地理信息系统ppt第四章.ppt

第四章 地理空间数据处理 本章内容 4.1 地理空间数据处理的几点说明 4.2 地理坐标变换及有关问题 4.3 地理空间数据插值 4.4 数字高程模型及其应用 4.5 本章小结 本章目标 了解地理空间数据处理的内容和基本概念 掌握地理坐标系的概念、地图投影的基本概念、高斯投影的过程及坐标转换 掌握空间插值的几种算法 掌握数字地面模型的建立过程和相关概念 重点 : 地图投影、空间数据插值方法、数字高程模型的概念和应用 4.1 地理空间数据处理的总体说明 一、地理空间数据处理 现实世界 数据处理（特定的数据处理功能）：数据采集、检验、编辑、格式化、转换、概括、存储、组织、分析和显示 数据处理的目的：保证数据质量、提供可用数据、获得所需数据 地理空间数据处理的概念框架（P130) 普通数据处理 GIS中的一般图形处理 几何计算及查询 一般图形编辑 图形窗口裁减与合并 图形的几何接边 图层叠加 坐标变换和格式转换 三维处理 GIS中的图像处理（图像增强、图像分类、图像校正等） 三、GIS特色的数据处理 1 .GIS数据编辑 属性数据与图形数据的交互编辑 拓扑编辑 制图概括：对地图图形和内容的化简与合并,选取和强调主要内容,舍去和压缩次要内容的方式 三、GIS特色的数据处理 2.空间数据质量与精度控制 空间数据质量：空间数据在表达位置、属性和时态特征时，所能达到的准确性、一致性和完整性以及他们之间统一性的一种程度。（陈述彭） 几个相关概念： 误差（ERROR)：数据与真实值之间的差异（衡量准确度） 准确度：数据与真值的接近程度 精密度：数据本身的离散程度（中误差、方差） 精度：准确度和精密度合称 不确定性：空间过程和特征不能被准确确定的程 度。（以真值为中心的一个范围） 三、GIS特色的数据处理 空间数据质量标准 数据情况说明、位置精度、属性精度、时间精度、逻辑一致性、数据完整性、表达形式的合理性 空间数据误差来源 自身的不稳定性 测量和表达时导致的误差 数据处理中的误差：投影变换、扫描矢量化、格式转换、制图概括、构建拓扑关系等过程中产生的误差。 使用中的误差 三、GIS特色的数据处理 空间数据源的误差分析 地图数据的质量 遥感数据的质量 测量数据的质量 三、GIS特色的数据处理 3.其他GIS特色的数据处理 地理坐标转换和地图投影 空间数据插值 三维立体处理 4.2 地理空间坐标变换及有关问题 一、地球表面形状和地理坐标 地理空间：指物质、能量、信息的存在形式在形态、结构过程、功能关系上的分布方式和格局及其在时间上的延续，具体包括地球上大气圈、水圈、生物圈、岩石圈和土壤圈交互作用的区域。 地理空间具体被描述为： 1）绝对空间，具有属性描述的空间位置的集合，一系列坐标值组成。 2）相对空间，是具有空间属性特征的实体的集合，由不同实体之间的空间关系组成。 一、地球表面形状和地理坐标 最自然的面：包括海洋底部、高山、高原在内的固体地球表面，起伏不定，难以用一个简洁的数学式描述。 大地水准面：相对抽象的面 平均海面及其在陆地下的延伸所构成的一个闭合的环形水准曲面 地球椭球体：选择与大地水准面符合最理想的旋转椭球体表达大地水准面的形状 正球体：地球球体的三级近似 一、地球表面形状和地理坐标 地球表面72%被海水覆盖，假设一个当海水处于完全静止的平衡状态时从海平面延伸到所有大陆下部，而与地球重力方向处处正交的一个连续、闭合的水准面。 可用水准仪完成地球自然表面上任一点的高程测量。但地球的重力方向处处不同，处处与重力方向垂直的大地水准面显然不可能是一个十分规则的表面，且不能用简单的数学公式来表达，因此，大地水准面不能作为测量成果的计算面。 为了测量成果计算的需要，选用一个同大地体相近的、可以用数学方法来表达的旋转椭球来代替地球---三轴椭球体。 一、地球表面形状和地理坐标 一、地球表面形状和地理坐标 两种椭球体 参考椭球体：局部定位的地球椭球体 （克拉索夫斯基椭球，80坐标系） 平均椭球体（总地球椭球）全球范围内与大地水准面最接近的椭球 为什么要采用参考椭球体？ 一、地球表面形状和地理坐标 三种地理坐标 地心坐标：平均椭球下的地理坐标 大地坐标：参考椭球下的地理坐标 经纬度坐标：大地水准面下地理坐标 地理空间坐标系 地理坐标系是以地理极(北极、南极)为极点。 通过A点作椭球面的垂线，称之为过A点的法线。 法线与赤道面的交角，叫做A点的纬度ψ。 过A点的子午面与通过英国格林尼治天文台的子午面所夹的二面角，叫做A点的经度λ。 二、地图投影 二、地图投影 二、地图投影 地图投影的实质 地图投影