第三章

數(shù)據(jù)的輸入與輸出技術(shù)第一節(jié)

數(shù)據(jù)第二節(jié)

數(shù)據(jù)源第三節(jié)

數(shù)據(jù)輸入第四節(jié)

數(shù)據(jù)輸出與表達(dá)第五節(jié)

空間數(shù)據(jù)質(zhì)量第六節(jié)

空間數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)1第三章數(shù)據(jù)的輸入與輸出技術(shù)第一節(jié)數(shù)據(jù)1第一節(jié)

數(shù)

據(jù)一、數(shù)據(jù)涵義二、土地?cái)?shù)據(jù)的基本特征三、空間數(shù)據(jù)的測(cè)量尺度2第一節(jié)數(shù)據(jù)一、數(shù)據(jù)涵義2一、數(shù)據(jù)涵義數(shù)據(jù)的形式：文本、圖像、聲音等數(shù)據(jù)處理：

編碼、分類、增強(qiáng)等；以便獲得數(shù)據(jù)中的信息。3一、數(shù)據(jù)涵義數(shù)據(jù)的形式：文本、圖像、聲音等3二、土地?cái)?shù)據(jù)的基本特征土地?cái)?shù)據(jù)一般具有三個(gè)基本特征:①空間特征:

地理位置;地物形狀；拓?fù)潢P(guān)系②專題特征：地理實(shí)體所具有的性質(zhì)：權(quán)屬、面積、降雨量等

③時(shí)間特征：

指土地?cái)?shù)據(jù)隨時(shí)間的變化。4二、土地?cái)?shù)據(jù)的基本特征土地?cái)?shù)據(jù)一般具有三個(gè)基本特征:4三、空間數(shù)據(jù)的測(cè)量尺度為了描述地理世界,對(duì)任何事物都要鑒別、分類和命名,這些過程稱為量測(cè)。測(cè)量：就是根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)特定現(xiàn)象賦值。測(cè)量的尺度大致可以分成四個(gè)層次,命名或類型、次序、間隔以及比率。5三、空間數(shù)據(jù)的測(cè)量尺度為了描述地理世界,對(duì)任何事物都要鑒別命名量命名量屬定性而非定量,是不能進(jìn)行任何算術(shù)運(yùn)算的符號(hào)或數(shù),如一個(gè)城市的名字。對(duì)命名數(shù)據(jù)的邏輯運(yùn)算只有“等于”或“不等于”兩種形式2.次序量次序量是線性坐標(biāo)上不按值的大小,而是按順序排列的數(shù),例如,事故發(fā)生危險(xiǎn)程度的級(jí)別由大到小被標(biāo)為1,2,3,……,級(jí)別的序號(hào)越低,其危險(xiǎn)性越大,但危險(xiǎn)性到底有多大并未給予定量的表達(dá)。對(duì)次序數(shù)據(jù)的邏輯運(yùn)算除了“等于”與“不等于”之外,還可以比較它們的大小,即“大于”或“小于”。6命名量63.間隔量間隔量是不參照某個(gè)固定點(diǎn),而是按間隔表示相對(duì)位置的數(shù)。按間隔量測(cè)的值相互之間可以比較大小,并且它們之間的差值大小是有意義的。間隔數(shù)據(jù)可用于加、減、乘、除等運(yùn)算,而且可以求算術(shù)平均。4.比率量指那些有真零值而且測(cè)量單位的間隔是相等的數(shù)據(jù),比例測(cè)量尺度與使用的測(cè)量單位無關(guān)73.間隔量7特點(diǎn)比較間隔測(cè)量尺度與比例測(cè)量尺度相似,但是間隔尺度的測(cè)量值無真的零值。比例數(shù)據(jù)或間隔數(shù)據(jù)可以比較容易地被轉(zhuǎn)變成次序或命名數(shù)據(jù)。而命名數(shù)據(jù)則很難被轉(zhuǎn)化成次序、間隔數(shù)據(jù)或比例數(shù)據(jù)。盡管命名數(shù)據(jù)或次序數(shù)據(jù)便于使用,易于理解,但有時(shí)不夠精確,不能用于較高級(jí)的算術(shù)運(yùn)算。而比例數(shù)據(jù)或間隔數(shù)據(jù)比較精確,便于計(jì)算機(jī)處理,在LIS應(yīng)用中,上述幾種測(cè)量尺度的數(shù)據(jù)均需用到。8特點(diǎn)比較間隔測(cè)量尺度與比例測(cè)量尺度相似,但是間隔尺度的測(cè)量第二節(jié)

數(shù)據(jù)源從數(shù)據(jù)源中獲取數(shù)據(jù)是建立數(shù)據(jù)庫(kù)的最初工作,非數(shù)字信息必須轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式才能被計(jì)算機(jī)接受。土地信息系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)的途徑主要:地圖數(shù)據(jù)遙感數(shù)據(jù)全球定位系統(tǒng)其他9第二節(jié)數(shù)據(jù)源從數(shù)據(jù)源中獲取數(shù)據(jù)是建立數(shù)據(jù)庫(kù)的最初工作,一、地圖數(shù)據(jù)地圖是GIS的主要數(shù)據(jù)源，因?yàn)榈貓D包含著豐富的內(nèi)容，不僅含有實(shí)體的類別和屬性，而且含有實(shí)體間的空間關(guān)系。地圖按內(nèi)容可分為普通地圖和專題地圖兩大基本類型。10一、地圖數(shù)據(jù)地圖是GIS的主要數(shù)據(jù)源，因?yàn)榈貓D包含著豐富的內(nèi)（一）普通地圖普通地圖:以同等詳細(xì)程度表示各種自然和社會(huì)現(xiàn)象，它又可按內(nèi)容的概括程度進(jìn)一步劃分為地形圖和地理圖。地形圖主要是指按國(guó)家制訂的統(tǒng)一規(guī)范細(xì)則編制的國(guó)家基本比例尺地形圖，內(nèi)容較詳細(xì)。在地形圖上，地形用等高線表示，能表示地面的實(shí)際高度和起伏特征。其他要素用規(guī)定的圖式符號(hào)表示。地形圖有嚴(yán)密的大地控制基礎(chǔ)，采用統(tǒng)一投影和統(tǒng)一分幅編號(hào)，根據(jù)國(guó)家頒布的測(cè)繪規(guī)范和圖式測(cè)制。能滿足用圖者對(duì)了解地形起伏方面的要求。它可有多種比例尺，我國(guó)把1:100萬，1:50萬，1:25萬，1:10萬，1:5萬，1:2.5萬和1:1萬等7種比例尺的地形圖規(guī)定為國(guó)家基本比例尺地形圖。2.地理圖地理圖的內(nèi)容概括程度較高，比例尺一般較小，具有一覽圖的性質(zhì)。在GIS中用得不多。11（一）普通地圖普通地圖:以同等詳細(xì)程度表示各種自然和社會(huì)現(xiàn)象1212（二）專題地圖專題地圖:突出表示某一種或幾種主題要素或現(xiàn)象的地圖。與于普通地圖的區(qū)別：專題地圖擁有固定的用圖對(duì)象，側(cè)重某一方面，以內(nèi)容適應(yīng)于專題要求為其特色。專題地圖分類：自然地圖和社會(huì)經(jīng)濟(jì)地圖自然地圖有植被圖、土壤圖、氣候圖、水文圖、水系圖、地質(zhì)圖和地貌圖等。社會(huì)經(jīng)濟(jì)地圖，有政區(qū)圖、人口圖、經(jīng)濟(jì)圖和道路交通圖等。從遙感數(shù)據(jù)得來的數(shù)字高程模型和數(shù)字正射影像圖也可列入專題地圖。13（二）專題地圖專題地圖:突出表示某一種或幾種主題要素或現(xiàn)象的二、遙感數(shù)據(jù)遙感（remotesensing）就是遙遠(yuǎn)感知事物的意思，也就是不直接接觸目標(biāo)物和現(xiàn)象，在距離地物幾公里到幾百公里、甚至上干公里的飛機(jī)、飛船、衛(wèi)星上，使用光學(xué)或電子光學(xué)儀器（稱為遙感器）接受地面物體反射或發(fā)射的電磁波信號(hào)，并以圖像膠片或數(shù)據(jù)磁帶形式記錄下來，傳送到地面，經(jīng)過信息處理、判讀分析和野外實(shí)地驗(yàn)證，最終服務(wù)于用戶14二、遙感數(shù)據(jù)遙感（remotesensing）就是遙遠(yuǎn)感知(一)遙感的特點(diǎn)1.探測(cè)范圍大航攝飛機(jī)的飛行高度可達(dá)10km左右,陸地衛(wèi)星的軌道高度達(dá)到910km左右,由于飛得高,觀測(cè)的面積就廣闊。例如每張陸地衛(wèi)星圖像覆蓋的地面范圍達(dá)到3萬多km2,大約相當(dāng)于我國(guó)海南島的面積,我國(guó)只要600多張的陸地衛(wèi)星圖像就可以全部覆蓋。2.高分辨率航空像片的空間分辨率可高達(dá)厘米級(jí)甚至毫米級(jí)。商用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的空間分辨率也將達(dá)到80cm左右,而數(shù)字航空攝影或利用其他航空傳感器也可以達(dá)到10--3Ocm的空間分辨率。15(一)遙感的特點(diǎn)153.獲取資料的速度快、周期短以往進(jìn)行實(shí)地測(cè)繪地圖,要幾年、十幾年甚至幾十年才能重復(fù)一次。應(yīng)用航空攝影測(cè)量方法以后,也要數(shù)年才能重復(fù)測(cè)量一次,而衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn),能迅速獲得所經(jīng)地區(qū)的各種自然現(xiàn)象的最新資料。4.受地面條件限制少對(duì)于自然條件惡劣、地面工作難以開展的地區(qū),如高山、冰川、沙漠、沼澤等,或因國(guó)界限制不易到達(dá)的地區(qū),用遙感,特別是航天遙感方法,則比較容易獲取資料。163.獲取資料的速度快、周期短以往進(jìn)行實(shí)地測(cè)繪地圖,要幾年5.信息量大遙感技術(shù)可以根據(jù)不同的目的和任務(wù),選用不同的波段和不同的遙感儀器,取得所需的信息?，F(xiàn)代的遙感技術(shù)不僅能利用可見光波段探測(cè)物體,而且能利用人眼看不見的紫外線、紅外線和微波波段進(jìn)行探測(cè)。不僅能探測(cè)地表的性質(zhì),而且可以探測(cè)到目標(biāo)物的一定深度。某些波段具有對(duì)云、霧、冰、植被和沙土等的穿透性,可深化對(duì)被測(cè)目標(biāo)的認(rèn)識(shí)。遙感數(shù)據(jù)是GIS的重要數(shù)據(jù)源。遙感技術(shù)是GIS數(shù)據(jù)更新的重要手段。175.信息量大遙感技術(shù)可以根據(jù)不同的目的和任務(wù),選用不1818三、全球定位系統(tǒng)GPS（一）GPS全球定位系統(tǒng)GPS是縮寫詞NAVSTAR／GPS的簡(jiǎn)稱，其全部意義為：導(dǎo)航衛(wèi)星測(cè)時(shí)和測(cè)距全球定位系統(tǒng)，即NavigationSatelliteTimingandRanging／GlobalPositioningSystem。一般全球定位系統(tǒng)都由衛(wèi)星、控制系統(tǒng)和用戶設(shè)備三部分組成19三、全球定位系統(tǒng)GPS（一）GPS19（二）GPS的組成。

1、衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)由24顆衛(wèi)星組成，分布在地球上空20183km高度的6個(gè)軌道上，每個(gè)軌道面上有4顆星，衛(wèi)星運(yùn)行周期為11h58min，這樣可確保在地球任意地方，至少同時(shí)可觀察到5顆衛(wèi)星，其中至少有4顆在地平線7.5°以上，但同時(shí)同地可供觀察的衛(wèi)星不會(huì)超過11顆?，F(xiàn)代測(cè)距多使用無線電信號(hào)測(cè)量所測(cè)距離上的傳播延遲(傳播時(shí)間)來推算距離,GPS系統(tǒng)也是如此。因此時(shí)間基準(zhǔn)對(duì)于準(zhǔn)確定位十分重要。如在1981年10月發(fā)射的衛(wèi)星上,裝的是氫原子鐘,其日穩(wěn)定度達(dá)到10-14/日,目前利用無線電技術(shù)最容易實(shí)現(xiàn)的還是對(duì)時(shí)間的精密測(cè)量,時(shí)間基準(zhǔn)也是目前世界上所有物理量測(cè)量基準(zhǔn)中精確度最高的各衛(wèi)星的原子鐘互相同步,并與地面站組的原子鐘同步,建立起GPS系統(tǒng)的精密時(shí)系,稱為GPS時(shí)。向地面發(fā)送的星歷就是以GPS鐘基準(zhǔn)順序發(fā)射的。衛(wèi)星上的導(dǎo)航發(fā)射機(jī)向用戶播發(fā)的信號(hào),采用雙頻方式,頻率為1575.42MHZ和1227.60MHZ。發(fā)射雙頻是為了校正電離層產(chǎn)生的附加延時(shí)。20（二）GPS的組成。

1、衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)由24顆衛(wèi)星組成，2.控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)由設(shè)在印度洋的DiegoGarcia、大西洋的Ascencion太平洋的Kwa-jalein和夏威夷以及美國(guó)本土的ColoradoSprings5個(gè)監(jiān)測(cè)站組成。ColoradoSprings站為監(jiān)測(cè)總站。衛(wèi)星監(jiān)測(cè)站的功能是監(jiān)測(cè)衛(wèi)星運(yùn)行狀況,確定其軌道和星上原子鐘的工作狀態(tài),傳送需要傳播的信息到各衛(wèi)星上。212.控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)由設(shè)在印度洋的DiegoGarci3.用戶設(shè)備GPS用戶使用適當(dāng)?shù)慕邮諜C(jī)下載衛(wèi)星信號(hào)碼及載波相位并提取傳播的消息。將下載接收到的衛(wèi)星信息碼與接收機(jī)產(chǎn)生的復(fù)制碼匹配比較,便可確定接收機(jī)至衛(wèi)星的距離。如果計(jì)算出4顆或更多衛(wèi)星到接收機(jī)的距離,再與衛(wèi)星位置相結(jié)合,便可確定GPS接收機(jī)天線所在的三維地心坐標(biāo)(以WGS84為標(biāo)準(zhǔn)的橢球面坐標(biāo))。223.用戶設(shè)備GPS用戶使用適當(dāng)?shù)慕邮諜C(jī)下載衛(wèi)星信號(hào)碼及載波（三）GPS工作原理

1.GPS定位的基本原理

GPS定位的基本原理是利用測(cè)距交會(huì)確定點(diǎn)位。如圖3-1所示,一顆衛(wèi)星信號(hào)傳播到接收機(jī)的時(shí)間只能決定該衛(wèi)星到接收機(jī)的距離,但并不能確定接收機(jī)相對(duì)于衛(wèi)星的方向,在三維空間中,GPS接收機(jī)的可能位置構(gòu)成一個(gè)球面;當(dāng)測(cè)到兩顆衛(wèi)星的距離時(shí),接收機(jī)的可能位置被確定于兩個(gè)球面相交構(gòu)成的圓上;當(dāng)?shù)玫降谌w衛(wèi)星的距離后,球面與圓相交得到兩個(gè)可能的點(diǎn);第四顆衛(wèi)星用于確定接收機(jī)的準(zhǔn)確位置。因此,如果接收機(jī)能得到4顆GPS衛(wèi)星的信號(hào),就可以進(jìn)行定位(圖3-1);當(dāng)接收到信號(hào)的衛(wèi)星數(shù)目多于4個(gè)時(shí),可以優(yōu)選4顆衛(wèi)星計(jì)算位置。23（三）GPS工作原理1.GPS定位的基本原理G2.GPS誤差和糾正：造成GPS定位誤差的因素有很多,如由于衛(wèi)星軌道變化、衛(wèi)星電子鐘不準(zhǔn)確或定位信號(hào)穿越電離層和地表對(duì)流層時(shí)速度的變化等引起的誤差,但是GPS定位中最大的誤差還是美國(guó)軍方為了安全而人為降低信號(hào)質(zhì)量造成的。其誤差可以達(dá)到100米。誤差糾正：采用兩個(gè)或更多GPS進(jìn)行差分進(jìn)行誤差糾正242.GPS誤差和糾正：造成GPS定位誤差的因素有很多,如由（四）GPS的應(yīng)用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)作為一種新型的定位數(shù)據(jù)的采集和更新手段。具有高精度、高效益、全天候、低成本、高靈活性、實(shí)時(shí)性等特有的優(yōu)勢(shì)，因而在GIS中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。在LIS中的應(yīng)用：直接用GPS技術(shù)對(duì)LIS的空間數(shù)據(jù)作實(shí)時(shí)更新和采集；把GPS接收機(jī)的實(shí)時(shí)差分定位技術(shù)與LIS的電子地圖相結(jié)合，組合成各種電子導(dǎo)航系統(tǒng)。GPS還可以為L(zhǎng)IS中空間數(shù)據(jù)的采集提供輔助的定位數(shù)據(jù)，可大大提高成果數(shù)據(jù)的精度和應(yīng)用范圍，例如在航空攝影測(cè)量和遙感中心用GPS技術(shù)。25（四）GPS的應(yīng)用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)作為一種新型的定四、其他文本資料文本資料是指各行業(yè)、各部門的有關(guān)法律文檔、行業(yè)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、條文條例等，如邊界條約等，這些也屬于GIS的數(shù)據(jù)。統(tǒng)計(jì)資料國(guó)家和軍隊(duì)的許多部門和機(jī)構(gòu)都擁有不同領(lǐng)域(如人口、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、地志等)的大量統(tǒng)計(jì)資料，這些都是GIS的數(shù)據(jù)源，尤其是GIS屬性數(shù)據(jù)的重要來源。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)野外試驗(yàn)、實(shí)地測(cè)量等獲取的數(shù)據(jù)可以通過轉(zhuǎn)換直接進(jìn)入GIS的地理數(shù)據(jù)庫(kù)，以便于進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和進(jìn)一步應(yīng)用。26四、其他文本資料文本資料是指各行業(yè)、各部門的有關(guān)法律文檔4多媒體數(shù)據(jù)多媒體數(shù)據(jù)(包括聲音、錄像等)通?？赏ㄟ^通訊口傳人GIS的地理數(shù)據(jù)庫(kù)中。目前其主要功能是輔助GIS的分析和查詢。5已有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)GIS還可以從其他已建成的信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。由于規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的推廣，不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享和可交換性越來越強(qiáng)，這樣就拓展了數(shù)據(jù)的可用性，增加了數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值。274多媒體數(shù)據(jù)多媒體數(shù)據(jù)(包括聲音、錄像等)通常可通過第三節(jié)

數(shù)

據(jù)

輸

入數(shù)據(jù)輸入:對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要編碼和輸入數(shù)據(jù)庫(kù)的操作過程.建立土地信息系統(tǒng)最重要最復(fù)雜的核心任務(wù)是建立土地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)28第三節(jié)數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入:對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要編碼和輸入數(shù)數(shù)據(jù)輸入工作內(nèi)容:統(tǒng)一的地理基礎(chǔ);空間數(shù)據(jù);屬性數(shù)據(jù)一、地理基礎(chǔ)二、空間數(shù)據(jù)輸入三、屬性數(shù)據(jù)輸入及其與空間數(shù)據(jù)的連接四、數(shù)據(jù)編輯29數(shù)據(jù)輸入工作內(nèi)容:29一、地理基礎(chǔ)地理基礎(chǔ):地圖投影\坐標(biāo)系\編碼土地信息系統(tǒng)中的投影系統(tǒng)配置中有以下一般性特征:(1)各個(gè)國(guó)家的土地信息系統(tǒng)采用的投影系統(tǒng)與該國(guó)的基本地圖系列所用投影系統(tǒng)一致;(2)各地區(qū)的土地信息系統(tǒng)中的投影系統(tǒng)與其所在區(qū)域適用的投影系統(tǒng)一致。30一、地理基礎(chǔ)地理基礎(chǔ):地圖投影\坐標(biāo)系\編碼30一般土地信息系統(tǒng)中地圖投影配置的選擇原則為:(1)投影系統(tǒng)應(yīng)與相應(yīng)比例尺的國(guó)家基本圖投影系統(tǒng)一致。(2)一般只考慮至多采用兩種投影系統(tǒng),一種服務(wù)于大比例尺的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),另一種服務(wù)于中小比例尺的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。31一般土地信息系統(tǒng)中地圖投影配置的選擇原則為:31二、空間數(shù)據(jù)輸入測(cè)量數(shù)字化儀掃描矢量化32二、空間數(shù)據(jù)輸入測(cè)量3220世紀(jì)70年代初,美國(guó)勝馬公司(SUNMA)推出數(shù)字化儀系列產(chǎn)品規(guī)格：A0、A1、A3聯(lián)機(jī)COM-DIG工作過程：①固定地圖②輸入控制點(diǎn)（用游標(biāo)）至少四個(gè)，選取原則：明顯地物、實(shí)地坐標(biāo)、均勻③開始數(shù)字化圖$4—1數(shù)據(jù)輸入功能數(shù)字化儀

3320世紀(jì)70年代初,美國(guó)勝馬公司(SUNMA)推出數(shù)字化儀系3434工作方式：（1）流方式：作業(yè)員連續(xù)移動(dòng)游標(biāo)，計(jì)算機(jī)等時(shí)間或等到距離控制點(diǎn)位的數(shù)據(jù)錄入優(yōu)點(diǎn)：作業(yè)員只需考慮線跡跟蹤而不必考慮點(diǎn)位選擇和錄入，易于操作，速度快、效率高缺點(diǎn)：等時(shí)錄入，采樣點(diǎn)疏密與游標(biāo)移動(dòng)速度有關(guān)等距錄入，曲率大小下樣點(diǎn)數(shù)多少無關(guān)$4—1數(shù)據(jù)輸入功能35工作方式：$4—1數(shù)據(jù)輸入功能35（2）、點(diǎn)方式：作業(yè)員控制樣點(diǎn)密度優(yōu)點(diǎn)：作業(yè)員根據(jù)曲線形狀控制點(diǎn)密度缺點(diǎn)：慢、效率低*一般采用兩種方式混用$4—1數(shù)據(jù)輸入功能36（2）、點(diǎn)方式：作業(yè)員控制樣點(diǎn)密度$4—1數(shù)據(jù)輸入功能36數(shù)字化數(shù)據(jù)精度投影的因素1、數(shù)字化儀分辨率2、圖件本身精度：如果圖件用0.4mm筆繪，采用0.02mm的數(shù)字化儀就沒必要3、操作員水平：a、線跡跟蹤誤差：十字線左右偏移造成的誤差b、概括綜合誤差：對(duì)某線段選點(diǎn)的位置和數(shù)量進(jìn)行選擇時(shí)的誤差c、經(jīng)驗(yàn)注意：數(shù)字化儀的實(shí)際分辯率比標(biāo)出的要低例：標(biāo)為0.025mm，實(shí)測(cè)為0.070.15mm37數(shù)字化數(shù)據(jù)精度投影的因素37掃描儀輸入用掃描儀將印刷圖件掃描成柵格圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)柵－矢轉(zhuǎn)換(或屏幕數(shù)字化)形成矢量格式地圖數(shù)據(jù)。屏幕數(shù)字化分全手工數(shù)字化和半自動(dòng)數(shù)字化兩種38掃描儀輸入用掃描儀將印刷圖件掃描成柵格圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)柵－矢轉(zhuǎn)換掃描矢量化過程掃描柵格文件矢量化矢量文件文件轉(zhuǎn)換GIS數(shù)據(jù)庫(kù)原始圖像預(yù)處理柵格編輯矢量編輯39掃描矢量化過程掃描柵格文件矢量化矢量文件文件轉(zhuǎn)換GIS原始圖掃描

矢量化平板式掃描儀原理示意圖滾筒式掃描儀原理示意圖40掃描

矢量化平板式掃描儀原理示意圖滾筒式掃描儀原理示意圖414142424343掃描數(shù)字化軟件基本功能1.地圖掃描輸入功能2.圖像格式轉(zhuǎn)換和圖像編輯功能:能接受不同格式的柵格數(shù)據(jù)，3.彩色地圖圖像數(shù)據(jù)的分版功能:能夠?qū)⑺鶔呙璧牟噬貓D圖像分成不同要素版的圖像數(shù)據(jù)，以便于跟蹤和識(shí)別。4.線狀要素的矢量化功能:能夠?qū)€狀要素進(jìn)行細(xì)化、斷線修復(fù)和跟蹤，即應(yīng)具有自動(dòng)提取線狀要素中心線的功能。由于目前的自動(dòng)化程度還不夠高，經(jīng)常需要進(jìn)行人機(jī)交互，諸如在多條線的交叉點(diǎn)、線劃粘連及斷開處等，需人機(jī)交互指明繼續(xù)追蹤的方向。5.點(diǎn)狀符號(hào)和注記的自動(dòng)識(shí)別功能:能對(duì)點(diǎn)狀符號(hào)和注記進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，

44掃描數(shù)字化軟件基本功能1.地圖掃描輸入功能446.

屬性編碼的自動(dòng)賦值:能對(duì)已數(shù)字化的要素自動(dòng)根據(jù)其符號(hào)特征賦以相應(yīng)的編碼(根據(jù)線性賦屬性)，這方面目前還需要較多的人機(jī)交互。7.圖幅信息錄入與管理功能8.要素編碼設(shè)置功能:為了能進(jìn)行屬性編碼的自動(dòng)賦值以及人機(jī)交互地進(jìn)行屬性編碼賦值（等值線賦值），都必須針對(duì)不同的要求進(jìn)行地圖要素的編碼設(shè)置。9.控制點(diǎn)輸入功能:為了進(jìn)行數(shù)字化后的數(shù)據(jù)糾正，必須具有控制點(diǎn)輸入功能。與地圖跟蹤數(shù)字化相比，地圖掃描數(shù)字化具有速度快、精度高、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，正在成為GIS中最主要的地圖數(shù)字化方式。456.屬性編碼的自動(dòng)賦值:能對(duì)已數(shù)字化的要素自動(dòng)根據(jù)其符號(hào)特三、屬性數(shù)據(jù)輸入及其與空間數(shù)據(jù)的連接屬性數(shù)據(jù)的錄入主要采用鍵盤輸入的方法，有時(shí)也可以借助于字符識(shí)別軟件。當(dāng)屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量較小時(shí)，可以在輸入幾何數(shù)據(jù)的同時(shí)，用鍵盤輸入；當(dāng)數(shù)據(jù)量較大時(shí)，一般與幾何數(shù)據(jù)分別輸入。并檢查無誤后轉(zhuǎn)入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。46三、屬性數(shù)據(jù)輸入及其與空間數(shù)據(jù)的連接屬性數(shù)據(jù)的錄入主要采用鍵空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的連接公共字段：關(guān)鍵字NOXY1025625.669.7….NO面積地類級(jí)別102568978215….幾何數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)47空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的連接公共字段：關(guān)鍵字NOXY102562四、數(shù)據(jù)編輯1.對(duì)空間數(shù)據(jù)(圖形數(shù)據(jù))的編輯(1)圖幅定向。數(shù)字化過程中一項(xiàng)重要內(nèi)容是對(duì)待數(shù)字化圖幅進(jìn)行圖幅定向工作,將圖幅坐標(biāo)歸化為地理坐標(biāo)。即圖形編輯系統(tǒng)應(yīng)具有自動(dòng)完成數(shù)字化儀坐標(biāo)→地圖坐標(biāo)→屏幕坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換功能(2)文件管理。圖形編輯中的文件管理是指對(duì)圖形文件的讀寫功能。通常,在這一功能菜單中應(yīng)包括:創(chuàng)建新文件、打開已有文件、添加文件、存貯文件與更改文件名、輸出圖形文件等基本項(xiàng)目。48四、數(shù)據(jù)編輯1.對(duì)空間數(shù)據(jù)(圖形數(shù)據(jù))的編輯48(3)圖形編輯可以進(jìn)行逐點(diǎn)或逐線段地增、刪、改操作,開窗、縮放、移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、裁剪、粘貼和拷貝等操作。對(duì)圖形進(jìn)行分層顯示;針對(duì)所開窗口的任一位置,輸出其地理坐標(biāo)或相對(duì)于某參考的坐標(biāo)值;具有對(duì)線段的特定處理功能,比如,修改或刪除某線段的一部分或全部、線段的連接與斷開、產(chǎn)生平行線、使曲線光滑以及鏡面反射等功能。49(3)圖形編輯可以進(jìn)行逐點(diǎn)或逐線段地增、刪、改操作,49(4)生成拓?fù)潢P(guān)系能夠自動(dòng)使矢量數(shù)據(jù)生成拓?fù)潢P(guān)系。建立拓?fù)潢P(guān)系:根據(jù)相應(yīng)的結(jié)點(diǎn)和弧段經(jīng)過編碼由計(jì)算機(jī)自動(dòng)組織成線狀或面狀地物。50(4)生成拓?fù)潢P(guān)系能夠自動(dòng)使矢量數(shù)據(jù)生成拓?fù)潢P(guān)系。50(5)圖形修飾與幾何計(jì)算系統(tǒng)應(yīng)具備線型設(shè)置、顏色設(shè)置、注記設(shè)置和符號(hào)選擇、創(chuàng)建、修改等功能,幾何計(jì)算：長(zhǎng)度；面積51(5)圖形修飾與幾何計(jì)算系統(tǒng)應(yīng)具備線型設(shè)置、顏色設(shè)置、注記(6)圖幅拼接在數(shù)字化過程中,由于人為的或(和)儀器的誤差影響致使兩個(gè)相鄰圖幅的數(shù)據(jù)庫(kù)在接合處產(chǎn)生不一致,即所謂“裂隙”?！皫缀瘟严丁笔侵笖?shù)據(jù)庫(kù)中的邊界數(shù)據(jù)所分開的一個(gè)實(shí)體的兩部分不能精確地彼此銜接。“邏輯裂隙”則是指某個(gè)實(shí)體在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)有性質(zhì)A,而在另一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中卻具有性質(zhì)B;或者同一實(shí)體在兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中具有不同的附加信息因此,在圖形編輯系統(tǒng)中應(yīng)定義相鄰圖幅的接邊范圍,開窗檢索接邊范圍內(nèi)的圖形及屬性信息,將跨接圖幅和目標(biāo)根據(jù)接邊方向橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)進(jìn)行排序,對(duì)邏輯相同的實(shí)體在幾何上自然連接,以消除接邊誤差。對(duì)于存在的邏輯上不一致的實(shí)體,則應(yīng)先用交互編輯方法達(dá)到邏輯上的一致性。52(6)圖幅拼接在數(shù)字化過程中,由于人為的或(和)儀器的誤(7)數(shù)據(jù)更新為保證數(shù)據(jù)庫(kù)的現(xiàn)勢(shì)性必須進(jìn)行數(shù)據(jù)更新,以防止數(shù)據(jù)的老化和不完整。這要求在對(duì)數(shù)據(jù)編輯時(shí),能確定出數(shù)據(jù)庫(kù)中哪些是發(fā)生變化的數(shù)據(jù)及變化的程度。

53(7)數(shù)據(jù)更新為保證數(shù)據(jù)庫(kù)的現(xiàn)勢(shì)性必須進(jìn)行數(shù)據(jù)更新,以軟件用戶界面3點(diǎn)要求

為了使上述基本功能充分發(fā)揮出性能,系統(tǒng)還要求設(shè)計(jì)一個(gè)用戶友好的界面。(1)圖形編輯過程應(yīng)采用下拉彈出式菜單驅(qū)動(dòng)方式。為充分利用有限的屏幕空間,菜單的彈出和取消應(yīng)不破壞原有畫面。(2)界面應(yīng)能向用戶提供實(shí)時(shí)在線幫助功能。使用戶可以隨時(shí)通過幫助功能得到更詳細(xì)的操作說明,以幫助用戶理解和處理各種可能出現(xiàn)的問題。(3)界面應(yīng)能對(duì)用戶的任何操作(包括錯(cuò)誤的操作)從顯示屏幕上都能做出相應(yīng)的響應(yīng),應(yīng)該對(duì)用戶執(zhí)行任何操作都有簡(jiǎn)單明確的提示說明,并且還有允許用戶反悔的undo功能。54軟件用戶界面3點(diǎn)要求

為了使上述基本功能充分發(fā)揮出性能,2.屬性數(shù)據(jù)的編輯圖形和屬性數(shù)據(jù)分別管理模式：可以提高操作效率和數(shù)據(jù)管理的靈活性。屬性數(shù)據(jù)較為規(guī)范,適應(yīng)于用表格形式表示,所以許多LIS都采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)屬性數(shù)據(jù)。為建立屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)的聯(lián)系,需要LIS中,設(shè)計(jì)屬性數(shù)據(jù)的編輯功能,將實(shí)體的屬性數(shù)據(jù)與相應(yīng)的空間數(shù)據(jù)(如點(diǎn)、線、面)進(jìn)行連接。552.屬性數(shù)據(jù)的編輯圖形和屬性數(shù)據(jù)分別管理模式：可以提高操作第四節(jié)

數(shù)據(jù)輸出與表達(dá)

顯示器打印機(jī)繪圖儀（筆式，噴墨）56第四節(jié)數(shù)據(jù)輸出與表達(dá)

顯示器56第三章

數(shù)據(jù)的輸入與輸出技術(shù)第一節(jié)

數(shù)據(jù)第二節(jié)

數(shù)據(jù)源第三節(jié)

數(shù)據(jù)輸入第四節(jié)

數(shù)據(jù)輸出與表達(dá)第五節(jié)

空間數(shù)據(jù)質(zhì)量第六節(jié)

空間數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)57第三章數(shù)據(jù)的輸入與輸出技術(shù)第一節(jié)數(shù)據(jù)1第一節(jié)

數(shù)

據(jù)一、數(shù)據(jù)涵義二、土地?cái)?shù)據(jù)的基本特征三、空間數(shù)據(jù)的測(cè)量尺度58第一節(jié)數(shù)據(jù)一、數(shù)據(jù)涵義2一、數(shù)據(jù)涵義數(shù)據(jù)的形式：文本、圖像、聲音等數(shù)據(jù)處理：

編碼、分類、增強(qiáng)等；以便獲得數(shù)據(jù)中的信息。59一、數(shù)據(jù)涵義數(shù)據(jù)的形式：文本、圖像、聲音等3二、土地?cái)?shù)據(jù)的基本特征土地?cái)?shù)據(jù)一般具有三個(gè)基本特征:①空間特征:

地理位置;地物形狀；拓?fù)潢P(guān)系②專題特征：地理實(shí)體所具有的性質(zhì)：權(quán)屬、面積、降雨量等

③時(shí)間特征：

指土地?cái)?shù)據(jù)隨時(shí)間的變化。60二、土地?cái)?shù)據(jù)的基本特征土地?cái)?shù)據(jù)一般具有三個(gè)基本特征:4三、空間數(shù)據(jù)的測(cè)量尺度為了描述地理世界,對(duì)任何事物都要鑒別、分類和命名,這些過程稱為量測(cè)。測(cè)量：就是根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)特定現(xiàn)象賦值。測(cè)量的尺度大致可以分成四個(gè)層次,命名或類型、次序、間隔以及比率。61三、空間數(shù)據(jù)的測(cè)量尺度為了描述地理世界,對(duì)任何事物都要鑒別命名量命名量屬定性而非定量,是不能進(jìn)行任何算術(shù)運(yùn)算的符號(hào)或數(shù),如一個(gè)城市的名字。對(duì)命名數(shù)據(jù)的邏輯運(yùn)算只有“等于”或“不等于”兩種形式2.次序量次序量是線性坐標(biāo)上不按值的大小,而是按順序排列的數(shù),例如,事故發(fā)生危險(xiǎn)程度的級(jí)別由大到小被標(biāo)為1,2,3,……,級(jí)別的序號(hào)越低,其危險(xiǎn)性越大,但危險(xiǎn)性到底有多大并未給予定量的表達(dá)。對(duì)次序數(shù)據(jù)的邏輯運(yùn)算除了“等于”與“不等于”之外,還可以比較它們的大小,即“大于”或“小于”。62命名量63.間隔量間隔量是不參照某個(gè)固定點(diǎn),而是按間隔表示相對(duì)位置的數(shù)。按間隔量測(cè)的值相互之間可以比較大小,并且它們之間的差值大小是有意義的。間隔數(shù)據(jù)可用于加、減、乘、除等運(yùn)算,而且可以求算術(shù)平均。4.比率量指那些有真零值而且測(cè)量單位的間隔是相等的數(shù)據(jù),比例測(cè)量尺度與使用的測(cè)量單位無關(guān)633.間隔量7特點(diǎn)比較間隔測(cè)量尺度與比例測(cè)量尺度相似,但是間隔尺度的測(cè)量值無真的零值。比例數(shù)據(jù)或間隔數(shù)據(jù)可以比較容易地被轉(zhuǎn)變成次序或命名數(shù)據(jù)。而命名數(shù)據(jù)則很難被轉(zhuǎn)化成次序、間隔數(shù)據(jù)或比例數(shù)據(jù)。盡管命名數(shù)據(jù)或次序數(shù)據(jù)便于使用,易于理解,但有時(shí)不夠精確,不能用于較高級(jí)的算術(shù)運(yùn)算。而比例數(shù)據(jù)或間隔數(shù)據(jù)比較精確,便于計(jì)算機(jī)處理,在LIS應(yīng)用中,上述幾種測(cè)量尺度的數(shù)據(jù)均需用到。64特點(diǎn)比較間隔測(cè)量尺度與比例測(cè)量尺度相似,但是間隔尺度的測(cè)量第二節(jié)

數(shù)據(jù)源從數(shù)據(jù)源中獲取數(shù)據(jù)是建立數(shù)據(jù)庫(kù)的最初工作,非數(shù)字信息必須轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式才能被計(jì)算機(jī)接受。土地信息系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)的途徑主要:地圖數(shù)據(jù)遙感數(shù)據(jù)全球定位系統(tǒng)其他65第二節(jié)數(shù)據(jù)源從數(shù)據(jù)源中獲取數(shù)據(jù)是建立數(shù)據(jù)庫(kù)的最初工作,一、地圖數(shù)據(jù)地圖是GIS的主要數(shù)據(jù)源，因?yàn)榈貓D包含著豐富的內(nèi)容，不僅含有實(shí)體的類別和屬性，而且含有實(shí)體間的空間關(guān)系。地圖按內(nèi)容可分為普通地圖和專題地圖兩大基本類型。66一、地圖數(shù)據(jù)地圖是GIS的主要數(shù)據(jù)源，因?yàn)榈貓D包含著豐富的內(nèi)（一）普通地圖普通地圖:以同等詳細(xì)程度表示各種自然和社會(huì)現(xiàn)象，它又可按內(nèi)容的概括程度進(jìn)一步劃分為地形圖和地理圖。地形圖主要是指按國(guó)家制訂的統(tǒng)一規(guī)范細(xì)則編制的國(guó)家基本比例尺地形圖，內(nèi)容較詳細(xì)。在地形圖上，地形用等高線表示，能表示地面的實(shí)際高度和起伏特征。其他要素用規(guī)定的圖式符號(hào)表示。地形圖有嚴(yán)密的大地控制基礎(chǔ)，采用統(tǒng)一投影和統(tǒng)一分幅編號(hào)，根據(jù)國(guó)家頒布的測(cè)繪規(guī)范和圖式測(cè)制。能滿足用圖者對(duì)了解地形起伏方面的要求。它可有多種比例尺，我國(guó)把1:100萬，1:50萬，1:25萬，1:10萬，1:5萬，1:2.5萬和1:1萬等7種比例尺的地形圖規(guī)定為國(guó)家基本比例尺地形圖。2.地理圖地理圖的內(nèi)容概括程度較高，比例尺一般較小，具有一覽圖的性質(zhì)。在GIS中用得不多。67（一）普通地圖普通地圖:以同等詳細(xì)程度表示各種自然和社會(huì)現(xiàn)象6812（二）專題地圖專題地圖:突出表示某一種或幾種主題要素或現(xiàn)象的地圖。與于普通地圖的區(qū)別：專題地圖擁有固定的用圖對(duì)象，側(cè)重某一方面，以內(nèi)容適應(yīng)于專題要求為其特色。專題地圖分類：自然地圖和社會(huì)經(jīng)濟(jì)地圖自然地圖有植被圖、土壤圖、氣候圖、水文圖、水系圖、地質(zhì)圖和地貌圖等。社會(huì)經(jīng)濟(jì)地圖，有政區(qū)圖、人口圖、經(jīng)濟(jì)圖和道路交通圖等。從遙感數(shù)據(jù)得來的數(shù)字高程模型和數(shù)字正射影像圖也可列入專題地圖。69（二）專題地圖專題地圖:突出表示某一種或幾種主題要素或現(xiàn)象的二、遙感數(shù)據(jù)遙感（remotesensing）就是遙遠(yuǎn)感知事物的意思，也就是不直接接觸目標(biāo)物和現(xiàn)象，在距離地物幾公里到幾百公里、甚至上干公里的飛機(jī)、飛船、衛(wèi)星上，使用光學(xué)或電子光學(xué)儀器（稱為遙感器）接受地面物體反射或發(fā)射的電磁波信號(hào)，并以圖像膠片或數(shù)據(jù)磁帶形式記錄下來，傳送到地面，經(jīng)過信息處理、判讀分析和野外實(shí)地驗(yàn)證，最終服務(wù)于用戶70二、遙感數(shù)據(jù)遙感（remotesensing）就是遙遠(yuǎn)感知(一)遙感的特點(diǎn)1.探測(cè)范圍大航攝飛機(jī)的飛行高度可達(dá)10km左右,陸地衛(wèi)星的軌道高度達(dá)到910km左右,由于飛得高,觀測(cè)的面積就廣闊。例如每張陸地衛(wèi)星圖像覆蓋的地面范圍達(dá)到3萬多km2,大約相當(dāng)于我國(guó)海南島的面積,我國(guó)只要600多張的陸地衛(wèi)星圖像就可以全部覆蓋。2.高分辨率航空像片的空間分辨率可高達(dá)厘米級(jí)甚至毫米級(jí)。商用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的空間分辨率也將達(dá)到80cm左右,而數(shù)字航空攝影或利用其他航空傳感器也可以達(dá)到10--3Ocm的空間分辨率。71(一)遙感的特點(diǎn)153.獲取資料的速度快、周期短以往進(jìn)行實(shí)地測(cè)繪地圖,要幾年、十幾年甚至幾十年才能重復(fù)一次。應(yīng)用航空攝影測(cè)量方法以后,也要數(shù)年才能重復(fù)測(cè)量一次,而衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn),能迅速獲得所經(jīng)地區(qū)的各種自然現(xiàn)象的最新資料。4.受地面條件限制少對(duì)于自然條件惡劣、地面工作難以開展的地區(qū),如高山、冰川、沙漠、沼澤等,或因國(guó)界限制不易到達(dá)的地區(qū),用遙感,特別是航天遙感方法,則比較容易獲取資料。723.獲取資料的速度快、周期短以往進(jìn)行實(shí)地測(cè)繪地圖,要幾年5.信息量大遙感技術(shù)可以根據(jù)不同的目的和任務(wù),選用不同的波段和不同的遙感儀器,取得所需的信息。現(xiàn)代的遙感技術(shù)不僅能利用可見光波段探測(cè)物體,而且能利用人眼看不見的紫外線、紅外線和微波波段進(jìn)行探測(cè)。不僅能探測(cè)地表的性質(zhì),而且可以探測(cè)到目標(biāo)物的一定深度。某些波段具有對(duì)云、霧、冰、植被和沙土等的穿透性,可深化對(duì)被測(cè)目標(biāo)的認(rèn)識(shí)。遙感數(shù)據(jù)是GIS的重要數(shù)據(jù)源。遙感技術(shù)是GIS數(shù)據(jù)更新的重要手段。735.信息量大遙感技術(shù)可以根據(jù)不同的目的和任務(wù),選用不7418三、全球定位系統(tǒng)GPS（一）GPS全球定位系統(tǒng)GPS是縮寫詞NAVSTAR／GPS的簡(jiǎn)稱，其全部意義為：導(dǎo)航衛(wèi)星測(cè)時(shí)和測(cè)距全球定位系統(tǒng)，即NavigationSatelliteTimingandRanging／GlobalPositioningSystem。一般全球定位系統(tǒng)都由衛(wèi)星、控制系統(tǒng)和用戶設(shè)備三部分組成75三、全球定位系統(tǒng)GPS（一）GPS19（二）GPS的組成。

1、衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)由24顆衛(wèi)星組成，分布在地球上空20183km高度的6個(gè)軌道上，每個(gè)軌道面上有4顆星，衛(wèi)星運(yùn)行周期為11h58min，這樣可確保在地球任意地方，至少同時(shí)可觀察到5顆衛(wèi)星，其中至少有4顆在地平線7.5°以上，但同時(shí)同地可供觀察的衛(wèi)星不會(huì)超過11顆。現(xiàn)代測(cè)距多使用無線電信號(hào)測(cè)量所測(cè)距離上的傳播延遲(傳播時(shí)間)來推算距離,GPS系統(tǒng)也是如此。因此時(shí)間基準(zhǔn)對(duì)于準(zhǔn)確定位十分重要。如在1981年10月發(fā)射的衛(wèi)星上,裝的是氫原子鐘,其日穩(wěn)定度達(dá)到10-14/日,目前利用無線電技術(shù)最容易實(shí)現(xiàn)的還是對(duì)時(shí)間的精密測(cè)量,時(shí)間基準(zhǔn)也是目前世界上所有物理量測(cè)量基準(zhǔn)中精確度最高的各衛(wèi)星的原子鐘互相同步,并與地面站組的原子鐘同步,建立起GPS系統(tǒng)的精密時(shí)系,稱為GPS時(shí)。向地面發(fā)送的星歷就是以GPS鐘基準(zhǔn)順序發(fā)射的。衛(wèi)星上的導(dǎo)航發(fā)射機(jī)向用戶播發(fā)的信號(hào),采用雙頻方式,頻率為1575.42MHZ和1227.60MHZ。發(fā)射雙頻是為了校正電離層產(chǎn)生的附加延時(shí)。76（二）GPS的組成。

1、衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)由24顆衛(wèi)星組成，2.控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)由設(shè)在印度洋的DiegoGarcia、大西洋的Ascencion太平洋的Kwa-jalein和夏威夷以及美國(guó)本土的ColoradoSprings5個(gè)監(jiān)測(cè)站組成。ColoradoSprings站為監(jiān)測(cè)總站。衛(wèi)星監(jiān)測(cè)站的功能是監(jiān)測(cè)衛(wèi)星運(yùn)行狀況,確定其軌道和星上原子鐘的工作狀態(tài),傳送需要傳播的信息到各衛(wèi)星上。772.控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)由設(shè)在印度洋的DiegoGarci3.用戶設(shè)備GPS用戶使用適當(dāng)?shù)慕邮諜C(jī)下載衛(wèi)星信號(hào)碼及載波相位并提取傳播的消息。將下載接收到的衛(wèi)星信息碼與接收機(jī)產(chǎn)生的復(fù)制碼匹配比較,便可確定接收機(jī)至衛(wèi)星的距離。如果計(jì)算出4顆或更多衛(wèi)星到接收機(jī)的距離,再與衛(wèi)星位置相結(jié)合,便可確定GPS接收機(jī)天線所在的三維地心坐標(biāo)(以WGS84為標(biāo)準(zhǔn)的橢球面坐標(biāo))。783.用戶設(shè)備GPS用戶使用適當(dāng)?shù)慕邮諜C(jī)下載衛(wèi)星信號(hào)碼及載波（三）GPS工作原理

1.GPS定位的基本原理

GPS定位的基本原理是利用測(cè)距交會(huì)確定點(diǎn)位。如圖3-1所示,一顆衛(wèi)星信號(hào)傳播到接收機(jī)的時(shí)間只能決定該衛(wèi)星到接收機(jī)的距離,但并不能確定接收機(jī)相對(duì)于衛(wèi)星的方向,在三維空間中,GPS接收機(jī)的可能位置構(gòu)成一個(gè)球面;當(dāng)測(cè)到兩顆衛(wèi)星的距離時(shí),接收機(jī)的可能位置被確定于兩個(gè)球面相交構(gòu)成的圓上;當(dāng)?shù)玫降谌w衛(wèi)星的距離后,球面與圓相交得到兩個(gè)可能的點(diǎn);第四顆衛(wèi)星用于確定接收機(jī)的準(zhǔn)確位置。因此,如果接收機(jī)能得到4顆GPS衛(wèi)星的信號(hào),就可以進(jìn)行定位(圖3-1);當(dāng)接收到信號(hào)的衛(wèi)星數(shù)目多于4個(gè)時(shí),可以優(yōu)選4顆衛(wèi)星計(jì)算位置。79（三）GPS工作原理1.GPS定位的基本原理G2.GPS誤差和糾正：造成GPS定位誤差的因素有很多,如由于衛(wèi)星軌道變化、衛(wèi)星電子鐘不準(zhǔn)確或定位信號(hào)穿越電離層和地表對(duì)流層時(shí)速度的變化等引起的誤差,但是GPS定位中最大的誤差還是美國(guó)軍方為了安全而人為降低信號(hào)質(zhì)量造成的。其誤差可以達(dá)到100米。誤差糾正：采用兩個(gè)或更多GPS進(jìn)行差分進(jìn)行誤差糾正802.GPS誤差和糾正：造成GPS定位誤差的因素有很多,如由（四）GPS的應(yīng)用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)作為一種新型的定位數(shù)據(jù)的采集和更新手段。具有高精度、高效益、全天候、低成本、高靈活性、實(shí)時(shí)性等特有的優(yōu)勢(shì)，因而在GIS中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。在LIS中的應(yīng)用：直接用GPS技術(shù)對(duì)LIS的空間數(shù)據(jù)作實(shí)時(shí)更新和采集；把GPS接收機(jī)的實(shí)時(shí)差分定位技術(shù)與LIS的電子地圖相結(jié)合，組合成各種電子導(dǎo)航系統(tǒng)。GPS還可以為L(zhǎng)IS中空間數(shù)據(jù)的采集提供輔助的定位數(shù)據(jù)，可大大提高成果數(shù)據(jù)的精度和應(yīng)用范圍，例如在航空攝影測(cè)量和遙感中心用GPS技術(shù)。81（四）GPS的應(yīng)用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)作為一種新型的定四、其他文本資料文本資料是指各行業(yè)、各部門的有關(guān)法律文檔、行業(yè)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、條文條例等，如邊界條約等，這些也屬于GIS的數(shù)據(jù)。統(tǒng)計(jì)資料國(guó)家和軍隊(duì)的許多部門和機(jī)構(gòu)都擁有不同領(lǐng)域(如人口、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、地志等)的大量統(tǒng)計(jì)資料，這些都是GIS的數(shù)據(jù)源，尤其是GIS屬性數(shù)據(jù)的重要來源。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)野外試驗(yàn)、實(shí)地測(cè)量等獲取的數(shù)據(jù)可以通過轉(zhuǎn)換直接進(jìn)入GIS的地理數(shù)據(jù)庫(kù)，以便于進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和進(jìn)一步應(yīng)用。82四、其他文本資料文本資料是指各行業(yè)、各部門的有關(guān)法律文檔4多媒體數(shù)據(jù)多媒體數(shù)據(jù)(包括聲音、錄像等)通?？赏ㄟ^通訊口傳人GIS的地理數(shù)據(jù)庫(kù)中。目前其主要功能是輔助GIS的分析和查詢。5已有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)GIS還可以從其他已建成的信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。由于規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的推廣，不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享和可交換性越來越強(qiáng)，這樣就拓展了數(shù)據(jù)的可用性，增加了數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值。834多媒體數(shù)據(jù)多媒體數(shù)據(jù)(包括聲音、錄像等)通常可通過第三節(jié)

數(shù)

據(jù)

輸

入數(shù)據(jù)輸入:對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要編碼和輸入數(shù)據(jù)庫(kù)的操作過程.建立土地信息系統(tǒng)最重要最復(fù)雜的核心任務(wù)是建立土地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)84第三節(jié)數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入:對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要編碼和輸入數(shù)數(shù)據(jù)輸入工作內(nèi)容:統(tǒng)一的地理基礎(chǔ);空間數(shù)據(jù);屬性數(shù)據(jù)一、地理基礎(chǔ)二、空間數(shù)據(jù)輸入三、屬性數(shù)據(jù)輸入及其與空間數(shù)據(jù)的連接四、數(shù)據(jù)編輯85數(shù)據(jù)輸入工作內(nèi)容:29一、地理基礎(chǔ)地理基礎(chǔ):地圖投影\坐標(biāo)系\編碼土地信息系統(tǒng)中的投影系統(tǒng)配置中有以下一般性特征:(1)各個(gè)國(guó)家的土地信息系統(tǒng)采用的投影系統(tǒng)與該國(guó)的基本地圖系列所用投影系統(tǒng)一致;(2)各地區(qū)的土地信息系統(tǒng)中的投影系統(tǒng)與其所在區(qū)域適用的投影系統(tǒng)一致。86一、地理基礎(chǔ)地理基礎(chǔ):地圖投影\坐標(biāo)系\編碼30一般土地信息系統(tǒng)中地圖投影配置的選擇原則為:(1)投影系統(tǒng)應(yīng)與相應(yīng)比例尺的國(guó)家基本圖投影系統(tǒng)一致。(2)一般只考慮至多采用兩種投影系統(tǒng),一種服務(wù)于大比例尺的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),另一種服務(wù)于中小比例尺的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。87一般土地信息系統(tǒng)中地圖投影配置的選擇原則為:31二、空間數(shù)據(jù)輸入測(cè)量數(shù)字化儀掃描矢量化88二、空間數(shù)據(jù)輸入測(cè)量3220世紀(jì)70年代初,美國(guó)勝馬公司(SUNMA)推出數(shù)字化儀系列產(chǎn)品規(guī)格：A0、A1、A3聯(lián)機(jī)COM-DIG工作過程：①固定地圖②輸入控制點(diǎn)（用游標(biāo)）至少四個(gè)，選取原則：明顯地物、實(shí)地坐標(biāo)、均勻③開始數(shù)字化圖$4—1數(shù)據(jù)輸入功能數(shù)字化儀

8920世紀(jì)70年代初,美國(guó)勝馬公司(SUNMA)推出數(shù)字化儀系9034工作方式：（1）流方式：作業(yè)員連續(xù)移動(dòng)游標(biāo)，計(jì)算機(jī)等時(shí)間或等到距離控制點(diǎn)位的數(shù)據(jù)錄入優(yōu)點(diǎn)：作業(yè)員只需考慮線跡跟蹤而不必考慮點(diǎn)位選擇和錄入，易于操作，速度快、效率高缺點(diǎn)：等時(shí)錄入，采樣點(diǎn)疏密與游標(biāo)移動(dòng)速度有關(guān)等距錄入，曲率大小下樣點(diǎn)數(shù)多少無關(guān)$4—1數(shù)據(jù)輸入功能91工作方式：$4—1數(shù)據(jù)輸入功能35（2）、點(diǎn)方式：作業(yè)員控制樣點(diǎn)密度優(yōu)點(diǎn)：作業(yè)員根據(jù)曲線形狀控制點(diǎn)密度缺點(diǎn)：慢、效率低*一般采用兩種方式混用$4—1數(shù)據(jù)輸入功能92（2）、點(diǎn)方式：作業(yè)員控制樣點(diǎn)密度$4—1數(shù)據(jù)輸入功能36數(shù)字化數(shù)據(jù)精度投影的因素1、數(shù)字化儀分辨率2、圖件本身精度：如果圖件用0.4mm筆繪，采用0.02mm的數(shù)字化儀就沒必要3、操作員水平：a、線跡跟蹤誤差：十字線左右偏移造成的誤差b、概括綜合誤差：對(duì)某線段選點(diǎn)的位置和數(shù)量進(jìn)行選擇時(shí)的誤差c、經(jīng)驗(yàn)注意：數(shù)字化儀的實(shí)際分辯率比標(biāo)出的要低例：標(biāo)為0.025mm，實(shí)測(cè)為0.070.15mm93數(shù)字化數(shù)據(jù)精度投影的因素37掃描儀輸入用掃描儀將印刷圖件掃描成柵格圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)柵－矢轉(zhuǎn)換(或屏幕數(shù)字化)形成矢量格式地圖數(shù)據(jù)。屏幕數(shù)字化分全手工數(shù)字化和半自動(dòng)數(shù)字化兩種94掃描儀輸入用掃描儀將印刷圖件掃描成柵格圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)柵－矢轉(zhuǎn)換掃描矢量化過程掃描柵格文件矢量化矢量文件文件轉(zhuǎn)換GIS數(shù)據(jù)庫(kù)原始圖像預(yù)處理柵格編輯矢量編輯95掃描矢量化過程掃描柵格文件矢量化矢量文件文件轉(zhuǎn)換GIS原始圖掃描

矢量化平板式掃描儀原理示意圖滾筒式掃描儀原理示意圖96掃描

矢量化平板式掃描儀原理示意圖滾筒式掃描儀原理示意圖974198429943掃描數(shù)字化軟件基本功能1.地圖掃描輸入功能2.圖像格式轉(zhuǎn)換和圖像編輯功能:能接受不同格式的柵格數(shù)據(jù)，3.彩色地圖圖像數(shù)據(jù)的分版功能:能夠?qū)⑺鶔呙璧牟噬貓D圖像分成不同要素版的圖像數(shù)據(jù)，以便于跟蹤和識(shí)別。4.線狀要素的矢量化功能:能夠?qū)€狀要素進(jìn)行細(xì)化、斷線修復(fù)和跟蹤，即應(yīng)具有自動(dòng)提取線狀要素中心線的功能。由于目前的自動(dòng)化程度還不夠高，經(jīng)常需要進(jìn)行人機(jī)交互，諸如在多條線的交叉點(diǎn)、線劃粘連及斷開處等，需人機(jī)交互指明繼續(xù)追蹤的方向。5.點(diǎn)狀符號(hào)和注記的自動(dòng)識(shí)別功能:能對(duì)點(diǎn)狀符號(hào)和注記進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，

100掃描數(shù)字化軟件基本功能1.地圖掃描輸入功能446.

屬性編碼的自動(dòng)賦值:能對(duì)已數(shù)字化的要素自動(dòng)根據(jù)其符號(hào)特征賦以相應(yīng)的編碼(根據(jù)線性賦屬性)，這方面目前還需要較多的人機(jī)交互。7.圖幅信息錄入與管理功能8.要素編碼設(shè)置功能:為了能進(jìn)行屬性編碼的自動(dòng)賦值以及人機(jī)交互地進(jìn)行屬性編碼賦值（等值線賦值），都必須針對(duì)不同的要求進(jìn)行地圖要素的編碼設(shè)置。9.控制點(diǎn)輸入功能:為了進(jìn)行數(shù)字化后的數(shù)據(jù)糾正，必須具有控制點(diǎn)輸入功能。與地圖跟蹤數(shù)字化相比，地圖掃描數(shù)字化具有速度快、精度高、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，正在成為GIS中最主要的地圖數(shù)字化方式。1016.屬性編碼的自動(dòng)賦值:能對(duì)已數(shù)字化的要素自動(dòng)根據(jù)其符號(hào)特三、屬性數(shù)據(jù)輸入及其與空間數(shù)據(jù)的連接屬性數(shù)據(jù)的錄入主要采用鍵