網(wǎng)絡(luò) 互操作 元數(shù)據(jù) 數(shù)字地球的應(yīng)用和意義 2 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 地理數(shù)據(jù)的顯式和隱式表示 矢量與柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的比較 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 柵格數(shù)據(jù)基本概念 柵格數(shù)據(jù)層的概念 柵格數(shù)據(jù)取值方法 柵格數(shù)據(jù)存儲(chǔ)編碼 柵格數(shù)據(jù)基本概念 將工作區(qū)域的平面表象按一定分解力作行和列的