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1、第二章 空间数据获取与处理,本章内容,21 地理空间及表达22 空间数据的特征及其表示方法 23 空间数据结构类型24 空间数据融合2。5 空间数据的内插方法2。6 图幅数据边沿匹配处理,21 地理空间及表达,2.1.1 地理空间 范围 内容,1、范围,地理空间上至大气电离层、下至地幔莫霍面。绝对地理空间：具有属性描述的空间位置的集合，它由一系列的空间坐标值组成。相对地理空间：具有空间属性特征的实体的集合，它是由不同实体之间的空间关系构成。,2、内容,（1）空间定位框架 我国的大地坐标系：1954北京坐标系（局部平差）1980中国国家大地坐标系（整体平差）长半轴a，短半轴b，扁率f，原点？大地
2、坐标 直角坐标？地图投影 高程（56年黄海平均海水面，85年国家高程基准）,内容,坐标参考系统平面系统,直接建立在球体上的地理坐标，用经度和纬度表达地理对象位置,建立在平面上的直角坐标系统，用（x，y）表达地理对象位置,投影,内容之地图投影：为什么要进行投影,将地球椭球面上的点映射到平面上的方法，称为地图投影地理坐标为球面坐标，不方便进行距离、方位、面积等参数的量算地球椭球体为不可展曲面地图为平面，符合视觉心理，并易于进行距离、方位、面积等量算和各种空间分析,内容之地图投影：投影实质,建立地球椭球面上经纬线网和平面上相应经纬线网的数学基础，也就是建立地球椭球面上的点的地理坐标（，）与平面上对应
3、点的平面坐标（x，y）之间的函数关系：当给定不同的具体条件时，将得到不同类型的投影方式。,内容之地图投影：GIS中地图投影,GIS以地图方式显示地理信息，而地图是平面，地理信息则在地球椭球上，因此地图投影在GIS中不可缺少。GIS数据库中地理数据以地理坐标存储时，则以地图为数据源的空间数据必须通过投影变换转换成地理坐标；而输出或显示时，则要将地理坐标表示的空间数据通过投影变换变换成指定投影的平面坐标。GIS中，地理数据的显示可根据用户的需要而指定投影方式，但当所显示的地图与国家基本地图系列的比例尺一致时，一般采用国家基本系列地图所用的投影。,内容之地图投影：我国常用地图投影,1：100万：兰勃
4、投影（正轴等积割圆锥投影）大部分分省图、大多数同级比例尺也采用兰勃投影1：50万、1：25万、1：10万、1：5万、1：2.5万、1:1万、1：5000采用高斯克吕格投影,上机操作:运行ArcView，打开一个视图（view），并向视图中添加数据。（数据可以从ArcView的安装目录如D:ESRIESRIDATA中找到，比如我们打开一幅美国地图）,从View菜单选择Properties菜单项,在出现的对话框中看是否已经为视图指定了投影（下图中红框标记的地方，如果有投影，则会出现投影名称，下图还没有设置投影）,单击上图中的Projection按钮，将出现如下图对话框。,2.1.2 空间实体的表达
5、,1 矢量表达空间对象一般按地形维数进行归类划分点：零维线：一维面：二维体：三维时间：通常以第四维表达，但目前GIS还很难处理时间属性。空间对象的维数与比例尺是相关的2 栅格表达3不规则三角网的表达方法,1、矢量表达空间对象：点,有位置，无宽度和长度；抽象的点,美国佛罗里达洲地震监测站2002年9月该洲可能的500个地震位置,矢量表达空间对象：线,有长度，但无宽度和高度 用来描述线状实体，通常在网络分析中使用较多 度量实体距离,香港城市道路网分布,矢量表达空间对象：面,具有长和宽的目标 通常用来表示自然或人工的封闭多边形 一般分为连续面和不连续面,中国土地利用分布图（不连续面）,矢量表达空间对
6、象：面（续）,连续变化曲面：如地形起伏，整个曲面在空间上曲率变化连续。,不连续变化曲面，如土壤、森林、草原、土地利用等，属性变化发生在边界上，面的内部是同质的。,矢量表达空间对象：体,有长、宽、高的目标通常用来表示人工或自然的三维目标，如建筑、矿体等三维目标,香港理工大学校园建筑,2、栅格表达,栅格表达法主要描述空间实体的级别分布特征及其位置。栅格类似于矩阵。在栅格表达中，对空间实体的最小表达单位为一个单元或象素(Cell或Pixel)，依行列构成的单元矩阵叫栅格(Grid),每个单元通过一定的数值表达方式（如颜色、灰度级）表达诸如环境污染程度、植被覆盖类型等空间地理现象,2、栅格表达,0维矢
7、量就是表现为具有一定数值的栅格单元，一维矢量就表现为按线性特征相连接的一组相邻单元，二维矢量则表现为按二维形状特征连续分布的一组单元。,2、栅格表达,记录和存储栅格数据的硬件设备的性能。近几十年的发展证明，随着技术的进步，硬件设备的分辨率肯定会越来越高，能够满足实际应用的需求。与实际应用需求有关。对于那些研究程度较低或者无需精确研究的地理现象而言，栅格表达法的分辨率可以相对较低，反之，分辨率高。实际上，分辨率越高，其影象就越能表达地理空间现象的细微特征。,3、不规则三角网的表达方法,利用Delauney三角剖分准则就可完成对TIN的自动生成。单个三角形的顶点就是原始数据点或其它空间信息的控制点
8、。,3、不规则三角网的表达方法,特点：能够表达不连续的空间变量。栅格方法很难处理逆断层、悬崖峭壁等特殊空间对象，而TIN的处理则相当容易。由于三角形顶点(Vertex)就是实际的控制点，所以，它对空间对象的表达精度较高。能够精确表达河流、山脊、山谷等线性地形特征。,2.2 地理空间数据及特征,2.2.1 GIS空间数据2.2.2 空间数据基本特征2.2.3 基于要素的空间关系分析2.2.4 空间数据的计算机表达,2.2.1 GIS空间数据,1、来源 地图；影像数据；地形数据（等高线数字化，dem）；属性数据（报告文本）；元数据,2.2.1 GIS空间数据,2、类型分类或分级数据：如环境污染类型
9、、土地类型数据，测量、地质、水文、城市规划等的分类数据等；面域数据：如多边形的中心点，行政区域界线及行政单元等；网络数据：如道路交点、街道和街区等；样本数据：如气象站，环境污染监测点，用于航空、航天影象校正的野外控制数据等；曲面数据：如高程点，等高线或等值线区域；文本数据：如地名、河流名称和区域名称；符号数据：如点状符号、线状符号和面状符号（晕线）等；音频数据：如电话录音、运动中的汽车产生的噪音；视频数据：交通路口的违章摄影、工矿企业大量使用的工业电视；图象数据：航空、航天图象，野外摄影照片等。,2.2.2.空间数据的特征,2.2.2.空间数据的特征,属性特征：描述空间对象的特性，即是什么，如
10、对象的类别、等级、名称、数量等。空间特征：描述空间对象的地理位置以及相互关系，又称几何特征和拓扑特征，前者用经纬度、坐标表示，后者如交通学院与电力学院相邻等。时间特征：描述空间对象随时间的变化,2.2.2 地理数据特征之类型,属性数据：描述空间对象属性特征的数据，又称非几何数据，如类型、名称、性质等，一般通过代码给予表达几何数据：描述空间对象空间特征的数据，也称位置数据、定位数据，一般用经纬度、坐标表达关系数据：描述空间对象的空间关系的数据，如邻接、包含、关联等，一般通过拓扑关系表达。,2.2.3 基于要素的空间关系分析,描述空间对象之间的空间相互作用关系方法 绝对关系:坐标、角度、方位、距离
11、等；相对关系：相邻、包含、关联等 相对关系类型拓扑空间关系：描述空间对象的相邻、包含等顺序空间关系：描述空间对象在空间上的排列次序，如前后、左右、东、西、南、北等。度量空间关系：描述空间对象之间的距离等。地图、遥感影象上的空间关系是通过图形识别的，在GIS中的空间关系则必须显式的进行定义和表达。空间关系的描述多种多样，目前尚未有具体的标准和固定的格式，但基本原理一致。不同的GIS可能采用不同的方法进行描述,空间对象：拓扑空间关系,（1）拓扑元素：点：孤立点、线的端点、面的首尾点、链的连接点 线：两结点之间的有序弧段，包括链、弧段和线段 面：若干弧段组成的多边形（2）基本拓扑关系 关联：不同拓扑
12、元素之间的关系 邻接：相同拓扑元素之间的关系 包含：面与其他元素之间的关系 层次：相同拓扑元素之间的层次关系 拓扑元素量之间的关系：欧拉公式（3）点、线、面之间的拓扑关系,起点,终点,中间点,弧段1,弧段3,弧段2,弧段4,点:,面:,弧:,（1）拓扑元素,（3）、空间数据的拓扑关系a）拓扑的关联性 表示不同类型元素（结点、弧段、多边形）之间的关系,多边形 弧段号 弧段号 起点 终点 结点 弧段 p1 a1 a5 a6 a1 N2 N1 N1 a1 a3 a5 P2 a2 a4 a6 a2 N2 N3 N2 a1 a2 a6 P3 a3 a4 a5 a3 N3 N1 N3 a2 a3 a4 p
13、4 a7 a4 N3 N4 N4 a4 a5 a6 a5 N1 N4 N5 a7 a6 N4 N2 a7 N5 N5,a3 N1 a1 a5 p3 N4 p1N3 a4 P4 a6 N5 a7 p2 a2 N2,b）拓扑的邻接性和连通性 表示同类型元素（结点、弧段、多边形）之间的关系,多边形之间的邻接性；弧段之间的邻接性；结点之间的连通性,p1 p2 p3 p4 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 N1 N2 N3 N4 N5 P1 1 1 0 a1 1 1 0 1 1 0 N1 1 1 1 0p2 1 1 1 a2 1 1 1 0 1 0 N2 1 1 1 0 p3 1 1 0 a3
14、1 1 1 1 0 0 N3 1 1 1 0p4 0 1 0 a4 0 1 1 1 1 0 N4 1 1 1 0 a5 1 0 1 1 1 0 N5 0 0 0 0 a6 1 1 0 1 1 0 a7 0 0 0 0 0 0,多边形邻接矩阵 弧段邻接矩阵 结点连通矩阵,c）拓扑的包含性,P1 p2 p2 p1 p3 p1 p3 p2,面的简单包含 面的多层包含 面的等价包含,面包含点 面包含线 线包含点,d）拓扑关系表（拓扑关系以关连表达最为重要）,关联性 相邻（连）性 相离性 相交性 包含性 重合性点与点线与线面与面点与线点与面线与面,空间对象表达：地图,点：位置：（x，y）属性：符号,线：
15、位置：(x1,y1),(x2,y2),(xn,yn)属性：符号形状、颜色、尺寸,面：位置：(x1,y1),(x2,y2),(xi,yi),(xn,yn)属性：符号变化 等值线,空间对象表达：遥感影像,遥感传感器平台,传感器,2.4 空间数据结构,2.4.1 栅格数据结构2.4.2 矢量数据结构2.4.3 TIN的数据结构2.4.4 空间实体拓扑结构关系的建立2.4.5 矢量-栅格之间转换,定义 以规则像元阵列表示空间对象的数据结构，阵列中每个数据表示空间对象的属性特征。或者说，栅格数据结构就是像元阵列，每个像元的行列号确定位置，用像元值表示空间对象的类型、等级等特征。每个栅格单元只能存在一个值
16、。对于栅格数据结构点：为一个像元线：在一定方向上连接成串的相邻像元集合。面：聚集在一起的相邻像元集合。获取方式：遥感数据图片扫描数据矢量数据转换手工方式栅格数据坐标系栅格数据压缩编码方案栅格数据的分层栅格数据的组织方法栅格数据特点,2.4.1 栅格数据结构,一、坐标系与描述参数,X：列,Y：行,西南角格网坐标（XWS，YWS）,格网分辨率,格网方向,假设当前栅格单元行列号为(i,j),一个栅格单元所代表的空间区域大小为dlt_x,dlt_y,栅格区域的原点坐标为(x0,y0)（见上图），那么，当前栅格单元的平面坐标(x,y)为：x=x0+j*dlt_x y=y0-i*dlt_y 如果栅格区域的
17、原点在左下角，那么，平面坐标的计算公式为：x=x0+j*dlt_x y=y0+I*dlt_y,二、栅格数据结构：单元值确定,百分比法,面积占优,重要性,中心点法,A连续分布地理要素,C具有特殊意义的较小地物,A分类较细、地物斑块较小,AB,三、直接栅格编码,在日常应用中，常限制一个栅格数据层只存储栅格的一种属性，而且采用完全栅格数据结构。在完全栅格结构里，栅格单元顺序一般以行为序，以左上角为起点，按从左到右从上到下的顺序扫描,四、栅格数据结构：压缩编码方案,起点行列号，单位矢量R:(1,5),3,2,2,3,3,2,3,链式编码,游程长度编码,逐行编码数据结构:行号,属性,重复次数1,A,4,
18、R,1,A,4,块状编码,正方形区域为记录单元数据结构:初始位置,半径,属性(1,1,3,A),(1,5,1,R),(1,6,2,A),四叉树编码,五、栅格数据结构：数据组织,五、栅格数据结构：数据组织,(1)以栅格单元为记录的序列。待记录完不同层上同一栅格单元位置上的各属性值后，再顺序处理其它栅格单元；(2)以层为基础，每一层又以栅格单元顺序记录它的坐标和属性值，一层记录完后再记录第二层；(3)同样以层为基础，但每一层内则以多边形为序记录多边形的属性值和充满多边形的各栅格单元的坐标。,六、栅格数据结构：特点,离散的量化栅格值表示空间对象位置隐含,属性明显数据结构简单,易于遥感数据结合,但数据
19、量大几何和属性偏差面向位置的数据结构,难以建立空间对象之间的关系,定义：矢量数据结构通过记录空间对象的坐标及空间关系来表达空间对象的位置。点：空间的一个坐标点；线：多个点组成的弧段；面：多个弧段组成的封闭多边形；获取方法定位设备（全站仪、GPS、常规测量等）地图数字化间接获取栅格数据转换空间分析（叠置、缓冲等操作产生的新的矢量数据）矢量数据表达考虑内容矢量数据自身的存储和管理几何数据和属性数据的联系空间对象的空间关系（拓扑关系）矢量数据表达简单数据结构拓扑数据结构属性数据组织,2.4.2 矢量数据结构,1、矢量数据表达简单数据结构1）只记录空间对象的位置坐标和属性信息，不记录拓扑关系。又称面条
20、结构。如采用坐标系列编码。点目标（x,y)线目标(x1y1,x2y2,.xnyn)面目标(x1y1,x2y2,.xnyn,x1y1)具体实现形式可将点，线，面直接用空间坐标点数据表示；也可将坐标点组成文件，每个点给予一个点号，而点，线，面用点号数据表示。,矢量数据结构（续）,2）存储：独立存储：空间对象位置直接跟随空间对象；点位字典：点坐标独立存储，线、面由点号组成3）特征无拓扑关系，主要用于显示、输出及一般查询公共边重复存储，存在数据冗余，难以保证数据独立性和一致性多边形分解和合并不易进行，邻域处理较复杂；处理嵌套多边形比较麻烦4）适用范围：制图及一般查询，不适合复杂的空间分析,标识码,属性
21、码,空间对象编码唯一连接几何和属性数据,数据库,独立编码,点:(x,y)线:(x1,y1),(x2,y2),(xn,yn)面:(x1,y1),(x2,y2),(x1,y1),点位字典,点:点号文件,线:点号串,面:点号串,存储方法,矢量数据结构（续）,无拓扑关系的矢量模型优缺点：优点：（1）数据结构简单，直观，便于用户接受；（2）便于系统的维护和更新。缺点：（1）数据余度大，如多边形公共边重复存储，但没有存储多边形之间的关系。相邻多边形易产生伪多边形。解决的办法是建立多边形边界表；（2）缺乏拓扑信息，如邻域信息等，不便于拓扑分析（临时建立拓扑关系）；（3）对岛处理能力差，无法建立外多边形的关系
22、。,2、矢量数据表达拓扑数据结构,1）拓扑关系的关联表达显式表示,(a)多边形、弧段、结点（自上到下）,多边形 弧段 弧段 结点 P1 a4 a5 a6 a1 N1 N2 P2 a1 a8 a5 a2 N2 N4 P3 a3 a6 a7 a3 N4 N5 P4 a2 a7 a8 a4 N1 N5 a5 N1 N3 a6 N3 N5 a7 N3 N4 a8 N2 N3,（b）结点、弧段、多边形,结点 弧段N1 a1 a4 a5N2 a1 a2 a8N3 a5 a6 a7 a8N4 a2 a3 a7N5 a3 a4 a6,弧段 左多边形 右多边形 a1 0 P2 a2 0 p4 a3 0 p3 a
23、4 p1 0 a5 p2 p1 a6 p3 p1 a7 p4 p3 a8 p4 p2,半显式表示,弧段 起结点 终结点 左多边形 右多边形 坐标 a1 N1 N2 0 P2 a2 N2 N4 0 p4 a3 N4 N5 0 p3 a4 N1 N5 p1 0 a5 N1 N3 p2 p1 a6 N3 N6 p3 p1 a7 N3 N4 p4 p3 a8 N2 N3 p4 p2。,2）GIS中建立拓扑关系的优缺点优点：（1）数据结构紧密、拓扑关系明确，便于空间数据的拓扑查询和拓扑分析如网络分析；（2）便于系统内数据共享；缺点：（1）数据结构复杂，不便于系统的维护和更新，如局部实体的变化要重 建拓扑
24、关系；（2）对单个实体的操作效率不高，如增加、删除、修改一个实体时涉及一系列的文件和数据库表格；（3）难以表达复杂的地理实体。,3、矢量数据结构：属性数据表达与组织,属性特征类型 类别特征：是什么 说明信息：同类目标的不同特征属性特征表达 类别特征：类型编码 说明信息：属性数据结构和表格属性表的内容取决于用户图形数据和属性数据的连接通过目标识别符或内部记 录号实现。,4、矢量数据结构：特点,用离散的点描述空间对象与特征，定位明显，属性隐含用拓扑关系描述空间对象之间的关系面向目标操作，精度高，数据冗余度小与遥感等图象数据难以结合输出图形质量号，精度高,矢量栅格数据比较,、不规则三角网(Trian
25、gulated Irregular Network TIN）模型,1、模型的表示 点文件 三角形文件 点号 坐标点 三角形号 顶点 邻接三角形 N1 X 1 Y1 Z1 T1 N1 N5 N6 T2 T5/N2 X 2 Y2 Z1 T2 N1 N4 N3 T1 T3 T6 N3 X 3 Y3 Z1 T3 N1 N2 N4/T4 T2 N4 X 4 Y4 Z4 T4 N2 N3 N4 T3/T8 N5 X 5 Y5 Z5 T5 N8 N5 N6 T1/T6 N6 X 6 Y6 Z6 T6 N4 N5 N8 T2 T5 T7 N7 X 7 Y7 Z7 T7 N4 N7 N8 T6 T8/N8 X
26、8 Y8 Z8 T8 N3 N4 N7 T4 T7/,T1 T2 T3 T4,T5 T6 T7 T8,N1,N6,N2,N8,N7,N 3,N4,N5,2、不规则三角网规则格网模型的优缺点,不规则三角网 模型的优点：1）克服栅格数据中的数据允余问题2）可充分表示复杂的地形特征，它能适应起伏不同的地形，用大量三角形地面形态效率高，数据精度高。不规则三角网 模型的缺点：1）算法实现复杂，由于形成三角网 方法不同有不同算法2）对特殊的地形线要调整,2.4.5 矢量数据-栅格数据转换 1 矢量数据向栅格数据转换（P150）2 栅格数据向矢量数据转换（P150）,1 矢量数据向栅格数据的转换,点状实体找
27、出点矢量数据所在的栅格单元线状实体找出组成曲线的直线段对应的栅格多边形实体对多边形内部进行填充，找出组成多边形的栅格的集合。有多种算法，如：边界代数算法内部点扩散算法射线算法扫描算法,（1）点状实体的变换,（2）矢量线段的变换,首先计算所有弧段结点或中间点所在的格网位置，并赋予该结点正确的属性，然后根据点转换的算法完成弧段的栅格化。,（3）多边形数据的转换,、边界代数算法,首先，将覆盖多边形的面域进行整体栅格化，并对栅格阵进行零初始化。,最后循环一周，回到起点，展开为全栅格数据结构，完成由矢量数据系统向栅格数据系统的转换,然后，由其边界上某一点开始顺时针方向搜索其边界线，当边界线段为上行时，对
28、该线段左侧具有相同行坐标的所有栅格全部减去一个a【该弧的左多边形编号该弧的右多边形编号】；当边界线段为下行时，对该线段左侧具有相同行坐标的所有栅格全部加上一个a【该弧的右多边形编号该弧的左多边形编号】；当边界线平行于栅格行行走时，不做运算。,闭合多边形,多边形矢量结构向栅格结构的转换,全栅格数据结构,、内部点扩散算法,步骤 按一定栅格尺寸将矢量图经栅格化后，对矢量图内每个面域多边形分别选择一个内部点（种子点）；从种子点开始，向其8个相邻栅格扩散，分别判断这8个栅格是否在多边形的边界上：若是，则该栅格不作为种子点；若不是，则该栅格作为新的种子点；新种子点与原种子点一起进行新的扩散运算；重复以上过
29、程，直到所有新老种子点填满该多边形并遇到边界为止。,缺点：算法程序设计比较复杂，需要在栅格矩阵中进行搜索，当栅格尺寸取得不合理时，某些复杂图形的两条边界落在同一个或相邻的两个栅格内，会造成多边形不变通。,、射线算法,逐个栅格判断是否位于某个多边形之内：由待定栅格向任意方向引射线，判断该射线与某多边形所有边界的相交总次数；如果相交偶数次，则待定点在该多边形的外部，如为奇数，则待定点在该多边形内部。,2.栅格数据向矢量数据的转换,点的栅格数据转换：将点的中心转换为矢量坐标；,线的栅格数据转换：提取弧段栅格序列点中心的矢量坐标的过程；,多边形的栅格数据转换：是将具有相同属性代码的栅格象元集合表示为以
30、边界弧段以及边界的拓扑信息所确定的多边形区域。,2.栅格数据向矢量数据的转换,步骤：多边形边界提取：采用高通滤波将栅格图像二值化或以特殊值标识边界点；,边界线搜索：逐弧进行，由某一节点开始沿某一方向进入，朝该点的8个邻域搜索其后续节点，直到连成弧段；,拓扑关系生成：对于已经用矢量表示的边界弧段，判断其与原图中各多边形的空间关系，形成完整拓扑结构并建立与属性数据的联系；,去除多余点并进行曲线圆滑：由于搜索是逐个栅格进行的，必然造成多余点记录，为减少数据冗余，必须去除。,方法：基于图像处理的矢量化算法 基于窗口匹配的矢量化算法,（1）基于图像处理的矢量化算法,主要用于点和线状地物特征的提取。步骤：
31、(1)二值化：在一个设定的灰度阀值的基础上,对扫描获得的灰度图像进行0或1的简化处理。,(2)细化：方法有剥皮法和骨架法。剥皮法的原理指从线的边沿两侧开始,每次剥去一个栅格宽度的一层,直到最后仅剩下彼此相连的两个栅格宽的线划图形为止。,(3)跟踪：将细化后的栅格数据整理为从结点出发的弧段或封闭曲线，并以矢量的形式存储特征栅格点的坐标。实施过程分为6步,（2）基于窗口匹配的矢量化算法,步骤：(1)边界点和节点提取：2*2的栅格窗口阵列作为搜索敞口，顺序沿行、列方向对栅格全图进行扫描。如果窗口内4个栅格有两个以上的属性编码，则该4个栅格为边界点并保留各栅格的原有属性编码；如果窗口内4个栅格有三个以
32、上的不同属性编码，则标识为节点并保留各栅格的原有属性编码；若对角线上栅格属性编码两两相同，也属于不连通情况，作为节点处理。边界点有6种结构，节点有8种结构。,(2)边界搜索与左右多边形信息记录：逐条进行弧段搜索。,(3)去除多余点。,3 多元空间数据融合,遥感与GIS数据融化不同格式数据融合,数据压缩图示,5、空间数据的内插概念、类型点内插（以后讲）区域内插（叠置法，比重法）,三、其他空间数据的输入遥感数据的输入：原始的遥感图象是数字的，其输入只要直接用遥感软件读取文件即可。不过，由于数据格式通常存在差异，因此，一般需要进行文件格式转换。对于以象片形式出现的遥感图象，则可进行扫描输入。GPS数
33、据的输入：把GPS测得的坐标数据输入GIS系统可以采用手工的办法，也可以采取把GPS接收机里的定位数据以文件的形式输入GIS系统。电子数据的输入：进行数据格式的转换。,四、属性数据的输入及与空间数据连接属性数据的输入 属性数据与空间数据的连接 空间数据与属性数据统一管理,1.属性数据的输入方式-根据GIS软件数据结构不同,主要可分为两种:内部输入法-这种方式主要是GIS软件所提供的属性数据文件为其本身内部格式，所以只能采用其软件提供的输入方式来操作，例如工作站版本的ARC/INFO，它的属性数据文件采用INFO模块来管理，有其独立的数据格式，所以只能采用INFO模块来对属性数据文件进行操作。输
34、入时需在ARCEDIT模块下进行。外部输入法-这种方式是GIS软件所提供的属性数据文件为标准的关系型数据模型。因此，可以采用外部一些数据库操作软件来进行数据的输入、修改等。例如ArcView、PC ARC/INFO等，其属性文件为标准的.DBF格式，所以采用FoxPro、Excel等软件进行外部操作。另外，这种方式还可以直接将外部的关系型数据文件连接到空间数据中去,2.属性数据与空间数据的连接在GIS中，属性数据一般是通过相应的图素，如点（像元）、弧段、多边形的编号与图形建立联系的。实际上，在图幅中，每个图形单元由一个标识码来唯一确定；同时，属性数据库也含有相同的标识码。空间数据与属性数据就是
35、以此字段来形成关联而完成把这两种数据模型联成一体,空间数据库与属性数据库的连接,数据质量的检查、修改与控制,数据质量的问题分析 检查与修改 数据质量控制技术,一、数据质量的问题分析质量问题的起因：软件；硬件；计算方法；分析、编码、输入操作方面的疏忽；数据本身的质量。GIS的数据质量主要有两方面问题,1.微观方面的数据质量问题,位置精度：数字化地图上各种要素的坐标总与实际物体的坐标有一定误差。偏移的距离偏移的分布 属性精度：属性的定义往往会有误差，除人为因素外，也有技术因素。逻辑上的一致性：在数据输入到计算机之前，往往因分类定义不严密而产生矛盾-同物异类或异物同类 分辨率：地图的不可放大原则,2
36、.宏观方面的数据质量问题,完整性：数据库的完整性包括地图或地图所表示的空间范围内各种信息是否遗漏或重复，分类是否重复或缺项等等，另外还包括有无可能核实与检验。时间性：GIS的数据收集和输入需要相当长的时间，而现实世界是在一刻不停地变化着。不同地点的数据是不同时间。收集与处理过程的记录：资料的收集、输入、处理方法都会对数据质量产生影响，应该对整个过程有文档资料的记载和说明,数字化过程的误差,3.容差,地理数据精度。可以理解为各种图形要素及其它们之间允许存在的误差距离。包括：Edit Distance节点拟合半径Snap Distance最小弧段样点内插容忍距离Weed Tolerance弧段平滑
37、插点容忍距离Grain Tolerance样点融合距离Fuzzy ToleranceRMS,二、检查与修改,检验输入的质量，可用绘图仪绘出已输入的数据，再与原始地图进行比较。改善系统的使用性能。及时掌握数据库性能变化情况，当系统性能下降到一定程度时，进行必要的干预，如对数据进行整理或重新组织，消除降低性能的因素；数据库受损后的复原。数据库的安全是极为重要的，对数据库的维护，一方面要采取有效措施防止各种损害数据库的活动；另一方面，必须具备系统受损后的复原手段；用户应用管理。数据库是许多用户共享的，为了避免由于局部的使用错误引起整个数据库的彻底破坏，必须对用户实行统一管理，分配数据库子模式的使用权限，并防止应用程序非法使用数据库,三、数据质量控制技术,GIS中的质量控制技术：过程控制：设法减少和消除误差及错误的实用技术和步骤，包括数据录入前期的质量控制、数据录入过程中的实时质量控制；结果控制：在提交成果（数据入库）之前对所完成工作的检查，以进一步发现和改正错误（即后处理质量控制）,质量控制的分环节实施,对数据采集手段的选择-满足质量及经济的双重需求 对软、硬件配置的要求-满足数据采集的质量标准和技术设计书的要求 数据采集前的准备工作-有关技术文件数据采集中的监控-数据采集过程中实时地检验并预防和纠正误差和错误结果控制-数据录入完成后的质量评价 设计过程的质量控制-制定质量目标,
