第四講 空間數(shù)據(jù)的采集與處理

第四講空間數(shù)據(jù)的采集與處理第1頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四內(nèi)容5.1空間數(shù)據(jù)采集在GIS中的地位5.2空間數(shù)據(jù)采集的主要內(nèi)容與任務5.3GIS的數(shù)據(jù)來源5.4空間數(shù)據(jù)采集5.5空間數(shù)據(jù)的編輯與處理5.6空間數(shù)據(jù)質量及其精度分析第2頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四4.1空間數(shù)據(jù)采集在GIS中的地位空間數(shù)據(jù)的采集是指將非數(shù)字化形式的各種信息通過某種方法數(shù)字化，并經(jīng)過編輯處理，變成系統(tǒng)可以存儲管理和分析的形式?？臻g數(shù)據(jù)的采集主要包括屬性數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)的采集對于屬性數(shù)據(jù)的采集經(jīng)常是通過鍵盤直接輸入；圖形數(shù)據(jù)的采集實際上就是圖形數(shù)字化的過程。GIS的核心是地理數(shù)據(jù)庫，建立gis的第一步就是對有關空間實體的幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進行合理的組織，形成地理數(shù)據(jù)庫，這個過程也就是gis的數(shù)據(jù)采集。地理信息系統(tǒng)的價值及其功能在很大程度上取決于系統(tǒng)內(nèi)所包含的地理空間數(shù)據(jù)的內(nèi)容與質量第3頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四以數(shù)據(jù)為處理線索硬件∶軟件∶數(shù)據(jù)=1∶2∶7汽油數(shù)據(jù)第4頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四GIS技術數(shù)據(jù)核心數(shù)據(jù)是GIS的血液數(shù)字線劃數(shù)據(jù)影像數(shù)據(jù)數(shù)字高程模型地物的屬性數(shù)據(jù)第5頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四4.2空間數(shù)據(jù)采集的主要內(nèi)容與任務主要內(nèi)容空間圖形數(shù)據(jù)的采集非空間屬性數(shù)據(jù)的采集空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)的連接主要任務將現(xiàn)有的地圖、外業(yè)觀測成果、航空像片、遙感圖片數(shù)據(jù)、文本資料等轉換成GIS可以接受的數(shù)字形式數(shù)據(jù)庫入庫之前進行驗證、修改、編輯等處理，保證數(shù)據(jù)在內(nèi)容和邏輯上的一致性不同的數(shù)據(jù)來源要用到不同的設備和方法數(shù)據(jù)的轉換裝載數(shù)據(jù)處理：幾何糾正、圖幅拼接、拓撲生成等第6頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四4.3GIS數(shù)據(jù)來源統(tǒng)計數(shù)據(jù)地圖存儲介質、現(xiàn)勢性、投影轉換遙感、航空影象和數(shù)據(jù)分辨率、變形規(guī)律、糾正、解譯特征地面測量數(shù)字數(shù)據(jù)格式、精度多媒體，輔助GIS空間分析和查詢GIS空間數(shù)據(jù)第7頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四數(shù)據(jù)源分類圖形圖像數(shù)據(jù)：地圖工程圖規(guī)劃圖照片航空與遙感影像等文字數(shù)據(jù)：調(diào)查報告文件統(tǒng)計數(shù)據(jù)實驗數(shù)據(jù)野外調(diào)查的原始記錄等第8頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四第一手數(shù)據(jù)第二手數(shù)據(jù)非電子數(shù)據(jù)電子數(shù)據(jù)全站儀、GPS數(shù)據(jù)地球物理、地球化學遙感數(shù)據(jù)地圖專題地圖統(tǒng)計圖表平板測量數(shù)據(jù)工程測量數(shù)據(jù)筆記航空、遙感相片人口普查社會經(jīng)濟調(diào)查各種統(tǒng)計資料已建各種數(shù)據(jù)庫GIS數(shù)據(jù)第9頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四空間數(shù)據(jù)初步處理1）已有電子數(shù)據(jù)-----2）紙質地圖-----------3）遙感數(shù)據(jù)-----------4）實地勘測數(shù)據(jù)-----5）其他統(tǒng)計資料及文本數(shù)據(jù)-----數(shù)據(jù)轉換手扶跟蹤數(shù)字化、掃描矢量化、鼠標錄入遙感解譯GPS定位儀等儀器測量鍵盤錄入第10頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四地圖是重要的信息源。這不僅是因為地圖的內(nèi)容直觀與豐富，而且是由于在地理信息系統(tǒng)誕生以前，地圖是表示空間與非空間信息強有力的手段，從某種意義上說，一冊完備的專題地圖集是一個很好的人工操作地理信息系統(tǒng)。遙感影像是地理信息系統(tǒng)中一個極其重要的數(shù)據(jù)源。它具有下列一些特點：①能取得大面積、綜合的信息；②速度快；③降低數(shù)據(jù)儲存冗余和不連續(xù)性；④能提供各類專題所需要的信息。文字數(shù)據(jù)主要用來描述空間對象的屬性，比如人口數(shù)據(jù)、經(jīng)濟數(shù)據(jù)、土壤成份、環(huán)境數(shù)據(jù)確定應用哪些類型的數(shù)據(jù)是由系統(tǒng)的功能所確定的。例如要建立一個土地的適宜性和承載力的信息系統(tǒng)，所需要的數(shù)據(jù)有地形、土壤類型、降雨、地下水位、運輸條件等。第11頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四5.4空間數(shù)據(jù)采集GIS需要輸入兩方面的數(shù)據(jù)，即圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)。為此需進行三方面的工作，即圖形數(shù)據(jù)的采集、屬性數(shù)據(jù)的采集和圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的連接。第12頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四圖形數(shù)據(jù)的采集（一）、手工鍵盤輸入1輸入矢量數(shù)據(jù)

輸入坐標值2輸入柵格數(shù)據(jù)按行列號輸入各象元的屬性輸入方法簡單，對設備要求低效率低，工作煩瑣第13頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四（二）、手扶跟蹤數(shù)字化儀輸入手扶跟蹤數(shù)字化儀,根據(jù)其采集數(shù)據(jù)的方式分為機械式、超聲波式和全電子式三種,其中全電子式數(shù)字化儀精度最高，應用最廣。按照其數(shù)字化版面的大小可分為A0、A1、A2、A3、A4等。

圖形數(shù)據(jù)的采集第14頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四數(shù)字化過程把待數(shù)字化的圖件固定在圖形輸入板上，首先用鼠標器輸入圖幅范圍和至少四個控制點的坐標，隨后即可輸入圖幅內(nèi)各點、曲線的坐標。通過數(shù)字化儀采集數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)量小，數(shù)據(jù)處理的軟件也比較完備，但由于數(shù)字化的速度比較慢，工作量大，自動化程度低，數(shù)字化的精度與作業(yè)員的操作有很大關系，所以，目前很多單位在大批量數(shù)字化時，已不再采用它。第15頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四（三）、掃描儀輸入掃描儀簡介掃描儀是直接把圖形(如地形圖)和圖象(如遙感影象、照片)掃描輸入到計算機中，以象素信息進行存儲表示的設備。按其所支持的顏色分類，可分為單色掃描儀和彩色掃描儀；按所采用的固態(tài)器件又分為電荷耦合器件(CCD)掃描儀、MOS電路掃描儀、緊貼型掃描儀等；按掃描寬度和操作方式分為大型掃描儀、臺式掃描儀和手動式掃描儀。掃描儀的分辨率是指在原稿的單位長度(英寸)上取樣的點數(shù)，單位是dpi，常用的分辨率有300-1000dpi之間。掃描圖象的分辨率越高，所需的存儲空間就越大?，F(xiàn)在多數(shù)掃描儀都提供了可選擇分辨率的功能。對于復雜圖象，可選用較高的分辨率；對于較簡單的圖象，就選擇較低的分辨率。

圖形數(shù)據(jù)的采集第16頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四小型掃描儀工程掃描儀第17頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四主要工具是掃描儀和矢量化軟件第18頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四掃描儀分為柵格掃描儀和矢量掃描儀

1、柵格掃描儀法掃描得到的是柵格數(shù)據(jù)，從柵格圖象中提取點、線、面及文字信息，這一過程包括去除噪音、線的細化等。此后的處理需借助人機交互實現(xiàn)，如斷線的連接、屬性碼的添加等，此類處理俗稱“抬頭數(shù)字化”。

紙地圖

掃描轉換

拼接子圖塊

裁剪地圖

矢量圖編輯

矢量圖合成

圖像處理矢量化

第19頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四掃描過程掃描時，必須先進行掃描參數(shù)的設置（具體掃描界面如圖5-3所示），包括：a、掃描模式的設置，（分二值、灰度、彩色），對地形圖的掃描一般采用二值掃描，或灰度掃描。對彩色航片或衛(wèi)片采用彩色掃描，對黑白航片或衛(wèi)片采用灰度掃描。b、掃描分辨率的設置，根據(jù)掃描要求，對地形圖的掃描一般采用300dpi或更高的分辨率。c、針對一些特殊的需要，還可以調(diào)整亮度、對比度、色調(diào)、GAMMA曲線等。d、設定掃描范圍。通過掃描獲得的是柵格數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量比較大。如一張地形圖采用300dpi灰度掃描其數(shù)據(jù)量就有20兆左右。除此之外，掃描獲得的數(shù)據(jù)還存在著噪聲和中間色調(diào)像元的處理問題。噪聲是指不屬于地圖內(nèi)容的斑點污漬和其它模糊不清的東西形成的像元灰度值。第20頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四噪音范圍很廣，沒有簡單有效的方法能加以完全消除，有的軟件能去除一些小的臟點，但有些地圖內(nèi)容如小數(shù)點等和小的臟點很難區(qū)分。對于中間色調(diào)像元，則可以通過選擇合適的閾值選用一些軟件如Photoshop等來處理。一般對獲得的柵格數(shù)據(jù)還要進行一些后續(xù)處理如圖象糾正、矢量化

掃描輸入因其輸入速度快、不受人為因素的影響、操作簡單而越來越受到大家的歡迎，再加之計算機運算速度、存儲容量的提高和矢量化軟件的踴躍出現(xiàn)，使得掃描輸入已成為圖形數(shù)據(jù)輸入的主要方法。

第21頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四全自動矢量化半自動矢量化（交互式）手工式AutoCAD環(huán)境下的數(shù)字化方法調(diào)入圖象用CAD點、線工具跟蹤圖象中需要數(shù)字化的邊界分層數(shù)字化所有需要的信息將圖形文件予以保存作業(yè)質量有所提高，提高工作效率，降低了勞動強度

第22頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四2、矢量掃描儀法是實現(xiàn)直接跟蹤掃描原圖上的曲線，并直接產(chǎn)生矢量數(shù)據(jù)。目前以激光方式為主，作業(yè)員用光標引導激光束到被數(shù)字化的曲線上，激光束自動沿線跟蹤，碰到線交叉處或端點時，自動停止移動。這種方法數(shù)字化精度高，數(shù)據(jù)量小，但對原圖件要求高，設備也相對昂貴。第23頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四（四）、解析測圖法輸入由航空或航天立體象對重建三維立體模型，測量地面三維坐標，并傳輸?shù)接嬎銠C。目前，解析測圖法已發(fā)展至全數(shù)字測圖階段圖形數(shù)據(jù)的采集第24頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四第25頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四（五）、已有數(shù)字形式空間數(shù)據(jù)的錄入

遙感數(shù)據(jù)其他與GIS數(shù)據(jù)庫不兼容的數(shù)字化信息圖形數(shù)據(jù)的采集第26頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四屬性(Attribute)數(shù)據(jù)：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。它是描述地理實體的社會、經(jīng)濟或其它專題數(shù)據(jù)。其表達方式是字符串、各種代碼或統(tǒng)計數(shù)值等。屬性數(shù)據(jù)是對地理實體的詳細描述，在GIS數(shù)據(jù)中占有很大比重，是GIS處理的主要對象，它為管理、規(guī)劃與決策提供充分的參考信息。

屬性(Attribute)數(shù)據(jù)的采集第27頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四屬性數(shù)據(jù)的存在方式直接記錄在柵格或矢量數(shù)據(jù)文件中單獨輸入數(shù)據(jù)庫存儲，通過關鍵字（ID碼）與圖形數(shù)據(jù)聯(lián)系第28頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四屬性數(shù)據(jù)輸入方式一般采用鍵盤輸入對照圖形輸入預先建立屬性表輸入屬性數(shù)據(jù)，然后根據(jù)關鍵字與圖形數(shù)據(jù)自動關聯(lián)第29頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四第30頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四

國家資源與環(huán)境信息系統(tǒng)規(guī)范在“專業(yè)數(shù)據(jù)分類和數(shù)據(jù)項目建議總表”中，將數(shù)據(jù)分為社會環(huán)境、自然環(huán)境和資源與能源三大類共14小項，并規(guī)定了每項數(shù)據(jù)的內(nèi)容及基本數(shù)據(jù)來源。第31頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四屬性數(shù)據(jù)的編碼原則

系統(tǒng)性和科學性：滿足所涉及學科的科學分類方法，能反映出同一類型中不同的級別特點。一致性：對代碼所定義的同一專業(yè)名詞、術語必須是唯一的。標準化和通用性：有國家或行業(yè)標準的要按標準進行，沒有標準的必須考慮在有可能的條件下實現(xiàn)標準化。簡捷性：在滿足國家標準的前提下、每一種編碼應該是以最小的數(shù)據(jù)量載負最大的信息量?？蓴U展性：編碼的設置應留有擴展的余地，避免新對象的出現(xiàn)而使原編碼系統(tǒng)失效、造成編碼錯亂現(xiàn)象。

第32頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四屬性數(shù)據(jù)的編碼內(nèi)容

登記部分：用來標識屬性數(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行順序編碼；分類部分：用來標識屬性的地理特征，可采用多位代碼反映多種特征；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意義。

第33頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四屬性數(shù)據(jù)的編碼方法編碼的一般方法是：（1）列出全部制圖對象清單。（2）制定對象分類，分級原則和指標將制圖對象進行分類、分級。（3）擬定分類代碼系統(tǒng)。（4）設定代碼及其格式。設定代碼使用的字符和數(shù)字、碼位長度、碼位分配等。（5）建立代碼和編碼對象的對照表．這是編碼最終成果檔案，是數(shù)據(jù)輸人計算機進行編碼的依據(jù)。目前，較為常用的編碼方法有層次分類編碼法與多源分類編碼法兩種基本類型。

第34頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四耕地71園地72林地73牧草地74居民點及公礦用地75交通用地75水域76未利用地77土地利用類型7有林地731灌木地732疏林地733跡地735針葉樹疏林地7331闊葉樹疏林地7332未成林林地734層次分類編碼法：是按照分類對象的從屬和層次關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，代碼結構有嚴格的隸屬關系。第35頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四多源分類編碼法：

又稱獨立分類編碼法,是指對于一個特定的分類目標，根據(jù)諸多不同的分類依據(jù)分別進行編碼，各位數(shù)字代碼之間并沒有隸屬關系。下表以河流為例說明了屬性數(shù)據(jù)多源分類編碼法的編碼方法。

第36頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四標

志

編

號

分類

ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨ123

平原河過渡河山地河

123

常年河時令河消失河

12

通航河不通航河

123456

樹狀河平行河篩狀河輻射河扇形河迷宮河

1234567

主〔要河〕流∶一級支

流∶二級

三級

四級

五級

六級

七級

12345

河長：一組——1公里以下

二組——2公里以下

三組——5公里以下

四組——10公里以下

五組——10公里以上

12345678

河寬：一組——5～10米

二組——10～20米

三組——20～30米

四組——30～60米

五組——60～120米

六組——120～300米

七組——300～500米

八組——500米以上

1234567

河流間的最短距離50米50～100米100～200米200～400米400～500米500～1000米1000～2000米

12345彎曲度：2.5公里彎曲

深度

寬度>40>50>50>40>50>75>25>50>75>25>50>100<25>75>150第37頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四數(shù)據(jù)采集常用設備定位設備野外測量：大平板、全站儀、GPS、移動測繪系統(tǒng)特點：精度高、效率較低適合范圍：小范圍GIS數(shù)據(jù)采集或局部數(shù)據(jù)更新第38頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四數(shù)字化設備數(shù)字化設備：數(shù)字化儀、掃描儀、攝影測量設備特點：范圍大，速度快使用范圍：大面積GIS數(shù)據(jù)采集、資源普查等數(shù)字化儀掃描儀數(shù)字攝影測量工作站第39頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四數(shù)據(jù)源與相應設備地圖地面測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計資料航空、遙感文字數(shù)據(jù)多媒體坐標幾何數(shù)字化儀掃描儀攝影測量系統(tǒng)鍵盤空間數(shù)據(jù)庫編輯處理數(shù)據(jù)交換第40頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四數(shù)據(jù)采集方案隨機采樣系統(tǒng)采樣系統(tǒng)隨機采樣可變系統(tǒng)采樣蔟聚采樣斷面采樣等高線采樣第41頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四空間數(shù)據(jù)的采集流程計劃調(diào)查編輯處理評價準備收集數(shù)字化第42頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四第43頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四幾何數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的連接為了把空間實體的幾何數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)聯(lián)系起來，必須在幾何數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)之間有一公共標識符。標識符可以在輸入幾何數(shù)據(jù)或屬性數(shù)據(jù)時手工輸入，也可以由系統(tǒng)自動生成(如用順序號代表標識符)。只有當幾何數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)有一共同的數(shù)據(jù)項時，才能將幾何數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)自動地連接起來；當幾何數(shù)據(jù)或屬性數(shù)據(jù)沒有公共標識碼時，只有通過人機交互的方法，如選取一個空間實體，再指定其對應的屬性數(shù)據(jù)表來確定兩者之間的關系，同時自動生成公共標識碼。第44頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四圖幅數(shù)據(jù)幾何糾正YaO‘X’Y‘XObθx=A1x’+A2y’+ay=B1x’+B2y’+b變換參數(shù)A1，A2，a,B1，B2，b第45頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四5.5空間數(shù)據(jù)的編輯與處理空間數(shù)據(jù)編輯的必要性修正數(shù)據(jù)輸入錯誤維護數(shù)據(jù)的完整性和一致性更新地理信息空間數(shù)據(jù)的編輯與處理的主要內(nèi)容誤差或錯誤的檢查與編輯圖象糾正數(shù)據(jù)格式的轉換地圖投影轉換圖象解譯圖幅拼接第46頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四誤差或錯誤的檢查與編輯通過矢量數(shù)字化或掃描數(shù)字化所獲取的原始空間數(shù)據(jù)，都不可避免的存在著錯誤或誤差，屬性數(shù)據(jù)在建庫輸入時，也難免會存在錯誤，所以，對圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進行一定的檢查、編輯是很有必要的。圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的誤差主要包括以下幾個方面：數(shù)據(jù)不完整、重復空間數(shù)據(jù)位置不正確空間數(shù)據(jù)比例尺不準確空間數(shù)據(jù)變形幾何和屬性連接有誤屬性數(shù)據(jù)不完整

第47頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四(a)實際地物(b)不及(c)過頭第48頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四偽節(jié)點第49頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四多邊形不封閉接點不重合第50頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四第51頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四(a)正常多邊形(b)不正規(guī)多邊形第52頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四為發(fā)現(xiàn)并有效消除誤差，一般采用如下方法進行檢查：1、疊合比較法。是空間數(shù)據(jù)數(shù)字化正確與否的最佳檢核方法，按與原圖相同的比例尺用把數(shù)字化的內(nèi)容繪在透明材料上，然后與原圖疊合在一起，在透光桌上仔細的觀察和比較。2、目視檢查法。指在屏幕上用目視檢查的方法，檢查一些明顯的數(shù)字化誤差與錯誤，如上圖所示，包括線段過長或過短、多邊形的重疊和裂口、線段的斷裂等；3、邏輯檢查法。如根據(jù)數(shù)據(jù)拓撲一致性進行檢驗，將弧段連成多邊形，進行數(shù)字化誤差的檢查。有許多軟件已能自動進行多邊形結點的自動平差。另外，對屬性數(shù)據(jù)的檢查一般也最先用這種方法，檢查屬性數(shù)據(jù)的值是否超過其取值范圍。屬性數(shù)據(jù)之間或屬性數(shù)據(jù)與地理實體之間是否有荒謬的組合。糾正對于空間數(shù)據(jù)的不完整或位置的誤差，主要是利用GIS的圖形編輯功能，如刪除（目標、屬性、坐標），修改（平移、拷貝、連接、分裂、合并、整飾），插入等進行處理。對空間數(shù)據(jù)比例尺的不準確和變形，可以通過比例變換和糾正來處理。

第53頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四誤差修正一般過程：設定容許值連接接點重建拓撲關系第54頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四點編輯線編輯面編輯目標編輯刪除移動拷貝旋轉追加水平對齊垂直對齊刪除移動拷貝追加加接點移動接點旋轉（改向）剪斷光滑求平行線弧段加點弧段刪點弧段移點刪除弧段移動弧段插入弧段剪斷弧段刪除目標旋轉目標拷貝目標移動目標放大目標縮小目標開窗口第55頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四圖像糾正糾正的必要性：由于如下原因，使掃描得到的地形圖數(shù)據(jù)和遙感數(shù)據(jù)存在變形，必須加以糾正。（此處的圖象主要指通過掃描得到的地形圖和遙感影象）1、由于受地形圖介質及存放條件等因素的影響，使地形圖的實際尺寸發(fā)生變形；2、在掃描過程中，工作人員的操作會產(chǎn)生一定的誤差，如掃描時地形圖或遙感影象沒被壓緊、產(chǎn)生斜置或掃描參數(shù)的設置等因素都會使被掃入的地形圖或遙感影象產(chǎn)生變形，直接影響掃描質量和精度；3、由于遙感影象本身就存在著幾何變形；4、由于所需地圖圖幅的投影與資料的投影不同，或需將遙感影象的中心投影或多中心投影轉換為正射投影等。5、由于掃描時，受掃描儀幅面大小的影響，有時需將一幅地形圖或遙感影象分成幾塊掃描，這樣會使地形圖或遙感影象在拼接時難以保證精度。第56頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四糾正的實質：主要是建立要糾正的圖象與標準的地形圖或地形圖的理論數(shù)值或糾正過的正射影象之間的變換關系主要方法：目前，主要的變換函數(shù)有：仿射變換、雙線性變換、平方變換、雙平方變換、立方變換、四階多項式變換等具體采用哪一種，則要根據(jù)糾正圖象的變形情況、所在區(qū)域的地理特征及所選點數(shù)來決定。第57頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四地形圖和遙感影象的糾正過程及具體步驟：1、地形圖的糾正對地形圖的糾正，一般采用四點糾正法或逐網(wǎng)格糾正法。四點糾正法：一般是根據(jù)選定的數(shù)學變換函數(shù)，輸入需糾正地形圖的圖幅行、列號、地形圖的比例尺、圖幅名稱等，生成標準圖廓，分別采集四個圖廓控制點坐標來完成。逐網(wǎng)格糾正法：是在四點糾正法不能滿足精度要求的情況下采用的。這種方法和四點糾正法的不同點就在于采樣點數(shù)目的不同，它是逐方里網(wǎng)進行的，也就是說，對每一個方里網(wǎng)，都要采點。具體采點時，一般要先采源點（需糾正的地形圖），后采目標點（標準圖廓），先采圖廓點和控制點，后采方里網(wǎng)點。第58頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四2、遙感影象的糾正遙感影象的糾正，一般選用和遙感影象比例尺相近的地形圖或正射影象圖作為變換標準，選用合適的變換函數(shù)，分別在要糾正的遙感影象和標準地形圖或正射影象圖上采集同名地物點。具體采點時，要先采源點（影像），后采目標點（地形圖）。選點時，要注意選點的均勻分布，點不能太多（見圖5-5）。如果在選點時沒有注意點位的分布或點太多，這樣不但不能保證精度，反而會使影象產(chǎn)生變形。另外選點時，點位應選由人工建筑構成的并且不會移動的地物點，如渠或道路交叉點、橋梁等，盡量不要選河床易變動的河流交叉點，以免點的移位影響配準精度。第59頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四數(shù)據(jù)格式的轉換數(shù)據(jù)格式的轉換一般分為兩大類：不同數(shù)據(jù)介質之間的轉換，即將各種不同的源材料信息如地圖、照片、各種文字及表格轉為計算機可以兼容的格式，主要采用數(shù)字化、掃描、鍵盤輸入等方式數(shù)據(jù)結構之間的轉換，同一數(shù)據(jù)結構不同組織形式間的轉換。包括不同柵格記錄形式之間的轉換（如四叉樹和游程編碼之間的轉換）和不同矢量結構之間的轉換（如索引式和DIME之間的轉換）。這兩種轉換方法要視具體的轉換內(nèi)容根據(jù)矢量和柵格數(shù)據(jù)編碼的原理和方法來進行。不同數(shù)據(jù)結構間的轉換。主要包括矢量到柵格數(shù)據(jù)的轉換和柵格到矢量數(shù)據(jù)的轉換兩種。第60頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四例：柵格轉換第61頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四地圖投影轉換1、正解變換:通過建立一種投影變換為另一種投影的嚴密或近似的解析關系式，直接由一種投影的數(shù)字化坐標x、y變換到另一種投影的直角坐標X、Y。2、反解變換:即由一種投影的坐標反解出地理坐標(x、y→B、L)，然后再將地理坐標代入另一種投影的坐標公式中(B、L→X、Y)，從而實現(xiàn)由一種投影的坐標到另一種投影坐標的變換(x、y→X、Y)。3、數(shù)值變換:根據(jù)兩種投影在變換區(qū)內(nèi)的若干同名數(shù)字化點，采用插值法，或有限差分法，最小二乘法、或有限元法，或待定系數(shù)法等，從而實現(xiàn)由一種投影的坐標到另一種投影坐標的變換。目前，大多數(shù)GIS軟件是采用正解變換法來完成不同投影之間的轉換，并直接在GIS軟件中提供常見投影之間的轉換第62頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四投影變換投影A（x，y）投影B（X，Y）正解變換：解析函數(shù)關系X=f(x,y)，Y=g(x,y)反解變換：經(jīng)緯度B=f(x,y),L=g(x,y)X=F(B,L),Y=G(B,L)數(shù)值變換：數(shù)學方法第63頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四地圖投影第64頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四投影變換墨卡特投影摩爾魏特投影第65頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四0yxP（x，y）P′(x′，y′)xyx′=x+Δx′y′=y+Δy′圖形坐標變換1、平移變換第66頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四yP（x，y）0xθP′(x′，y′)x′=x?cosθ-y?sinθy′=x?sinθ+y?cosθx′=x0+(x-x0)cosθ-(y-y0)

?sinθy′=y0+(x-x0)

sinθ+(y-y0)

cosθ圖形坐標變換２、旋轉變換第67頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四點可以通過對其P（x，y）坐標分別乘以各自的比例因子Sx和Sy來改變它們到坐標原點的距離。x′=x·Sxy′=y·Syx′=x0+(x-x0)·Sx

y′=y0+(y-y0)

·Sy圖形坐標變換３、比例變換（圖形縮放）SX=SY=1SX=SY>1SX=SY<1SX=SY≠1第68頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四空間坐標變換處理一個典型的GIS系統(tǒng)項目開始時，首先