GIS第三章空间数据的获取
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GIS数据处理与空间分析教程引言:地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一种将地理空间数据与属性数据进行捆绑组织、存储、查询、分析、可视化并生成可输出图形报告的系统。
在各个领域,如城市规划、环境管理、资源分配、农业发展等都有广泛的应用。
本教程将就GIS数据处理与空间分析的相关内容进行深入的介绍和讲解。
第一章:GIS数据处理的基础知识GIS数据由地理空间数据和属性数据组成,地理空间数据包括点、线、面等地理要素。
在这一章节,我们将学习地图投影的基本知识,了解常见的地理坐标系和地图投影方式,并介绍GIS数据的各种数据格式,如Shapefile、GeoJSON等。
第二章:GIS数据获取与预处理本章节将介绍如何获取地理空间数据,包括地理信息系统数据和其他来源的数据。
我们将探讨如何使用GPS设备采集地理数据,并学习如何使用影像处理软件提取图像中的地理信息。
另外,还将涉及数据预处理的工作,如数据清洗、数据转换和数据拓扑校正等。
第三章:GIS数据管理与存储GIS数据管理与存储是GIS应用中关键的一环,本章节将重点介绍如何进行数据管理和数据存储。
我们将学习如何使用数据库管理系统(DBMS)对GIS数据进行组织和存储,并了解属性数据表的设计和建立。
此外,还将介绍如何维护和更新数据,以及数据备份和恢复的相关策略。
第四章:GIS空间分析基础在进行GIS空间分析之前,我们需要了解一些基础概念和方法。
本章节将介绍GIS空间分析的基本概念,如空间关系、空间查询和空间操作等。
我们还将学习常见的空间分析方法,如缓冲区分析、叠加分析和网格分析等,并通过具体案例来加深理解。
第五章:GIS空间分析进阶本章节将介绍一些进阶的GIS空间分析方法和技术,如网络分析、三维分析和时空分析等。
我们将详细讲解这些方法的原理和应用场景,并通过实际案例来展示如何使用这些方法进行空间分析。
第六章:GIS可视化和报告生成通过可视化和报告生成,我们可以有效地展示和传达GIS数据和分析结果。
简述常用地理空间数据源及其获取方法常用地理空间数据源包括地理信息系统(GIS)数据、卫星遥感数据、地图数据和社交媒体数据。
1. 地理信息系统(GIS)数据:GIS数据由各种机构和组织收集和维护,包括政府机构、学术研究机构和非政府组织等。
获取GIS数据的方法包括:- 直接从相关机构下载数据:许多政府机构和学术研究机构提供免费或收费的GIS数据下载服务。
- 使用GIS软件和插件:大多数GIS软件提供了数据查询和下载功能,可以直接通过软件获取数据。
- 使用GIS数据提供商:有一些专门的商业公司提供各种类型的GIS数据,用户可以从他们那里购买所需数据。
2. 卫星遥感数据:卫星遥感数据通常由卫星或无人机收集,包括遥感影像、高程数据和地表温度等。
获取卫星遥感数据的方法包括:- 直接从卫星数据提供商下载:有一些卫星数据提供商如Landsat、Sentinel和MODIS等,用户可以从他们的网站下载所需数据。
- 使用遥感数据平台:一些在线遥感数据平台(如Google Earth Engine和Remote Pixel)提供了大量卫星遥感数据的查询和下载服务。
- 使用遥感图像处理软件:一些遥感图像处理软件(如ENVI 和QGIS)提供了数据访问和分析的功能,用户可以通过软件获取数据。
3. 地图数据:地图数据是指包含地理特征和地理数据的地图。
获取地图数据的方法包括:- 使用在线地图服务:包括Google Maps、百度地图、高德地图等。
用户可以通过这些服务访问和使用地图数据。
- 使用地图制作软件:一些地图制作软件(如ArcGIS和QGIS)提供了地图数据查询和下载的功能,用户可以通过软件获取数据。
- 购买地图数据:一些专业地图数据提供商提供了各种类型的地图数据,用户可以从他们那里购买所需数据。
4. 社交媒体数据:社交媒体数据是指通过社交媒体平台收集的地理位置相关的数据,包括用户地理标签、地理位置信息和地理标记等。
获取社交媒体数据的方法包括:- 使用社交媒体API:一些社交媒体平台(如Twitter、Instagram和Facebook)提供了开放API,用户可以使用API 查询和获取相关数据。
属性数据与空间数据一、引言属性数据和空间数据是地理信息系统(GIS)中两个重要的数据类型。
属性数据是描述地理现象的非空间特征的数据,如人口数量、土地用途等。
空间数据是描述地理现象的空间位置和形状的数据,如地图、卫星影像等。
本文将详细介绍属性数据和空间数据的定义、特征、获取方式以及在GIS中的应用。
二、属性数据1. 定义属性数据是指描述地理现象的非空间特征的数据,通常以表格形式存储,每一行代表一个地理实体,每一列代表一个属性。
属性数据可以是定量或者定性的,如人口数量、土地所有权等。
2. 特征属性数据具有以下特征:- 可测量性:属性数据可以通过数值进行度量,如人口数量、面积等。
- 可分类性:属性数据可以根据特定的标准进行分类,如土地用途、行政区划等。
- 可变性:属性数据可以随时间和空间变化,如人口数量的增减、土地用途的变化等。
3. 获取方式属性数据可以通过以下方式获取:- 实地调查:通过实地走访、问卷调查等方式采集数据。
- 统计数据:利用已有的统计数据,如人口普查、经济统计等。
- 数据挖掘:通过对大数据进行分析和挖掘,获取隐藏的属性数据。
4. 在GIS中的应用属性数据在GIS中有广泛的应用,包括:- 空间分析:通过属性数据的空间分布,进行统计和分析,如人口密度分析、土地利用变化分析等。
- 决策支持:利用属性数据的特征,辅助决策制定,如城市规划、环境保护等。
- 可视化展示:将属性数据与空间数据结合,制作地图、图表等可视化展示方式。
三、空间数据1. 定义空间数据是指描述地理现象的空间位置和形状的数据,通常以地图、卫星影像等形式存在。
空间数据可以是点、线、面等不同的几何对象。
2. 特征空间数据具有以下特征:- 空间关系:空间数据可以描述地理实体之间的位置关系,如相交、包含等。
- 空间属性:空间数据可以携带属性数据,如地图上的标注、卫星影像上的像素值等。
- 空间分析:通过空间数据的分析,可以得出地理现象的空间模式和规律。
GIS数据获取的途径和方法GIS数据是地理信息系统(Geographic Information System)的核心组成部分,是基于地理位置信息进行分析和处理的关键数据。
GIS数据的获取对于地理信息的应用和研究至关重要。
本文将介绍GIS数据获取的几种常见途径和方法。
一、卫星遥感卫星遥感是通过卫星遥感技术获取地球表面信息的一种方法。
利用遥感卫星获取的数据可以包括地表影像、高程数据、植被覆盖度等等。
卫星遥感可以提供大范围、高分辨率的数据,适用于大规模地理信息的获取和分析。
二、测绘数据测绘数据是通过测绘手段获取的地理信息数据。
测绘数据的来源可以是航空摄影、地面测量、GPS测量等。
测绘数据通常包括地形、地貌、地貌等详细的地理信息,适用于地形分析、工程规划等领域。
三、传感器数据传感器数据是通过地面传感器获取的地理信息数据。
传感器可以安装在水文站、气象站、环境监测站等设备上,用于记录环境参数的变化。
传感器数据可以用于分析和预测气候变化、水资源管理等问题。
四、开放数据开放数据是指政府或其他机构主动公开的数据资源。
越来越多的政府机构和研究机构开始公开政府数据、科研数据等,以促进数据的自由流通和应用。
开放数据为GIS数据获取提供了新途径,人们可以在开放数据平台获取各种类型的GIS数据。
五、互联网数据互联网数据是指通过互联网获取的地理信息数据。
例如,地图网站提供的街景地图、POI数据等都可以作为GIS数据被获取和使用。
此外,社交媒体网站上的用户生成数据也可以被利用为GIS数据,用于分析人口迁移、热点区域等问题。
六、地理数据库地理数据库是指将地理信息数据存储在数据库中,通过数据库管理系统进行管理和查询的一种技术。
地理数据库可以整合各种来源的数据,并提供高效、灵活的数据查询和分析功能。
通过地理数据库,人们可以进行多源数据的跨时间、跨空间的分析和综合应用。
七、地理信息网站地理信息网站是指专门提供地理信息数据获取和应用的网站。
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。
GIS实验一——空间数据获取与处理实验工具:计算机,SuperMap Deskrop 2008 软件,实验数据实验步骤及结果:一、屏幕数字化1.配准。
启动超图软件,新建数据库“data”,点击【数据集】导入数据集“b078084812”。
双击“b078084812”打开地图,点击【数据处理】—【配准】—【新建配准窗口】,如下图所示:在配准操作窗口中将配准方法选择为【线性配准(至少4个控制点)】;放大地图的左下角,在选取相应的刺点,双击序号1的数据行,在弹出的窗口中输入控制点的坐标;按此方法依次选取其他的三个点后,点击【计算误差】,结果如下所示:点击【配准】。
2.裁剪打开配准后的地图,点击【地图】—【地图裁剪】—【矩形裁剪】,按住鼠标左键不放,在地图上画一个矩形框。
点击鼠标左键则在地图窗中绘制一个矩形框;弹出的“地图裁剪”对话框中设置参数:点击“裁剪区域设置”页,修改矩形的的X、Y 坐标值(如下),点击【修改】;点击“数据裁剪设置”页,图层名称:打√,保存为数据集:命名为clip,点击【确定】。
裁剪后的地图没有了图框,如下图所示:3.新建数据集和修改属性表结构(1)点击【数据集】—【新建数据集】—【混合批量创建数据集】,分别创建面数据集“房屋”、线数据集“道路”、文本数据集“注记”如下所示:(2)右键点击“房屋数据集”—【属性】—【数据表结构】—【新建】,新建内容如下所示:(2)屏幕矢量化和录入属性值打开“b078084812Result”,将“房屋”数据集拖到地图窗口中,右键点击图例中的房屋@data将其设为可编辑状态;在空白窗口处单击右键后点击【对象绘制】,点击【绘制多边形】,在窗口上放大要跟踪的房屋,然后根据图上的显示绘制多边形;双击房屋面,在弹出的窗口中录入房屋面的属性数据。
二、空间数据编辑1.绘制点对象2.绘制多段线和平行线3.面对象绘制(1)构建岛洞多边形鼠标左键双击打开“region”数据集,设为可编辑状态,选择“绘制多边形”按钮和“绘制圆心圆”按钮,在地图窗口上绘制一个多边形和一个圆形两个以上的面对象(面对象要相交),同时选中两个多边形,选择“构建带洞多边形”按钮,结果如下所示:(2)画面分割在面图层(或线图层)可编辑状态下,选择一个面对象。
第三章空间数据采集与处理练习资料一、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. 人工判读误差二、填空题1、数据处理涉及的内容很广泛,主要取决于和,一般包括数据变换、数据重构、数据提取等内容。