1、第3章 數(shù)據(jù)輸入與輸出技術(shù)內(nèi)容提要：內(nèi)容提要： 1 1、數(shù)、數(shù) 據(jù)據(jù) 2 2、數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)源 3 3、數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸入 4 4、數(shù)據(jù)輸出與表達、數(shù)據(jù)輸出與表達 5 5、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量 6 6、空間數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)土地信息系統(tǒng)LIS23.1 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù)3.1.2土地數(shù)據(jù)的特征土地數(shù)據(jù)的特征 在LIS中,土地數(shù)據(jù)可分為三種類型：空間特征數(shù)據(jù)空間特征數(shù)據(jù)（定位數(shù)據(jù)）、時間屬性數(shù)據(jù)時間屬性數(shù)據(jù)（尺度數(shù)據(jù)）和專題屬專題屬性數(shù)據(jù)性數(shù)據(jù)（非定位數(shù)據(jù)）。對于大部分土地信息系統(tǒng)的應(yīng)用來說，時間和專題屬性數(shù)據(jù)結(jié)合在一起共同作為屬性特征數(shù)據(jù)，而空間數(shù)據(jù)和屬性特征數(shù)據(jù)統(tǒng)稱為空空間數(shù)據(jù)間數(shù)據(jù)

2、（或土地數(shù)據(jù)土地數(shù)據(jù)）。3.1.1數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)處理u數(shù)據(jù)的形式數(shù)據(jù)的形式：可以是數(shù)字、文字、圖形或聲音等u數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理：對數(shù)據(jù)的采集、存儲、檢索、加工、變換和傳輸,以便獲得數(shù)據(jù)中的信息土地信息系統(tǒng)LIS3圖3-1 土地數(shù)據(jù)的基本特性u專題特征專題特征：是土地實體所具有的各種性質(zhì)，如地面的坡度、坡向、某地的年降雨量等。通常以數(shù)字、符號、文本和圖像等形式來表示。 u空間特征空間特征：表示地塊的空間位置、形狀和大小及其與相鄰地塊的拓撲關(guān)系。位置和拓撲特征是空間信息系統(tǒng)所獨有的。 u時間特征時間特征：指土地實體的時間變化或數(shù)據(jù)采集的時間等。即空間數(shù)據(jù)總是在某一特定時間或時段內(nèi)得到或計算

3、的。 土地數(shù)據(jù)一般具有三個基本特征: 土地信息系統(tǒng)LIS4命名或類型次序間隔比率 測量測量是根據(jù)一定的標準對特定現(xiàn)象賦值或打分；測量的尺度大致可以分成四個層次，由粗略至詳細依次為：尺尺度度層層次次粗細3.1.3空間數(shù)據(jù)的測量尺度空間數(shù)據(jù)的測量尺度土地信息系統(tǒng)LIS5 也稱類型量類型量，是對數(shù)據(jù)定性定性而非定量的描述。例如，可以用不同數(shù)值表示不同的土地利用類型、植被類型或巖石類型，但是這些數(shù)值之間無數(shù)量關(guān)系無數(shù)量關(guān)系,對命名數(shù)據(jù)的邏輯運算只有“等于”或“不等于”兩種形式，不能進行任何算術(shù)運算。命名（命名（NominalNominal）量）量次序（次序（OrdinalOrdinal）量）量 通過排

4、序排序來區(qū)分和標識地理現(xiàn)象的量稱為次序量次序量。它是按照等級序列，由低到高（或由高到低）進一步細分的，不同次序之間的間隔大小可以不同不同次序之間的間隔大小可以不同。如山峰按高度分級為如山峰按高度分級為極高山、高山、中山、低山和丘陵。極高山、高山、中山、低山和丘陵?？蛇M行“等于”、“不等于” “大于”或“小于”等邏輯運算，但不能進行任何算術(shù)運算。土地信息系統(tǒng)LIS6間隔（間隔（IntervalInterval）量）量 間隔量間隔量是不參照某個固定點, 而是按間隔表示相對位置的數(shù)，無真實零值無真實零值。間隔量之間可以比較大小，且它們之間的差值是有意義的。如溫度是間隔量溫度是間隔量，因為它的“0”測

5、量值隨所用測量單位而不同，不能說40比20暖一倍，因為這個比例在使用華氏溫度時就改變了。比率（比率（RatioRatio）量）量 比率量比率量是間隔量的精確化，是指那些有真零值有真零值而且測量單位的間隔是相等的數(shù)據(jù)。如年降雨量、海拔高度、人口密度、發(fā)病率等。比例數(shù)據(jù)和間隔數(shù)據(jù)可用于加、減、乘、除等運算，而且可以求算術(shù)平均。土地信息系統(tǒng)LIS7比較比較：（1)高層次的測量尺度含有更多的信息，而且可以向低層次的測量尺度轉(zhuǎn)換。 （2）高層次尺度都具有低層次尺度的一切特征，反之則不然；高層次尺度可能獲得更多、更精確的信息，但調(diào)查和分析的工作量更大，而低層次尺度則相反。因此，選擇尺度要結(jié)合系統(tǒng)的要求與研

6、究條件。 （3）命名數(shù)據(jù)或次序數(shù)據(jù)便于使用，易于理解，但有時不夠精確，不能用于較高級的算術(shù)運算；而比率數(shù)據(jù)或間隔數(shù)據(jù)比較精確，便于計算機處理。因此，在較復(fù)雜的LIS中，往往上述幾種測量尺度的數(shù)據(jù)均需用到。土地信息系統(tǒng)LIS8 圖3-2 空間數(shù)據(jù)的各種測量尺度及其制圖表現(xiàn)土地信息系統(tǒng)LIS9 土地數(shù)據(jù)一般包括空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)，其獲獲取途徑取途徑主要有五種：野外實地測量；攝影測量與遙感；現(xiàn)場專題考察與調(diào)查； 社會調(diào)查與統(tǒng)計；利用已有資料。 3.2 數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)源遙感、現(xiàn)場調(diào)查、社會調(diào)查、已有資料屬性數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)測量、遙感、現(xiàn)場調(diào)查、已有資料空間數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)獲取途徑獲取途徑數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型表3-1

7、LIS數(shù)據(jù)的獲取途徑土地信息系統(tǒng)LIS10u野外測量野外測量 野外測量是傳統(tǒng)的測量方法，這種方法獲得的資料具體、準確資料具體、準確，但花費人工多人工多，工作周期長周期長。一般是測得資料后制成地圖，再輸入土地信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中。土地信息系統(tǒng)LIS11u全球定位系統(tǒng)（全球定位系統(tǒng)（GPS） GPS技術(shù)是依靠導(dǎo)航衛(wèi)星來決定地球上某一位置坐標的技術(shù)，它已成為目前既便宜又既便宜又精確精確的一種數(shù)據(jù)采集技術(shù)。GPS 所采集的數(shù)據(jù)點的信息可以文本的形式存儲，然后根據(jù)數(shù)據(jù)庫和LIS軟件的要求，使用一些很簡單的程序便能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)換成有拓撲關(guān)系的圖形。土地信息系統(tǒng)LIS12u攝影測量攝影測量 航空攝影測量航空攝影測

8、量指的是在航空器上用航攝儀器對地面連續(xù)攝取像片，結(jié)合地面控制點測量、調(diào)繪和立體測繪等步驟，繪制出地形圖地形圖的作業(yè)。 數(shù)字攝影測量數(shù)字攝影測量是以立體數(shù)字影像為基礎(chǔ)，由計算機進行影像處理和影像匹配，自動識別相應(yīng)像點及坐標，運用解析攝影測量的方法確定所攝物體的三維坐標，并輸出數(shù)字高程模型、正射數(shù)字影像和線劃地圖。土地信息系統(tǒng)LIS 如右下圖為一野外數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由GPS、INS 和 CCD 設(shè)備集成，組裝在一臺測量車上。GPS 用來確定測量車在任一時刻的位置。INS 用來確定攝影平臺在三維坐標系中的姿態(tài)（定向）參數(shù)，兩臺 CCD 相機用來攝取地面物體的圖像。 當測量車以50-70km/h

9、的速度行駛時，可使攝影距離在50cm范圍內(nèi)的物體的絕對精讀達到30cm，相對精讀達到10cm，這個精讀基本上能滿足城市地籍圖的要求。 CCD數(shù)字攝影測量在野外數(shù)據(jù)快速采集中的應(yīng)用數(shù)字攝影測量在野外數(shù)據(jù)快速采集中的應(yīng)用土地信息系統(tǒng)LIS14u遙遙 感感 利用遙感儀器遙感儀器不直接接觸被研究的目標，感測目標特征（一般是指反射或發(fā)射電磁波）的信息。將遙測得到的光學(xué)圖象光學(xué)圖象或數(shù)字圖像數(shù)字圖像經(jīng)過幾何糾正、信息增強、信息提取及信息復(fù)合和分類等影像處理便能得到所需要的信息。 用遙感技術(shù)獲取信息有范圍大范圍大、速度快速度快、信息廣信息廣的特點，長期在地球軌道上運行的遙感衛(wèi)星可時時刻刻地向地面?zhèn)魉吞綔y到的

10、信息。土地信息系統(tǒng)LIS15u地圖與經(jīng)濟數(shù)據(jù)地圖與經(jīng)濟數(shù)據(jù) 任何一個信息系統(tǒng)，都應(yīng)盡量利用已有的資料，以減少工人成本，縮短工作周期。比如，現(xiàn)有各種比如，現(xiàn)有各種專題地圖、政府統(tǒng)計部門的各種調(diào)查、統(tǒng)計報表等，專題地圖、政府統(tǒng)計部門的各種調(diào)查、統(tǒng)計報表等，都是最常用的信息來源。都是最常用的信息來源。一些發(fā)達國家已公開提供計算機的數(shù)據(jù)資料，以及將社會調(diào)查和地圖結(jié)合在一起的地理數(shù)據(jù)等等，這簡化了各種簡化了各種 LIS 的數(shù)據(jù)收的數(shù)據(jù)收集工作，也為不同信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享帶來方集工作，也為不同信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享帶來方便。便。土地信息系統(tǒng)LIS16 土地數(shù)據(jù)輸入土地數(shù)據(jù)輸入是從不同數(shù)據(jù)源、用不同設(shè)備

11、、方法和技術(shù)來獲取數(shù)據(jù)并進行必要的編碼和輸入數(shù)據(jù)庫的過程，即通常所說的土地利用建庫土地利用建庫工作工作。 土地數(shù)據(jù)輸入主要考慮以下三方面的問題：統(tǒng)一的地理基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)輸入問題屬性數(shù)據(jù)輸入問題3.3 數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入土地信息系統(tǒng)LIS173.3.1地理基礎(chǔ)地理基礎(chǔ)u地理基礎(chǔ)是土地數(shù)據(jù)表示格式與規(guī)范的重要組成部分，包括統(tǒng)一的地圖投影系統(tǒng)統(tǒng)一的地圖投影系統(tǒng)、統(tǒng)一的地理坐標系統(tǒng)統(tǒng)一的地理坐標系統(tǒng)以及統(tǒng)一的編碼系統(tǒng)統(tǒng)一的編碼系統(tǒng)；u投影坐標系統(tǒng)配置的一般特征一般特征：各個國家的LIS采取的投影系統(tǒng)應(yīng)與該國基本地圖系列所用的投影系統(tǒng)一致；各地區(qū)的LIS中的投影系統(tǒng)與其所在區(qū)域適用的投影系統(tǒng)一致；u一般LI

12、S中地圖投影的配置與設(shè)計配置與設(shè)計：應(yīng)與相應(yīng)比例尺的國家基本圖投影系統(tǒng)一致；一般至多采用兩種投影系統(tǒng)，一種用于大比例尺的數(shù)據(jù)處理，另一種服務(wù)于中小比例尺數(shù)據(jù)處理，如我國如我國1:501:50萬時采用高斯萬時采用高斯- -克呂格投影克呂格投影,1:100,1:100萬采用正軸等角割圓錐投影萬采用正軸等角割圓錐投影。土地信息系統(tǒng)LIS183.3.2空間數(shù)據(jù)的輸入空間數(shù)據(jù)的輸入u通常在LIS中用到的圖形數(shù)據(jù)類型圖形數(shù)據(jù)類型包括：各種地圖如地形圖、航空像片、遙感數(shù)據(jù)、點采樣數(shù)據(jù)等。u輸入方法可以采用數(shù)字化儀數(shù)字化儀、掃描儀掃描儀以及攝攝影測量儀影測量儀、測量全站型速測儀測量全站型速測儀、GPSGPS接

13、收機接收機等能以數(shù)字形式自動記錄測量數(shù)據(jù)的測量儀器。選哪種方法需根據(jù)應(yīng)用圖形數(shù)據(jù)的方式與類型、現(xiàn)有設(shè)備狀況、人力資源狀況和經(jīng)濟狀況等因素綜合考慮，可選一種或幾種方法結(jié)合起來輸入所需的圖形數(shù)據(jù)。u空間數(shù)據(jù)輸入的重要途徑是地圖數(shù)字化地圖數(shù)字化。土地信息系統(tǒng)LIS19u地圖數(shù)字化地圖數(shù)字化：將紙質(zhì)地圖經(jīng)過計算機圖形圖像系統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換量化為點陣數(shù)字圖像，經(jīng)圖像處理和曲線矢量化，或者或者直接進行手扶跟蹤數(shù)字化后，生成可以為土地信息系統(tǒng)顯示、修改、標注、漫游、計算、管理和打印的矢量地圖數(shù)據(jù)文件的過程。u地圖數(shù)字化有兩種方式地圖數(shù)字化有兩種方式：手扶跟蹤數(shù)字化手扶跟蹤數(shù)字化和掃掃描數(shù)字化描數(shù)字化。土地信息系統(tǒng)

14、LIS20 手扶跟蹤數(shù)字化手扶跟蹤數(shù)字化l涵義涵義：把地圖放置于數(shù)字化桌上，用手持設(shè)備（定位裝置游標）跟蹤地圖上的各種地理特征，數(shù)字化設(shè)備精確量測游標的位置，產(chǎn)生數(shù)據(jù)形式的坐標數(shù)據(jù)。土地信息系統(tǒng)LIS21（1 1）手扶跟蹤數(shù)字化儀的連接和參數(shù)設(shè)置）手扶跟蹤數(shù)字化儀的連接和參數(shù)設(shè)置 通過RS-232(串口)接口與計算機進行連接的，進行通訊參數(shù)（包括波特率、數(shù)據(jù)位、校驗位、停止位等）以及坐標原點、分辨率、采點方式、數(shù)據(jù)格式等參數(shù)的設(shè)置。為了保證數(shù)據(jù)錄入的正確，必須設(shè)置數(shù)字化軟件的參數(shù)與數(shù)字化儀相一必須設(shè)置數(shù)字化軟件的參數(shù)與數(shù)字化儀相一致致。 （2 2）地圖的預(yù)處理）地圖的預(yù)處理 首先要確定需要數(shù)字

15、化哪些信息，輸入哪些圖層，以及每個圖層包含的具體內(nèi)容。l手扶跟蹤數(shù)字化的步驟：手扶跟蹤數(shù)字化的步驟：土地信息系統(tǒng)LIS22土地信息系統(tǒng)LIS23（3 3）確定定位點）確定定位點 定位點用于確定數(shù)字化文件相對于數(shù)字化板的位定位點用于確定數(shù)字化文件相對于數(shù)字化板的位置。置。由于數(shù)字化過程不可能一次完成，在兩次輸入之間地圖的位置可能相對于數(shù)字化板發(fā)生錯動，這樣前后兩次錄入的坐標就會偏移。解決該問題的辦法就是在每次錄人之前，先輸人至少3個定位點(TickMarks)，這些點相對于地圖的位置是固定的，這樣兩次輸入的內(nèi)容就可以根據(jù)定位點坐標之間的關(guān)系進行匹配。 土地信息系統(tǒng)LIS24（4 4）確定控制點）

16、確定控制點 控制點的作用是進行地圖配準控制點的作用是進行地圖配準，用來將數(shù)字化后的數(shù)據(jù)校準（配準）到一個指定的地圖坐標系，以便這些數(shù)據(jù)與其它的數(shù)據(jù)集成。以便這些數(shù)據(jù)與其它的數(shù)據(jù)集成?？刂泣c的選擇對于空間實體地理位置的確定具有至關(guān)重要的意義。土地信息系統(tǒng)LIS25關(guān)于控制點的選取關(guān)于控制點的選取控制點可以是經(jīng)緯線經(jīng)緯線網(wǎng)格的交點、公里網(wǎng)格公里網(wǎng)格的交點或者一些典型地物典型地物的坐標；控制點的數(shù)目數(shù)目取決于你打算使用哪一種數(shù)學(xué)方法來實現(xiàn)坐標轉(zhuǎn)換；但是，過多的控制點并不一定能夠保證高精度的配準。要盡可能使控制點均勻分布均勻分布于整個柵格圖像，而不是只在圖像的某個較小區(qū)域選擇控制點；通常,先在圖像的四

17、個角選擇4 4個控制點個控制點，然后在中間的位置有規(guī)律地選擇一些控制點能得到較好的效果。土地信息系統(tǒng)LIS26圖3-3 控制點的布設(shè)土地信息系統(tǒng)LIS27（5 5）選擇數(shù)字化方式）選擇數(shù)字化方式 通常，數(shù)字化儀采用兩種數(shù)字化方式，即點方式（Point Mode）和流方式（Stream Mode）。 點方式點方式：由數(shù)字化作業(yè)員自行選擇采樣點自行選擇采樣點和確定采樣密度確定采樣密度，逐點地對目標進行數(shù)字化的方法。 流方式流方式：作業(yè)員只需仔細保持使游標的十字絲沿待數(shù)字化的線段連續(xù)移動，而由計算機自動地按等時間間隔等時間間隔或等距間隔等距間隔來控制點位的數(shù)據(jù)錄入。 土地信息系統(tǒng)LIS28(a)(b

18、)圖3-4 距離流方式和時間流方式(a)距離流方式距離流方式是當前接收的點與上一點距離超過一定閾值，才記錄該點； (b)時間流方式時間流方式是按照一定時間間隔對接收的點進行采樣。土地信息系統(tǒng)LIS29l距離流方式與時間流方式的比較：距離流方式與時間流方式的比較： 距離流方式的特點距離流方式的特點是容易遺漏曲線拐點，從而使曲線失真；時間流方式的特點時間流方式的特點是當數(shù)字化曲線比較平滑時，可以加快鼠標移動的速度，使采樣點的數(shù)目相對減少；而當曲線比較彎曲時，鼠標移動較慢，采樣點的數(shù)目就多。l流方式與點方式的比較：流方式與點方式的比較： 流方式錄入能夠加快數(shù)字化的速度，但其采集的點的數(shù)量往往要多于點

19、方式，造成數(shù)據(jù)量過大。 因此，在數(shù)字化過程中，需要根據(jù)不同的對象選擇不同的數(shù)字化方式。 土地信息系統(tǒng)LIS30（6）曲線離散化曲線離散化（對點方式數(shù)字化而言）（對點方式數(shù)字化而言） 在數(shù)字化過程中，需要對曲線進行采樣簡化，即在曲線上取有限個點，將其變?yōu)檎劬€，并且能夠在一定程度上保持原有的形狀。下面介紹Douglas-Douglas-Peucker(Peucker(道格拉斯道格拉斯- -派克爾派克爾) )算法：在曲線首尾兩點A、B之間連接一條直線段AB，該直線稱為曲線的弦；找到曲線上離該直線段距離最大的點C，并計算其與AB的距離d；比較該距離與預(yù)先給定閾值的大小，如果小于，則將該直線段作為曲線的

20、近似，該段曲線處理完畢；如果距離大于閾值，則用C將曲線分為兩段AC和BC，并分別對兩段曲線進行-步的處理；當所有曲線都處理完畢后，依次連接各個分割點形成的折線，即可以作為曲線的近似。土地信息系統(tǒng)LIS31(a)(b)(c)(d)(e)(f)ABCd圖3-5 曲線離散化算法 土地信息系統(tǒng)LIS32 掃描數(shù)字化掃描數(shù)字化l分類分類：柵格掃描柵格掃描數(shù)字化與矢量掃描矢量掃描數(shù)字化。l柵格掃描數(shù)字化柵格掃描數(shù)字化：將紙質(zhì)地圖掃描后得到的柵格圖像轉(zhuǎn)換成矢量地圖的過程。 柵格圖像轉(zhuǎn)換成矢量地圖有兩種方式兩種方式： 一是將顯示在屏幕上的柵格圖像作進一步手工矢手工矢量化量化。手工矢量化又可分為完全的手工跟蹤完

21、全的手工跟蹤和借助軟件的半自動跟蹤半自動跟蹤兩種； 二是由軟件自動轉(zhuǎn)換自動轉(zhuǎn)換成矢量地圖。（） l矢量掃描數(shù)字化矢量掃描數(shù)字化：是直接跟蹤被掃描圖上的線劃并產(chǎn)生矢量數(shù)據(jù)的掃描方式。土地信息系統(tǒng)LIS33 完全手工跟蹤方法完全手工跟蹤方法把掃描獲得的圖像作為底圖顯示出來，操作員用鼠標器在屏幕上進行操作，這和手扶跟蹤數(shù)字化輸入很相似。 圖3-6 完全手工跟蹤的地圖信息處理流程 掃描掃描轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換拼接子拼接子圖塊圖塊裁剪裁剪地圖地圖屏幕跟蹤屏幕跟蹤矢量化矢量化矢量圖合矢量圖合成、編輯成、編輯紙紙質(zhì)質(zhì)地地圖圖空間空間數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫地地圖圖配配準準 半自動的矢量化方法半自動的矢量化方法是由操作人員用鼠標器點

22、一下屏幕上需要矢量化的線條，軟件沿著柵格線條找到線的一個端點或在與其他線條相交處停下來，提示操作員，由操作員控制需要進一步矢量化的方向或下一點，計算機則自動地記錄下有關(guān)的關(guān)鍵點并連成線。 自動矢量化方法自動矢量化方法是由軟件自動完成指定區(qū)域內(nèi)的柵格數(shù)據(jù)的矢量化。自動矢量化之前，若柵格數(shù)據(jù)中有注記等其他不需要矢量化的部分，要先將其清除。 土地信息系統(tǒng)LIS34Coredraw軟件軟件(手工手工) 土地信息系統(tǒng)LIS35R2V軟件軟件(自動或半自動矢量化自動或半自動矢量化 ) 土地信息系統(tǒng)LIS36ArcMap軟件軟件(手工手工,也可用也可用ArcGIS中中ArcScan自動矢量化自動矢量化) 土

23、地信息系統(tǒng)LISu地圖數(shù)字化方式的比較地圖數(shù)字化方式的比較 手扶跟蹤數(shù)字化手扶跟蹤數(shù)字化采集的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)量小，數(shù)據(jù)處理的軟件也比較完備，但由于數(shù)字化的速度比較慢，工作量大，自動化程度低，數(shù)字化的精度與作業(yè)員的操作有很大關(guān)系，所以，目前很多單位在大批量數(shù)字化時，已不再采用它。 柵格掃描數(shù)字化柵格掃描數(shù)字化中完全手工跟蹤矢量化完全手工跟蹤矢量化和半自動跟蹤矢半自動跟蹤矢量化量化(要為二值圖)因其輸入速度快、不受人為因素的影響、操作簡單而越來越受到大家的歡迎，再加之計算機運算速度、存儲容量的提高和矢量化軟件的踴躍出現(xiàn)，使其已成為圖形數(shù)據(jù)輸入的主要方法。自動矢量化自動矢量化由于要求的數(shù)據(jù)很理想（底圖十分

24、清晰，且要為二值圖），并且還要清除柵格數(shù)據(jù)中不需要矢量化的部分(如注記)，且矢量化后的數(shù)據(jù)量大、矢量化后還需修改，使得其應(yīng)用受到一定限制。 矢量掃描數(shù)字化矢量掃描數(shù)字化速度極快，且不易產(chǎn)生錯漏，但儀器價格昂貴，使用并不普遍。37土地信息系統(tǒng)LIS383.3.3屬性數(shù)據(jù)的輸入及其與空間數(shù)據(jù)的連接屬性數(shù)據(jù)的輸入及其與空間數(shù)據(jù)的連接u土地信息中的屬性數(shù)據(jù)土地信息中的屬性數(shù)據(jù)主要是從社會經(jīng)濟的角度來描述地理實體及其相關(guān)特征的，主要包括三個方面： （1）描述地理實體的數(shù)量、質(zhì)量、權(quán)屬和利用狀況的數(shù)據(jù)； （2）描述有關(guān)地理實體的基本特征的數(shù)據(jù)； （3）描述地理實體與地理實體相互關(guān)系的數(shù)據(jù)。土地信息系統(tǒng)LI

25、S39u屬性數(shù)據(jù)如何輸入？屬性數(shù)據(jù)如何輸入？l 屬性數(shù)據(jù)輸入方式輸入方式有兩種： 與空間數(shù)據(jù)一起用鍵盤輸入，把屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)組織在數(shù)據(jù)文件的同一記錄中； 屬性數(shù)據(jù)文件與空間數(shù)據(jù)文件并存于文件系統(tǒng)中，即預(yù)先建立屬性表輸入屬性，或從其他統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫中導(dǎo)入屬性，然后根據(jù)關(guān)鍵字關(guān)鍵字與空間數(shù)據(jù)自動連接。u屬性數(shù)據(jù)如何與空間數(shù)據(jù)連接？屬性數(shù)據(jù)如何與空間數(shù)據(jù)連接？l 用特定的程序把屬性與已數(shù)字化的點、線、面空間實體通過具有惟一性的關(guān)鍵字關(guān)鍵字(標識符標識符)聯(lián)系起來。土地信息系統(tǒng)LIS40 土地信息系統(tǒng)LIS413.4 數(shù)據(jù)輸出與表達數(shù)據(jù)輸出與表達u數(shù)據(jù)輸出與表達：數(shù)據(jù)輸出與表達：是指借助一定的設(shè)備和介

26、質(zhì)，將土地信息分析或查詢檢索結(jié)果表示為某種用戶需要的可以理解的形式的過程；或者是將上述結(jié)果傳送到其它計算機系統(tǒng)的過程。u數(shù)據(jù)的輸出形式分為三種：數(shù)據(jù)的輸出形式分為三種：（1）硬拷貝）硬拷貝輸出是永久顯示，信息被打印在紙上、攝影膠片或類似材料上。地圖和表格通常用這種格式輸出。 （2）軟拷貝）軟拷貝是一種能在計算機屏幕上觀察的輸出方式。它用于操作員與計算機之間的交互操作和正式硬拷貝之前對數(shù)據(jù)的瀏覽。（3）電子輸出）電子輸出是由計算機兼容文件組成的輸出方法，通常用于計算機系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳遞、進一步分析或帶往遠地產(chǎn)生硬拷貝輸出之用。土地信息系統(tǒng)LIS42u輸出設(shè)備輸出設(shè)備：（1）屏幕顯示器）屏幕顯示器

27、具有代價低、速度快、得到的圖形、圖像色彩鮮艷，且可以動態(tài)刷新等特點；一般只是作為暫時性輸出，供人機交互操作時參考之用。在LIS運行中的人機交互操作量是很大的，屏幕顯示從數(shù)據(jù)輸入、編輯到空間操作等各個階段都要用到。（2）打印機）打印機兩種：行式打印機行式打印機具打印速度快、售價成本低的特點，但輸出圖形質(zhì)量粗糙、精度低；點陣打點陣打印機印機具有打印速度快、精度較高、成本較低的特點，但輸出幅面較小，大的輸出圖需進行拼接，因而限制了其應(yīng)用范圍，目前可在小型LIS系統(tǒng)中采用。（3）繪圖儀）繪圖儀兩種：筆式繪圖儀筆式繪圖儀是一種矢量輸出的設(shè)備，具有輸出精度高、表現(xiàn)精美、輸出圖幅大等優(yōu)點。但成本較高、軟件開

28、發(fā)較復(fù)雜、對用戶要求較高。噴墨噴墨繪圖儀繪圖儀是柵格顯示輸出設(shè)備的一種。價格比較昂貴，成本太高。土地信息系統(tǒng)LIS433.5.1空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的概念空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的概念u空間數(shù)據(jù)質(zhì)量空間數(shù)據(jù)質(zhì)量：是空間數(shù)據(jù)在表達空間位置、專題特征和時間信息這三個基本要素時，所能夠達到的準確性、一致性、完整性以及它們?nèi)咧g統(tǒng)一性的程度。u與數(shù)據(jù)質(zhì)量相關(guān)的幾個概念：與數(shù)據(jù)質(zhì)量相關(guān)的幾個概念： 誤差誤差(Error)：反映了數(shù)據(jù)與真實值或者大家公認的真值之間的差異，它是一種常用的數(shù)據(jù)準確性的表達方式；3.5 空間數(shù)據(jù)質(zhì)量空間數(shù)據(jù)質(zhì)量土地信息系統(tǒng)LIS44 數(shù)據(jù)的準確度數(shù)據(jù)的準確度(Accuracy)(Accuracy

29、)：被定義為結(jié)果、計算值或估計值與真實值或者大家公認的真值的接近程度。 數(shù)據(jù)的精密度數(shù)據(jù)的精密度(Resolution)(Resolution)：指數(shù)據(jù)表示的精密程度，即數(shù)據(jù)表示的有效位數(shù)；準確度準確度和精密度精密度常結(jié)合在一起稱為精度精度； 不確定性不確定性(Uncertainty)(Uncertainty)：是關(guān)于空間過程和特征不能被準確確定的程度，是自然界各種空間現(xiàn)象自身固有的屬性； 空間分辨率空間分辨率(Resolution)(Resolution)：是空間目標可辨識的最小尺寸； 比例尺比例尺(Scale)(Scale)：是地圖上兩個點間圖面距離和它所表現(xiàn)的真實世界的距離之間的一個比值

30、。土地信息系統(tǒng)LIS453.5.2空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評價空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評價數(shù)據(jù)情況說明（Source） 屬性精度（Attribute accuracy） 時間精度（Temporal accuracy） 數(shù)據(jù)完整性（Completeness） 表達形式的合理性（Rationality） 邏輯一致性（Logical consistency） 位置精度（Metric accuracy） u空間數(shù)據(jù)質(zhì)量標準空間數(shù)據(jù)質(zhì)量標準土地信息系統(tǒng)LIS46u空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的評價空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的評價 表現(xiàn)形式準確性 數(shù)據(jù)完整性 邏輯一致性 屬性精度 位置精度 世系(繼承性)專題專題特征特征 時間時間 特征特征 空間空間 特征特

31、征 數(shù)據(jù)描述數(shù)據(jù)描述數(shù)據(jù)標準數(shù)據(jù)標準土地信息系統(tǒng)LIS473.5.3空間數(shù)據(jù)的誤差來源及分析空間數(shù)據(jù)的誤差來源及分析u空間數(shù)據(jù)的誤差來源空間數(shù)據(jù)的誤差來源空間現(xiàn)象自身存在復(fù)雜性、不穩(wěn)定性和模糊性；空間數(shù)據(jù)源誤差及獲取過程中產(chǎn)生的誤差； 空間數(shù)據(jù)處理過程中產(chǎn)生的誤差；空間數(shù)據(jù)應(yīng)用中產(chǎn)生的誤差。土地信息系統(tǒng)LIS48空間數(shù)據(jù)源誤差及獲取過程中產(chǎn)生的誤差空間數(shù)據(jù)源誤差及獲取過程中產(chǎn)生的誤差地圖數(shù)據(jù)的誤差地圖數(shù)據(jù)的誤差測量數(shù)據(jù)的誤差測量數(shù)據(jù)的誤差遙感數(shù)據(jù)的誤差遙感數(shù)據(jù)的誤差土地信息系統(tǒng)LIS49地圖數(shù)據(jù)的誤差地圖數(shù)據(jù)的誤差地圖固有誤差地圖固有誤差控制點誤差、投影誤差材料變形誤差材料變形誤差溫度和濕度變

32、化圖形數(shù)字化誤差圖形數(shù)字化誤差手扶跟蹤數(shù)字化手扶跟蹤數(shù)字化： 1、數(shù)字化要素對象 2、數(shù)字化操作 3、數(shù)字化儀掃描數(shù)字化掃描數(shù)字化：原圖質(zhì)量、掃描精度、掃描分辨率、配準精度、校正精度等土地信息系統(tǒng)LIS50遙感數(shù)據(jù)的誤差遙感數(shù)據(jù)的誤差遙感儀器的觀測遙感儀器的觀測過程過程 空間分辨率、幾何畸變和輻射誤差（即灰度失真） 遙感圖像的處理遙感圖像的處理和解譯和解譯影像或圖像校正和匹配、遙感解譯判讀和分類土地信息系統(tǒng)LIS51測量數(shù)據(jù)的誤差測量數(shù)據(jù)的誤差系統(tǒng)系統(tǒng)誤差誤差受環(huán)境因素、儀器結(jié)構(gòu)與性能、操作人員的技能等影響。它不能通過重復(fù)觀測加以檢查或消除。操作操作誤差誤差操作人員在使用設(shè)備、讀數(shù)或記錄觀測值

33、時，因粗心或操作不當而產(chǎn)生的。通過重復(fù)觀測檢查并消除操作誤差。 偶然偶然誤差誤差一種隨機性誤差，由一些不可預(yù)料、不可控制的因素引入?？刹捎秒S機模型進行估計和處理。土地信息系統(tǒng)LIS52空間數(shù)據(jù)處理過程中的誤差空間數(shù)據(jù)處理過程中的誤差投影變換投影變換數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換 數(shù)據(jù)抽象數(shù)據(jù)抽象 建立拓撲關(guān)系建立拓撲關(guān)系 與主控數(shù)據(jù)層的匹配與主控數(shù)據(jù)層的匹配數(shù)據(jù)疊加操作和更新數(shù)據(jù)疊加操作和更新數(shù)據(jù)集成處理數(shù)據(jù)集成處理數(shù)據(jù)的可視化表達數(shù)據(jù)的可視化表達數(shù)據(jù)處理過程中誤差的傳遞和擴散數(shù)據(jù)處理過程中誤差的傳遞和擴散 （遠遠小于數(shù)據(jù)源的誤差）土地信息系統(tǒng)LIS53B.柵格表示形式C.矢量表示形式圖3-7 矢量

34、數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)的表示形式 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換 土地信息系統(tǒng)LIS54 數(shù)據(jù)抽象數(shù)據(jù)抽象u 在數(shù)據(jù)發(fā)生比例尺變換時，對數(shù)據(jù)進行的聚類、歸并、合并等操作；合并合并：在類型轉(zhuǎn)換之后將拓撲相鄰且屬于同一類型的多個對象合并成一個對象。 土地信息系統(tǒng)LIS55聚合聚合：將兩個或多個類型相同、不相鄰接但彼此間距離小于最小距離域值的多邊形聯(lián)合生成一個多邊形，或者或者將兩條類型相同、首尾相對但不相接，且兩點之間的距離小于最小距離域值的線對象，聚合生成一個新對象。 土地信息系統(tǒng)LIS56壓縮壓縮：在縮小比例尺狀態(tài)下，將不滿足最小尺寸條件的多邊形壓縮成點或線，或或?qū)⒕€壓縮成點。 土地信息系統(tǒng)LIS57融合融合

35、：指將不同類型的拓撲鄰接對象合并成新對象，其實質(zhì)是將不重要的地塊（比如面積較小）歸并到與其拓撲鄰接的某個鄰域多邊形中。 土地信息系統(tǒng)LIS58圖3-8 建立拓撲關(guān)系時結(jié)點匹配示意圖 建立拓撲關(guān)系建立拓撲關(guān)系 土地信息系統(tǒng)LIS59空間數(shù)據(jù)應(yīng)用中的誤差空間數(shù)據(jù)應(yīng)用中的誤差對數(shù)據(jù)的解釋過程對數(shù)據(jù)的解釋過程：不同用戶對它的內(nèi)容的解釋和理解可能不同。例如，對于土壤數(shù)據(jù)，城市開發(fā)部門、農(nóng)業(yè)部門、環(huán)境部門對某一級別土壤類型內(nèi)涵的理解和解釋會有很大的差異。缺少文檔缺少文檔：缺少對某一地區(qū)不同來源的空間數(shù)據(jù)的說明，如缺少投影類型、坐標系統(tǒng)、數(shù)據(jù)定義等描述信息。土地信息系統(tǒng)LIS60表3-2 數(shù)據(jù)的主要誤差來源

36、數(shù)據(jù)處數(shù)據(jù)處理過程理過程 誤差來源誤差來源數(shù)據(jù)搜集野外測量誤差：儀器誤差、記錄誤差遙感數(shù)據(jù)誤差：輻射和幾何糾正誤差、信息提取誤差地圖數(shù)據(jù)誤差：原始數(shù)據(jù)誤差、坐標轉(zhuǎn)換、制圖綜合及印刷數(shù)據(jù)輸入數(shù)字化誤差：儀器誤差、操作誤差不同系統(tǒng)格式轉(zhuǎn)換誤差：柵格-矢量轉(zhuǎn)換、三角網(wǎng)-等值線轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存儲數(shù)值精度不夠空間精度不夠：每個格網(wǎng)點太大、地圖最小制圖單元太大數(shù)據(jù)處理分類間隔不合理數(shù)據(jù)疊合引起的誤差傳播：插值誤差、多源數(shù)據(jù)綜合分析誤差 比例尺太小引起的誤差數(shù)據(jù)輸出輸出設(shè)備不精確引起的誤差輸出的媒介不穩(wěn)定造成的誤差數(shù)據(jù)使用對數(shù)據(jù)所包含信息的誤解對數(shù)據(jù)信息使用不當土地信息系統(tǒng)LIS61u常見空間數(shù)據(jù)的誤差分析常見空

37、間數(shù)據(jù)的誤差分析 歸納起來，空間數(shù)據(jù)的誤差主要有四大類，即幾何誤差、屬性誤差、時間誤差和邏輯誤差。 LIS特有屬性誤差、時間誤差和幾何誤差可能導(dǎo)致土地信息系統(tǒng)LIS62邏輯誤差邏輯誤差 由數(shù)據(jù)的邏輯關(guān)系錯誤所引起的誤差。數(shù)據(jù)的不完整性是通過上述四類誤差反映出來的。事實上檢查邏輯誤差，有助于發(fā)現(xiàn)不完整的數(shù)據(jù)和其他三類誤差。對數(shù)據(jù)進行質(zhì)量控制或質(zhì)量評價，一般先從數(shù)據(jù)的邏輯性檢查入手。 土地信息系統(tǒng)LIS63 圖3-9 各種邏輯誤差 土地信息系統(tǒng)LIS64幾何誤差幾何誤差 某點的點誤差即為測量位置（x，y）與其真實位置（x0，y0）的差異。點誤差可通過計算坐標誤差和距離的方法得到。坐標誤差定義為：

38、x=x-x0 y=y-y0 為了衡量整個數(shù)據(jù)采集區(qū)域或制圖區(qū)域內(nèi)的點誤差，一般抽樣測算（x，y）。抽樣點應(yīng)隨機分布于數(shù)據(jù)采集區(qū)內(nèi)，并具有代表性。這樣抽樣點越多，所測的誤差分布就越接近于點誤差的真實分布。點誤差點誤差土地信息系統(tǒng)LIS65線誤差線誤差 線在LIS中既可表示線性現(xiàn)象，又可以通過連成的多邊形表示面狀現(xiàn)象。線誤差分兩類：第一第一類類是線上的點在真實世界中是可以找到的，這類線性特征的誤差主要產(chǎn)生于測量和對數(shù)據(jù)的后處理；第二類第二類是現(xiàn)實世界中找不到的，如氣候區(qū)劃線、等高線和土壤類型界限等，這類線性特征的線誤差是在確定線的界線時產(chǎn)生的。土地信息系統(tǒng)LIS663.5.4空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制空間數(shù)

39、據(jù)質(zhì)量控制u空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的方法空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的方法 傳統(tǒng)的手工方法傳統(tǒng)的手工方法 主要是將數(shù)字化數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)源進行比較，圖形部分的檢查包括目視方法、繪制到透明圖上與原圖疊加比較，屬性部分的檢查采用與原屬性逐個對比；（）元數(shù)據(jù)方法元數(shù)據(jù)方法 元數(shù)據(jù)中包涵了大量的有關(guān)數(shù)據(jù)質(zhì)量的信息，通過跟蹤元數(shù)據(jù)可以了解數(shù)據(jù)質(zhì)量的狀況和變化；地理相關(guān)法地理相關(guān)法 用空間數(shù)據(jù)的地理特征要素自身的相關(guān)性來分析數(shù)據(jù)的質(zhì)量。 （） 土地信息系統(tǒng)LIS67幾何數(shù)據(jù)錯誤幾何數(shù)據(jù)錯誤 (a)為區(qū)域標識點遺漏 (b)為線段過長 土地信息系統(tǒng)LIS68土地信息系統(tǒng)LIS69u空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)過程中的質(zhì)量