ArcGIS大數(shù)據(jù)采集

1、地理信息系統(tǒng)第一章數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集樹狀圖屬性數(shù)據(jù)采集圖形數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)矢柵現(xiàn)空扈量格實問性結(jié)結(jié)世數(shù)數(shù)構(gòu)構(gòu)界據(jù)據(jù)的認(rèn)識II數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)'邏輯層）數(shù)據(jù)文件格式（物理層）目錄1 .數(shù)據(jù)采集42 .屬性數(shù)據(jù)采集43 .圖像數(shù)據(jù)采集61 .屏幕矢量化61.1 掃描61.2 圖像預(yù)處理61.3 分層61.4 矢量化61.5 矢量化成果62 .數(shù)字化儀64 .數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)71 .矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)72 .柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)73 .現(xiàn)實符號的認(rèn)識83.1 數(shù)據(jù)模型（概念層） 93.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（邏輯層）103.3 數(shù)據(jù)文件格式（物理層） 105 .數(shù)據(jù)111 .屬性數(shù)據(jù)112 .空間數(shù)據(jù)113 .空間數(shù)據(jù)的采集方法

2、116 .知識點與技能 11數(shù)據(jù)采集一.數(shù)據(jù)采集即數(shù)據(jù)的獲取，地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通常歸納為不同性質(zhì)的的專題或 層，數(shù)據(jù)采集與編輯就是把各層地理要素轉(zhuǎn)化為空間坐標(biāo)及屬性對應(yīng)的代碼 輸入至計算機(jī)事。二.屬性數(shù)據(jù)采集1 .框架圖根據(jù)用戶需求確定數(shù)據(jù)項目根據(jù)數(shù)據(jù)項目確定數(shù)據(jù)源III I數(shù)據(jù)分類和編碼確定數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類數(shù)據(jù)的輸入與編輯操作矢量數(shù)據(jù)輸入與編輯柵格數(shù)據(jù)輸入 與編輯柵格數(shù)據(jù)矢量數(shù)據(jù)2 .屬性數(shù)據(jù)定義：屬性數(shù)據(jù)即空間實體的特征數(shù)據(jù)，一般包括名稱、等級、 數(shù)量、代碼、等多種形式。空間點、線、面實體都有相應(yīng)的屬性。3 .屬性數(shù)據(jù)的獲取渠道：遙感數(shù)據(jù)、各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)、現(xiàn)場調(diào)查資料、社會調(diào) 查資料、

3、其他資料等。4 .屬性數(shù)據(jù)的規(guī)化和標(biāo)準(zhǔn)化(1)統(tǒng)一地理基礎(chǔ)：包括統(tǒng)一的地圖投影系統(tǒng)、統(tǒng)一的地理坐標(biāo)系統(tǒng)以及 統(tǒng)一的地理編碼系統(tǒng)。(2)統(tǒng)一分類編碼原則：分類編碼應(yīng)遵循科學(xué)性、系統(tǒng)性、實用性、統(tǒng)一 性、完整性、可擴(kuò)充性等原則，既要考慮信息本身屬性，又要顧及信息之間的相 互關(guān)系，保證分類代碼穩(wěn)定性、可擴(kuò)展性和唯一性。5 .屬性數(shù)據(jù)編碼容(1)登記部分：用來標(biāo)識屬性數(shù)據(jù)的序號，可以是簡單的連續(xù)編號，也可 劃分不同層次進(jìn)行順序編碼。(2)分類部分：用來標(biāo)識屬性的地理特征，可采用多位代碼反映多種特征,(3)控制部分：用來通過一定的查錯算法，檢查在編碼、錄入和傳輸中的 錯誤，在屬性數(shù)據(jù)量較大情況下具有重要

4、意義。6 .屬性數(shù)據(jù)編碼方法：(1)列出全部制圖對象清單；(2)制定對象分類、分級原則和指標(biāo)將制圖對象進(jìn)行分類、分級；(3)擬定分類代碼系統(tǒng)；(4)設(shè)定代碼及其格式；(5)建立代碼和編碼對象的對照表。7 .常用的編碼方法：層次分類編碼法和多源分類編碼法(1)層次分類編碼法是按照分類對象的從屬和層次關(guān)系為排列順序的一種代碼，它的優(yōu)點是能明 確表示出分類對象的類別，代碼結(jié)構(gòu)有嚴(yán)格的隸屬關(guān)系。如，土地利用現(xiàn)狀分類 編碼(2)多源分類編碼法又稱獨立分類編碼法，是指對于一個特定的分類目標(biāo)，根據(jù)諸多不同的分類 依據(jù)分別進(jìn)行編碼，各位數(shù)字代碼之間并沒有隸屬關(guān)系。 它的優(yōu)點是具有較大的 信息載負(fù)量，有利于對空

5、間信息的綜合分析。8 .屬性數(shù)據(jù)的輸入方法：(1)數(shù)據(jù)量較小，可以在輸入幾何數(shù)據(jù)的同時，用鍵盤輸入；(2)數(shù)據(jù)量大，與幾何數(shù)據(jù)分別輸入，根據(jù)預(yù)先建立屬性表輸入屬性；(3)從其它統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入屬性，通過關(guān)鍵字段聯(lián)接圖形。三.圖像數(shù)據(jù)采集1 .屏幕矢量化1.1 掃描過掃描將地圖轉(zhuǎn)換為柵格數(shù)據(jù)，然后采用柵格數(shù)據(jù)矢量化的技術(shù)追蹤出線和 面，采用模式識別技術(shù)識別出點和注記，并根據(jù)地圖容和地圖符號的關(guān)系自動給 矢量數(shù)據(jù)賦以屬性值。1.2 圖像預(yù)處理對原始資料進(jìn)行遙感器效應(yīng)和幾何及輻射效應(yīng)等的應(yīng)用前期處理。1.3 分層按照一定規(guī)律，對地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行分組。地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通常歸納為不同 性質(zhì)的的專題或?qū)樱阌?/p>

6、將一定特征性質(zhì)地理要素歸類。1.4 矢量化矢量化是重要的地理數(shù)據(jù)獲取方式之一。 所謂矢量化，就是把柵格柵格轉(zhuǎn)換 成矢量數(shù)據(jù)的處理過程。當(dāng)紙質(zhì)地圖經(jīng)過計算機(jī)圖形、圖像系統(tǒng)光一電轉(zhuǎn)換量化 為點陣數(shù)字圖像，經(jīng)圖像處理和曲線矢量化，或者直接進(jìn)行手扶跟蹤數(shù)字化后， 生成可以為地理信息系統(tǒng)顯示、修改、標(biāo)注、漫游、計算、管理和打印的矢量地 圖數(shù)據(jù)文件，這種與紙質(zhì)地圖相對應(yīng)的計算機(jī)數(shù)據(jù)文件稱為矢量化電子地圖。1.5 矢量化成果生成可以為地理信息系統(tǒng)顯示、修改、標(biāo)注、漫游、計算、管理和打印的矢 量地圖數(shù)據(jù)文件。2 .數(shù)字化儀2.1 定義：數(shù)字化儀是將圖像和圖形的連續(xù)模擬量轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字量的裝 置，是在專業(yè)應(yīng)用

7、領(lǐng)域中一種用途非常廣泛的圖形輸入設(shè)備，是由電磁感應(yīng)板、 游標(biāo)和相應(yīng)的電子電路組成。當(dāng)使用者在電磁感應(yīng)板上移動游標(biāo)到指定位置，并將十字叉的交點對準(zhǔn)數(shù)字化的點位時，按動按鈕，數(shù)字化儀則將此時對應(yīng)的命令 符號和該點的位置坐標(biāo)值排列成有序的一組信息，然后通過接口傳送到主計算 機(jī)。再說得簡單通俗一些，數(shù)字化儀就是一塊超大面積的手寫板， 用戶可以通過 用專門的電磁感應(yīng)壓感筆或光筆在上面寫或者畫圖形，并傳輸給計算機(jī)系統(tǒng)。不 過在軟件的支持上它是和手寫板有很大的不同的，硬件的設(shè)計上也是各有偏重 的。2.2 用途：在許多的專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中，用戶需要繪制大面積的圖紙，僅靠CAD 系統(tǒng)是無法完全完成圖紙繪制的，在精度

8、上也會有較大的偏差，因此必須通過數(shù) 字化儀來滿足用戶的需求。高精度的數(shù)字化儀適用于地質(zhì)、測繪、國土等行業(yè)。2.3 種類：分跟蹤數(shù)字化儀和掃描數(shù)字化儀。四.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1 .矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1.1 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義：矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是利用歐幾里德幾何學(xué)中的點、線、 面及其組合體來表示地理實體空間分布的一種數(shù)據(jù)組織方式。這種數(shù)據(jù)組合方式能很好的表達(dá)地理空間分布特征，數(shù)據(jù)精度高，數(shù)據(jù)存儲的冗余度低，但對于多 層空間數(shù)據(jù)的疊合分析比較困難。1.2 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型1.2.1 實體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：在實體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，空間數(shù)據(jù)按照基本的空間對象為 單元進(jìn)行組織，其中不包含拓?fù)潢P(guān)系的信息。1.2.2 拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括

9、對偶獨立編碼法、多邊形轉(zhuǎn)換器、地理 編碼和參照系統(tǒng)的拓?fù)浼傻?.3 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特點：(1)用離散的點、線、面組成的邊界或表面來表達(dá)空間實體，用標(biāo)識符表 達(dá)的容描述空間實體的屬性；(2)矢量數(shù)據(jù)之間的關(guān)系表示了空間數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系；(3)描述的空間對象位置明確，屬性隱含。2 .柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.1 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義：柵格結(jié)構(gòu)是最簡單最直接的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是指將 地球表面劃分為大小均勻緊密相鄰的網(wǎng)格陣列，每個網(wǎng)格作為一個象元或象素由 行、列定義，并包含一個代碼表示該象素的屬性類型或量值，或僅僅包括指向其屬性記錄的指針。2.2 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型2.2.1 柵格矩陣結(jié)構(gòu)：是一種用矩陣來存儲柵格數(shù)據(jù)單元

10、的存儲結(jié)構(gòu)。2.2.2 游程編碼結(jié)構(gòu)：游程指柵格矩陣一行相鄰?fù)禆鸥竦臄?shù)量，游程編碼 結(jié)構(gòu)是逐行將相鄰?fù)档臇鸥窈喜ⅲ?記錄合并后柵格的值及合并柵格的數(shù)量， 壓 縮柵格數(shù)據(jù)量，消除數(shù)據(jù)問冗余。2.2.3 四叉樹結(jié)構(gòu)：這種數(shù)據(jù)原理可表達(dá)為將空間區(qū)域按照四個象限進(jìn)行遞歸分割n次，每次分割2n 2n個子象限，直至子象限中的屬性值都相同為止。2.3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特點：(1)柵格的空間分辨率指一個像元在地面所代表的實際面積大小(一個正 方形的面積)；(2)對于同一幅圖形或圖象來說，隨著分辨率的增大，存儲空間也隨之增(3)表達(dá)空間目標(biāo)、計算空間實體相關(guān)參數(shù)的精度與分辨率密切相關(guān)，分 辨率越高，精度越高；(

11、4)非常適合進(jìn)行空間分析。例如，同一地區(qū)多幅遙感圖象的疊加操作等;(5)不適合進(jìn)行比例尺變化，投影變換等。2.4 .兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比較優(yōu)點缺點數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1 .便于面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù) 表不2 .數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)緊湊、冗余度 低3 .有利于網(wǎng)絡(luò)和檢索分 析4 .圖形顯示質(zhì)量高、精度 好1 .數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜2 .軟硬件要求高3 .多邊形疊加分析比較 困難4 .顯示與繪圖成本比較柵格數(shù)據(jù)1 .數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單2 .便于空間分析3 .利于和遙感數(shù)據(jù)的匹酉己4 .輸出快速，成本低1 .數(shù)據(jù)量大2 .投影轉(zhuǎn)換比較復(fù)雜3 .圖形質(zhì)量較低4 .現(xiàn)象認(rèn)識效果較低3 .現(xiàn)實符號的認(rèn)識地圖是客觀世界的形象一一符號一一概括模型需求分析概念設(shè)

12、計邏輯設(shè)計物理設(shè)計地理現(xiàn)象 和過程：；信息世界，；計算機(jī)世界；3.1 數(shù)據(jù)模型（概念層）由于計算機(jī)不能直接處理現(xiàn)實世界中的具體事物及其聯(lián)系，必須將這些具體事物及其聯(lián)系轉(zhuǎn)換成計算機(jī)能處理的數(shù)據(jù)， 地理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫即模擬現(xiàn)實 世界中地理信息應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)集合。 數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫的框架，描述了數(shù)據(jù) 及其聯(lián)系的組織方式、表達(dá)方式和存取路徑，是地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的核心和基 礎(chǔ)。3.1.1 地圖是客觀世界的形象模型地圖與其它地學(xué)模型的主要區(qū)別和優(yōu)點在于它具有形象性，能對實際對象做出完整的、清晰的和直觀的圖形描述和說明?！钡貓D是地表空間關(guān)系和空間形式的視覺圖解表象”。3.1.2 地圖是客觀世界的符號

13、模型地圖區(qū)別于其它許多圖示模型的又一特征是它采用專門設(shè)計和事先規(guī)定的 符號來反映地物、現(xiàn)象和地理過程，并表示它們的位置、質(zhì)量特征和數(shù)量特征。 各種符號的組合便構(gòu)成一種地圖形象，而多種地圖形象的匯集便組成一幅完整 的地圖圖形。地圖符號的作用并不僅僅局限于傳輸信息，它們還是記錄知識、 使知識定型并系統(tǒng)化的強(qiáng)大工具。3.1.3 數(shù)據(jù)模型分類3.1.3.1 概念模型：也稱為信息模型它是按用戶的觀點對數(shù)據(jù)和信息建模， 是對現(xiàn)實世界事物及其聯(lián)系的第一級抽象。3.1.3.2 邏輯模型：邏輯模型屬于計算機(jī)世界的模型，是按照計算機(jī)的觀點 對數(shù)據(jù)建模，是對現(xiàn)實世界的第二級抽象。3.1.3.3 物理模型：物理模型是

14、對數(shù)據(jù)最底層的抽象，它描述數(shù)據(jù)在磁盤上 的存儲方式和存取方法，面向的是計算機(jī)系統(tǒng)。3.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（邏輯層）數(shù)據(jù)模型通常由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)完整性約束三個要素組成。3.2.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述了數(shù)據(jù)的組成對象和對象間的聯(lián)系，一方面描述的是數(shù)據(jù)對象 的類型、容、性質(zhì)等，另一方面描述了數(shù)據(jù)對象間的聯(lián)系。3.2.2 數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作是指對數(shù)據(jù)庫中的各種數(shù)據(jù)允許執(zhí)行的操作集合，包括操作及相應(yīng)的操作規(guī)則，描述了數(shù)據(jù)庫的動態(tài)特性。3.2.3 數(shù)據(jù)的完整性約束數(shù)據(jù)完整性約束約束條件是一組完整性規(guī)則的集合。完整性規(guī)則是給定的數(shù) 據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和依存規(guī)則， 用以限定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)

15、 庫狀態(tài)以及狀態(tài)變，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容。3.3 數(shù)據(jù)文件格式（物理層）3.3.1 Shape 數(shù)據(jù)1. shp存儲幾何要素的空間信息，即 XY坐標(biāo)2.shx存儲了有關(guān).shp存儲的索引信息，即shp中空間數(shù)據(jù)的存儲方式，XY 坐標(biāo)的輸入點在哪里，有多少XY坐標(biāo)對等信息3.dbf存儲地理數(shù)據(jù)的屬性信息的dBase表4.prj存儲了文件的空間參考信息，如坐標(biāo)系統(tǒng)等5.shp.xml對元數(shù)據(jù)瀏覽后生成的xml元數(shù)據(jù)文件6.sbn和sbx存儲對shapefile的空間索引，加速空間數(shù)據(jù)的讀取3.3.1 Coverage 數(shù)據(jù)1 .aat弧段屬性表，記錄弧段的起點和終點坐標(biāo)信息2 .pat點屬

16、性表，記錄lable點的坐標(biāo)信息3 .tic控制點，用于配準(zhǔn)地圖的點4 .aux保存柵格文件自身不能保存的輔助信息，包括彩色地圖信息，直方圖 或表格，坐標(biāo)系統(tǒng)，變換信息，投影信息5 .rrd保存影像金字塔信息索引，加速顯示和漫游6 .dat屬性信息7 .dir屬性表路徑管理文件，用于關(guān)聯(lián)dat和nit五.數(shù)據(jù)1 .屬性數(shù)據(jù)即空間實體的特征數(shù)據(jù)，一般包括名稱、等級、數(shù)量、代碼、等多種形式。2 .空間數(shù)據(jù)一般采用線分類法對空間實體進(jìn)行分類，即將分類對象按選定的空間特征和 語義信息作為分類基礎(chǔ)3 .空間數(shù)據(jù)的采集方法(1)野外數(shù)據(jù)采集(2)現(xiàn)有地圖數(shù)字化(3)攝影測量方法(4)遙感圖像處理六.知識點

17、與技能第一章數(shù)據(jù)采集第一節(jié)數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集的定義技能1屬性數(shù)據(jù)的采集方式1.1 手工方式：通過手工在計算機(jī) 終端上輸入數(shù)據(jù)，主要是鍵盤輸 入。1.2 手扶跟蹤化數(shù)字方式：手扶跟 蹤數(shù)字化儀是一種圖形數(shù)字化設(shè) 備。可生成矢量數(shù)據(jù)。1.3 掃描方式：掃描儀是一種圖形、 圖象輸入設(shè)備，可以快速地將圖 形、圖象輸入計算機(jī)系統(tǒng)，是目 前發(fā)展最快的數(shù)字化設(shè)備?？蓪?數(shù)據(jù)生成柵格數(shù)據(jù)。1.4 影像處理和信息提取方式：從 遙感影像上直接提取信息第二節(jié)屬性數(shù)據(jù)采集1 .屬性數(shù)據(jù)定義2 .屬性數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的獲取渠道3 .數(shù)據(jù)的規(guī)化和標(biāo)準(zhǔn)化4 .屬性數(shù)據(jù)編碼容5 .屬性數(shù)據(jù)編碼的方法6 .常用的編碼方法7 .屬性數(shù)據(jù)的

18、 輸入方法1 .屬性數(shù)據(jù)的獲取渠道遙感數(shù)據(jù)、各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)、 現(xiàn)場調(diào)查資料、社會調(diào)查資料、 其他資料等。2 .屬性數(shù)據(jù)的規(guī)化和標(biāo)準(zhǔn)化(1)統(tǒng)一地理基礎(chǔ)：包括統(tǒng)一的地 圖投影系統(tǒng)、統(tǒng)一的地理坐標(biāo)系 統(tǒng)以及統(tǒng)一的地理編碼系統(tǒng)。(2)統(tǒng)一分類編碼原則：分類應(yīng)遵 循科學(xué)性、系統(tǒng)性、實用性、統(tǒng) 一性、完整性、可擴(kuò)充性等原則 保證分類代碼穩(wěn)定性、可擴(kuò)展性 和唯一性。3 .屬性數(shù)據(jù)編碼方法(1)列出全部制圖對象清單；(2)制定對象分類、分級原則和指 標(biāo)將制圖對象進(jìn)行分類、分級；(3)擬定分類代碼系統(tǒng)；(4)設(shè)定代碼及其格式；(5)建立代碼和編碼對象的對照第三節(jié)圖像數(shù)據(jù)采集1屏幕矢量化2.數(shù)字化儀1.1 掃描1

19、.2 圖像預(yù)處理1.3 分層1.4 矢量化1.5 矢量化成果2.1 數(shù)字化儀定義2.2 數(shù)字化儀用途2.3 數(shù)字化儀種類1.1 掃描數(shù)字化輸入一一掃描過程1.1.1 掃描模式的設(shè)置，對地形圖 的掃描一般采用二值掃描，或灰 度掃描。對彩色航片采用百萬種 彩色掃描，對黑白航片采用灰度 掃描。1.1.2 掃描分辨率的設(shè)置，根據(jù)掃 描要求，對地形圖的掃描一般采 300dpi或更高的分辨率。1.1.3 針對一些特殊的需要，還可 調(diào)整亮度、對比度、色調(diào)等。1.1.4 設(shè)定掃描圍。1.1.5 掃描參數(shù)設(shè)置完后，即可通 過掃描獲得某個地區(qū)的柵格數(shù) 據(jù)。1.2 圖像預(yù)處理1.2.1 對圖像進(jìn)行特征抽取、分割 和匹配1.2.2 對圖像進(jìn)行幾何變換、校正、 歸一、平滑、復(fù)原1.3 分層1.3.1 圖層按點線面進(jìn)行分類1.3.2 分層按需要盡可能詳細(xì)1.4 矢量化1.4.1 地形圖校正與配準(zhǔn)1.4.2 地形圖矯正并重采樣生成新柵格文件1.4.3 地形圖二值化1.4.4 分層矢量化1.4.5 矢量化成果檢查數(shù)字化儀的工作方式一操作方式1 點方式 每次定標(biāo)器的鍵被按下， 感應(yīng)板發(fā)送一對坐標(biāo)數(shù)據(jù)到計算 機(jī)。2 .開關(guān)流方式在定標(biāo)器上，每按 下一次鍵，即將一組坐標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā) 送到計算機(jī)。3.連續(xù)流方式不 論定標(biāo)器的鍵是否按下，數(shù)字化 儀每個一定的時間就向計算機(jī)發(fā) 送坐標(biāo)數(shù)。4 .增量方式當(dāng)定標(biāo)器在感應(yīng)板