第三章空间数据的采集与组织
数据采集是指将现有的地图、外业观测成果、航空相片、遥感图像、文本资料等转成计算机可以处理与接收的数字形式。数据采集分为属性数据采集和图形数据采集。属性数据的采集经常是通过键盘直接输入；图形数据的采集实际上就是图形数字化的过程。数据采集过程中难免会存在错误，所以，对所采集的数据要进行必要的检查和编辑。
数据组织就是按照一定的方式和规则对数据进行归并、存储、处理的过程。数据组织的好坏，直接影响到GIS系统的性能。
ArcGIS 9中主要有Shapefile、Coverage和Geodatabase三种数据组织方式。Shapefile 由存储空间数据的shape文件、存储属性数据的dBase表和存储空间数据与属性数据关系的.shx文件组成；Coverage的空间数据存储在一系列二进制文件中，属性数据和拓扑数据存储在INFO表中，目录合并了二进制文件和INFO表，成为Coverage要素类；Geodatabase 是ArcGIS数据模型发展的第三代产物，它是面向对象的数据模型，能够表示要素的自然行为和要素之间的关系。
本章首先介绍Shapefile、Coverage和Geodatabase的创建过程，然后详细说明空间数据编辑，最后，提供给读者两个实例练习，以便更好的掌握GeoDatabase数据库技术。
3.1 shapefile文件创建
3.1.1 创建Shapefile和dBASE表
ArcCatalog可以创建新的Shapefile和dBASE表，并可进行属性项及索引的操作、定义Shapefile的坐标系统。当在ArcCatalog中改变shapefile的结构和特性（properties）时，必须使用ArcMap来更新或重新定义属性值。
1. 创建新的Shapefile
创建一个新的Shapefile时，必须定义它将包含的要素类型。Shapefile 创建之后，这个类型不能被修改。
创建一个新的Shapefile文件的具体过程如下：
（1）在ArcCatalog目录树中，右键单击存放新Shapefile的文件夹，单击New，再单击Shapefile，如图3.1所示；
42
43
（2） 在弹出的Create New Shapefile 对话框中，设置文件名称和要素类型。要素类型可以
通过下拉菜单选择Polyline 、 Polygon 、 MultiPoint 、 MultiPatch 等要素类型。如图
3.2所示；
（3） 单击Edit 按钮，打开Spatial Reference 对话框，
如图3.3所示。定义Shapefile 的坐标系统，如
果选择了以后定义shapefile 的坐标系统，那么
直到被定义前，它将被定义为“Unkown ”（具
体介绍见第四章）；
（4） 复选Coordinates will contain M V alues ，表示
Shapefile 要存储表示路线的折线。复选
Coordinates will contain Z V alues ，表示
Shapefile 将存储三维要素；
（5） 单击OK 按钮，新创建的Shapefile 在文件夹
中出现。
2. 创建新的dBASE 表
在Catalog 目录数中，右键单击存放新dBASE 表
的文件夹，单击New ，再单击dBASE 表，为其输入
一个名称，并按回车键，完成操作。
3.1.2 添加和删除属性项
1.
在ArcCatalog 目录树中，右键单击需要添加属性的Shapefile 或dBASE 表，
单击图3.3 Spatial Reference 对话框
图3.2 Create New Shapefile 对话框
44Properties ，如图3.4所示；
2. 在弹出的Shapefile Properties 对话框中，单击Fields 标签，如图
3.5所示。在Filed
Name 列中，输入新属性项的名称，在Data Type 列表框中选择新属性项的数据类型。在Field Properties 选项卡中的文本框中输入所选数据类型的特征参数值；
3. 在Shapefile Properties 对话框中，单击Fields 标签，选中需要删除的属性项，按
Delete 键，删除所选属性项；
4. 单击确定按钮，完成属性项的添加和删除。
3.2 Coverage 文件创建
3.2.1 创建新的Coverage 和INFO 表
1. 创建新的Coverage
（1） 在ArcCatalog 目录树中，右键单击存放新Coverage 数据的文件夹，单击New ，再单
击Coverage ，弹出New Coverage 对话框；
（2） 在New Coverage Name 文本框中输入新建Coverage 的名称，选中使用已存在的
Coverage 作为模板的复选框，并单击Browse 按钮，选择要作为模板使用的Coverage
，图3.4 Shapefile 属性项添加
图3.5 Shapefile Properties 对话框
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如图3.6所示。新建Coverage 将与模板Coverage 具有相同的投影信息；
（3） 单击Next 按钮，弹出定义投影对话框，并显示出模板Coverage 的投影信息，如图
3.7所示。单击Define 按钮，可以修改新建Coverage 的坐标系统。如果不选择使用模板Coverage 复选框，单击Next 按钮，弹出的定义投影对话框中，Coverage projection 栏中没有投影信息，单击Define 按钮，定义新建Coverage 的坐标系统；
（4） 单击Next 按钮，在下拉式菜单中选择
Coverage 的要素类型，如果想创建一单精度
的Coverage ，单击Single 按钮，默认选项是
双精度，如图3.8所示；
（5） 单击Finish 按钮，完成操作。
2. 创建新的INFO 表
（1） 在ArcCatalog 目录树中，右键单击需
要新建INFO 表的文件夹，单击New ，再单
击INFO table ，弹出Define INFO Table 对话
框，如图3.9所示；
（2） 在Output table 文本框中为新数据输入一个
名字。在Item definition 选项组的Item type
列中，选择表格第一数据列的数据
类型，根据所选数据类型，分别输
入列的字段名（Item name ）、列宽
（Item width ）、显示宽（Display
width ）、小数点位数（Decimal
places ）；
（3） 单击New item 按钮，添加新的数
据列字段，并对数据列参数进行定
义，直至添加了所有的数据列；
图3.6 New Coverage 对话框
图3.7 New Coverage 对话框(定义投影)
图3.8 New Coverage 对话框(确定要素类
) 图3.9 Define INFO Table 对话框
46（4） 如果要删除或修改某列，可以使用Item number 后的箭头，浏览到该列后，单击
Remove item 按钮删除或进行其他修改；
（5） 单击OK 按钮，完成操作。
3.2.2 建立拓扑
Build 与Clean 都是建立拓扑的方法。Build 在确定Coverage 的同时，需要选择建立拓扑关系的空间要素类型。Bulid 后的Coverage 仍保持原来属性表中的数据项，但不保留关联特性。
Clean 依据一定的容限值，建立多边形和弧段结点的拓扑关系，可以完成一些Build 无法完成的工作。
1. 在ArcCatalog 目录树中，右键单击需要建立拓扑关系的Coverage ，单击Properties 命
令，打开Coverage Properties 对话框，进入General 选项卡，如图3.10所示。在Feature classes 列表中，选择需要建立拓扑关系的地理要素类；
2. 单击Build 按钮，打开Build 对话框，如图
3.11所示。根据需要，改变建立拓扑关系
的Feature class 或者Anno subclass 。单击OK 按钮，完成操作；
3. 或单击Clean 按钮，打开Clean 对话框，如图3.12所示。根据具体情况，输入模糊（Fuzzy ）
容限值及悬挂（Dangle ）容限值。模糊容限值是指一个Coverage 中能区分所有弧段坐标点的最小距离，当坐标点间的距离小于模糊容限时，它们就合并成同一坐标点；悬挂容限是指一个Coverage 中悬挂弧段容许存在的最小值，任何短于该长度的悬挂弧段均被删去。根据需要，选中Clean lines only 复选框。单击OK 按钮，完成操作。
图3.11 Build 对话框
图3.12 Clean 对话框
图3.10 Coverage Properties 对话框
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3.2.3 定义Coverage 的坐标系统
1. 在ArcCatalog 目录树中，右键单击需要定义坐标系统的Coverage ，单击Properties 命
令，打开Coverage Properties 对话框，进入Projection 选项卡，显示Coverage 坐标系统及投影参数信息，如图3.13所示。
2.
如果Coverage 还没有定义坐标系统，可以单击Define 按钮，打开Define Projection Wizard 对话框，如图3.14所示；当Coverage 已经定义了坐标系统，也可以在Define Projection Wizard 对话框中改变现有的坐标系统。
3. 当选择第一个单选按钮时表示交互定义Coverage 坐标系统，单击Next ，在Projection
列表中选择投影类型，如图3.15所示。单击Next ，确定各项投影参数。 4.
当选择第二个单选按钮时表示为Coverage 匹配一个坐标系统，单击Next ，确定
想使图3.15 选择投影类型
图 3.16 选择要匹配坐标系统
的数据
图3.14 Define Projection Wizard 对话框
图3.13 Coverage Properties 对话框
用其坐标系统的Coverage、Grid或TIN。如图3.16所示。
5. 返回图3.13的对话框，单击确定按钮，完成操作。
3.2.4 Coverage维护操作
Coverage的维护操作包括修改Coverage的坐标控制点（Tic）和范围（Extent）、设置Coverage的容限值、添加、修改、删除属性项、添加和删除索引、创建Coverage的关系类等。
1. 修改Coverage的控制点和范围
所有Coverage都有一套坐标控制点（Tic）和一个范围（Extent）。
（1）在ArcCatalog目录树中，右键单击需要编辑Tic点的Coverage，单击Properties命令，打开Coverage Properties对话框，进入Tics and Extent选项卡，如图3.17所示；（2）通过Add按钮、Delete按钮和Update按钮对Tic点进行添加、删除和更新；
（3）单击Extent框中的Fit按钮，可以进行范围的重新计算；单击Extent框中需要修改其范围值的文本框，并输入新的范围值，可以进行范围的修改；
（4）单击确定按钮，完成操作。
2. 设置Coverage的容限
很多针对Coverage的操作都要使用容限值（Tolerances），例如当用户在数字化或编辑时打开结点捕捉（Node Snapping），位于一定距离内的两个结点就会自动合并在一起，这个特定距离就是结点捕捉的容限值。如果地理要素的坐标单位是数字化仪的单位，那么容限值的单位一般是英寸（Inches），如果地理要素是投影后的地理要素，容限值的单位一般是英寸（Inches）或米（Meters）。
进入上述Coverage Properties对话框，并进入Tolerances选项卡，如图3.18所示。在各个容限值文本框中输入新的容限值，最后单击确定按钮。
图3.17 Coverage Properties对话框（Tics and Extent选项卡）
图3.18 Coverage Properties对话框（Tolerances选项卡）
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49
3. Coverage 属性项维护
（1） 在ArcCatalog 目录数中，右键单击
需要添加新属性的Coverage 要素类
或INFO 表，并单击Properties 命令，
打开Coverage Feature Class
Properties 对话框，进入Items 选项
卡，如图3.19所示；
（2） 通过Add 按钮、Delete 按钮、Edit
按钮、Add Index 按钮、Delete Index
按钮可以完成属性项的添加、删除、
修改、和索引的添加与删除；
（3） 单击确定按钮，完成操作。
4. 创建Coverage 的关系类
一个Coverage 的要素经常和其它
Coverage 的要素或独立数据表中的属性
相联系。在ArcCatalog 中可以通过创建关
系类来定义这些联系。创建关系类后，可以利用相联系的属性表格来查询、标识、符号化Coverage 中的地理要素。创建关系类的具体过程参见3.3.6。
3.3 Geodatabase 数据库创建
3.3.1 Geodatabase 概述
Geodatabase （Geodatabase ）是按照层次型的数据对象来组织地理数据（如图3.20所示），这些数据对象包括对象类（Object Classes ）、要素类（Feature Classes ）和要素数据集（feature dataset ）。
对象类是指存储非空间数据的表格（Table ）。
要素类是具有相同几何类型和属性的要素的集合，即同类空间要素的集合。如河流、道路、植被、用地、电缆等。要素类之间可以独立存在，也可具有某种关系。当不同的要素类之间存在关系时，应考虑将它们组织到一个要素数据集（Feature dataset ）中。
要素数据集是共享空间参考系统并具有某种关系的多个要素类的集合。一般而言，在以下三种情况下，应考虑将不同的要素类组织到一个要素数据集中：
（1） 当不同的要素类属于同一范畴。如：全国范围内某种比例尺的水系数据，其点、线、
面类型的要素类可组织为同一个要素数据集。
（2） 在同一几何网络中充当连接点和边的各种要素类，必须组织到同一要素数据集中。
如：配电网络中，有各种开关、变压器、电缆等，它们分别对应点或线类型的要素图3.19 Coverage Feature Class Properties 对话框
类，在配电网络建模时，应将其全部考虑到配电网络对应的几何网络模型中去。此时，这些要素类必须放在同一要素数据集下。
（3）对于共享公共几何特征的要素类，如：用地、水系、行政区界等。当移动其中的一个要素时，其公共的部分也要求一起移动，并保持这种公共边关系不变。此种情况下，也要将这些要素类放到同一个要素数据集中。
对象类、要素类和要素数据集是Geodatabase中的基本组成项。当在数据库中创建了这些项目后，就可以向数据库中加载数据，并进一步定义数据库，如建立索引、创建拓扑关系、创建子类、几何网络类、注释类、关系类等。
图3.20 Geodatabase的数据组织
3.3.2 Geodatabase建立的一般过程
建立Geodatabase的第一步，是设计Geodatabase将要包含的地理要素类、要素数据集、非空间对象表、几何网络类、关系类以及空间参考系统等；Geodatabase的设计完成之后，可以利用ArcCatalog开始建立数据库：首先建立空的Geodatabase，然后建立其组成项，包括建立关系表、要素类、要素数据集等；最后向Geodatabase各项加载数据。
当在关系表和要素类中加入数据后，可以在适当的字段上建立索引，以便提高查询效率。建立了Geodatabase的关系表、要素类和要素数据集后，可以进一步建立更高级的项，例如空间要素的几何网络、空间要素或非空间要素类之间的关系类等。
1. Geodatabase设计
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Geodatabase的设计是一个重要的过程，应该根据项目的需要进行规划和反复设计。在设计一个Geodatabase之前，必须考虑以下几个问题：在数据库中存储什么数据、数据存储采用什么投影、是否需要建立数据的修改规则、如何组织对象类和子类、是否需要在不同类型对象间维护特殊的关系、数据库中是否包含网络、数据库是否存储定制对象。回答了上述问题后，就可以开始Geodatabase的建立了。
2. Geodatabase建立
借助ArcGIS9的ArcCatalog，可以采用以下三种方法来创建一个新的Geodatabase，选择何种方法将取决于建立Geodatabase的数据源、是否在Geodatabase中存放定制对象。实际操作中，经常联合几种或全部方法来创建Geodatabase。
（1）从头开始建立一个新的Geodatabase
有些情况下，可能没有任何可装载的数据，或者已经有的数据只能部分地满足数据库设计，这时，可以用ArcCatalog建立一个新的Geodatabase。
（2）移植已经存在数据到Geodatabase
对于已经存在的多种格式的数据：Shapefile、Coverage、INFO Table、dBASE Tables、ArcStrom、Map LIBARISN、ArcSED等，可以通过ArcCatalog来转换并输入到Geodatabase 中，并进一步定义数据库，包括建立几何网络（Geometric Networks）、子类型（Subtypes）、属性域（Attribute Domains）等。
（3）用CASE工具建立Geodatabase
可以用CASE工具建立新的定制对象，或从UML（Unified Modeling Language ，一种标准的图形化建模语言，它是面向对象分析与设计的一种标准表示）图中产生Geodatabase模式。
本节着重介绍建立本地个人Geodatabase的一般过程和方法，有关CASE工具建立Geodatabase的部分及ArcSDE等内容省略。
3. 建立Geodatabase的基本组成项
一个空的Geodatabase的基本组成项包括关系表、要素类、要素数据集。当数据库中建立了以上三项，并加载了数据之后，一个简单的Geodatabase就建成了。
4. 向Geodatabase各项加载数据
可以在ArcMap中建立新的对象，或调用已经存在的Shapefiles，Coverages，INFO Tables 和dBaseTables向Geodatabase中加载数据。
5. 进一步定义Geodatabase
对于数据库中加载的数据，可以在适当的字段上建立索引，以便提高查询效率。并可以在建立了数据库的基本组成项后，进一步建立更高级的项，例如空间要素的几何网络、空间要素或非空间要素类之间的关系类等。一个Geodatabase只有定义了这些高级项，才能显示出Geodatabase在数据组织和应用上的强大优势。
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523.3.3 创建一个新的Geodatabase
借助ArcCatalog 可以建立两种Geodatabase ：本地Geodatabase （Personal Geodatabase ）和ArcSDE Geodatabase 。本地Geodatabase 可以直接在ArcCatalog 环境中建立，而ArcSDE Geodatabase 必须首先在网络服务器
上安装数据库管理系统（DBMS ）和
ArcSDE ，然后建立从ArcCatalog 到
ArcSDE Geodatabase 的连接。
以建立本地个人Geodatabase 为
例：
在ArcCatalog 树中选择一个文
件夹，单击File 菜单，或在选中的
文件夹上点右键，选择New ，再选
择Personal Geodatabase ，如图3.21
所示。输入本地地理数据库的名称，完成数据库的建立。这时，该数据库是不包含任何内容的空的Geodatabase 。
3.3.4 建立数据库中的基本组成项
Geodatabase 中的基本组成项包括对象类、要素类和要素数据集。当在数据库中创建了这些项目后，可以创建更进一步的项目，如子类、几何网络类、注释类等。
1. 建立要素数据集
建立一个新的要素数据集，首先必须明确其空间参考，包括坐标系统和坐标值的范围域。数据集中的所有要素类用相同的坐标系统，所有要素类的所有要素坐标必须在坐标值域的范围内。
（1） 在ArcCatalog 目录树中，在需要建立新要素数据集的Geodatabase 上单击右键，单击
New ，选择Feature Dataset 命令，弹出New Feature Dataset 对话框，如图3.22所示；
（2） 在Name 文本框中输入要素数据集名称，单击Edit 按钮，弹出Spatial Reference 属性
对话框，进入Coordinate System 选项卡，如图3.23所示。单击Select 、Import 或New 按钮可以设置要素数据集的空间参考（定义坐标系统的具体过程参见第四章）；
图3.21 建立本地Geodatabase
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（3） 进入X/Y Domain 选项卡，如图3.24所示。
分别输入数据集的最大最小X ，Y 值及其
所需要的精度；
（4） 进入Z Domain 选项卡，如果要素数据集
中的要素类有Z 值，输入最大最小的Z 值
及其所需要的精度；
（5） 进入M Domain 选项卡，如果要素数据集
中的要素类有M 值，输入最大最小的M
值及其所需要的精度；
最大最小X 、Y 、Z 值表示要素的平面坐标
和高程坐标的范围域，M 值是一个线性参考值，
代表一个有特殊意义的点，要素的坐标都是以M
为基准标示的。
（6） 单击确定按钮，完成操作。
2. 建立要素类
要素类分为简单要素类和独立要素类。简单
要素类存放在要素数据集中，使用要素数据集的
坐标，不需要重新定义空间参考。独立要素类存
放在数据库中的要素数据集之外，必须定义空间
参考坐标。
图3.24 Spatial Reference 属性对话框 （X/Y Domain 选项卡） 图3.22 New Feature Dataset 对话框
图3.23 Spatial Reference 属性对话框
54（1） 建立简单要素类
1） 在ArcCatalog 目录树中，在需要建立要素类的要素数据集上单击右键，单击New ，
选择Feature Class 命令，如图3.25所示；
2） 弹出New Feature Class 对话框，如图3.26所示。在Name 文本框中输入要素类名
称，在Alias 文本框中输入要素类别名，别名是对真名的进一步描述。在Type 选
项组选择This feature class will store ESRI simple features 单选按钮。
3） 单击下一步按钮，弹出确定要素类数据库关键字对话框，如图3.27所示。选择图3.25 在要素数据集中建立要素类
图3.26 New Feature Class 对话框
图3.27 确定要素类数据库关键字对话框
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Use configuration keyword 单选按钮，输入关键字。或选择Default 单选按钮，使
新表或要素类使用默认的存储参数；
4） 单击下一步按钮，弹出确定要素类字段名及其类型与属性对话框，如图3.28所示。
在简单要素类中，OBJECTID 和SHAPE 字段是必需字段。OBJECTID 是要素的
索引，SHAPE 是要素的几何图形类别，如点、线、多边形等；
5） 单击Field Name 列下面的第一个空白行，添加新字段，输入新字段名，并选取数
据类型。在Field Properties 栏中编辑字段的属性，包括新字段的别名、新字段中
是否允许出现空值Null 、默认值、属性域及精度；
6） 单击Field Name 列下的字段SHAPE ，在Field Properties 栏中编辑几何图形字段
SHAPE 的属性特征。如图3.29所示；
7） 在Field Properties 栏中输入几何图形字段别名，并在Allow NULL values 中选择
No ，几何图形字段中禁止出现空值Null ，在Geometry Type 中选择该要素类中存
储的要素类型；
8） 分别在Grid1，Grid2，Grid3右边输入几何图形要素类的空间索引格网大小（Grid1
必须大于0，Grid2和Grid3可以是0）；
9） 在Contains Z V alues 右边选择Yes ，让这个要素类的几何字段存储Z 值。在Contains
M V alues 右边选择Yes ，让这个要素类的几何字段存储M 值；
10） 因为正在要素数据集中建立要素类，所以不能修改空间参考；
11） 单击完成按钮，完成操作，建立一个简单要素类。
（2） 建立独立要素类
独立要素类指在Geodatabase 中不属于任何要素数据集的要素类。独立要素类的建立图3.28 确定要素类字段名及其类型与属性
图3.29 定义要素类几何字段属性
56方法与在要素数据集中建立简单要素类相似，不同的是，必须重新定义自己的空间参考坐标系统和坐标值域。
3. 建立关系表
（1） 在ArcCatalog 目录树中，右键单击需要建立关系表的Geodatabase ，单击New ，选择
Tabel 命令，如图3.30所示；
（2） 弹出New Tabel 对话框，如图3.31所示。在Name 文本框中输入表名，在Alias 文本
框中输入表的别名。在Type 选项组选择This table will store ESRI simple objects 按钮；
（3） 单击下一步按钮，打开数据库存储的关键字配置对话框，如图3.32所示。选择Use
configuration keyword 单选按钮，输入关键字名称；
（4） 单击下一步按钮，打开属性字段编辑对话框，如图3.33所示。在该对话框中为新表
添加属性字段；
（5） 单击完成按钮，完成操作。
图3.30 建立关系表
图3.31 New Table 对话框
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3.3.5 向Geodatabase 加载数据
Geodatabase 中主要支持Shapefile 、Coverage 、INFO 表和dBASE 表、CAD 、Raster 等，如果已有数据不是上述几种格式，可以用ArcToolbox 中的工具进行数据格式的转换，再加载到Geodatabase 中。
1. 导入数据
当导入已有的Shapefile 或
Coverage 到Geodatabase 时，就
会在数据库中自动生成一个要
素类。若生成独立要素类，需要
为导入的数据定义坐标系统；若
生成简单要素类，导入工具会自
动为其建立与要素数据集相同
的坐标系统，不需要再重新定
义。
（1） 导入Shapefile
1） 在ArcCatalog 树中，右
图3.32 数据库存储的关键字配置对话框
图3.33 属性字段编辑对话框
图3.34 导入
Shapefile
58键单击想导入到Geodatabase 的Shapefile ，单击Export ，选择To Geodatabase
（single ），如图3.34所示；
2） 打开Feature Class To Feature Class
对话框，如图3.35所示。在Input
Features 中选择要导入的
Shapefile ，在Output Location 中选
择目标数据库或目标数据库中的
要素数据集，在Output Feature
Class Name 文本框中为导入的新
要素类输入名字。在Field Info
（optional ）栏中，可以选择需要
导入的字段、并输入导入后的新的
字段名；
3） 还可以设置自动生成的要素类是
否具有M 值和Z 值、以及配置关
键字等；
4） 单击OK 按钮，出现进程条，当进
程结束时，导入的Shapefile 将出
现在目标数据库或数据库中的数
据集中。
如果在第一步中单击To Geodatabase
（multiple ），可以实现多个Shapefile 一次导入到目标数据库或数据库中的一个数据
集中。
（2） 导入Coverage
1） 在ArcCatalog 树中，右键单击需要导入到Geodatabase 的Coverage ，单击Export ，
选择To Geodatabase （single ），如图3.36所示；
2） 打开Feature Class To Feature Class 对话框，如图3.37所示。输入目标数据库路径
和新要素类的名称；
3） 单击OK 按钮，出现进程条，当进程结束时，导入的Coverage 将出现在目标数据
库中。
如果在第一步中单击To Geodatabase （multiple ），可以实现多个Coverage 一次导入到目标数据库中。
也可以右击想要导入数据的数据库或数据集，单击Import ，即可导入要素类；可以从一个Geodatabase 向另一个Geodatabase 中导入要素类；也可以在同一个Geodatabase 中，导入要素类到一个新的要素类。
图3.35 Feature Class To Feature Class 对话框
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（3） 导入dBASE 表和INFO 表
利用ArcCatalog 可以把dBASE 表和INFO 表导入到Geodatabase 中，并自动纠正任何不合逻辑的或重复的字段名字，还可以通过交互方式指定如何更改字段，再进行导入；还可以一次导入多个dBASE 表和INFO 表到Geodatabase 中。
1） 在ArcCatalog 树中，右键
单击想导入到Geodatabase
的dBASE 表或INFO 表，单
击Export ，选择To
Geodatabase （single ），如图
3.38所示。
2） 打开Table To Table 对话框，
如图3.39所示。输入目标数
据库的表的路径以及导入到
Geodatabase 后新表的名称。 3） 单击OK 按钮，出现进程条，
当进程结束时，导入的dBASE 表或INFO 表将出现在目标数据库中。
如果在第一步中选择To Geodatabase （multiple ），可以实现多个dBASE 表或INFO 表一次导入到目标数据库中。也可以右击想要导入数据的数据库，单击Import ，即可导入表。
图3.38 导入dBASE 表和INFO 表
图3.36 导入Coverage 图3.37 Feature Class To Feature Class 对话框
60（4） 导入栅格数据
向Geodatabase 中导入栅格数据有两种
方式：一是导入到Geodatabase 中作为栅格
数据集存储；二是导入到Geodatabase 中已
经存在的栅格数据集中。
1） 在ArcCatalog 树中，右击想导入
栅格数据的Geodatabase ，单击
Import ，选择Raster Datasets ，如
图3.40所示。
2） 打开Raster To
Geodatabase(multiple)对话框，如
图3.41所示。添加想要导入的多
个栅格数据，单击OK 按钮。
3） 若在第一步中选择Raster
Datasets(mosaic)命令，打开Mosaic
对话框，如图3.42所示。添加想要导入及拼接的多个栅格数据，输入Geodatabase
中已经存在的栅格数据集的路径，选择栅格数据的拼接方式、拼接后采用的颜色
模式、指定可以设置为Nodata 的值，并设置拼接容限值。
4） 单击OK 按钮，完成操作。
图3.40 导入栅格数据
图3.39 Table To Table 对话框
图3.41 Raster To Geodatabase(multiple)对话框
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（5） 复制Geodatabase 数据
可以在Geodatabase 之间直接移动和复
制数据。在ArcCatalog 树中，右击要复制
的数据集、要素类或表，单击Copy ，右击
目标Geodatabase ，单击Paste 即可。
2. 载入数据
当导入Shapefile 、Coverage 、INFO 表
和dBASE 表等到一个Geodatabase 时，导
入的数据作为新的要素类或新表存在。在导
入这些数据之前，这些要素类和表是不存在
的。
数据载入不同于数据导入。数据载入要
求在Geodatabase 中必须首先存在与被载入
数据具有结构匹配的数据对象。
数据载入的具体操作步骤如下：
（1） 在ArcCatalog 树中，右键单击要载入
数据库的要素类或表，单击Load ，单
击Load data ，如图3.43所示。出现
Simple Data Loader 对话框，如图3.44
所示； （2） 单击下一步按钮，打开输
入数据对话框，如图3.45
所示。浏览并找到要输入
的要素类和表，单击Add ，
增加要素类和表到源数据
列表中；
（3） 单击下一步按钮，打开确
定装载数据的目标数据库
和目标要素类的对话框，
如图3.46所示。选择I do
not want to load all features
into a subtype ，表示不想把
数据装载到一个指定的子类型中；选择I want to load all features into a subtype ，表示要把数据装载到一个指定的子类型中，这时要选择需要装载源数据的子类型；
（4） 单击下一步按钮，打开源字段匹配到目标字段对话框，如图3.47所示。在Matching
Source Field 窗口中选择同目标字段匹配的源数据的字段。如果不想让源数据字段的数据装载到目标字段，在Matching Source Field 窗口中选择None ；
图3.43 载入数据 图3.42 Mosaic 对话框
基于LabVIEW的数据采集与处理系统设计 摘要：虚拟仪器作为一种基于图形化编程的新型概念仪器，以计算机作为运行媒介，节省了大量的显示、控制硬件，越来越显示出它独有的优势。基于LabVIEW的数据采集与处理系统，整体采用了循环结构与顺序结构相结合的形式，实现了模拟信号的采集与实时动态显示，并且仿真出了对数据的采集和报警功能，并且能够存储数据，进行各种自定义设置，显示效果良好，对现实中的数据采集与处理系统具有很大的借鉴作用。 关键词：虚拟仪器；数据采集；数据处理；LabVIEW
The Design of Data Acquisition and Processing System Based on LabVIEW Abstract:As a kind of virtual instrument based on graphical programming the new concept of instruments, run at the computer as a medium, save a large amount of display, control hardware, more and more shows its unique advantages. Data acquisition and processing system based on LabVIEW, and the overall adopted loop structure and order structure, in the form of the combination of the dynamic analog signal acquisition and real-time display, and the simulation of the data collection and alarm function, and the ability to store data, for a variety of Settings, display effect is good, the reality of the data acquisition and processing system has a great reference. Keywords：Virtual Instrument;Data Collection;Data Processing;LabVIEW;
一、单选题 1、对于离散空间最佳的内插方法 是： A．整体内插法 B．局部内插法 C．移动拟合法 D．邻近元法 2、下列能进行地图数字化的设备 是： A.打印机 B.手扶跟踪数字化仪 C.主 机 D.硬盘 3、有关数据处理的叙述错误的 是： A.数据处理是实现空间数据有序化的必要过程 B.数据处理是检验数据质量的关键环节 C.数据处理是实现数据共享的关键步骤 D.数据处理是对地图数字化前的预处理 4、邻近元法 是： A.离散空间数据内插的方法 B.连续空间内插的方法 C.生成DEM的一种方法 D.生成DTM的一种方法 5、一般用于模拟大范围内变化的内插技术是： A.邻近元法 B.整体拟合技术 C.局部拟合技术 D.移动拟合法 6、在地理数据采集中，手工方式主要是用于录入： A.属性数据 B.地图数据 C.影象数 据 D.DTM数据
7、要保证GIS中数据的现势性必须实时进行： A.数据编辑 B.数据变换 C.数据更 新 D.数据匹配 8、下列属于地图投影变换方法的 是： A.正解变换 B.平移变换 C.空间变 换 D.旋转变换 9、以信息损失为代价换取空间数据容量的压缩方法是： A.压缩软件 B.消冗处理 C.特征点筛选 法 D.压缩编码技术 10、表达现实世界空间变化的三个基本要素是。 A. 空间位置、专题特征、时间 B. 空间位置、专题特征、属性 C. 空间特点、变化趋势、属性 D. 空间特点、变化趋势、时间 11、以下哪种不属于数据采集的方式： A. 手工方式 B.扫描方式 C.投影方 式 D.数据通讯方式 12、以下不属于地图投影变换方法的是： A. 正解变换 B.平移变换 C.数值变 换 D.反解变换 13、以下不属于按照空间数据元数据描述对象分类的是： A. 实体元数据 B.属性元数据 C.数据层元数据 D. 应用层元数据 14、以下按照空间数据元数据的作用分类的是： A. 实体元数据 B.属性元数据 C. 说明元数据 D. 分类元数据 15、以下不属于遥感数据误差的是： A. 数字化误差 B.数据预处理误差 C. 数据转换误差 D. 人工判读误差
数据采集与处理技术 参考书目： 1．数据采集与处理技术马明建周长城西安交通大学出版社 2．数据采集技术沈兰荪中国科学技术大学出版社 3．高速数据采集系统的原理与应用沈兰荪人民邮电出版社 第一章绪论 数据采集技术(Data Acquisition)是信息科学的一个重要分支,它研究信息数据的采集、存贮、处理以及控制等作业。在智能仪器、信号处理以及工业自动控制等领域，都存在着数据的测量与控制问题。将外部世界存在的温度、压力、流量、位移以及角度等模拟量（Analog Signal）转换为数字信号（Digital Signal）, 在收集到计算机并进一步予以显示、处理、传输与记录这一过程，即称为“数据采集”。相应的系统即为数据采集系统（Data Acquisition System,简称DAS）数据采集技术以在雷达、通信、水声、遥感、地质勘探、震动工程、无损检测、语声处理、智能仪器、工业自动控制以及生物医学工程等领域有着广泛的应用。 1．1 数据采集的意义和任务 数据采集是指将温度、压力、流量、位移等模拟量采集、转换为数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示或打印的过程。相应的系统称为数据采集系统。 数据采集系统的任务：采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机，根据不同的需要由计算机进行相应的计算和处理，得出所需的数据。与此同时，将计算得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的监视，其中一部分数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。 数据采集系统的好坏，主要取决于精度和速度。 1．2 数据采集系统的基本功能 1.数据采集：采样周期
1数据的采集与处理 1.1数据的采集 施工监控中需对影响施工及控制精度的数据进行收集，主要包括环境参数和结构参数，前者又主要是指风速风向数据；后者主要指结构容重、弹模等数据。施工监控需进行收集的数据如表1-1所示。 1.1.2数据采集方法 基于港珠澳大桥特殊的地理位置，采用远程数据采集系统，与传统的数据采集系统相比，具有不受地理环境、气候、时间的影响等优势。而借助无线传输手段的远程数据采集系统，更具有工程造价和人力资源成本低，传输数据不受地域的影响，可靠性高，免维护等优点。远程无线数据采集系统的整体结构如图1-2所示。 1-2 远程无线数据采集系统组成结构图
1.2数据的处理与评估 在数据分析之前, 数据处理要能有效地从监测数据中寻找出异常值, 必须对监测数据进行可靠性检验, 剔除粗差的影响, 以保证监测数据的准确、可靠。我们拟采用的是最常用的μ检验法来判别系统误差; 用“3σ准则”剔除粗差; 采用了“五点二次中心平滑”法对观测数据进行平滑修正。同时, 在数据处理之后, 采用关联分析技术寻找某一测点的最佳关联点, (为保证系统评判的可靠性, 某一测点的关联点宜选用2 个以上)。我们选用3 个关联测点, 如果异常测值的关联测点有2 个以上发生异常, 且异常方向一致, 则认为测值异常是由结构变化引起, 否则, 认为异常是由监测系统异常引起。出现异常时, 经过判定, 自动提醒用户检查监测系统或者相应的结构(根据测点所在位置), 及时查明情况, 并采取一些必要的应急措施, 同时对测值做标注, 形成报表, 进行评估。 1.2.1系统误差的判别 判别原则: 异常值检验方法是建立在随机样本观测值遵从正态分布和小概率原理的基础之上的。根据观测值的正态分布特征性, 出现大偏差观测值的概率是很小的。当测值较少时, 在正常情况下, 根据小概率原理, 它们是不会出现的, 一旦出现则表明有异常值。依统计学原理: 偏差处于2 倍标准差或3 倍标准差范围内的数据为正常值, 之外的则判定为异常。事实上标准差σ多数情况下是求知的, 通常用样本值计算的标准差S 来替代。桥梁健康监测资料的数据量特别大, 一般都为大样本, 所以我们用μ检验。在分析中, 我们将所得的数据分成两组Y1 、Y2,并设()1211,1Y N u δ, ()2222,2Y N u δ择统计量为 : 'y y U -= (1) 式中12y y 、—两组样本的平均值: 21n 、n —两组样本的子样数: 21S S 、 —两组样本的方差。若 '2 a U U ≥ (2) 则存在系统误差。否则, 不存在系统误差。 1.2.2 粗差点的剔除 在观测次数充分多的前提下, 其测值的跳动特征描述如下式: ()112j j j j d y y y +-=-+ (3) 式中j y (j=1,2,3,4,……,n- 1)是一系列观测值。
一、绪论 （一）、1、“数据采集”是指什么? 将温度、压力、流量、位移等模拟量经测量转换电路输出电量后再采集转换成数字量后，再由PC 机进行存储、处理、显示或打印的过程。 2、数据采集系统的组成? 由数据输入通道，数据存储与管理，数据处理，数据输出及显示这五个部分组成。 3、数据采集系统性能的好坏的参数? 取决于它的精度和速度。 4、数据采集系统具有的功能是什么? （1）、数据采集，（2）、信号调理，（3）、二次数据计算，（4）、屏幕显示，（5）、数据存储，（6）、打印输出，（7）、人机联系。 5、数据处理系统的分类? 分为预处理和二次处理两种；即为实时（在线）处理和事后（脱机）处理。 6、集散式控制系统的典型的三级结构? 一种是一般的微型计算机数据采集系统，一种是直接数字控制型计算机数据采集系统，还有一种是集散型数据采集系统。 7、控制网络与数据网络的结合的优点? 实现信号的远程传送与异地远程自动控制。 （二）、问答题： 1、数据采集的任务是什么？ 数据采集系统的任务：就是传感器输出信号转换为数字信号，送入工业控制机机处理，得出所需的数据。同时显示、储存或打印，以便实现对某些物理量的监视，还将被生产过程中的PC机控制系统用来控制某些物理量。 2、微型计算机数据采集系统的特点是 （1）、系统结构简单；（2）、微型计算机对环境要求不高；（3）、微型计算机的价格低廉，降低了数据采集系统的成本；（4）、微型计算机数据采集系统可作为集散型数据采集系统的一个基本组成部分；（5）、微型计算机的各种I/O模板及软件齐全，易构成系统，便于使用和维修； 3、简述数据采集系统的基本结构形式，并比较其特点？ （1）、一般微型计算机数据采集与处理系统是由传感器、模拟多路开关、程控放大器、采样/保持器、A/D转换器、计算机及外设等部分组成。 （2）、直接数字控制型数据采集与处理系统（DDC）是既可对生产过程中的各个参数进行巡回检测，还可根据检测结果，按照一定的算法，计算出执行器应该的状态（继电器的通断、阀门的位置、电机的转速等），完成自动控制的任务。系统的I/O通道除了AI和DI外，还有模拟量输出（AO）通道和开关量输出（FDO）通道。 （3）、集散式控制系统也称为分布式控制系统，总体思想是分散控制，集中管理，即用几台计算机分别控制若干个回路，再用监督控制计算机进行集中管理。 （三）、分析题： 1、如图所示，分析集散型数据采集与处理系统的组成原理，系统有那些特点？ 集散式控制系统也称为分布式控制系统，总体思想是分散控制，集中管理，即用几台DDC计算机分
数据处理地一般过程 数据处理一般包括收集数据、、和分析数据等过程.数据处理可以帮助我们更好地了解周围世界，对未知事物作出合理地推断和预测.文档来自于网络搜索 全面调查和是收集数据地两种方式，全面调查通过调查来收集数据，抽样调查通过调查来收集数据.文档来自于网络搜索 实际调查中常采用抽样调查地方法获取数据.用样本估计是统计地基本思想. 抽样调查具有花费少、省时地特点，还适用一些不宜使用全面调查地情况.采用抽样调查需要注意：①样本容量要适中，一般为总体地～；②抽取时要尽量使每一个个体都有相等地机会被抽到.这样抽取地样本才具有代表性和广泛性.才能使样本较好地反映总体地情况.文档来自于网络搜索 要考察地全体对象称为，组成总体地每一个考察对象称为，被抽取地那些个体组成一个，样本中个体地数目称为.文档来自于网络搜索 利用统计图表描述数据是统计分析地重要环节.四种统计图地各自特点： （）条形统计图：能清楚地表示出每个项目地具体数目； （）扇形统计图：能清楚地表示出各部分在全体中所占地百分比； （）折线统计图：能清楚地反映事物地变化情况； （）直方图：能清楚地表示出每组频数地大小. 扇形统计图表明地是部分在总体中所占地百分比，一般不能直接从图中得到具体数量，用圆代表地是总体，圆地大小与具体数量大小没有关系. 扇形圆心角该部分百分比×°文档来自于网络搜索 画扇形统计图地步骤：先调查收集数据，根据数据计算百分比，圆心角，画出扇形，标出百分比. 画直方图地一般步骤：⑴计算最大值与最小值地差⑵决定组距和组数⑶列频数分布表⑷画频数分布直方图(或频数折线图).文档来自于网络搜索 注意对以下概念地理解： ⑴组距：把所有数据分成若干组，每个小组地两个端点之间地距离（组内数据地取值范围）称为组距.⑵频数：对落在各个小组内地数据进行累计，得到各个小组内数据地个数叫做频数.⑶频数分布直方图⑷频数折线图文档来自于网络搜索 频数分布直方图是以小长方形地来反映数据落在各个小组内地频数地大小.小长方形地高是频数与地比值.在等距分组时，各小长方表地面积（频数）与高地比是常数（组距）.文档来自于网络搜索 熟悉以下各题： 调查收集数据地方式通常有和两种.当总体中个体数目较少时用地方式获得数据较好，当总体中个体数目较多时用地方式获得数据较好.但关于电视机寿命、火柴质量等具有破坏性地调查不宜采用，国家人口普查采用.文档来自于网络搜索
第三章空间数据的采集与组织 数据采集是指将现有的地图、外业观测成果、航空相片、遥感图像、文本资料等转成计算机可以处理与接收的数字形式。数据采集分为属性数据采集和图形数据采集。属性数据的采集经常是通过键盘直接输入；图形数据的采集实际上就是图形数字化的过程。数据采集过程中难免会存在错误，所以，对所采集的数据要进行必要的检查和编辑。 数据组织就是按照一定的方式和规则对数据进行归并、存储、处理的过程。数据组织的好坏，直接影响到GIS系统的性能。 ArcGIS 9中主要有Shapefile、Coverage和Geodatabase三种数据组织方式。Shapefile 由存储空间数据的shape文件、存储属性数据的dBase表和存储空间数据与属性数据关系的.shx文件组成；Coverage的空间数据存储在一系列二进制文件中，属性数据和拓扑数据存储在INFO表中，目录合并了二进制文件和INFO表，成为Coverage要素类；Geodatabase 是ArcGIS数据模型发展的第三代产物，它是面向对象的数据模型，能够表示要素的自然行为和要素之间的关系。 本章首先介绍Shapefile、Coverage和Geodatabase的创建过程，然后详细说明空间数据编辑，最后，提供给读者两个实例练习，以便更好的掌握GeoDatabase数据库技术。 3.1 shapefile文件创建 3.1.1 创建Shapefile和dBASE表 ArcCatalog可以创建新的Shapefile和dBASE表，并可进行属性项及索引的操作、定义Shapefile的坐标系统。当在ArcCatalog中改变shapefile的结构和特性（properties）时，必须使用ArcMap来更新或重新定义属性值。 1.创建新的Shapefile 创建一个新的Shapefile时，必须定义它将包含的要素类型。Shapefile 创建之后，这个类型不能被修改。 创建一个新的Shapefile文件的具体过程如下： （1）在ArcCatalog目录树中，右键单击存放新Shapefile的文件夹，单击New，再单击Shapefile，如图3.1所示； 42
第三章空间数据采集与处理 着重看加粗题目 名词解释 1、数据压缩 2、空间数据的内插 3、空间数据处理 4、误差 5、空间数据 6、类型 7、对象 8、点 9、结点 10、线段11、线 12、弧 13、链 14、多边形 15、格网16、矢量17、栅格18、象元19、栅格对象20、数据精度 简答题 1、基于图像数据的矢量化方法从栅格数据向矢量数据转换的步骤有哪些？ 2、从技术角度看，地理信息系统常用的数据采集方法包括哪些？ 3、为什么在地理信息系统中使用元数据？元数据有哪些应用？ 4、元数据的作用有哪些？ 5、元数据的获取分为哪几个阶段？获取方法有哪些？ 6、空间数据源的种类有哪些？ 7、空间数据的一般性错误有哪些？主要有哪些检查方法？ 8、空间数据质量标准要素及其内容如何？ 第三章空间数据采集与处理 名词解释 1、所谓数据压缩，指从所取得的某个数据集合S中抽出一个子集A，这个子集作为一个新的信息源，在规定的精度范围内最好地逼近原集合，而又取得尽可能大的压缩比。 2、空间数据的内插可以作如下简单的描述：设已知一组空间数据，它们可以是离散点的形式，也可以是分区数据的形式，现在要从这些数据中找到一个函数关系式，使该关系式最好地逼近这些已知的空间数据，并能根据该函数关系式推求出区域范围内其他任意点或任意分区的值。这种通过已知点或分区的数据，推求任意点或分区数据的方法就称为空间数据的内插。
3、空间数据处理：对采集的各种数据，按照不同的方式方法对数据进行编辑运算，清除数据冗余，弥补数据缺失，形成符合用户要求的数据文件格式。 4、误差误差反映了数据与真实值或者大家公认的真值之间的差异，它是一种常用的数据准确性的表达方式。 5、空间数据：用于确定具有自然特征或者人工建筑特征的地理实体的地理位置、属性及其边界的信息。 6、类型：在元数据标准中，数据类型指该数据能接收的值的类型。 7、对象：对地理实体的部分或整体的数字表达。 8、点：用于位置确定的零维地理对象。 9、结点：拓扑连接两个或多个链或环的一维对象。 10、线段：两个点之间的直线段。 11、线：由相互连接的一系列线段组成的没有分支线段的序列，线可以自身或与其它线相切。 12、弧：由数学表达式确定的点集组成的弧状曲线。 13、链：两个结点之间的拓扑关联。 14、多边形：在二维平面中由封闭弧段包围的区域。 15、格网：组成一规则或近似规则的棋盘状镶嵌表面的格网集合，或者组成一规则或近似规则的棋盘状镶嵌表面的点集合。 16、矢量：有方向线的组合。 17、栅格：同一格网或数字影像的一个或多个叠加层。 18、象元：二维图形要素，它是数字影象最小要素。 19、栅格对象：一个或多个影象或格网，每一个影象或格网表示一个数据层，各层之间相应的格网单元或像元一致且相互套准。 20、数据精度：数据的准确度与精确度的总称。数据的准确度是指结果、计算值或估计值与真实值或者大家公认的真值的接近程度。数据的精密度指数据表示的精密程度，亦即数据表示的有效位数。
、 第一章概述 1数据采集和数据处理 数据采集是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程。数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。比如条码机、扫描仪等都是数据采集工具 数据处理系统是指运用计算机处理信息而构成的系统。其主要功能是将输入的数据信息进行加工、整理，计算各种分析指标，变为易于被人们所接受的信息形式，并将处理后的信息进行有序贮存，随时通过外部设备输给信息使用者。
2系统研究开发的价值和意义 经调查,目前数据采集器的市场需求量大，以数据采集器为核心构成的小系统应用广泛，因此开发高性能的数据采集器具有良好的市场前景。随着计算机技术的飞速发展和普及，数据采集系统在多个领域有着广泛的应用。数据采集是工、农业控制系统中至关重要的一环，在医药、化工、食品、等领域的生产过程中，往往需要随时检测各生产环节的温度、湿度、流量及压力等参数。同时，还要对某一检测点任意参数能够进行随机查寻，将其在某一时间段内检测得到的数据经过转换提取出来，以便进行比较，做出决策，调整控制方案，提高产品的合格率，产生良好的经济效益。随着工、农业的发展，多路数据采集势必将得到越来越多的应用，为适应这一趋势，作这方面的研究就显得十分重要。在科学研究中，运用数据采集系统可获得大量的动态信息，也是获取科学数据和生成知识的重要手段之一。本文以实验室数据采集、工业现场数据采集、野外数据采集为主要方向,设计一款结构简单、操作方便、高性价比、具有显示、记录存储功能的数据采集系统。单片机构成的数据采集处理系统适用于各种现场自动化监测及控制，能够适应油田野外恶劣环境,；具有性能稳定、可靠性高、响应速度快操作简单、费用低廉、等优点。回放过程的信号可以直观的观察。它与有线数传相比主要有布线成本低、安装简便、便于移动的优点 3．课题的意义及发展状况 数据采集是指将温度、压力、流量、位移等模拟量采集转换成数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示或打印的过程。相应的系统称为数据采集系统。从严格意义上说，数据采集系统应该是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回检测，并且能够对数据实行存储、处理、分析计算，以及从检测的数据中提取可用的信息，供显示、记录、打印或描绘的系统。总之，不论在哪个应用领域中，数据的采集与处理越及时，工作效率就越高，取得的经济效益就越大。数据采集领域正在发生着重要的变化。首先,分布式控制应用场合中的智能数据采集系统正在发展。其次,总线兼容型数据采集插件的数量正在增大,与个人计算机兼客的数据采集系统的数量也在增加。数据处理对数据（包括数值的和非数值的）进行分析和加工的技术过程。包括对各种原始数据的分析、整理、计算、编辑等的加工和处理。比数据分析含义广。随着计算机的日益普及，在计算机应
练习3 1.利用影像配准(Georeferncing) 工具进行影像数据的地理配准 2.编辑器的使用（点要素、线要素、多边形要素的数字化） 注意：在基于ArcMap 的操作过程中请注意保存地图文档 第1步地形图的配准－加载数据和影像配准工具 (1) 第2步输入控制点 (2) 第3步设定数据框的属性 (4) 第4步矫正并重采样栅格生成新的栅格文件 (6) 第5 步分层矢量化－在ArcCatlog中创建一个线要素图层 (7) 第6步从已配准的地图上提出等高线并保存到上面创建的要素类中 (13) 根据GPS观测点数据配准影像并矢量化的步骤 (14) 课外练习：翻译 (20) 本次练习，记成绩10分 第1步地形图的配准－加载数据和影像配准工具 数据：昆明市西山区普吉地形图1:10000 地形图――70011-1.tif 所有图件扫描后都必须经过扫描配准，对扫描后的栅格图进行检查，以确保矢量化工作顺利进行。 ●打开ArcMap，添加“影像配准”工具栏。 ●把需要进行配准的影像—70011-1.TIF增加到ArcMap中，会发现“影像配准”工具栏 中的工具被激活。
第2步输入控制点 在配准中我们需要知道一些特殊点的坐标。通过读图，我们可以得到一些控件点――公里网格的交点，我们可以从图中均匀的取几个点。一般在实际中，这些点应该能够均匀分布。 ●在”影像配准”工具栏上，点击“添加控制点”按钮。 ●使用该工具在扫描图上精确到找一个控制点点击，然后鼠标右击输入该点实际的坐标位 置，如下图所示：
●用相同的方法，在影像上增加多个控制点（大于7个），输入它们的实际坐标。点击“影 像配准”工具栏上的“查看链接表”按钮。 ●注意：在连接表对话框中点击“保存”按钮，可以将当前的控制点保存为磁盘上的文件， 以备使用。
第三章:模拟多路开关 1.作用：将多路被测信号分别传送到A/D 转换器进行转换。 类型：机电式用于大电流、低速切换；电子式：用于小电流、高速切换。 （1）双极型晶体管开关电路如图： 工作原理：设选择第1路模拟信号。 则令通道控制信号U C1= 0，晶体管T1′截止集电极为高电平，晶体管T1导通，输入信号电压U i1被选 中。 优点：开关切换速度快，导通电阻小，可两个方向传送信号。 缺点：为分立元件，需专门的电平转换电路驱动，使用不方便。 （2）结型场效应晶体管开关 工作原理：则令通道控制信号U C1=1，则开关控制管T1′导通，集电极为低电平，场效应管T 1导通，U O =U i1。 当U C1 =0时， T1′截止，T 1也截止，第1路输入信号被切断。 优点：开关切换速度快，导通电阻小，可两个方向传送 信号。 缺点：为分立元件，需专门的电平转换电路驱动，使用不方便。 （3）绝缘栅场效应管开关 优点：开关切换速度快，导通电阻小，且随信号电压 变化波动小；易于和驱动电路集成。 缺点：衬底要有保护电压。 （5）集成电路开关 工作原理：设选择第1路输入信号，则计算机输出一个4位二进制码，把计数器置成0001状态，经四 — 十六线译码器后，第1根线输出高电平，场 效应管T 1导通， U O = U i1 ，选中第1路信号。如果要连续选通第1路到第3路的信号，可以在计数器 加入计数脉冲，每加入一次脉冲，计数器加1，状 态依次变为 0001，0010，0011。 2. 多路开关的主要指标:导通电阻；开关接通电流、开关断开时的泄漏电流、开关断开时，开关对地电容、开关断开时，输出端对地电容。 3. 多路开关集成芯片 AD7510，芯片中无译码器，四个通道开关都有各自的控制端每一个开关可
———————————————— 收稿日期：2007-08-12 作者简介：陈延奎（1971－），四川渠县人，主要研究方向为仪器仪表技术。 基于80C51单片机的通用数据采集与处理系统 陈延奎 （达州职业技术学院，四川 达州 635000） 摘要：数据采集是单片机应用系统中最为普遍的应用需求，数据采集的对象可以是温度、压力、流量等连续变化的模拟量，也可以是代表某些状态特性的开关量等脉冲信号。数据采集和处理系统可以是复杂控制系统的一部分，也可以是配备显示（或打印）输出的独立系统（或仪表）。介绍了一种基于80C51单片机的通用数据采集与处理系统，其模拟输入通道由传感器、多路开关、放大器、采样保持器和A/D 转换器五部分组成。 关键词：80C51；数据采集与处理；模拟输入通道；系统功能；硬件电路；流程图 中图分类号：TP274+.2 文献标识码：A 文章编号：1006－0316(2008)04－0049－04 General data acquisition and processing system based on 80C51 microcontroller CHEN Yan-kui (Dazhou Vocational Technical College ，Dazhou 635000，China) Abstract ：Data acquisition is the most common application needs of microcontroller, the data acquisition object may be the simulation quantity such as temperature, pressure, current capacity and so on which change continuously, also may be represents some certain condition characteristic such as switch quantity signal impulses and so on. The data acquisition and the processing system may be a plurality of controls system's part, may also be provides the independent system which the demonstration (either printing) outputs (or measuring appliance). Introduce a conventional data gathering and processing system based on 80C51 microcontroller, its analog input channel is composed by the sensor, the multi-channel switches, the amplifier, the sampling retainer and the A/D switch. Key words ：80C51；data acquisition and processing ；analog input channels ；system functions ；hardware circuits ；flowchart 单片机通用数据采集和处理系统是单片机应用领域中使用最多的一类系统。它主要是实时采集外界诸如温度、压力、流量和转速等连续变化的模拟量，通过模/数转换器把这些模拟信号转换成数字信号送入单片机；也可以直接采集代表某些状态特性的开关量，单片机系统对这些采集信号进行数据处理，并根据用户的要求，将处理后的数据送显示、打印，也可通过串行口送给其它计算机，或者通过数/模转换器变换成模拟信号控制外部设备，输出的开关量也可直接用于控制目的。 1 模拟输入通道的组成 模拟输入通道的一般构成如图1所示，主要由传感器、多路开关、放大器、采样保持器和A/D 转换器五部分组成。 图1 模拟输入通道的一般构成 （1）传感器 传感器把被测物理量（如温度、压力等）作为输入参数，转换为电量（电流、电压、电阻等）输出。物理量性质和测量范围不同，传感器的工作机理和结构就不同。通常传感器输出的电信号是模拟信号（已有许多新型传感器采用数字量输出）。当信号的数值符合A/D 转换器的输入等级时，可以不用
附件1： 学号： 课程设计 题目数据采集及处理系统的设计 学院自动化学院 专业自动化 班级 姓名 指导教师 2015 年月日
课程设计任务书 学生：专业班级：自动化1205班 指导教师：道远工作单位：自动化学院 题目: 数据采集及处理系统的设计 初始条件： 设计一个64路巡回数据采集及处理系统，系统循环周期为1秒，16路模拟信号输入，16路开关信号输入，16路模拟输出，16路数字输出，模拟信号采用数字滤波去掉干扰信号，数字信号采用光耦隔离，将采集数据循环显示在LED或LCD上。 要求完成的主要任务: 1．输入通道及输出通道设计（0~20MV输入），（0~10V输出）2．每周期各通道采样10次； 3．采用各种（三种）数字滤波算法并比较结果； 4．软件流程及各程序模块设计并用仿真软件演示； 5．完成符合要求的设计说明书。 时间安排： 2015年7月1日~2015年7月8日 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
摘要 数据采集(DAQ)，是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析,处理。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。数据采集和处理是计算机控制系统的重要组成部分，在工业控制机和生产过程之间，要对生产过程进行实时控制，就要实时的了解生产状态，这就要求采集大量的模拟信号或数字信号进行分析，并输出有一定意义的、更直观和易于理解的模拟量或数字量，以对控制进行指导，调整控制方案。 针对目前实时存盘采集系统存在体积大、设计复杂、成本较高等不足之处，本课题设计了一种基于高速串行总线和数字信号处理器的多路数据采集系统,具有成本较低、集成度较高等特点，同时具有一定数字处理能力。 关键词：数据采集和处理，A/D转换，D/A转换，采样保持
一．填空： 1.采集模拟量，转化成数字量，由计算机进行存储、处理、打印的过程称为 数据采集 。 2.按处理方式的不同，数据处理可分为 实时（在线）处理 和 事后（脱机）处理 两种类型。 3.按处理性质的不同，数据处理可分为 预处理 和 二次处理 两种类型。 4.评价数据采集系统性能优劣的标准有 采样精库 和 采样速度 。 5.模拟信号数字化包括 采样 、 量化 和 编码 三个过程。 6.采样时，若采样的点数过多，会导致占用大量的计算机 内存 。 7.为了保证采样信号不失真，采样频率不能低于模拟信号最高频率的 两 倍。 8.采样过程可以看作为 脉冲 调制过程。 9.当采样脉冲序列是方波脉冲时，采样称为 自然采样 。 10.当采样脉冲序列是冲激序列时，采样称为 冲激采样 。 11.采样信号频谱是模拟信号频谱的 无穷多 次搬移。 12.采样定理在 c f s T 12 时是不适用的。 13.奈奎斯特频率是指采样频率的最 小 值。 14.奈奎斯特间隔是指采样周期的最 大 值。 15.当采样频率不满足采样定理时，会发生 频混 现象，造成失真。 16.对于频域衰减较快的信号，可以用 提高采样频率 的方法解决频混的问题。 17.对于频域衰减较慢的信号，可以用 削除频混滤波器 的方法解决频混的问题。 18.采样技术分为常规采样、 间歇采样 、 变频采样 和 下采样 四种。 19.采样控制方式分为 无条件采样 、中断方式、 查询方式 和 DMA 方式 四种
20.A/D 转换器的量化方法可分为“只舍不入”和 “有舍有入” 两种。 21.量阶等于常数的量化方法称为 均匀量化 。 22.量阶不等于常数的量化方法称为 非均匀量化 。 23.“只舍不入”量化时，量化误差只能是 正 误差，可以取q ~0之间的任意值。 24.“有舍有入”量化时，量化误差可以取2 ~2q q 之间的任意值。 25.A/D 转换器的位数越多，量化误差越 小 。 26.十进制数327对应的BCD 码是 001100100111 。 27.自然二进制代码10111010对应的格雷码是 11100111 。 28.格雷码11001010对应的自然二进制码是 10001100 。 29.自然二进制码01100111对应的折叠码是 10011000 。 二．单项选择 1.连续的模拟信号转换成离散的数字信号，需要经过几个断续过程（ A ）。 A)2 B)3 C)4 D)1 2.模拟信号数字化时，不需要的环节是（ C ）。 A)采样 B)量化 C)检波 D)编码 3. 采样时，若s T 取的过大，将会发生模拟信号中高频成分被叠加到低频成分上的现象，称为（ C ）。 A)失真 B)误码 C)频混 D)失调 4. 采样时，若采样过程不连续进行，而是时断时续，这种采样方法称为（ B ）。 A)常规采样 B)间歇采样 C)平顶采样 D)冲激采样 5. 下列四种采样技术中，需要存储容量最大的是（ A ）。 A)常规采样 B)间歇采样 C)变频采样 D)下采样
数据采集与传输系统 摘要 该数据采集与传输系统以89C51及89C2051为核心，由数据采集模块、调制解调模块、模拟信道、测试码发生器、噪声模拟器、结果显示模块等构成。在本方案中仅使用通用元器件就较好的实现了题目要求的各项指标。其中调制解调模块、噪声模拟器分别采用单片机和可编程逻辑器件实现。本数据采集与传输系统既可对8路数据进行轮检，也可设置为对一路数据单独监控。本系统硬件设计应用了EDA 工具，软件设计采用了模块化的编程方法。传输码元速率为16kHz～48kHz的二进制数据流。另外，还使用了“1”：“01”、“0”：“10”的Manchester编码方法使数据流的数据位减少,从而提高传输速率。
一、方案设计与论证 首先，我们分析一下信道与信噪比情况。本题中码元传输速率为16k波特，而信号被限定在30k～50kHz的范围内，属于典型的窄带高速率数字通信。而信噪比情况相对较好。这是因为信号带宽仅为20kHz，而噪声近似为0～43kHz（145% ）的窄带白噪声，这样即 Ts 使在信号和噪声幅度比值为1：1的情况下，带内的噪声功率仍然比较小，所以系统具有较高的信噪比。 方案一： 常用的数字调制系统有：ASK、FSK、PSK等。其中FSK具有较强的抗干扰能力，但其要求的的带宽最宽，频带利用率最低，所以首先排除。ASK理论上虽然可行，但在本题目中，由于一个码元内只包括约两个周期的载波，所以采用包络检波法难以解调，也不可行。另外，对于本题目，还可以考虑采用基带编码的方法进行传输，如HDB3码，但这种编码方法其抗干扰能力较差，因此也不太适合。 方案二： PSK调制方式具有较强的抗干扰能力，同时其调制带宽相对也比
空间数据采集的任务包括对地图数据、野外实测数据、空间定位数据、摄影测量与遥感图像、多媒体数据等进行采集。将现有的地图、外业观测成果、航空像片、遥感图片数据、文本资料等转换成GIS可以接受的数字形式 文字数据数据库入库之前进行验证、修改、编辑等处理，保证数据在内容和逻辑上的一致性 配置不同的设备和仪器：不同的数据来源要用到不同的设备和方法数据处理：几何纠正、图幅拼接、拓扑生成 2.简述GIS数据的内容。 1.地图数据：最常见的数据来源; 2.野外实测数据：指各种野外实验，实地测量所得数据，他们通过转换可直接进入空间数据库; 3.数遥感图像:遥感数据也是也是一个极其重要的信息源； 4.统计数据：许多部门和机构拥有不同领域的数据如人口、自然资源、国民经济等方面诸多统计数据； 5.共享数据：随着各种GIS专题图件的建立和各种GIS系统的建立直接获取的数字图像数据和属性数据； 6.多媒体数据、文本资料数据在GIS数据中也占有很重要的地位。3.简述常用的图形数据采集设备。 全站仪、遥感卫星、GPS、平板仪、手扶跟踪数字化仪、扫描仪、移动测绘系统。
平板测量：获取的是非数字化数据；全野外数字测图、空间GPS 定位系统；地图数字化是指根据现有纸质地图，通过手扶跟踪或扫描数字化的方法可在计算机上进行存储、处理和分析的数字化数据。摄影测量：利用摄影测量仪器对空间地理信息进行拍摄，从而得到有益的的空间数据；遥感图像：利用遥感卫星及遥感航空获取空间地理信息，经过处理分析得到空间数据。 5.简述地图数字化的目的及常见的地图数字化方法。 地图数字化的目的是为了让图形数据更好的在计算机中进行存贮、分析和输出。常见的地图数字化方法有手工数字化，数字化仪数字化，扫描跟踪数字化等。 6.简述地图数字化的流程。 首先用扫描仪对地图进行扫描处理获得栅格数据；然后利用GIS 软件对栅格数据进行转换使之成为矢量数据；最后对矢量数据进行编辑和处理。 7简述三种数字化方法及其操作过程。 1) 手工数字化 对地理实体进行编码；量取地理实体的坐标；录入坐标数据。手工栅格数据化：将图面划分为栅格单元矩阵，按地理实体的类别对栅格单元进行编码，然后依次读取代码值得数字化方法。 地图 栅格数据 扫描仪 GIS 软件 矢量数据 编辑处理 数据库
数据采集与处理 实验指导书 山东理工大学 二00二年十一月
实验一数据采集系统认识实验 一、实验目的 熟悉数据采集系统的组成、工作过程，熟悉不同传感器的使用，增加感性认识，为后面的课堂教学打下基础。 二、实验仪器 自动控制温室中的温度传感器、湿度传感器、CO2传感器、风向风速传感器、计算机、A／D板卡、8255板卡、电气控制柜。 三、实验步骤 1. 在温、湿度传感器的安装处，介绍温、湿度传感器的工作原理、模拟信号的传送和计算机数据采集过程和方法，讲解数据处理的方法。 2. 在CO2传感器的安装处，介绍CO2传感器的类型、红外式CO2传感器的工作原理和特点。 3. 在风向风速传感器的安装处，介绍风向数字信号并行传送的原理、数据采集方法和处理，介绍风速（转速）脉冲信号的采集和处理方法。 4. 在电气控制柜处，介绍温室电气控制的工作原理和工作过程。 5. 在计算机处，运行温室环境测控程序，介绍数据采集程序的工作过程，介绍编程技术的最新发展趋势和方法。 四、作业 1. 数据采集系统的任务是什么？ 2. 数据采集系统由哪几部分组成？ 3. 模拟信号是如何采集到计算机？ 4. 并行数字信号如何采集到计算机？ 5. 转速脉冲信号如何采集到计算机？
实验二模拟信号的数据采集实验 一、实验目的 让同学在计算机上输入自编的程序，并调试程序，使同学掌握模拟信号的采集方法，掌握相应数据采集程序的编程方法。 二、实验仪器 万用表、信号接口箱、温度传感器。 计算机、A／D板卡、31 2 三、实验步骤 1. 用万用表检查温度传感器输出信号的电压值。 2. 将温度信号接入接口箱。 3. 用并行信号线分别与接口箱和计算机上的A／D卡相连接。 4. 接通计算机、温度传感器电源。 5. 进入Quick BASIC语言环境。 6. 由每组同学将自编的程序（题目见作业）输入计算机，并调试运行程序、输出运行结果。 四、作业 题目：用PC-6319板卡采集温室的温度数据。 对象：温度传感器 要求： ⑴每隔10s钟采集一次温度数据。 ⑵ A／D板卡采用双极性方式工作。 ⑶用0通道采集模拟信号。 ⑷A／D转换结果要做标度变换。 ⑸每个采样点上连续采集10个数据，然后作数字滤波处理。 ⑹在计算机上显示出温度值。 五、思考题 1. 什么是数据采集板卡？ 2. 现有一BASIC语句中为“U=（H*256+L）*10 / 4096”，试说明该语句完成什么任务？语句中的“H*256+L”部分起到什么作用？为什么要有“H*256”？ 3. 什么是标度变换？为什么要进行标度变换？
HiIAP 数据采集处理平台（统计） 概述HiIAP统计信息采集及处理平台软件是北京和利时信息技术有限公司（简称：和信公司）在总结了多年电子政务及办公自动化系统的开发和实施经验的基础上，采用了先进的https://www.doczj.com/doc/8a83789.html,和XML技术开发的以企业电子报送为目标的统计数据采集、处理、查询、汇总的平台软件。该软件基于网络和数据库技术实现，采用了微软的.NET构架作为支撑和开发环境，以XML的方式实现了统计报表描述的标准化。软件功能完备、简便实用、安全高效，能够满足各种统计需求，同时也提供了完善的通用数据处理功能，为各部门统计业务提供完整的解决方案。产品功能概述●强大的报表定义功能。普通统计业务人员即可快速完成复杂的报表程序的设计。 ●专业的报表录入功能。真正实现了“所见即所得”的报表录入界面。支持边录边审、跳转、自动摘数等多种录入相关功能。 ●提供多种审核方式。软件提供了网上和本地两种审核方式，并提供了方便灵活的定义方式。 ●复杂汇总表的定义功能。采用最简单的操作生成复杂的汇总表，且所生成的汇总表可以直接满足印刷要求。
●计算功能。实现对报表数据的再加工。可以跨表跨专业，从多个数据源提取数据参与运算。 ●任意查询检索功能。提供了可视化、通用性极强的数据查询页面，实现了跨报表、跨专业数据的任意查询。 ●具有不同层次报表、数据的管理功能。通过专业管理员分配用户、报表权限，设置数据共享，实现不同层次用户的报表及数据管理。通过系统权限控制，上级用户可以验收、代处理及监控下级的报表情况。 ●可以根据需要对用户、报表任意分组，以满足各类综合管理部门的需求。●提供多种数据备份、恢复及导入、导出机制。●提供与在线功能一致的离线程序，在网络不通的情况下可离线填报数据，再导入在线系统。综合用户在使用时可以集中处理所属单位，然后有选择地上报数据到在线系统，也可将离线程序作为独立的数据处理应用系统。●可直接在软件系统内进行业务交流。组成和结构报表定义软件报表定义软件可以实现一维表、二维定长表和二维不定长表及复杂的组合报表的定义，可以实现报表的表内审核、表间审核，可以完成报表信息、录入规则的定义，并以所见即所得的方式定义报表样式模版。最终生成的报表描述文件可以应用于网上采集系统和脱机通用报表处理软件。通用报表处理软件通用报表处理软件是HiIAP统计信息采集及处理平