第四章空间数据的处理
- 格式:ppt
- 大小:895.50 KB
- 文档页数:51
第4章 空间数据的转换与处理空间数据是GIS 的一个重要组成部分。
整个GIS 都是围绕空间数据的采集、加工、存储、分析和表现展开的。
原始数据往往由于在数据结构、数据组织、数据表达等方面与用户自己的信息系统不一致而需要对原始数据进行转换与处理,如投影变换,不同数据格式之间的相互转换,以及数据的裁切、拼接等处理。
以上所述的各种数据转换与处理均可以利用ArcToolbox 中的工具实现。
在ArcGIS9中,ArcToolbox 嵌入到了ArcMap 中。
本章就投影变换、数据格式转换、数据裁切、拼接等内容分别简单介绍。
4.1 投影变换由于数据源的多样性,当数据与我们研究、分析问题的空间参考系统(坐标系统、投影方式)不一致时,就需要对数据进行投影变换。
同样,在对本身有投影信息的数据采集完成时,为了保证数据的完整性和易交换性,要对数据定义投影。
以下就地图投影及投影变换的概念做简单介绍,之后分别讲述在ArcGIS 中如何实现地图投影定义及变换。
空间数据与地球上的某个位置相对应。
对空间数据进行定位,必须将其嵌入到一个空间参照系中。
因为GIS 描述的是位于地球表面的信息,所以根据地球椭球体建立的地理坐标(经纬网)可以作为空间数据的参照系统。
而地球是一个不规则的球体,为了能够将其表面的内容显示在平面的显示器或纸面上,就必须将球面的地理坐标系统变换成平面的投图4.1椭球体表面投影到平面的微分梯形Y影坐标系统(图4.1)。
因此,运用地图投影的方法,建立地球表面和平面上点的函数关系,使地球表面上由地理坐标确定的点,在平面上有一个与它相对应的点。
地图投影的使用保证了空间信息在地域上的联系和完整性。
当系统使用的数据取自不同地图投影的图幅时,需要将一种投影的数字化数据转换为所需要投影的坐标数据。
投影转换的方法可以采用:1. 正解变换: 通过建立一种投影变换为另一种投影的严密或近似的解析关系式,直接由一种投影的数字化坐标x 、y 变换到另一种投影的直角坐标X 、Y 。
《地理信息系统概论》课程笔记第一章地理信息系统基本概念1.1 数据与信息数据是原始的、未经处理的素材,它是信息的表现形式。
信息是从数据中提取的有意义的内容,它能够帮助人们做出决策。
在地理信息系统中,数据主要指的是空间数据,而信息则是通过对空间数据进行分析和处理得到的结果。
例如,一个地区的土地利用数据是原始数据,而通过分析这些数据得出的土地利用分布情况就是信息。
1.2 地理信息与地理信息系统地理信息指的是与地球表面位置相关的信息,包括自然地理信息(如地形、气候等)和人文地理信息(如人口、交通等)。
地理信息系统(GIS)是一种专门用于获取、存储、管理、分析和展示地理信息的计算机系统。
GIS能够将空间数据与属性数据结合起来,为用户提供强大的空间分析和决策支持功能。
例如,GIS可以用来分析城市交通拥堵情况,帮助规划交通路线。
1.3 地理信息系统的基本构成GIS由硬件、软件、空间数据、应用人员和应用模型五个基本部分组成。
硬件包括计算机、输入输出设备(如扫描仪、打印机等);软件包括操作系统、数据库管理系统、GIS软件等;空间数据是GIS的核心,包括地图数据、遥感数据等;应用人员是使用GIS进行空间分析和决策的主体;应用模型则是根据实际问题构建的模型,用于解决具体问题。
例如,一个GIS系统可能包括一台计算机、GIS软件、地图数据和应用模型,用于分析土地利用变化。
1.4 地理信息系统的功能简介GIS的基本功能包括数据采集、数据管理、空间分析、可视化表达和输出等。
数据采集主要是获取空间数据和属性数据,可以通过遥感、野外调查等方式获取;数据管理主要是对数据进行存储、查询、更新和维护,确保数据的准确性和完整性;空间分析主要包括空间查询、空间叠合、空间邻近度分析等,用于解决实际问题;可视化表达主要是将空间数据以图形或图像的形式展示给用户,增强数据的可读性和可理解性;输出则是将分析结果以报表、地图等形式输出,为决策提供支持。
第一章绪论1.什么是地理信息系统(GIS)?它与一般的计算机应用系统有哪些异同点?2.阐述GIS的相关学科及关联技术,并就GIS基础理论的建立和发展问题,发表你的意见和观点。
3. GIS可应用于哪些领域?试论述GIS的应用和发展前景。
4.你对GIS社会化的发展趋势是怎么理解的?第二章GIS的构成与功能1.GIS由哪几个主要部分组成?它的基本功能有哪些?2.与其他地理信息系统相比,地理信息系统的哪些功能是比较独特的?第三章空间数据获取1.空间数据的基本内容有哪些?各种数据有哪些基本特征?2.空间数据共享的方法有哪几种?阐述空间数据共享问题:除技术因素外,主要存在哪些方面的问题?3.空间数据的获取方式有哪些?第四章空间数据的表达1.什么是空间实体?试述空间实体之间的空间关系。
2.什么是矢量数据结构?什么是栅格数据结构?试比较两种数据结构的优缺点。
3.举例说明矢量数据结构中的拓扑关系。
4.试述栅格数据结构的编码方法。
第五章空间数据处理1.谈谈空间数据处理的主要内容有哪些?2.比较点在多边形内的判别方法:射线法和弧长法的优缺点。
3.试述欧拉定理及其作用。
是否欧拉定理满足,图形的空间关系就是正确的?4.在什么情况下需要用矢量到栅格的转换,什么情况下需要用栅格到矢量的转换?第六章空间数据管理1.文件管理系统与数据库管理系统有哪些异同点?2.常用的数据库模型有哪些?试比较其优缺点。
3.试述空间数据的管理模式,并比较其优缺点。
第七章空间查询与空间分析1.什么是空间数据的查询?2.对空间数据的查询有哪些形式和手段?3.栅格数据的叠加与矢量数据的叠加有什么不同?4.什么是缓冲区分析?请举例说明它有什么用途。
5.泰森多边形有什么特点?如何建立?6.常用的网络分析有哪些?对GIS应用有何价值?请举几个例子说明。
7.DEM有哪几种常用的生成方法,它的主要优缺点是什么?8.地形分析有哪些主要内容及其运算模型?第八章空间数据的可视化与地图制图1.地图语言有哪些内容?2.地图输出有哪些方式,各有什么优缺点?你理想中的地图输出方式是什么?3.矢量点、线、面符号是怎样绘制的?4.栅格点、线、面符号是怎样绘制的?第九章GIS的应用1.叙述基于GIS的地学应用模型的建模步骤和方法。
地理信息系统教程第一章绪论1.信息系统:能对数据和信息进行采集、存储、加工和再现,并能回答用户一系列问题的系统。
具有采集、管理、分析和表达数据的能力。
2.地理信息系统:GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统,该系统设计用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示,以便解决复杂的规划和管理问题3.GIS与IS之间的区别:GIS是空间数据和属性数据的联合体。
4.GIS系统五个基本组成部分:⑴硬件系统,各种设备-物质基础;⑵软件系统,支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统;⑶数据,系统分析与处理的对象、构成系统的应用基础;⑷应用人员,GIS服务的对象,分为一般用户和从事建立、维护、管理和更新的高级用户;⑸应用模型,解决某一专门应用的应用模型,是GIS技术产生社会经济效益的关键所在5.地理信息系统基本功能:⑴数据采集与编辑;⑵数据存储与管理;⑶数据处理和变换;⑷空间分析和统计;⑸产品制作与显示;⑹二次开发和编程6.地理信息系统应用功能:资源管理;区域规划;国土监测;辅助决策第二章地理信息系统的空间数据结构和数据库1.地理实体:指自然界现象和社会经济事件中不能再分割的单元,它是一个具有概括性,复杂性,相对性的概念。
2.地理实体的特征:⑴属性特征——用以描述事物或现象的特性;⑵空间特征——用以描述事物或现象的地理位置以及空间相互关系;⑶时间特征——用以描述事物或现象随时间的变化3.地理实体数据的类型:⑴属性数据——描述空间对象的属性特征的数据;⑵几何数据——描述空间对象的空间特征的数据;⑶关系数据——描述空间对象之间的空间关系的数据4.点:有特定位置;线:具有相同属性的点的轨迹,由一系列的有序坐标表示;面:对湖泊、岛屿、地块等一类现象的描述。
由封闭曲线加内点来表示;体:用于描述三维空间中的现象与物体,它具有长度、宽度及高度等属性5.空间数据结构:是指空间数据适合于计算机存储、管理、处理的逻辑结构,也就是指空间数据以什么形式在计算机中存储和处理。
《地理信息系统》思考题第一章绪论1、什么是地理信息系统?它与地图数据库有什么异同?与地理信息的关系是什么?2、地理信息系统由哪些部分组成?与其他信息系统的主要区别有哪些?3、地理信息系统的基本功能有哪些?基本功能与应用功能是根据什么来区分的?4、与其他信息系统相比,地理信息系统的哪些功能是比较独特的?5、地理信息系统的科学理论基础有哪些?是否可以称地理信息系统为一门科学?6、试举例说明地理信息系统的应用前景。
7、GIS近代发展有什么特点?《地理信息系统》思考题第二章地理信息系统的数据结构1、地理信息系统中的空间数据都包含哪些?2、通过实例说明GIS空间数据的基本特征及在计算机中的表示方法。
3、矢量数据与栅格数据的区别是什么?它们有什么共同点吗?4、矢量数据在结构表达方面有什么特色?5、矢量和栅格数据的结构都有通用标准吗?请说明。
6、栅格数据组织有哪些方法?7、栅格与矢量数据结构相比较各有什么特征?8、矢量与栅格一体化的数据结构有什么好处?9、属性数据的编码是必须的吗?10、简述空间数据的拓扑关系及其对GIS数据处理和空间分析有何重要意义?《地理信息系统》思考题第三章空间数据的处理1.GIS的数据源有哪些?2.请举例说明GIS对数据的质量要求。
3.纸张上的地图如何进入计算机系统?4.从地图上能得到GIS需要的所有数据吗?请举例说明。
5.如何发现进入GIS中的数据有错误?6.一般从扫描仪上直接得到的地图有什么问题?如何改正?7.如果两个作业小组各自从数字化仪上得到两张相邻图幅的地图数据在GIS中不能准确对接该怎么办?地图接边相关知识8.空间数据几何纠正的常用方法有哪些?9.假设一条矢量等高线上的点太过于密集了,如何减少占用系统的存储空间?你能给出多少方法?各有什么适用范围?10.栅格地图数据如何减少硬盘存贮空间?11.请简要说明通过扫描仪得到矢量地图数据的原理和过程。
12.空间数据的插值算法有什么用途?请举例说明。
地理空间分析:理解和利用地理空间数据第一章:地理空间数据的概述地理空间数据是指与地理位置相关的数据,它描述了地球上的各种现象和现象之间的关系。
这样的数据可以通过卫星遥感、地理信息系统和全球定位系统等技术手段收集和获取。
地理空间数据在各个领域都有广泛的应用,如城市规划、环境保护、农业生产、气象预测等。
理解和利用地理空间数据可以帮助我们更好地认识和利用地球资源,解决相关问题,推动社会发展。
第二章:地理空间数据的类型地理空间数据可以分为矢量数据和栅格数据两类。
矢量数据是通过点、线、面等几何要素来描述地理现象的数据,它可以用于表示地物的位置和形状等信息。
常见的矢量数据包括地图、道路网络、行政边界等。
栅格数据是通过像元或像素来描述地理现象的数据,它可以用于表示地物的属性和分布等信息。
常见的栅格数据包括遥感影像、高程模型、气象数据等。
不同类型的地理空间数据在处理和分析上有各自的特点和方法。
第三章:地理空间数据的获取与处理地理空间数据的获取和处理是利用地理信息系统进行地理空间分析的前提。
数据的获取可以通过卫星遥感、无人机航拍、地面调查等手段进行。
在获取到地理空间数据后,还需要进行数据的预处理和清洗,以保证数据的质量和可用性。
常见的处理操作包括数据投影转换、数据格式转换、数据裁剪和融合等。
地理空间数据的处理过程需要借助于专业的地理信息系统软件,如ArcGIS、QGIS等。
第四章:地理空间数据的可视化与分析地理空间数据可视化是将数据以可视化的方式展示出来,以便更好地理解和分析地理现象。
常用的地理空间数据可视化方法包括地图制作、三维模型展示、热力图绘制等。
地理空间数据的分析是通过对数据进行统计和综合分析,以获得有关地理现象的信息和规律。
常见的地理空间数据分析方法包括空间插值、空间关联分析、空间模式分析等。
地理空间数据的可视化和分析可以通过地理信息系统软件和编程语言实现,如Python、R等。
第五章:地理空间数据的应用案例地理空间数据在各个领域都有广泛的应用。
《地理信息系统原理及应用》复习题第一章地理信息系统软件应用概述1.概念ARCGIS ——美国环境系统研究所公司的产品地理信息:与空间地理分布有关的事物的信息,它描述了事物的位置、数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律。
地理信息系统:是在计算机软硬件的支持下,对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
矢量(图形)数据:通过记录地理空间实体坐标(坐标对、坐标串和封闭的坐标串)的方式精确的表示点、线、面、体等实体空间位置和形状。
栅格数据:以规则的像元阵列来表示空间地物或现象分布的数据结构。
其阵列中的每个数据表示地物或现象的属性特征。
2.简答题(1)地理信息的特征①空间定位特征,通过统一的空间定位基础实现②多维属性特征,按专题来表达多维的属性信息。
③时序动态特征,按照时间的尺度来区分地理信息。
(2)地理信息系统的构成①计算机硬件系统。
可以是电子的、电的、机械的或装置,是GIS的物理外壳。
②计算机软件系统。
包括计算机系统软件、地理信息系统软化和其他支持软件、应用分析程序。
③地理空间数据和系统管理操作人员。
④地理空间数据(核心)。
(3)地理信息系统的功能①数据采集与输入②数据编辑与更新③数据存储与管理④空间数据分析⑤数据显示与输出(4)ArcGIS 10 Desktop的各组成软件及其功能Desktop GIS主要由ArcMap、ArcCatalog 和Geoprocessing 组成。
①ArcMap是ArcGIS桌面系统的核心程序,用于显示、査询、编辑和分析地图数据及地图制图②ArcCatalog是一个空间数据资源管理器,用于创建、定位、浏览、搜索、组织和管理空间数据③Geoprocessing地理处理框架是具有强大的空间数据处理和分析工具,主要包括两个部分:ArcToolbox(地理处理工具的集合)和ModelBuilder(模型构建器),这2者主要内嵌于ArcMap之中。