第六章GIS的数据获取与处理
- 格式：doc
- 大小：41.00 KB
- 文档页数：20
下载文档原格式
合集下载
如何进行地理信息系统数据的采集与处理
如何进行地理信息系统数据的采集与处理地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种集信息采集、数据处理、分析和可视化等功能于一体的技术系统。
在如今快速发展的信息时代，GIS数据的采集与处理变得日益重要。
本文将介绍如何进行地理信息系统数据的采集与处理，从而更好地应用地理信息系统技术。
一、地理信息系统数据的采集地理信息系统数据的采集是GIS工作的第一步，决定了后续分析和应用的质量。
本节将介绍几种常见的数据采集方法。
1. 传统地理信息数据采集传统地理信息数据采集主要依靠人工实地调查和测量。
例如，通过人工勘测的方式获取地形地貌、土地利用和道路等地理信息。
此外，还可以通过手绘地图、航空摄影以及遥感技术获取图像数据。
2. 全球定位系统（GPS）数据采集全球定位系统是一种通过卫星定位技术获取地理位置信息的方法。
使用GPS设备可以快速准确地测量各种地理属性，如位置、路径和距离等。
GPS数据采集技术可以大大提高数据采集的效率和准确性。
3. 遥感数据采集遥感数据采集是通过航空遥感和卫星遥感技术获取地理信息的方法。
遥感技术可以获取大范围、连续的地理数据，包括地表覆盖、资源分布和环境变化等。
通过遥感数据采集，可以获得大规模、高分辨率的地理信息数据。
二、地理信息系统数据的处理地理信息系统数据处理是GIS工作的核心环节，包括数据输入、数据清理、数据转换和数据分析等过程。
本节将介绍地理信息系统数据处理的基本步骤和常用方法。
1. 数据输入数据输入是地理信息系统数据处理的第一步，主要包括将采集到的各种数据导入GIS软件中。
常见的数据输入方法包括数据导入、数据扫描和数据录入等。
数据输入时需要注意数据质量和数据格式，保证数据的准确性和一致性。
2. 数据清理数据清理是指消除数据中的错误、冗余和噪声等干扰因素，使数据达到可用状态的过程。
数据清理包括数据去重、数据筛选和数据修复等操作。
清理数据可以提高地理信息数据的质量和精度，为后续的数据分析提供可靠的基础。
arcgis影像数据获取与处理
2.数据获取与处理2.1.三维GIS的数据构成三维GIS数据构成有影像数据、地形数据、基础矢量数据（建筑物，地铁，公路，电线等等）、文字数据、三维模型数据、街景部件（树木、路灯消防栓等）。
2.2.影像数据获取与处理2.2.1.概述目前，常用的遥感影像有LandSat(30米)、ASTER (15米)、SPOT5 (5米)、CartoSAT -1 (P5 2.5米)、ALOS(2.5米)、RapidEye(5.8米)、北京一号小卫星(4米)、地球资源卫星-2B 星(2.37米)、KOMPSAT-2(1米)、IKONOS(1米)、Quick Bird (0.61米)、WorldView-1、2 (0.41米)、GEOEye-1(0.5米)等。
2.2.2.ArcGIS支持的数据格式对于影像数据格式的支持非常普遍，目前市场上的各种影像格式基本上都可以支持，包括ENVI Header Format(*.hdr)、PCI Geomatics(*.pix)、ERDAS IMAGINE (*.img)、ER Mapper (*.ers)、Hierarchical Data Format (HDF) 5 (*.h5、*.hdf5)、ER Mapper (*.ers)、Multi-resolution Seamless Image Database (MrSID) (*.sdw)、GeoTIFF (*.tif)、TIFF、HDF4、ERSI GRID、FAST、JPEG 2000、JPEG、PNG、Gif、ArcSDE raster等60种影像格式。
注：从ArcGIS10开始支持Bigtif格式，tif数据4gb不再是一个限制了。
2.2.3.ArcGIS常用影像处理2.2.3.1.栅格数据的投影(Project Raster)Project Raster 将栅格数据集从一个投影转换的另外一个投影。
该工具保证误差在半像素内。
如何进行地理信息系统的数据采集与更新
如何进行地理信息系统的数据采集与更新地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）的数据采集与更新是GIS工作中非常重要的一环。
准确和及时的数据采集和更新对于地理信息系统的应用和决策支持具有关键性影响。
本文将从数据采集方法、数据更新机制以及准确性与及时性等方面，探讨如何进行地理信息系统的数据采集与更新。
一、数据采集方法（1）数字化数据采集在地理信息系统中，数字化数据采集是最为常见和广泛使用的一种方法。
数字化数据采集主要通过地图、卫星影像、无人机影像等图像材料，并借助专业的GIS 软件，将图像中的地理信息进行准确、系统的提取和转换。
数字化数据采集具有高效、精确的特点，可以大大提高数据的质量和处理效率。
（2）全球定位系统（GPS）数据采集GPS数据采集是一种利用全球定位系统技术，获取地理坐标信息的方法。
通过携带GPS设备，可以精确记录某一地点（点数据）、线路（线数据）或面域（面数据）等地理要素的经纬度坐标。
GPS数据采集可以实现实时定位和追踪，对于大范围、复杂地理环境下的数据采集具有重要意义。
（3）遥感数据采集遥感数据采集是一种利用遥感技术获取地理数据的方法。
通过地面、航空或卫星上的传感器获取遥感影像，再经过处理和解译，提取和分析图像中的地理信息。
遥感数据采集特别适用于大范围、难以进入的地理环境下的数据采集，如山区、森林、荒漠等。
二、数据更新机制为了保证地理信息系统数据的准确性和及时性，数据更新机制就显得尤为重要。
数据更新机制主要包括人工更新、自动更新和定期更新三种方式。
（1）人工更新人工更新是指专业人员通过实地勘测、调查和更新知识库等手段，对GIS数据进行定期检查和更新。
这种方式的优势在于准确性高，但更新效率较低、成本较高，适用于数据精度要求较高的场景。
（2）自动更新自动更新是指通过机器学习、模型预测等自动算法，对GIS数据进行实时监测和更新。
自动更新的优势在于效率高，但准确性相对较低，需要结合人工检查进行修正。
GIS数据采集与数据处理
制图误差
图幅接边误差
数字化误差
数据预处理
目的 数据集成 在数据类型、坐标系、数据结构上满足GIS要求 专题的分层数据 地理数据结构化 拓扑编码 空间索引 数据格式转换 数据压缩 误差探测 边界匹配 数据纠正 投影转换
数据格式转换
数据结构转换
相同数据结构的不同组织形式转换
矢量拓扑结构变换 栅格数据转换
统计数据
数字数据 格式、精度
主要数据采集方法—各种定位设备 主要数据采集方法 各种定位设备
野外测量：大平板、全站仪、GPS、移动测绘系统 特 点：精度高、效率较低 适合范围：小范围GIS数据采集或局部数据更新
主要数据采集方法—数字化设备 主要数据采集方法 数字化设备
数字化设备：数字化仪、扫描仪、摄影测量设备 特 点：范围大，速度快 使 用 范 围：大面积GIS数据采集、资源普查等
橡皮板变换
投影变换
正解变换：解析函数关系 X=f (x , y) ，Y=g( x , y )
投影A （x，y）
反解变换：经纬度 B=f (x , y) , L=g( x , y ) X=F(B, L) , Y=G( B, L)
投影B （X，Y）
数值变换：数学方法
a1 X Y = ⋮ a n b1 ⋮ bn ⋯ x ⋮ y ⋯
数字化仪
扫描仪
数字摄影测量工作站
主要数据采集方法—数据交换 主要数据采集方法 数据交换
GIS A 内部文件 数据交换文件 GIS A GIS B 外部文件 内部文件 GIS B 外部文件
GIS A
数据交换标准
Open GIS
Internet / Intranet
数据内容与相应设备
大一地理信息系统导引数据收集与空间分析
大一地理信息系统导引数据收集与空间分析地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种将地理空间数据与非空间数据相结合的计算机系统，用于收集、存储、管理、分析和展示地理数据。
在现代社会，GIS已经成为解决各种地理问题的重要工具。
本文将介绍大一学生如何进行GIS数据收集和空间分析的基本方法和技巧。
一、数据收集1. 数据来源在进行GIS数据收集之前，首先需要确定数据的来源。
数据来源可以分为主观和客观两种。
主观数据是通过实地调查、问卷调查等方式获得的，如人口普查数据、企业调查数据等。
客观数据则是通过各种已有资源进行提取的，如卫星遥感数据、地理数据库等。
2. 数据获取数据的获取主要有两种方式——主动收集和 passively获取。
主动收集是指通过实地调研或直接与数据提供者沟通，获取需要的数据。
在学习GIS的初期，由于技术限制和时间成本，主动收集的数据可能相对较少。
passively获取则是指利用已有的数据资源，如公开的数据集、开放的地图数据等。
这种方式需要学生具备一定的数据搜索和处理能力。
3. 数据整理获得数据后，需要对数据进行整理和清洗。
数据整理包括数据的格式转换、字段提取、数据库建立等。
清洗则是指数据中的噪声数据、重复数据等的删除和纠正。
数据整理和清洗的目的是为了保证数据的质量和一致性，为后续的分析工作提供可靠的数据基础。
二、空间分析1. 空间数据处理空间数据处理是GIS中最为重要的环节之一。
在进行空间分析之前，需要将数据进行投影、转换等预处理工作。
投影是指将平面坐标系经纬度等转换为统一的投影坐标系，以便进行后续的分析。
转换则是指将不同格式的数据进行统一、适配等操作，以满足分析的需要。
2. 空间分析功能GIS提供了多种空间分析功能，涵盖了空间数据查询、空间关系分析、缓冲区分析、空间插值等。
学生可以根据具体分析的需要，选择合适的分析功能进行操作。
3. 空间分析应用空间分析的应用非常广泛，涉及到地理学、城市规划、交通规划、环境保护等多个领域。
勘测师如何进行地理信息系统(GIS)数据收集与分析
勘测师如何进行地理信息系统（GIS）数据收集与分析地理信息系统（GIS）是一种强大的工具，它可以帮助勘测师收集和分析地理数据。
在现代的勘测工作中，GIS已经广泛应用，它能够提供空间数据的管理和分析能力，为勘测师提供准确的地理信息。
本文将介绍勘测师在进行GIS数据收集与分析时应注意的要点和方法。
一、GIS数据收集1. 了解数据需求在开始数据收集之前，勘测师需要首先了解项目的数据需求。
明确需要收集的数据类型、范围和精度要求，以便有效地进行后续的数据收集工作。
2. 寻找可靠数据源在数据收集之前，勘测师应该寻找可靠的数据源。
这些数据源可以是已有的地理信息数据库、测绘机构的数据发布平台或其他专门的地理数据服务提供商。
选择可靠的数据源可以确保收集到准确、全面的地理信息数据。
3. 采用适当的数据采集方法在数据采集过程中，勘测师可以采用多种方法。
例如，使用全球定位系统（GPS）进行地理位置数据的采集；利用数字化测图仪或遥感技术获取地物的空间分布情况。
选择适当的数据采集方法可以提高数据的准确性和效率。
4. 数据标准化与整合在数据收集完成后，勘测师需要对数据进行标准化和整合。
这包括对不同数据源的数据进行格式转换、坐标统一以及数据字段的匹配等工作。
标准化和整合后的数据可以更好地满足勘测分析的需要。
二、GIS数据分析1. 数据预处理在进行GIS数据分析之前，需要对收集到的数据进行预处理。
这包括数据清洗、去噪、投影变换、数据插值等操作，以提高数据的质量和可靠性。
2. 空间分析GIS的核心功能之一是空间分析。
勘测师可以利用GIS工具进行空间关系分析、缓冲区分析、空间插值分析等。
这些分析可以揭示出地理现象的空间分布规律，为勘测师提供重要的决策参考。
3. 属性分析除了空间分析，GIS也支持属性数据的分析。
勘测师可以利用GIS 工具进行统计分析、关联分析、空间插值等。
通过属性分析，勘测师可以了解地理现象的数量、变化趋势和相关性等重要信息。
GIS数据的获取与预处理
二、在ArcMap创建工程，导 ArcMap创建工程， 创建工程 入底图和矢量图层文件
“模版”就是具有预定拼版格式以及基础数 拼版格式以及基础数 模版”就是具有预定拼版 据的地图；在“模版”基础上创建地图，可 据的地图； 模版”基础上创建地图， 以快速的制作出符合标准的、 以快速的制作出符合标准的、精美的地图 打开ArcMap 选择从模版新建一个地图；按下确定 打开ArcMap，选择从模版新建一个地图；按下确定进入下一步 ArcMap， 模版新建一个地图 确定进入下一步
自动注记图示
2
1
设置自动标注（1）
1 2
•打开自动标注开关； 打开自动标注开关； •标注方法选择“用相 标注方法选择“ 同的…”即可； …”即可 同的…”即可；
3 4
•用哪个字段作为标注 内容； 内容； •标注样式选择以及默 认的标注样式； 认的标注样式； •标注放置方法、可见 标注放置方法、 比例范围等设定
编辑过程
保 存 编 辑 结 果， 完 成 一 次 编 辑
将鼠标状态设为“选择”状态，可选择、移动地物 将鼠标状态设为“选择”状态，可选择、 各种地图绘制工具，其中草图工具最为容易使用 草图工具最为容易使用 各种地图绘制工具，其中草图工具
编辑状态下，选择并移动地物（蓝色框表示选中状态） 编辑状态下，选择并移动地物（蓝色框表示选中状态） 表示选中状态
数据视图
拼版视图
“拼版”可认为是地图设计器，在拼版中可 拼版”可认为是地图设计器， 以添加各种地图要素（地图数据、图框、 以添加各种地图要素（地图数据、图框、指 北针等；），然后打印输出；ArcGIS中内置 北针等；），然后打印输出；ArcGIS中内置 ；），然后打印输出 了很多可以选择的“拼版”模板， 了很多可以选择的“拼版”模板，这些模板 预先设定了各种地图要素的摆放、 预先设定了各种地图要素的摆放、样式等属 在模板基础上设计地图可提高工作效率； 性；在模板基础上设计地图可提高工作效率；
地理信息系统GIS复习
第一章概论一、GIS概念：是在计算机软、硬件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
二、地理空间分析的三大基本要素：空间、属性、时序三、传统3S ：GIS、GPS、RS新3S:：System、Service、Science四、GIS的基本功能：1、数据输入、编辑和更新2、数据转换3、数据存储和数据库管理4空间信息的转换5信息的浏览和查询6、信息的显示和输出7、空间分析和空间模拟8、GIS二次开发功能五、GIS组成：计算机硬件系统、软件系统、网络、空间数据和管理与应用人员六、GIS与机助制图系统的区别与联系：地理信息系统和数字制图系统的主要区别在于空间分析方面。
一个功能完善的地理信息系统可以包含数字制图系统的所有功能，此外它还具有丰富的空间分析功能。
七、GIS与CAD的区别与联系：机助制图是地理信息系统的主要技术基础，它涉及GIS中的空间数据采集、表达、处理、可视化，甚至空间数据的管理。
GIS与CAD系统的共同特点是二者都有坐标参考系统，都能描述和处理图形数据及其空间关系，也都能处理非图形属性数据。
它们的主要区别是，CAD处理的多为规则几何图形及其组合，图形功能极强，属性功能相对减弱。
而GIS处理的多为地理空间的自然目标和人工目标，图形关系复杂，需要有丰富的符号库和属性库，GIS需要有较强的空间分析功能，图形与属性的相互操作十分频繁，且多具有专业化的特点。
此外，CAD一般仅在单幅图上操作，海量数据的图库管理的能力比GIS要弱。
但是由于CAD具有极强的图形处理能力，也可以设计丰富的符号相连接属性，许多用户都把他作为数字制图系统使用。
第二章地理空间数学基础一、地图投影的概念（P40）：按照一定的数学法则，将地球椭球面上的经纬网转换到平面上，建立地面点位的地理坐标（B，L），与地图上相对应的平面直角坐标（X，Y）之间一一对应的函数关系。
GIS空间数据处理与分析
GIS空间数据处理与分析GIS（地理信息系统）是一种将空间数据进行处理与分析的技术。
通过将地理空间数据与属性数据相结合，可以帮助我们更好地理解地理现象并做出有效的决策。
下面将详细介绍GIS空间数据处理与分析。
首先，GIS的数据处理包括数据收集、数据整理、数据清洗和数据转换。
数据收集是指获取与分析目标相关的地理数据，可以通过现场调查、卫星遥感、航拍图像等方式获得。
数据整理是将收集到的数据进行统一的数据格式和数据结构，以便于后续的数据分析。
数据清洗是对数据进行检查和清理，处理可能存在的错误数据或缺失数据，以确保数据的准确性和完整性。
数据转换是将数据从一种格式或坐标系统转换为另一种格式或坐标系统，以便于与其他数据进行配合使用。
其次，GIS的空间数据分析涉及到空间查询、空间统计和空间模型等。
空间查询是指通过GIS软件对空间数据进行查询与检索，可以根据特定的条件查找到感兴趣的地理空间要素。
空间统计是对空间数据进行统计分析，可以通过GIS软件进行空间统计分析，以发现地理现象的分布规律和相互关系。
空间模型是一种基于空间数据的建模方法，可以通过GIS软件构建空间模型，用于预测未来的空间发展趋势和做出相应的决策。
在实际应用中，GIS空间数据处理与分析可以应用于各个领域。
例如，在城市规划领域，可以使用GIS技术对城市的空间发展进行模拟和预测，以制定合理的城市规划政策。
在环境保护领域，可以利用GIS技术对污染源的分布进行分析和评估，并提出相应的治理措施。
在交通管理领域，可以使用GIS技术对交通流量进行实时监测和交通拥堵状况进行分析，从而制定更加高效的交通管理策略。
综上所述，GIS空间数据处理与分析是一项重要的技术，可以帮助我们更好地理解地理现象并做出有效的决策。
通过数据处理可以确保数据的准确性和完整性，通过空间分析可以揭示地理现象的规律和关系，从而为各个领域的决策提供科学依据。
随着技术的不断发展，GIS的应用领域将会越来越广泛，对于推动社会经济的发展具有重要意义。
利用地理信息系统进行测绘数据处理的方法
利用地理信息系统进行测绘数据处理的方法地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种将地理位置信息与属性数据相结合、进行存储、分析、查询和展示的工具。
在测绘领域，GIS的应用可以大大提高数据处理的效率和准确性。
本文将探讨利用地理信息系统进行测绘数据处理的方法，包括数据收集、数据处理和数据分析。
一、数据收集地理信息系统的数据收集是测绘工作的基础。
通常有以下几种方法可以获得地理数据：1.现地采集：通过实地勘测和测量，利用测绘仪器和设备获取地理数据。
例如，使用全球卫星定位系统（Global Positioning System，简称GPS）确定地点的坐标和高程等信息。
2.卫星影像：利用遥感技术获取卫星影像，然后利用GIS软件处理和分析这些影像。
卫星影像可以提供大范围的地理数据，并具有时效性。
3.航空影像：通过航空摄影方式获取大尺度、高分辨率的地理数据。
这种方法能够提供更详细、精确的地理信息，但成本较高。
4.地理数据库：利用现有的地理数据库，例如国家的地理信息系统或者公共数据库，下载所需的数据。
这种方法可以节约时间和成本，但其数据的精确性和时效性需要仔细考虑。
二、数据处理获得原始地理数据后，接下来需要对数据进行处理和清洗，以确保数据的准确性和一致性。
地理信息系统提供了多种功能和工具来处理地理数据，其中包括：1.数据质量控制：通过比对不同来源的数据，检查数据的一致性和准确性。
例如，通过比对现地采集和卫星影像获得的坐标数据，排除数据误差。
2.地理数据融合：将不同来源的地理数据融合为一个完整的数据集。
例如，将现地采集的地理数据与卫星影像融合，以提高数据的准确性和完整性。
3.数据格式转换：将不同格式的地理数据进行转换，以适应不同的软件和平台要求。
例如，将航空影像的数据格式转换成GIS软件所支持的格式。
4.数据剪辑和裁剪：根据需求，对数据进行剪辑和裁剪，以获取所需的区域范围的数据。
勘测师如何进行地理信息系统(GIS)数据收集与分析
勘测师如何进行地理信息系统（GIS）数据收集与分析地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）已经成为现代勘测工程中不可或缺的工具。
它不仅可以用于地理数据的收集和存储，还可以进行数据的分析和有效的空间决策支持。
那么作为勘测师，在进行GIS数据收集与分析时需要注意哪些要点呢？本文将为您详细介绍。
一、数据收集1. 数据源的选择在进行GIS数据收集时，首先需要确定数据源。
数据源的选择应根据具体的勘测项目需求进行，常见的数据源包括遥感影像、GPS测绘数据、地形地貌数据等。
根据项目的规模和要求，可以选择单一的数据源，也可以通过多源数据来提高数据的精度和可靠性。
2. 数据采集设备的选择与准备在实际的数据采集过程中，选择适当的数据采集设备是非常重要的。
常见的设备包括GPS定位设备、激光测距仪、无人机等。
勘测师需要根据实际情况选择合适的设备，并做好设备的准备工作，比如检查设备是否正常、电量是否充足等。
3. 数据采集过程中的注意事项数据采集过程中，勘测师需要注意一些细节和技巧，以确保数据的准确性和完整性。
首先，应选择合适的时间段进行采集，避免天气条件对数据的影响。
其次，要注意采集时的环境条件，比如光照、天气等因素。
同时，要掌握好采集技巧，比如手持设备时的姿势、拍摄的角度等。
二、数据分析1. 数据处理与整理在收集完数据后，接下来是对数据进行处理和整理。
这个过程中，可以使用专业的GIS软件，比如ArcGIS、QGIS等。
首先，通过数据清洗，去除采集中的异常点或误差点。
然后，进行属性数据的整合和统计。
同时，还可以对地理数据进行拓扑分析、空间插值等操作，以获得更多有价值的信息。
2. 空间数据分析与建模GIS最重要的应用之一就是空间数据分析。
勘测师可以通过GIS软件进行空间分析，比如空间查询、缓冲区分析、叠加分析等。
基于这些分析结果，可以更好地理解地理现象，为决策提供科学依据。
此外，还可以利用GIS软件进行地理建模，比如地理预测模型、环境评价模型等，以支持规划和决策。
第六章GIS的数据获取与处理
第六章-GIS的数据获取与处理第六章GIS的数据获取与处理一、空间数据集及数据源的种类1、数据源。
是指建立GIS的地理数据库所需的各种数据的来源，主要包括地图、遥感图像、文本资料、统计资料、实测数据、多媒体数据、已有系统的数据等。
可归纳为原始采集数据、再生数据和交换数据三种来源。
(1)、地图数据地图是GIS的主要数据源，因为地图包含着丰富的内容，不仅含有实体的类别和属性，而且含有实体间的空间关系。
地图数据主要通过对地图的跟踪数字化和扫描数字化获取。
地图数据不仅可以作宏观的分析(用小比例尺地图数据)，而且可以作微观的分析(用大比例尺地图数据)。
在使用地图数据时，应考虑到地图投影所引起的变形，在需要时进行投影变换，或转换成地理坐标。
地图数据通常用点、线、面及注记来表示地理实体及实体间的关系，如：点——居民点、采样点、高程点、控制点等。
线——河流、道路、构造线等。
面——湖泊、海洋、植被等。
注记——地名注记、高程注记等。
2地图数据主要用于生成DLG、DRG数据或DEM数据。
(2)、遥感数据(影象数据)遥感数据是GIS的重要数据源。
遥感数据含有丰富的资源与环境信息，在GIS支持下，可以与地质、地球物理、地球化学、地球生物、军事应用等方面的信息进行信息复合和综合分析。
遥感数据是一种大面积的、动态的、近实时的数据源，遥感技术是GIS数据更新的重要手段。
遥感数据(影象数据)用于提取线划数据和生成数字正射影象数据、DEM数据。
（3）、文本资料文本资料是指各行业、各部门的有关法律文档、行业规范、技术标准、条文条例等，如边界条约等。
这些也属于GIS的数据。
（4）、统计资料国家和军队的许多部门和机构都拥有不同领域(如人口、基础设施建设、兵要地志等)的大量统计资料，这些都是GIS的数据源，尤其是GIS属性数据的重要来源。
(5)、实测数据野外试验、实地测量等获取的数据可以通过转换直接进入GIS的地理数据库，以便于进行实时的分析和进一步的应用。
arcgis3D模型数据获取与处理
2.6.3D模型数据获取与处理2.6.1.概述3D模型数据（主要是城市建筑物）是建立数字城市主要的组成部分。
目前最常用三维建筑物模型的建模方法可以分为以下三类：（1）基于地图的方法，利用已有GIS、地图和CAD提供的二维平面数据以及高度辅助数据经济快速建立盒状模型；（2）基于图像的方法，利用近景、航空与遥感图像建立包括顶部细节在内的逼真表面模型，该方法相对比较费时和昂贵，自动化程度还不高；（3）基于点群的方法，利用激光扫描和地面移动测量快速获得的大量三维点群数据建立几何表面模型。
基于已有二维GIS数据的简单建模方法具有成本低、自动化程度高的优点，在某些需要快速建立三维模型的领域也有着广泛的应用，这也是现有大多数二维GIS提供三维能力的最主要方式；基于CAD的人机交互式建模方法将继续被用于一些复杂人工目标的全三维逼真重建；基于遥感影像和机载激光扫描的方法适用于大范围三维模型数据获取、车载数字摄影测量方法适用于走廊地带建模、地面摄影测量方法和近距离激光扫描方法则适用于复杂地物精细建模等等。
其中，基于影像和机载激光扫描系统的三维模型获取方法能够适用于在大范围地区快速获取地面与建筑物的几何模型和纹理细节，虽然现有技术在很大程度上还依赖人工辅助，但这无疑是最有潜力的三维模型数据自动获取技术之一。
建筑物数据获取城市建筑物建立三维模型需要三种基础数据：建筑物平面数据、建筑物高度数据、建筑物表面纹理数据。
2.6.2.1.建筑物平面数据的获取建筑物的平面数据主要指的是建筑物在俯视图中投影到地平面的轮廓数据（如图2.5.2-1）2.5.2-1建筑物平面数据目前建筑物平面数据获取只要有以下几种方式：（1）从原有的二维GIS中提取三维建筑物模型所平面信息二维GIS中，建筑物一般只用投影到地面的轮廓线来表达，并将该轮廓线所勾勒出来的图形作为面对象存储在地图数据中。
二维GIS中的建筑物轮廓面数据可以作为三维建筑物模型的底面；也可以根据建模的需求把面数据转换成线数据来获取建筑物轮廓线。
地理信息系统掌握地理数据处理与分析技能
地理信息系统掌握地理数据处理与分析技能地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用来获取、处理、存储、分析和展示地理数据的工具和技术。
掌握地理数据处理与分析技能对于提高地理信息系统的应用水平和工作效率至关重要。
本文将介绍地理数据的处理与分析技能，并探讨其在地理信息系统中的应用。
【引言】地理信息系统在各个领域中得到了广泛的应用，例如城市规划、气象预测、农业管理等。
地理数据处理与分析是地理信息系统的核心功能之一，能够帮助我们深入了解地理现象、进行空间模拟和决策分析。
下面将详细介绍地理数据处理与分析技能。
【数据获取与处理】在地理信息系统中，地理数据的获取是第一步。
我们可以通过多种途径获取地理数据，包括野外测量、遥感技术、全球定位系统（GPS）等。
获取到的地理数据需要进行处理，以便在地理信息系统中进行进一步的分析与应用。
数据处理的步骤包括数据清理、数据整理、数据转换等。
清理数据是为了去除错误和冗余的数据，确保数据的准确性和完整性；整理数据是将不同格式、不同来源的数据整合成一致的标准格式；转换数据是将地理数据转换成特定的投影系统或坐标系，以便进行空间分析。
【数据分析与建模】数据处理完成后，我们可以开始进行地理数据的分析与建模工作。
地理数据的分析是通过对数据进行统计、计算和建模，揭示地理现象之间的关系和规律。
常见的地理数据分析方法包括空间插值、空间叠加、空间统计、网络分析等。
空间插值可以通过已知点的观测值推算未知点的属性值，常用于地表高程、气象数据的预测；空间叠加可以将多个地理数据图层叠加在一起，分析它们之间的关系和重叠程度；空间统计可以通过统计学方法研究地理现象的分布规律和变化趋势；网络分析可以模拟和优化路径选择、资源分配等问题。
【地理数据可视化】地理数据的可视化是将地理信息以图形、图像、动画等形式展示出来，以便更直观地理解和分析地理现象。
地理信息系统中常用的可视化方法包括制作地图、制作图表和制作三维场景。
专题2 GIS数据获取与处理
CEN/TC 287 FGDC ISO/TC 211 建议体系 数据集标识信息 标识信息 标识信息 标识信息 数据集综述信息 数据质量信息 数据质量信息 数据质量信息 数据集质量元素 空间数据组织 数据集继承信息 数据集继承信息 信息 空间参照系信息 空间参照系信 空间数据表示信息 空间数据表示信 息 息 范围信息 实体和属性信 空间参照系信息 空间参照系信息 息 数据定义 发行信息 应用要素分类信息 实体和属性信息 Metadata 参 分类信息 发行信息 发行信息 考信息 Metadata 参考信 Metadata 参考 管理信息 息 信息 Metadata 参考 Metadata 语言
1）空间数据输入中的误差 ——几何数据的不完整（遗漏）或重复； —— 几何数据的位置不正确； —— 比例尺不正确（不同比例尺数据的拼接时）； —— 地图变形，出现误差； —— 几何数据和属性数据连接有误； —— 属性数据错误（包括编码错误）； ——拓扑建立时数据中的误差（面不闭和、接点断开、过位、重复等）；
2）空间数据检查的方法 —— 对检查任务较大的数据，先编写软件将离谱的数据突出显示出来， 进行过滤； —— 图形符号化后，对照原图检查； —— 将结果绘于透明薄膜上与原图叠加检查； —— 对等高线，可利用最高、最低和等高距的值，将不同等高线用不 同颜色或分层设色等方法进行检查； —— 对于面状要素，可在建立拓扑关系时，根据多边形是否闭和来检查， 或根据多边形内点的匹配来检查； —— 对于属性数据，多是利用编辑器在屏幕上浏览检查或打印检查； —— 通过图形实体和属性的联合显示，发现不匹配等问题；
2.元数据的基本概念
Metadata可译为元数据、描述数据、诠释数据等。 元数据——关于数据的数据或关于信息的信息。在地理空间 数据中，元数据是说明数据内容、质量、状态或其它 特征的背景信息。
1）空间数据输入中的误差 ——几何数据的不完整（遗漏）或重复； —— 几何数据的位置不正确； —— 比例尺不正确（不同比例尺数据的拼接时）； —— 地图变形，出现误差； —— 几何数据和属性数据连接有误； —— 属性数据错误（包括编码错误）； ——拓扑建立时数据中的误差（面不闭和、接点断开、过位、重复等）；
2）空间数据检查的方法 —— 对检查任务较大的数据，先编写软件将离谱的数据突出显示出来， 进行过滤； —— 图形符号化后，对照原图检查； —— 将结果绘于透明薄膜上与原图叠加检查； —— 对等高线，可利用最高、最低和等高距的值，将不同等高线用不 同颜色或分层设色等方法进行检查； —— 对于面状要素，可在建立拓扑关系时，根据多边形是否闭和来检查， 或根据多边形内点的匹配来检查； —— 对于属性数据，多是利用编辑器在屏幕上浏览检查或打印检查； —— 通过图形实体和属性的联合显示，发现不匹配等问题；
2.元数据的基本概念
Metadata可译为元数据、描述数据、诠释数据等。 元数据——关于数据的数据或关于信息的信息。在地理空间 数据中，元数据是说明数据内容、质量、状态或其它 特征的背景信息。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第六章GIS的数据获取与处理第六章地理信息系统的数据采集与处理一、空间数据集和数据源的类型1.数据源。
它是指建立地理信息系统地理数据库所需的各种数据来源，主要包括地图、遥感图像、文本数据、统计数据、测量数据、多媒体数据、现有系统数据等。
它可以归纳为三个来源:原始收集数据、再生数据和交换数据。
(1)地图数据地图是地理信息系统的主要数据源，因为地图包包含丰富的内容，不仅包括实体的类别和属性，还包括实体之间的空间关系。
地图数据主要通过跟踪和扫描地图获得。
地图数据不仅可以进行宏观分析(小比例尺地图数据)，还可以进行微观分析(大比例尺地图数据)。
使用地图数据时，应考虑地图投影引起的变形，必要时应进行投影变换或地理坐标变换。
地图数据通常使用点、线、平面和注释来表示地理实体和实体之间的关系，例如:点-居住区、采样点、高程点、控制点等。
线条-河流、道路、结构线条等。
地表湖泊、海洋、植被等。
注释-地名注释、立面注释等。
1地图数据主要用于生成DLG、DRG数据或数字高程模型数据。
(2)遥感数据(图像数据)遥感数据是地理信息系统的重要数据源。
遥感数据包含丰富的资源和环境信息。
在地理信息系统的支持下，可以结合地质、地球物理、地球化学、地球生物、军事等信息进行综合分析。
遥感数据是一个大面积、动态、近实时的数据源。
遥感技术是地理信息系统数据更新的重要手段。
遥感数据(图像数据)用于提取线图数据并生成数字正射影像数据和数字高程模型数据。
2(3)文本材料文本数据是指相关的法律文件、行业规范、技术标准、各行业和部门的规定和规定，如边境条约等。
这些也属于地理信息系统数据。
(4)、统计数据国家和军队的许多部门和机构都有大量不同领域的统计数据(如人口、基础设施建设、军事地理等)。
)，是地理信息系统的数据源，尤其是地理信息系统属性数据的重要来源。
(5)测量数据从现场测试、现场测量等获得的数据。
可以直接转换成地理信息系统地理数据库进行实时分析和进一步应用。
全球定位系统3获得的数据也是地理信息系统的重要数据源。
(6)多媒体数据多媒体数据(包括声音、视频等。
)通常可以通过通信端口传输到地理信息系统地理数据库。
目前，其主要功能是辅助地理信息系统的分析和查询。
(7)、现有系统的数据地理信息系统还可以从其他已建成的信息系统和数据库中获取相应的数据。
由于标准化的推进，不同系统之间的数据共享和可互换性越来越强。
这扩大了数据的可用性并增加了其潜在价值。
2.数据集。
相关数据的结构化集合，包括数据本身和数据之间的关系。
数据集独立于应用程序而存在，是数据库的核心和管理对象。
地理信息系统的主要数据集。
数字线条画数据(DLG)、数字扫描数据(DRG)、图像数据(DOM)、数字高程数据(DEM)、属性数据(包括社会经济数据)和专业数据。
二。
空间数据采集的任务空间数据采集的任务是转换现有的地图、野外观测结果、航空照片、遥感图像、文本数据等。
地理信息系统可以处理和接收的数字形式，通常通过验证、修改、编辑等。
不同的数据输入需要不同的设备。
例如，文本数据通常通过键盘以交互方式输入，或者可以通过扫描仪扫描并由字符识别软件自动输入。
对于矢量地图数据，可以通过手动跟踪用平板数字化仪输入，也可以在用扫描仪扫描成图像后用栅格数据矢量化自动跟踪。
等等。
4这部分地理信息系统软件还应具有数据转换和加载功能，即来自其他地理信息系统或专题数据库的数据可以通过转换加载到当前的地理信息系统中。
这部分地理信息系统软件的数据处理主要包括几何校正、图形和文本数据编辑、地图拼接、拓扑关系生成等。
即在将地理信息系统空间数据加载到地理信息系统地理数据库之前完成各种工作。
三、主要空间数据采集技术在地理信息系统几何数据的采集中，如果几何数据已经存在于其他地理信息系统或专题数据库中，只需对其进行转换和加载即可。
对于测量仪器采集的几何数据，只需将测量仪器的数据转入数据库即可。
测量仪器获取数据的方法和过程通常独立于地理信息系统。
对于栅格数据的获取，地理信息系统主要涉及利用扫描仪等设备对地图进行扫描和数字化，这部分功能相对简单。
由于扫描得到的数据是标准格式的图像文件，大部分可以直接进入地理信息系统地理数据库。
直接从遥感图像中提取专题信息需要几何校正、光谱校正、图像增强、图像变换、结构信息提取、图像分类等技术，主要属于遥感图像处理的内容。
因此，下面主要介绍地理信息系统中矢量数据的采集。
地理信息系统中矢量数据的采集主要包括地图跟踪数字化和地图扫描数字化。
1.地图跟踪数字化追踪数字化是目前应用最广泛的地图数字化方法。
矢量数据是通过记录数字化板上点的平面坐标获得的。
基本过程是修复图片(地图、航拍照片等)。
)在数字化板上数字化，然后设置数字化范围。
5输入相关参数，设置签名列表，选择数字化方法(点法、流程法等)。
)根据地图元素的类别将图形数字化。
由于跟踪数字化本身几乎不需要地理信息系统的其他计算功能，跟踪数字化软件往往可以从整个地理信息系统中分离出来，单独使用。
数字地图跟踪中数据的可靠性主要取决于操作者的技术熟练程度，操作者的情绪会严重影响数据质量。
操作员的经验和技能主要体现在选择最佳点的能力，以数字化地图上的点、线和平面，并判断十字准线和目标之间的重合程度。
为了保持一致的准确性，最好保持数字工作时间每天不超过6小时。
为了获得矢量数据，地理信息系统中的数字地图跟踪软件应具备以下基本功能:1、地图信息录入和管理功能即输入和管理所需数字化地图的比例尺、地图编号、制图时间、坐标系、投影和其他信息。
这是收集的矢量数据的数据质量的基本基础。
2、签名列表设置签名列表是指由放置在数字化仪的表格或屏幕上的图例符号组成的网格状列表，每种类型的符号在列表中占据一个网格。
数字化时，只要点中特征码列表区域的符号网格定位，就可以知道数字化元素的编码，方便属性编码的输入。
地图跟踪和数字化软件应使用户能够根据自己的意愿轻松设置和定义特征码列表。
3、数字键值设置也就是说，数字标记上每个键的功能被设置为符合用户的习惯。
4、数字参数定义主要是指系统应该能够选择不同类型的数字化仪，并确定数字化仪和主6计算机的通信接口。
5、数字模式的选择主要指数字化时点模式或流模式的选择。
6、控制点输入功能应提示用户输入控制点的坐标，以便随后进行几何校正。
2.地图扫描数字化扫描数字化是目前较为先进的地图数字化方法，也是未来的发展方向。
然而，要实现全自动化，还需要做大量艰苦的工作。
目前可用的扫描数字化软件是半自动的，需要大量的人机交互。
地图扫描数字化的基本思想是:首先，通过扫描将地图转换成栅格数据；其次，利用栅格数据的矢量化技术跟踪出射线和出射面；第三，利用模式识别技术识别点和笔记；最后，根据地图内容和地图符号之间的关系，属性值被自动分配给矢量数据。
根据目前的技术水平，首先，扫描的彩色地图应分为黑色，水，植被和地貌元素。
也可以直接扫描，然后通过软件进行二值化和去噪。
通常需要一些编辑来确保自动跟踪和识别。
当软件自动跟踪和识别时，仍然需要一些人机交互，如处理断开连接、确定属性值等。
有时它甚至需要在屏幕上手动数字化。
与地图跟踪数字化相比，地图扫描数字化具有速度快、精度高、自动化程度高等优点，正在成为地理信息系统中最重要的地图数字化手段。
地图扫描数字化的自动化程度很高，但必须对扫描的地图数据有一定的预处理能力。
同时，最终的结果与地图跟踪数字化的结果是一致的，所以它还必须具备一些地图跟踪数字化的功能。
因此，7其基本功能可以描述为:1、地图扫描输入功能也就是说，可以使用各种扫描仪将地图扫描数字化为光栅数据。
2、图像格式转换和图像编辑功能可以接受不同格式的光栅数据，并具有基本的图像编辑功能。
3、彩色地图图像数据分割功能扫描的彩色地图图像可以被分成不同元素版本的图像数据，以便于跟踪和识别。
4、线性元素的矢量化功能它可以细化、修复和跟踪线状元素，即具有自动提取线状元素中心线的功能。
因为当前的自动化程度不够高，经常需要人机交互，例如在多条线的交叉点找到粘连点和断开点，以及原始实体的连续负载图的中断点(桥河、桥中间道路？？)，需要人机交互来指示连续跟踪的方向。
5、自动识别点状符号和音符它应该能够自动识别点状符号和注释字，但目前完全自动化仍然很困难。
因此，有时需要在屏幕上手动数字化。
6、自动分配属性代码它应该能够根据数字化元素的符号特征自动为其分配相应的代码(包括等高线的高程)。
目前，这方面需要更多的人机交互。
7、地图信息录入和管理功能与地图跟踪数字化一样，地图扫描数字化也需要输入地图信息，以便于管理和质量控制。
8.特征码设置功能为了自动分配属性代码并交互地分配属性代码，8地图要素的编码必须根据不同的要求进行设置。
9、控制点输入功能为了校正数字化数据，有必要具有控制点输入功能。
3.属性数据的收集属性数据是地理信息系统中空间数据的一个组成部分。
例如，道路可以被数字化成由矢量表示的一组连续像素或线实体，并且地理信息系统空间数据可以由某些颜色和符号表示，从而道路的类型可以由相应的符号表示。
道路属性数据是指道路宽度、路面类型、施工方法、施工日期、入口覆盖率、水管、电线、特殊交通规则、每小时交通流量等。
用户也希望知道。
这些数据都与道路的空间实体有关。
通过给出一个公共标识符，这些属性数据可以与空间实体相关联。
属性数据的输入主要采用键盘输入法，有时也可以借助字符识别软件。
当属性数据的数据量较小时，可以在输入几何数据的同时用键盘输入；但是，当数据量较大时，通常与几何数据分开输入，并在检查无误后传输到数据库。
为了连接空间实体的几何数据和属性数据，在几何数据和属性数据之间必须有一个共同的标识符。
当输入几何数据或属性数据时，可以手动输入标识符，或者它可以由系统自动生成(例如，标识符由序列号表示)。
只有当几何数据和属性数据有共同的数据项时，几何数据和属性数据才能自动连接；当几何数据或属性数据没有共同的标识码时，两者之间的关系只能通过人机交互的方法来确定，如选择一个空间实体并指定其对应的属性数据表，共同的标识码可以自动生成。
空间实体的几何数据和属性数据连接后，可以进行各种数据9地理信息系统的操作和计算。
当然，在几何数据和属性数据连接之前或之后，地理信息系统应该提供灵活方便的方法来添加、删除和修改属性数据。
4.数据格式转换由于地理信息系统软件的原因，不同地理信息系统软件之间空间数据定义和存储结构的差异，以及地理信息系统数据库中数据格式的不兼容性。
也就是说，不同地理信息系统软件支持的数据存储格式不能相互直接使用。
只有在格式转换之后，它们才能被彼此使用。
(1)数据格式转换的内容数据格式转换的内容包括三个方面:空间定位信息，即几何信息，主要是实体的坐标。
？几何实体之间的空间关系信息、拓扑或几何关系数据。