GIS数据库的建立

上节课主要内容回顾•实体型矢量数据结构实体/对象；基本要素：点、线、面•拓扑型矢量数据结构拓扑关系；基本要素：点、线、面•不规则三角网结构易于表达不规则表面栅格结构与矢量结构的比较优点缺点矢量数据•数据精度较高•数据量小•能完整描述拓扑关系•图形输出美观•数据结构复杂•叠置分析难•数学模拟困难•空间分析技术上复杂栅格数据•数据结构简单•叠置和组合方便•便于实现叠置分析•数学模拟方便•技术开发费用低•数据量大•降低分辨率时，信息损失严重•地图输出不够精美•投影转换较费时第三章GIS数据库的建立第一节GIS数据源第二节空间数据的采集一、空间数据采集的一般方法二、数字化中的物理坐标、用户坐标三、MapInfo数字化四、数字化精度分析第三节属性数据库的建立第四节数据维护与管理第一节GIS数据源1.地图资料普通地图—空间信息专题地图—专题（属性）信息2.遥感(RS)资料数据图片3.实测数据资料空间数据：数字测图仪、GPS接受仪属性数据：气象气候数据等GlobalPositioningSystemRemoteSensing4.统计资料数字：人口、产值、收入、消费……文字：土地类型、劳动力状况、受教育程度、污染情况……第二节空间数据的采集一、空间数据采集的一般方法1.手扶跟踪数字化仪（Digitizer）数字化•工作原理1.手扶跟踪数字化（续）•数据采集方式点方式时间方式距离方式•数字化仪的精度•手扶数字化的缺陷无法及时发现错误作业辛苦2.扫描数字化台式扫描仪滚筒式扫描仪•扫描仪简介2.扫描数字化（续）扫描精度：扫描分辨率用每英寸点数DPI（DotPerInch）表示例：当分辨率为300DPI时，则扫描象元的大小为2.54cm/300=0.085mm3.屏幕跟踪数字化——栅格图象矢量化扫描数据、遥感数据二、数字化中的物理坐标、用户坐标地球坐标经度、纬度地图投影变换地图投影变换地图坐标直角坐标屏幕显示坐标数字化仪、扫描仪坐标用户坐标物理坐标二、数字化中的物理坐标、用户坐标1.物理坐标①数字化仪坐标：以其分辨率为坐标单位XY(0,0)设某A0幅面数字化仪分辨率为0.025mm，则Ymax=900mm/0.025mm=36000Xmin=1200mm/0.025mm=480001.物理坐标（续）②扫描图象坐标Ymax＝行数＝图纸宽度分辨率Xmax＝列数＝图纸长度分辨率2.用户坐标①地球坐标—地理经纬度②地图坐标—直角坐标地图投影我国大中比例尺地形图坐标系的建立中央经线XY500km2.用户坐标（续）我国小比例尺图（圆锥投影）MapInfo2.用户坐标（续）世界图③用户自定义坐标当我们不需要考虑地图投影变形，把制图区域看成是一个平面时，或者当研究区域数据不与其它数据综合使用时，用户可自定义数字化原图的坐标，一般取左下角为（0，0）。MapInfo3.用户坐标定义•MapInfo•ArcGIS4.物理坐标与用户坐标的转换XYx’’’x’’x’y’’’y’y’’O’(a0,b0)θX=x’’’+a0Y=y’’’+b0x’’’=y’’*cos(θ)-x’’*sin(θ)y’’’=x’’*cos(θ)+y’’*sin(θ)y’’=y’*Sxy’’=y’*Sy设物理坐标系为x’o’y’，用户坐标系为XOY，则O●P4.物理坐标与用户坐标的转换（续）整理可得变换公式如下：x=a0+a1x’+a2y’y=b0+b1x’+b2y’x=a0+m*cos(θ)x’+n*sin(θ)y’y=b0+m*sin(θ)x’+n*cos(θ)y’x=a0+a1x’+a2y’+a4x’2+a5y’2+a6x’y’+……y=b0+b1x’+b2y’+b4x’2+b5y’2+b6x’y’+……相似变换(m=n)仿射变换(m=n)多项式变换4.物理坐标与用户坐标的转换（续）x=a0+a1x’+a2y’y=b0+b1x’+b2y’nnmniii1X方向误差为△X＝x－（a0+a1x’+a2y’）Y方向误差为△Y＝y－（b0+b1x’+b2y’）则距离误差为△d＝△X2＋△Y2最小二乘法求解4.物理坐标与用户坐标的转换（续）则距离误差为△d＝△X2＋△Y2设：U＝∑△d2＝∑△X2＋∑△Y2U＝∑[x－(a0+a1x’+a2y’)]2＋∑[y－(b0+b1x’+b2y’)]2分别对未知数ai、bi求导，并令各导数为零，则可得：∑x=na0+a1∑x’+a2∑y’∑xx’=a0∑x’+a1∑x’2+a2∑x’y’∑x’y’=a0∑y’+a1∑x’y’+a2∑y’2∑y=nb0+b1∑x’+b2∑y’∑xx’=b0∑x’+b1∑x’2+b2∑x’y’∑x’y’=b0∑y’+b1∑x’y’+b2∑y’24.物理坐标与用户坐标的转换（续）•转换的实质是建立两个坐标系之间的数学关系•转换的意义:1.将设备坐标转换为地理要素的实际坐标2.实现多幅图,包括不同比例尺地图的拼接或叠置3.减少各种变形(投影变形、扫描变形、纸张变形等)•转换通过配准来实现5.MapInfo环境下栅格图像的配准•MapInfo所识别的栅格文件种类•MapInfo图像配准方法①从底图上采控制点②从数字地图上采控制点关于配准•配准的目的：建立物理坐标与用户坐标的转换关系•配准的方法：采集一定数量的控制点•方法一与方法二只是输入用户坐标的方法不同•实习中出现的问题：控制点分布不均匀点位不精确控制点坐标不能任意改动配准结果将直接影响数字化精度