野外数据采集与处理

地理信息系统中测绘技术的数据采集与处理地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种集地理空间数据采集、存储、管理、分析和可视化于一体的技术系统。

在GIS系统中，测绘技术的数据采集与处理是其中非常重要的环节之一。

测绘技术通过使用测绘仪器设备和相关软件，对地球表面的特征进行精确测量和记录，生成高质量的地理空间数据。

本文将探讨测绘技术在GIS系统中的数据采集和处理过程。

一、测绘技术的数据采集测绘技术的数据采集是GIS系统中最基础的一步。

从野外实地采集到实验室室内的数据处理，全过程需要高度的专业知识和技术支持。

1. 野外数据采集在测绘技术中，野外数据采集指的是在实地进行测量观测和采样工作。

野外数据采集的方式多种多样，常见的包括地面测量、航空测量和卫星遥感等。

地面测量主要通过使用全站仪、GPS等测量仪器，在地面上进行直接的测量与记录。

航空测量则借助于航空影像和航空摄影测量技术，在空中对地表进行大范围、全方位的观测。

卫星遥感则通过卫星图像对地表特征进行无接触的测量和记录。

这些方法各有优缺点，根据需要选择合适的方式进行数据采集。

2. 实验室及室内数据处理野外数据采集结束后，测绘技师会将所采集的数据导入计算机中进行进一步处理。

这个过程通常需要使用数据处理软件，如AutoCAD、ArcGIS等。

实验室测试样本和观测数据将与已有数据进行对比和分析，以校正和验证测绘的准确性和一致性。

此外，还需要进行数据拼接、空间插值、地形分析等操作，以生成完整的地理空间数据。

二、测绘技术的数据处理1. 数据拼接和编辑在数据采集过程中，由于采集区域较大，需要多次采集，并将这些数据进行拼接和编辑。

数据拼接使得多次采集的数据连接成一个完整的整体。

编辑操作则包括对数据的剪裁、删除和修改，以达到数据的准确性和一致性。

2. 空间插值空间插值是一种重要的数据处理方法，用于根据已有数据推测或补充缺失的数据。

自然资源调查中的数据采集与处理自然资源调查是对地球上的各种自然资源进行系统、全面、深入的调查和研究，以获取相关数据和信息。

其中，数据采集与处理是调查工作的重要环节。

本文将介绍自然资源调查中的数据采集方法和处理过程。

一、数据采集方法1. 野外实地调查野外实地调查是最常见的自然资源数据采集方式。

调查人员亲自前往调查地点，进行直接观察、测量和记录。

例如，在植被调查中，调查员可使用样方法、划线法等野外调查方法，记录不同植物物种的数量、分布等信息。

2. 卫星遥感技术卫星遥感技术通过卫星对地球表面进行遥感观测，获取大范围、高分辨率的地理信息。

遥感数据可用于获取土地覆盖类型、植被指数、气候变化等自然资源信息。

调查人员可通过卫星遥感数据辅助野外实地调查，在一定程度上提高调查效率和准确性。

3. 信息系统与数据库信息系统与数据库的运用对自然资源调查起到了至关重要的作用。

调查人员可建立自然资源数据库，将采集到的数据进行整理、存储和管理。

通过信息系统的应用，他们可以快速检索和分析数据，加快调查工作的进展，并方便未来的数据维护与分析。

二、数据处理过程1. 数据整理与清洗采集到的数据需要进行整理与清洗，以保证数据的准确性和可靠性。

整理过程包括将数据分类、归类、排布等，使其易于查看和管理。

清洗过程是对数据进行筛选和纠正，删除重复、错误或异常数据，确保数据的完整性和一致性。

2. 数据分析与统计在数据处理过程中，数据分析与统计是非常重要的环节。

通过采用合适的统计方法和工具，调查人员可以对数据进行计算、总结、描述和推断。

数据分析的目的是了解数据之间的关系和规律，提取有用的信息来支持自然资源的管理与保护。

3. 数据可视化呈现数据的可视化呈现是将数据以图表、图像等直观的方式展示出来，使其更易于理解和分析。

调查人员可使用各种数据可视化工具和软件，如地图制作软件、数据图表制作工具等，将数据转化为可视化图像，以便更好地传达数据的信息和结果。

野外数据采集方法野外数据采集包括两个阶段：控制测量、碎部点采集。

控制测量的方法与传统的测图中的控制测量基本相似，但以导线测量为主的方式测定控制点位置。

碎部点数据采集与传统的作业方法有较大的差别。

这里主要介绍采用全站仪进行碎部点数据采集的两种方法。

一、测记法数据采集碎部点的数据采集每作业组一般需要仪器观测员1人、绘草图领尺（镜）员1人、立尺（镜）员1~2人，其中绘草图领尺员是作业组的核心、指挥者。

作业组的仪器配备：全站仪1台、电子手簿1台、通讯电缆1根、对讲机1副、单杆棱镜1~2个，皮尺1把。

数据采集之前，先将作业区的已知点成果输入电子手簿。

绘草图领尺员了解测站周围地形、地物分布，并及时勾绘一份含主要地物、地貌的草图（也可在放大的旧图上勾绘），以便观测时标明所测碎部点的位置及点号。

仪器观测员在测站点上架好仪器、连接电子手簿，并选定一已知点进行观测以便检查。

之后可以进行碎部点的采集工作。

采集碎部点时，观测员与立镜员或绘草图员之间要及时联络，以便使电子手簿上记录的点号和草图上标注的点号保持一致。

绘草图员必须把所测点的属性标注在草图上，以供内业处理、图形编辑时用。

草图的勾绘要遵循清晰、易读、相对位置准确、比例一致的原则。

一个测站的所有碎部点测完之后，要找一个已知点重测进行检查。

二、电子平板数据采集测图时作业人员一般配备：观测员1人、电子平板（便携机）操作员1人、立尺（镜）员1~2人。

进行碎部测图时，在测站点安置全站仪，输入测站信息：测站点号、后视点号及仪器高，然后以极坐标法为主，配合其它碎部点测量方法施测碎部点。

例如电子平板测绘系统中，常用的方法有极坐标法、坐标输入法，它们的数据输入可以通过通信方式由全站仪直接传送到计算机，也可以采用设计友好、清晰的图形界面对话框输入，如图6-31。

对于电子平板数字测图系统，数据采集与绘图同步进行，即测即绘，所显即所测。

图6-31碎部点测量输入对话框直线|方向|7参加建模r高程注记。

野外测量中的数据采集与处理方法概述：野外测量是科学研究、工程建设等领域中不可或缺的重要环节。

为了获得准确可靠的数据，野外测量中的数据采集和处理方法显得尤为重要。

本文将以此为主题，探讨一些常用的数据采集与处理方法，希望能为野外测量提供一些参考。

一、数据采集方法1. 直接采集：直接采集是指在野外进行实地调查和测量，直接获得需要的数据。

该方法通常通过使用测量仪器和设备进行数据的获取。

例如，可以使用GPS仪器测量地理位置，使用电子秤测量物体的重量，使用温度计测量环境的温度等。

直接采集的优点在于简单直观，数据准确性较高。

但是，该方法的缺点是受到环境条件和测量仪器的限制，无法获取一些难以直接测量的数据。

2.间接采集：间接采集是指通过测量一些相关的因素或参数来推导所需要的数据。

例如，通过计算恒星的位置和光谱特征来间接测量它们的距离和质量；通过测量地表植被的指数来推断附近土壤中的水分含量。

间接采集的优点在于可以获取一些无法直接测量的数据，提高数据的丰富性和多样性。

但是，该方法的缺点在于推断过程的复杂性，容易引入误差。

二、数据处理方法1. 数据清理：数据清理是指对采集到的数据进行筛选、去除异常值，保证数据的准确性和可靠性。

在实际操作中，可以使用一些统计方法来识别并删除异常值，如箱线图、Z值法等。

此外，还可以根据实际需要对数据进行插补或平滑处理，以填补数据缺失的空白。

2. 数据转换：数据转换是指将采集到的原始数据进行变换，从而得到适合分析和研究的形式。

常用的数据转换方法包括将数据进行归一化、标准化、主成分分析等。

这些方法可以降低数据的维度、简化数据结构，更好地提取和利用数据中的信息。

3. 数据分析：数据分析是指对处理后的数据进行统计和分析，以得出结论或推导出模型。

常见的数据分析方法包括描述统计分析、相关性分析、回归分析、聚类分析等。

通过对数据的统计和分析，可以更好地理解数据的特征和规律，为后续的决策和研究提供依据。

生态学野外调查方法与数据处理简介一生态学野外调查方法野外调查是生态学，特别是植物群落生态学研究的基本方法。

由于植物群落生态研究地域性很强，不同的国家和地区形成了不同的研究传统，从而形成了植物群落学研究的学派——法瑞学派、苏联学派、英美学派。

现在影响依然很大的当属法瑞学派和英美学派。

本部分主要介绍英美学派和法瑞学派在植物群落学研究中的一些主要方法，其中所介绍的方法参考了云南大学近40年来调查植被的经验，主要根据金振洲教授的《地植物学实习手册》（1992）编写而成。

其方法既突出英美地植物学派的方法，也重视法瑞地植物学派的传统方法，并强调在实际工作中二者共同结合使用。

使用本方法者，需要有一定的植被生态学基础，宜通过野外和室内训练并亲自操作实践，才能较好的掌握。

植被调查的准备工作1 背景资料准备（1）调查研究之初必须明确目的、要求、对象、范围、深度、工作时间、参加的人数，所采用的方法及预期所获的成果；（2）对调查研究地和对象的前人研究工作要尽可能的收集资料，加以熟悉，甚至是一些片段的、不完全的资料也好，有旅行家札记、县志、地区名录等等都可以收集。

（3）对相关学科的资料也要收集，如地区的气象资料、地质资料、土壤资料、地貌水文资料、林业、畜牧业以及社会、民族情况等。

2 野外调查设备的准备海拔表、地质罗盘、GPS, 大比尺地形图、望远镜、照相机、测绳、钢卷尺、植物标本夹、枝剪、手铲、小刀、植物采集记录本、标签、样方记录用的一套表格纸，方格绘图纸、土壤剖面的简易用品等等。

如果有野外考察汽车、野外充气尼龙帐篷及简易餐具则更好。

3. 调查记录表格的准备（1）野外植被（森林、灌丛、草地等等）调查的样地（样方）记录总表该总表是根据法瑞学派的方法而设计的，也可用于英美学派。

目的在于对所调查的群落生境和群落特点有一个总的记录。

总表见表5-1。

（2）法瑞学派的野外样地记录分表只有一个格式的表，对于样地中的乔木层、乔木亚层、灌木层、草木层、藤木和附生等均通用。

实验三全站仪数字测图外业数据采集指导书一、实验目的与要求1．掌握用GTS-102N全站仪进行数字测图外业数据采集的作业方法。

2．会使用数字测图系统软件进行数据传输。

（如CASS7.0）。

二、实验内容1．全站仪地面数字测图外业数据采集。

2．全站仪数字化测图的数据传输。

三、实验步骤简要数字化测图根据所使用设备的不同，可采用两种方式实现：草图法和电子平板法。

电子平板法由于笔记本电脑价格较贵，电池连续使用短，数字测图成本高，固实际中多采用草图法。

1．草图法数字测图的流程：外业使用全站仪测量碎部点三维坐标的同时，领图员绘制碎部点构成的地物形状和类型并记录下碎部点点号(必须与全站仪自动记录的点号一致)。

内业将全站仪或电子手簿记录的碎部点三维坐标，通过CASS传输到计算机、转换成CASS 坐标格式文件并展点，根据野外绘制的草图在CASS中绘制地物。

如图1所示。

图1草图法数字测图的流程2．全站仪野外数据采集步骤①置仪：在控制点上安置全站仪，检查中心连接螺旋是否旋紧，对中、整平、量取仪器高、开机。

②创建文件：在全站仪Menu中，选择“数据采集”进入“选择一个文件”，输入一个文件名后确定，即完成文件创建工作，此时仪器将自动生成两个同名文件，一个用来保存采集到的测量数据，一个用来保存采集到的坐标数据。

③输入测站点：输入一个文件名，回车后即进入数据采集之输入数据窗口，按提示输入测站点点号及标识符、坐标、仪高，后视点点号及标识符、坐标、镜高，仪器瞄准后视点，进行定向。

④测量碎部点坐标：仪器定向后，即可进入“测量”状态，输入所测碎部点点号、编码、镜高后，精确瞄准竖立在碎部点上的反光镜，按“坐标”键，仪器即测量出棱镜点的坐标，并将测量结果保存到前面输入的坐标文件中，同时将碎部点点号自动加1返回测量状态。

再输入编码、镜高，瞄准第2个碎部点上的反光镜，按“坐标”键，仪器又测量出第2个棱镜点的坐标，并将测量结果保存到前面的坐标文件中。

野外地形数据采集与数据处理一、地形点的描述信息测量的基本工作是测定点位，直接测定点的坐标确定点位，或者通过测量水平角、竖直角、距离来确定点位。

数字测图是通过计算机软件自动处理(自动识别、自动检索、自动连接、自动调用图式符号等)，自动绘出所测的地形图。

因此，对地形点必须同时给出点位信息及绘图信息。

数字测图中地形点的描述必须具备3类信息：1.测点的三维坐标；2.测点的属性，即地形点的特征信息； (地貌点还是地物点)测点的连接关系。

3.其中，第一项是定位信息，后两项是绘图信息。

测点是要标明点号，点号在测图系统中是惟一的，根据它可以提取点位坐标。

二、地形编码计算机是通过测点的属性信息来识别测点是哪一类特征点，用什么图式符号来表示，数字测图中是用编码来代替地物的名称和代表相应的图式符号以表明测点的属性信息。

地形编码是一种人为的约定，是联系内业与外业的一种纽带。

我国一推出了关于地形图图式，地形图要素分类代码等国家标准：如《1：500 1 ：1000 1 ：2000 地形图图式》，1 ：《5000 1 ：10000 地形图图式》，1 ：500 1 ：1000 1 ：2000 地形图要素分类代码》，《国土基础信息数据分类与代码GB1804-93》等等。

这些标准是我们制定地形编码的重要依据。

地形信息共分九大类，并挨次细分为小类、一级和二级。

分类代码由四位数字码组成：X大类码代码1X小类码名称测量控制点X一级代码代码2X二级代码名称居民地11 平面控制点111 三角点1111 一等1112 二等1113 三等1114 四等在《国土基础信息数据分类与代码GB-13923-92》中，在上述编码基础上又扩充一位：识别位。

(一)、地形编码的原则1. 符合国标、图式分类，符合地形绘图的习惯；2. 力求简洁，便于操作和记忆，符合测量员的习惯；3. 便于计算机处理；4. 编码要有系统性、科学性和可扩充性。

(二)、常见编码方法按照《1：500 1 ：1000 1：2000 地形图图式》，地形要素分为十类：(1) 测量控制点(2) 居民地(3) 共矿企业建造物和公共设施(4) 独立地物(5) 道路及附属设施(6) 管线及垣栅(7) 水系及附属设施(8) 境界(9) 地貌与土质(10) 植被常见编码1. 三位整数编码2. 四位整数编码3. 五位整数编码4. 六位整数编码5. 七位整数编码6. 八位整数编码7. 拼音字母编码8. “无编码”系统9. “无记忆编码系统”三、连接信息连接信息可分为连接点和连接线型。

野外数据采集数字测图作业通常分为野外数据采集和内业数据处理编辑两大部分。

野外数据采集通常利用全站仪或RTK GPS接收机等测量仪器在野外直接测定地形特征点的位置，并记录地物的连接关系及其属性，为内业成图提供必要的信息，它是数字测图的基础工作，直接决定成图质量与效率。

数据编码野外数据采集仅仅采集碎部点的位置(点的坐标信息)是不能满足计算机自动成图要求的，还必须将地物点的连接关系和地物诚性信息(地物类别)记录下来。

通常是用按一定规则构成的符号串来表示地物属性和连接关系等信息，这种有一定规则的符号串称为数据编码。

数据编码的基本内容包括：地物要素编码(或称地物特征码、地物属性码、地物代码)、连接关系码(或连接点号、连接序号、连接线型)、面状地物填充码等。

一、国家标准地形要索分类与编码按照《1：500 1：1OOO 1：2000外业数字测图规程》(GB/T 14912—2005)的规定，野外数据采集编码的总形式为：地形码+信息码。

地形码是表示地形图形要素的代码。

在《基础地理信息要素分类与代码》(GB/T 13923—2006)和《城市基础地理信息系统技术规范》(CJJ100—2004)中对比例尺为1 ： 500、1 ： 1000、1 ： 2 000的代码位数的规定是6位十进制数字码，分别为按数字顺序排列的大类、中类、小类和子类码，具体代码结构如图8-16所示。

左起第一位为大类码；第二位为中类码，是在大类基础上细分形成的要素码；第三、第四位为小类码，是在中类基础上细分形成的要素码；第五、第六位为子类码，是在小类基础上细分形成的要素码。

代码的每一位均用0〜9表示，例如对于大类：1为定位基础(含测量控制点和数学基础)；2为水系；3为居民地及设施；4为交通；5为管线；6为境界与政区；7为地貌；8为植被与土质。

表8-1为8个大类中大比例尺成图中基础地理信息要素部分代码的示例。

图8-16 碎部点编码规则表8-1 1：500、1：1000、1：2000基础地理信息要素部分代码Xmap数字测图系统的编码是在《基础地理信息要素数据字典第1部分：1 ： 500 1 ：1 000 1：2 000基础地理信息要素数据字典》 (GB/T —2007)7位编码方式的基础上，扩展了一位的编码，这扩展用来表示要素的表示方法。

大比例尺数字测图的野外数据采集一、测图前的准备工作（一）图根控制测量野外数据采集包括两个阶段，即图根控制测量和地形特征点（碎部点）采集。

测区高级控制点的密度不能满足大比例尺数据测图的需求时，应加密适当数量的图根控制点，又称图根点，直接供测图使用。

图根控制布设，是在各等级控制下进行加密，一般不超过两次附合。

在较小的独立测区测图时，图根控制可作为首级控制。

图根控制点（包括已知高级点）的个数，应根据地形复杂、破碎程度或隐蔽情况而决定其数量。

如果利用全站仪采集碎部点，就常规成图方法而言，一般以在500m以内能测到碎部点为原则。

一般平坦而开阔地区每平方千米图根点的密度，对于1/2000比例尺测图不少于4个，对于1/1000比例尺测图不少于16个，对于1/500比例尺测图不少于64个。

图根平面控制点的布设，可采用图根导线、图根三角、交会方法和GPS RTK 等方法。

还可采用“辐射法”和“一步测量法”。

辐射法就是在某一通视良好的等级控制上，用极坐标测量方法，按全圆方向观测方式，一次测定周围几个图根点。

这种方法无需平差计算，直接测出坐标。

为了保证图根点的可靠性，一般要进行两次观测(另选定向点)。

“一步测量法”就是将图根导线与碎部测量同时作业。

利用全站仪采集数据时，效率非常高，可少设一次站，少跑一遍路，适合数字测图，现在有很多测图软件都支持。

“一步测量法”的步骤归结为（如图5-1所示）：先在已知坐标的控制点V501上设测站，在该测站上先测出下一导线点C1（图根点）的坐标，然后再施测本测站的碎部点30，36，56，50的坐标，并可实时展点绘图。

搬到下一测站C1，其坐标已知，测出下一导线点C2的坐标，再测本站碎部点40，41点坐标…，待导线测到C5测站，可测得V511坐标，记作V511′点。

V511′点坐标与V511点已知坐标之差，即为该附合导线的闭合差。

若闭合差在限差范围之内，则可平差计算出各导线点的坐标。

为提高测图精度，可根据平差后的坐标值，重新计算各碎部点的坐标，然后再显示成图。

数字测图实验报告班级2013012班专业地理信息科学组别第六组组员王宁华北水利水电大学资源与环境学院地理信息科学教研室野外数据采集及制图[实验名称]测记法野外数据采集及制图[实验目的]掌握用全站仪的程序进行碎部点数据采集，并利用内存记录数据的方法，掌握全站仪和计算机之间进行数据传输的方法，并学会画草图，学会用CASS软件把草图展绘在计算机上。

[仪器和工具]全站仪，脚架，棱镜杆，棱镜，钢卷尺[实验原理]测记法是在观测碎部点时，绘制工作草图，在工作草图记录地形要素名称、碎部点连接关系。

然后在室内将碎部点显示在计算机屏幕上，根据工作草图，采用人机交互方式连接碎部点，输入图形信息码和生成图形的一种测量方法。

[实验步骤]1.认识测区进入测区后，领镜(尺)员首先对测站周围的地形、地物分布情况大概看一遍，认清方向，制作含主要地物、地貌的工作草图(若在原有的旧图上标明会更准确)，便于观测时在草图上标明所测碎部点的位置及点号。

2．野外数据采集用全站仪进行数据采集可采用三维坐标测量方式。

测量时，应有一位同学绘制草图。

草图上须标注碎部点点号（与仪器中记录的点号对应）及属性。

（1）安置全站仪，对中整平，量取仪器高，检查中心连接螺旋是否旋紧。

（2）打开全站仪电源，并检查仪器是否正常。

（3）建立控制点坐标文件，并输入坐标数据。

（4）建立（打开）碎部点文件。

（5）设置测站，选择测站点点号或输入测站点坐标，输入仪器高并记录。

（6）定向和定向检查，选择已知后视点或后视方位进行定向，并选择其他已经点进行定向检查。

（7）碎部测量，测定各个碎部点的三维坐标并记录在全站仪内存中，记录时注意棱镜高、点号和编码的正确性。

（8）归零检查，每站测量一定数量的碎部点后，应进行归零检查，归零差不得大于1′。

（9）数据编码，测记法数据采集通常区分为有码作业和无码作业，有码作业需要现场输入野外操作码（如CASS7.0）。

无码作业现场不输入数据编码，而用草图记录绘图信息，绘草图人员在镜站把所测点的属性及连接关系在草图上反映出来，以供内业处理、图形编辑时用。