第十一章GIS数据采集的数字摄影测量与遥感方法

GIS数据采集的摄影测量与遥感方法测绘工程教研室赵亚红基础数据的表现形式与数据结构摄影测量与遥感方法所提供的数据是描述目标物的空间位置，形状，大小，属性及相互关系----空间数据根据空间数据的基本特征，按照一定的格式要求，来表示不同类型的空间数据，这种格式称为数据结构。基础数据的表现形式与数据结构一、空间数据的基本特征属性特征：表示实际物体，目标，现象或特征空间特征（几何特征）：表示现象或目标的空间位置或现在所处的地理位置，一般用坐标数据表示时间特征：指现象或物体随时间变化。一般用不同时间的空间数据文件表示或用数据更新的方式保持数据的现势性基础数据的表现形式与数据结构二、空间数据的类型类型数据、曲面数据、面域数据网络数据、样本数据、文本数据符号数据基础数据的表现形式与数据结构三、空间数据在计算机中的表示方法不同类型的空间数据都可以分解为点，线，面三种不同的形式，在计算机中可以表示为以下两种格式矢量数据：点数据给出表示其位置的坐标值；线段定义为两个端点范围内的点组；面定义为构成其面边界线的线段组栅格数据：将空间分割成有规则的格网，在各个格网上给出相应的属性对于点状符号以中心处的象元表示；线状地物以中心轴线的象元连续链构成；面状符号则以其所覆盖的象元集合。GIS基础数据的表现形式与数据结构基础数据的表现形式与数据结构四、数据结构矢量数据结构通常矢量拓扑关系用点线面之间的层次关系面-线-点基础数据的表现形式与数据结构栅格数据栅格矩阵：栅格数据表示的最基本的表示方法，在计算机中是由一个属性值生成的二维矩阵。行程编码：相邻的等值的格网合并，并记录行程的长度和它的值。4A1A3B2A2B3A1B=7对5A3B2A2B3A1B=6对AAAAABBBAABBAAAB基础数据的表现形式与数据结构矢量数据优点：是一种面向现象、面向目标的数据表示，它的数据结构紧凑、冗余度低，数据精度好，图形显示质量高缺点：是数据结构复杂，不便于进行空司分析、多边形叠置分析和关系检索，数据录入要靠人工作业，显示与绘图成本高，对软、硬件技术要求高。基础数据的表现形式与数据结构栅格数据结构简单，易于进行空间分析、多边形叠置分析和地理现象的模拟，且便于与遥感图像数据、DEM数据复合应用，输入、输出方式快速，自动化程度高。缺点：图形数据量大．数学精度低，图形质量差，而且面向现象和目标的识别效果不如矢量数据。基础数据获取的全自动方式目前．用全数字自动比的方法获取GIs基础数据有两条途径：一是对数字地图影像进行自动识别与矢量化；二是对数字像片影像进行自动识别与定位。全自动化的地图数字比方法是基于对扫描数字化的地图影像进行计算机自动处理，以达到对地图上的要素进行识别与矢量化的目的。步骤：地形图数字化，影像分割，要素分割，矢量化，特征提取，要素识别基础数据的数字摄影测量与遥感法从数字化或数字影像出发，利用计算机对这些数字影像进行处理和加工，以获得建立GIS所需的地图信息。GIS基础信息可以分为地形信息（任意点的三维坐标），图形信息（专题要素基本图形信息）及属性信息。基础数据获取的全自动方式（一）、自动生成DEM，提供地形信息定向：内定向，相对定向，绝对定向影响匹配：在立体像对重叠部分匹配一定大户两的同名像点，由其左右影像坐标及定向参数求出相应的地面坐标，作为生成规格网状ＤＥＭ的已知数据点DEM数据内插：采用适合的DEM内插方法，根据已知数据点内插生成规格网DEM或三角网DEM基础数据的表现形式与数据结构（二）生成正射影像并进行地物目标提取，提供图形信息数字影像纠正：对得到的DEM数据，利用共线方程方法进行纠正，获得DOM地物目标提取：HOUGH变换算法，分形算法，小波变换，区域生长等。（三）、影像的自动识别与专题分类光谱特征、纹理特征、几何特征GIS为影像分系统提供如下产品：可与影像匹配的线划图j多边形专题图数字高程模型GIS基础数据获取的全自动方式一、建立立体模型，生成ＤＥＭ将数字化的左右影像对同时显示在监视器屏幕上，便可以借助于立体镜进行立体观察，然后按照以下步骤建立立体模型生成ＤＥＭ。１、内定向：计算机利用输入的框标理论坐标及量测的框标扫描坐标计算两者之间的转换参数GIS基础数据获取的半自动方式２、相对定向：人工量六个相对定向点在左右影像上的扫描坐标，借助于立体观察装置数据，量测工作在立体观察下进行，计算机自动计算相对定向元素３、核线重采样：利用相对定向元素，计算机自动进行核线重采样，建立核线影像对，并用核线影像对代替原始影像显示在屏幕上GIS基础数据获取的半自动方式４、绝对定向：在核线影像上人工判读控制点的的位置，并且人工立体切准控制点，量测控制点的影像坐标，计算机自动计算绝对定向元素５、影像匹配：通过影像匹配算法，自动确定左右核线上的同名影像，建立视差格网代替人眼的立体观测GIS基础数据获取的半自动方式６、视差格网的编辑：在立体观察下，检查自动影像匹配的结果，并进行人工编辑７、ＤＥＭ的生成：利用绝对定向元素，求的视差格网点对应的地面点坐标，以此作为数据点进行DEM内插，生成ＤＥＭ８、绘制等高线：由DEM可以按照一定的算法由计算机自动绘制等高线。GIS基础数据获取的半自动方式二、生成正射影像，进行地物测绘形成立体正摄影像对，将他们全部显示在屏幕上，利用鼠标移动驱动测标移动，在立体观察下，使鼠标造正摄影像上沿地物边界移动即可，在测绘每一个地物之前，依据调绘片，并辅以人工判读，辨认出地物的属性并通过键盘输入其属性码。GIS基础数据获取的半自动方式数据采集过程中的主要问题多种比例尺的同时采集与质量控制。一、多种比例尺数字地图的同时采集能否一次采集数据而同事获取多种比例尺的数字地图？？？1、在数据采集时按最高分辨率采集一种大比例尺数字地图，然后按照借助于计算机测图综合软件包实现地图综合，获取所需各种比例尺地图、在数据采集中直接生成多个不同比例尺的数字地图，将综合取舍的工作放在数据采集时完成。（人机交互）各种比例尺数字地图数据的同时采集与更新，能保证不同比例尺地形数据库有相同的现势性，便于分析和成果在不同层次数据库中的表达。GIS数据采集过程中的主要问题二、数据采集中的质量控制问题利用图形影像叠置系统可以检查数字测图的完整性，连续性和正确性，并保证模型之间和图幅之间正确接边。没有影像叠置系统的数字摄影测量系统上，一般将已采集的数据显示在图形屏幕上，光标即代表测标目前的位置，借助窗口技术或屏幕在地图上自动滑动技术也能提供作业员对所需测数字地图的实时检查。GIS数据采集过程中的主要问题