1、第三章 地图数据源制图：制图：地理变量地理变量分类、分级处理分类、分级处理制图数据制图数据符号化符号化地图符号地图符号主要内容1、地面测量数据2、多源遥感数据3、全球定位系统GPS数据4、制图数据与处理5、地理数据库1、地面测量数据一、小地区控制测量（一）平面控制测量（1）三角测量；（2）角度交会；（3）导线测量。（二）高程控制测量（1）水准测量；（2）三角高程测量。1、地面测量数据一、小地区控制测量（三）传统测量仪器（1）经纬仪（2）水准仪大地水准面 hABA BHAHB=HA+hAB水平视线水准尺水准尺ab前进方向经纬仪观测原理经纬仪观测原理水平角水平角过一点到两个目标的方向线垂直投影到水
2、平面上所成的夹角。0360水平面abcABC 也可看成是包含BA、BC视线 的两个铅垂面之间的两面角。0ca水平度盘水平度盘=c-a=c-a1、地面测量数据二、碎部测量（一）展绘控制点；（二）距离测量；（三）碎部点的选择与施测；（四）绘图1、地面测量数据三、地面测量的现代方法（一）全站仪:电子经纬仪+测距仪（二）数字测图系统：成图软件。2、多源遥感数据一、遥感的概念：从一定距离对地表或近地表的地物所发射或发射的电磁波从紫外波到微波波段进行探测，一达到识别目标的理论和方法。（1）电磁波谱；（2）地物反射、散射的电磁波能量。（1）电磁波谱:2、多源遥感数据二、航空像片遥感影像地形图摄影测量学：摄影
3、测量学：定义定义各种类型各种类型传感器传感器被摄物体被摄物体影像影像通过量测和通过量测和解译过程解译过程自然物体及其环境的可靠信息自然物体及其环境的可靠信息DEMDLGDRGDOMRC30 框幅式航摄仪ADS40 数字航摄仪遥感平台高度目的、用途其它航天飞机240350km不定期地球观测、空间实验 无线电探空仪100m100km各种调查（气象等）超高度喷气机1000012000m侦察、大范围调查 中低高度飞机5008000m各种调查、航空摄影测量 飞艇5003000m空中侦察、各种调查 直升机1002000m各种调查、航空摄影测量 无线遥探飞机500m以下各种调查、航空摄影测量飞机、直升机牵引
4、飞机50500m各种调查、航空摄影测量牵引滑翔机系留气球800m 以下各种调查 索道1040m遗址调查 吊车550m地面实况调查 地面测量车030m地面实况调查车载升降台摄影测量与遥感：摄影测量与遥感：平台平台q 利用安装在航摄飞机上的航摄仪从空中一定角度对地面进行摄影q 沿航线方向相邻两张像片应有60%左右的航向重叠，相邻航线间的像片应有30%左右的旁向重叠q 航摄仪在曝光的瞬间物镜主光轴保持垂直地面航空摄影航空摄影%100%xxxLpp123Lxpx航向重叠度-1-1Lypy旁向重叠度%100%yyyLppkbmcm 测图比例尺航摄比例尺分母测图比例尺分母比例尺类型比例尺类型航摄比例尺航摄
5、比例尺测图比例尺测图比例尺大比例尺大比例尺 1:2000 1:3000 1:500 1:4000 1:6000 1:1000 1:8000 1:12000 1:2000,1:5000中比例尺中比例尺 1:150001:20000 1:5000 1:100001:35000 1:10000小比例尺小比例尺 1:200001:30000 1:25000 1:350001:55000 1:500002、多源遥感数据三、卫星图像三、卫星图像：常用的卫星图像类型（一）资源卫星和遥感数据：（1）Spot-5卫星，法国，2.5米分辨率。（2）IKonos，美国，1米分辨率；（3）Quick-Bird，美国，
6、0.61米分辨率。（4）Landset 7（MSS图像），美国，15米。三、卫星图像：常用的卫星图像波段（1）绿色波段：大约0.450.52m。（2）绿色波段：大约0.520.61m。（3）红色波段：大约0.630.72m。（4）红外波段：大约0.780.90m。（5）全色波段：大约0.450.90m。三、卫星图像：常用的卫星图像类型（二）遥感数据处理：（1）预处理：像质订正和图像增强（平滑化、边缘增强、空间滤波、密度分割、反差增强、彩色合成）；（2）几何校正：消除各种几何畸变。（3）图像解译：识别地物。（4）图像绘图：绘图软件进行。3、GPS数据一、系统结构：（一）GPS卫星星座。几个数据：
7、24颗卫星，20200km高空，6个卫星轨道，大约12小时周期（每天晚5分钟）。两个频率的相干波传递信息。P码（精码）：军用，绝对定位36米。C/A码（粗码）：民用，绝对定位1530米。3、GPS数据一、系统结构：（二）GPS地面监控系统1个主控站：3个注入站：向卫星注入导航文件5个监测站：为主控站的导航文件提供观测数据。3、GPS数据一、系统结构：（三）信号接收机单频和双频测地型和导航型静态和动态3、GPS数据二、提高GPS接受精度的方法（一）差分GPS定位技术：测地型GPS的主要方法；（二）某个城市提供固定基准站服务。（三）利用网络和通讯技术，实现实时的动态定位，称为网络RTK.第第1 1
8、节节 数据源数据源一、一、地图资料地图资料1.1.地形图地形图 大比例尺地形图大比例尺地形图 研究制图区域的地理情况研究制图区域的地理情况 鉴别其它地图质量鉴别其它地图质量 编图时的地理地图编图时的地理地图2.2.各种专题地图各种专题地图 如：地质图、土壤图等如：地质图、土壤图等 第三章第三章 地图数据源地图数据源3.3.全国性指标图全国性指标图 如：山系图、河网密度图、居民地密度图等如：山系图、河网密度图、居民地密度图等4.4.国界（系列）图国界（系列）图 如：系列国界标准样图如：系列国界标准样图二、二、影象资料影象资料：大比例尺地图和更新地图的依据大比例尺地图和更新地图的依据1.卫星像片卫
9、星像片2.航空像片航空像片：影像地图：影像地图3.地面摄影像片地面摄影像片三、三、统计资料：统计资料：年鉴等年鉴等四、四、文字资料文字资料 1.地理考察资料地理考察资料2.各种区划资料各种区划资料3.政府文告、报刊消息政府文告、报刊消息4.各种地理学文献各种地理学文献五、五、GPS数据数据第第2 2节节 地理地理变量与制图数据变量与制图数据一、地理变量的基本类型一、地理变量的基本类型（一）基本概念（一）基本概念 (1)(1)地理变量地理变量：地理现象的定性或定量描述即构成地理地理现象的定性或定量描述即构成地理 变量。变量。(2)(2)制图数据制图数据 ：当地理变量用于制图时，这些变量就转化成了
10、制图当地理变量用于制图时，这些变量就转化成了制图数据。数据。制图：制图：地理变量地理变量分类、分级处理分类、分级处理制图数据制图数据符号化符号化地图符号地图符号空间数据空间数据：构成地理事物的空间形状、构成地理事物的空间形状、确定地理事物的空间位置。确定地理事物的空间位置。属性数据属性数据：定性或定量的描述地理事物定性或定量的描述地理事物 的性质和特征的性质和特征。制图实质制图实质：研究表达各种地理数据的符号研究表达各种地理数据的符号和图形在地图上的位置和图形在地图上的位置。（二）基本类型（二）基本类型 1.1.按性质分为：按性质分为：第3节 制图数据与处理一、地理资料（一）数据类型 定性数据
11、和定量数据 自然资源和社会经济数据 空间数据（信息时代对地理数据的泛称）（二）数据变换 定性数据转换成定量数据 数据本身转换（三）地图数据加工 二、数据二、数据的预处理的预处理 定性数据 表示时间或空间上事物在性质上的差异,不考虑它的数量变化。（经济增长慢、快、高速）定量数据 用可计数的值表示某一事物。（经济增长GDP为5%）（一）数据类型（一）数据类型1、定性、定性数据和定量数据数据和定量数据 自然资源数据 如：位置、气候、地势、地址、水文、土壤、植被等所有表征自然资源与环境的数据。社会经济数据 如：人口普查等统计资料。2、自然资源、自然资源和社会经济数据和社会经济数据3、空间数据、空间数据
12、：基本基本概念概念：用来表示地理物体的位置、形状、大用来表示地理物体的位置、形状、大小和分布特征诸方面的信息又称图形数据小和分布特征诸方面的信息又称图形数据 作用作用：空间定位：确定位置空间定位：确定位置空间量度：长度、面积、体积等空间量度：长度、面积、体积等空间结构：物体之间的相互关系空间结构：物体之间的相互关系空间聚合：空间数据与专题数据的结合空间聚合：空间数据与专题数据的结合空间数据的特点Spatially related Can be assigned coordinates or any spatial reference.On the surface of the earth.In
13、volves location and organization.Scale Can be from general to specific.Simple to complex.A satellite can generate one terabyte(1012 bytes)of information per day.Dynamics Spatial dynamics(variations in space).Temporal dynamics(variations in time).Coordinate systemCoordinate systemScaleScaleTime 1Time
14、 1Time 2Time 2空间数据的三个侧面 空间特征：数据表表示现象的空间位置或现在所处的地理位置。空间特征又称为几何特征或定位特征，一般以坐标示，例如笛卡尔坐标等。属性特征：表示实际现象或特征，例如变量、级别、数量特征和名称等等。时间特征：指现象或物体随时间的变化，其变化的周期有超短期的、短期的、中期的、长期的等等。三个侧面空间特征 是GIS区别于其它的软件的根本特征 是由于地物或现象的空间分布所带来 通常是通过特定空间参照系下的坐标直接表达 基于坐标的派生数据 定量的度量信息：面积、周长、质心、距离等 定性的空间关系：拓扑关系、方位关系时间特征 空间数据涉及时间特征的几个方面 地物的生
15、命周期（产生、消亡）地物的移动（移动点）属性的时效性 相关的问题 时间关系时空关系 时态GIS 数据模型是其关键（时空立方体模型等）专题属性特征 地物所固有的，不是由于地物空间分布所带来的特征 如某地的年降雨量、土地酸缄类型、人口密度、交通流量、空气污染程度等。这类特征在其它类型的信息系统中均可存储和处理 专题属性特征通常以数字、符号、文本和图像等形式来表示空间数据与专题数据空间数据的时态特征 空间数据的基本空间数据的基本形式形式栅格数据栅格数据矢量数据矢量数据属性数据属性数据 基本基本概念概念主要包括专题属性和质量描述等数据，主要包括专题属性和质量描述等数据，表示地理物体的本质特性又称非空间
16、数表示地理物体的本质特性又称非空间数据据 特点特点：定义地图要素：定义地图要素如：河流的名称、性质等如：河流的名称、性质等 形式形式：特征码数字编码：特征码数字编码作为作为制图数据分为：制图数据分为：点位数据点位数据：以单独的位置存在的事物，在以单独的位置存在的事物，在地图上以点（坐标）来描述，称为点位数据。地图上以点（坐标）来描述，称为点位数据。具体概念具体概念：三角点、河流交叉点三角点、河流交叉点定位图表、居民地等定位图表、居民地等抽象概念抽象概念：线性数据线性数据：以线状存在的事物，用坐标串以线状存在的事物，用坐标串来描述，具有一维特征，称为线性数据。来描述，具有一维特征，称为线性数据。
17、客观实体：客观实体：道路、河流等道路、河流等抽象概念：抽象概念：磁力线、风速、境界等磁力线、风速、境界等面积数据面积数据：描述区域范围的数据，用封闭的描述区域范围的数据，用封闭的 线性数据描述，具有二维特征。线性数据描述，具有二维特征。客观实体客观实体：湖泊、水库、森林等湖泊、水库、森林等 视觉感受视觉感受：几何形、自由等几何形、自由等体积数据体积数据：在面积数据的基础上加上第三：在面积数据的基础上加上第三 维的值，有三维特征。维的值，有三维特征。土石方、降水量等土石方、降水量等客观实体：客观实体：抽象概念：抽象概念：城市人口、国民生产总值等城市人口、国民生产总值等 （二）数据变换 定性数据转
18、换成定量数据：量化过程 有序数据转换 快：1，慢：2 二值数据转换 数据本身的转换：用各种函数进行变换。（对数、指数、模数、开方根、滑动平均等）1、加工加工类型类型（1）把）把来源不同的数据换算为可比的数据来源不同的数据换算为可比的数据 制图数据的预处理，将有差异的数据统制图数据的预处理，将有差异的数据统一到同一标准中，具有可比性。一到同一标准中，具有可比性。（三）（三）地图数据地图数据加工加工（2）将统计数据加工成为派生的制图数据将统计数据加工成为派生的制图数据 根据地图上数据的性质，制图数据分为：根据地图上数据的性质，制图数据分为：实测数据、派生数据实测数据、派生数据实测数据直接表示于地图
19、上实测数据直接表示于地图上 实测实测数据地图数据地图 如：高程、河流长度等如：高程、河流长度等将加工后数据表示于地图上将加工后数据表示于地图上 派生派生数据地图数据地图 如：平均气温、人口密度等如：平均气温、人口密度等2 2、加工、加工方法方法1 1）平均值平均值（1 1）算术平均值算术平均值：广泛使用：广泛使用 如：粮食亩产、人均收入、如：粮食亩产、人均收入、人均占有耕地、多年平均气温等人均占有耕地、多年平均气温等 nxXi（2 2）加权平均值加权平均值：如：用各乡平均亩产计算全县的平均亩产如：用各乡平均亩产计算全县的平均亩产 等问题等问题 其中：其中：X:X:平均值平均值 xixi：各乡平
20、均亩产：各乡平均亩产 ai:ai:各乡面积各乡面积 iiiaxaX2 2）.比率比率：两个数之比：两个数之比。派生的定量数据。派生的定量数据。（1 1）比率比率：两类物体或现象的数值之比。：两类物体或现象的数值之比。（2 2）比例比例：某类物体或现象的数值与其总数：某类物体或现象的数值与其总数 之比。之比。如：全年降水天数同全年天数之比如：全年降水天数同全年天数之比 bannx Nnxa（3 3）百分比百分比：将上述比例换算成百分率的形式：将上述比例换算成百分率的形式 即为百分比。即为百分比。3 3）.密度密度：一种特殊的比率形式，常指单位面：一种特殊的比率形式，常指单位面积内的平均值，反映离
21、散现象的密集程度。积内的平均值，反映离散现象的密集程度。如：人口密度：人如：人口密度：人/平方千米平方千米 河网密度：河网密度：千米千米/平方千米平方千米4 4）.位能位能:任何点的位能值都与相邻各点的数量任何点的位能值都与相邻各点的数量 成正比成正比,与其位置间的距离成反比与其位置间的距离成反比.多用于经济要素和人文要素制图多用于经济要素和人文要素制图 任何任何一点的位能值是所有其他各点对该点的一点的位能值是所有其他各点对该点的影响之和影响之和.（一）数据分布的表量 根据被处理数据的属性，量表法科分为：定名、顺序、间距和比率四种，它们适合于一种和多种数据的处理方法。二、数据的预处理（1）定名
22、量表 采用众数是最佳的数字统计量。例：名称A区面积B区面积小麦4721棉花12532玉米63324薯类973A区命名：棉花；B区命名：玉米71中国土壤分布图中国土壤分布图72按按某种标志将制图物体或现象排序，表现为一某种标志将制图物体或现象排序，表现为一种相对的等级，称为顺序量表。种相对的等级，称为顺序量表。如 一级公路、二级公路等 分级定性：大小、主次、新旧等 顺序量表顺序量表 有等级，无数量 排序标志:(1)单因素或多因素:河流长、宽 (2)定性：长年河、时令河 (3)某种数量关系：港口吞吐量大小 （2）顺序量表按某种标志将制图对象排序，表现为相对等级。将数据按顺序排列，选择中位数，以四分
23、位法划分数据类型。乡名数值排列产量大南13726多良22174吴雨31967陈李庄41213沙峪5876壁店6543尚里7329辛南8137粹西998三合1072宜良1159万和1223（543+329）/2=436（1967+1213）/2=1590（98+72）/2=85分位法是其中一种常用的定量分类方法。分位法是其中一种常用的定量分类方法。将1590、436和85作为产量的顺序分界。四级划分：1590,1590436,43685,1590,1590436,43685,85。四分位法 将数据从小到大排列，然后按各级内将数据从小到大排列，然后按各级内部数据个数相等的规则确定分级。部数据个数相
24、等的规则确定分级。n+1 40+1Q1=10.25 4 4 2(n+1)2 41Q2=20.5 4 4 3(n+1)3 41Q3=30.75 4 4第一个四分位序号第一个四分位序号第二个四分位序号第二个四分位序号第三个四分位序号第三个四分位序号按内插法计算各分位数按内插法计算各分位数的数值的数值假假定定有有40个个数数X1=N10+(N11-N10)0.25X2=N20+(N21-N20)0.5X3=N30+(N31-N30)0.7579(3)(3)间隔间隔量表：给顺序量表赋予一定的量的概念，量表：给顺序量表赋予一定的量的概念，即利用某种单位对顺序增加距离信息，就是即利用某种单位对顺序增加距离
25、信息，就是间隔量表间隔量表。间隔量表：顺序量表间隔量表：顺序量表+距离（量的差别）距离（量的差别）如：表示城市人口的顺序量表大、中、小如：表示城市人口的顺序量表大、中、小 间隔量表为：间隔量表为：100100万人以下万人以下 100-200100-200）万人）万人 200-300200-300）万人）万人 300300万人以上万人以上 采用间距量表区分空间数据的差别。统计量是平均值，离散度是标准差。乡名产量乡名产量黄玉2136丈洲2481张棚2701王壮976长东1423府前1223小庄1275府右1549加鱼2343石拌1038有刹1691三门1149石榴1881危生1539乐平1924东
26、引1710计算结果：x=1690；=507以x位基准，向上下以间隔划分：676，1183，1690，2197，2704频数分别为：3，5，5，38283（4）比率量表 按数据大小顺序，按比率变化。乡名产量乡名产量黄玉2136丈洲2481张棚2701王壮976长东1423府前1223小庄1275府右1549加鱼2343石拌1038有刹1691三门1149石榴1881危生1539乐平1924东引1710设产量最低值为L，最高值为H，比率为r，按5个间距排列为：L，Lr，Lr2，Lr3，Lr4，H，实际上：H=Lr4由于L=23,H=3726 得到r=2233 466 931 1863 8586 地
27、图符号地图符号4种量表系统种量表系统87 自然断裂点88 等距89 四分位90 方差 四种量表的精度顺序：四种量表的精度顺序：四种量表数据的转化：四种量表数据的转化：比率量表比率量表 间隔量表间隔量表 顺序量表顺序量表 比率量表比率量表 定名量表定名量表顺序量表顺序量表间隔量表间隔量表比率量表比率量表定性信息的面状制图定性信息的面状制图（二）两种现象的相关性分析 同一区域内的两种现象是否有明显的相关性。对分析的数据有较强的精度要求。baxy将属性数据代人得到线性方程的参数。计算方法之一：制图或线性回归yxniinyyxxr1)(2222ynyxnxiyix计算方法之二：相关系数的计算（三）回归
28、残差制图辨别不符合回归问题的局部问题。处在大于1或2的个别问题。示例说明：怀雨县21个乡的水稻面积与产量数据。计算：x，y，x，y。绘制回归线及其残差线。2)(2nyymy第4节 地理数据库一、数据库的特征（1）数据集成化，集中控制和管理有关数据，以保证用户的数据共享；（2）数据冗余度小，数据更新、修改时保证数据库内容的一致性；（3）数据独立，指数据与应用程序相互独立；（4）应用不同的数据模型以表述数据的组织和数据间的联系；（5）数据保护，以保证数据库一旦被破坏的安全性、完整性、多路存取和故障的发现和恢复。5、地理数据库二、数据库基本模型l层次模型：l网络模型：l关系模型：（一）层次模型1、例
29、子：2、定义：用树结构来表示实体之间的关系模型。结点实体集 连线关系 根、根结点、父结点、叶（倒向的树）3、特点：（1）只能表示“1：1”和“1：m”的关系；（2）只有一个父结点和根结点；（3）对“m：m”的关系必须分解为多个“1：m”的关系。（二）网络模型1、例子：2、定义：用网络结构来表示实体之间的联系。3、特点：允许多个父结点；允许多个根结点；数据关系复杂。逻辑上：用连线表示实体间的联系。物理上：用指针来连接两个文件。（三）关系模型学生登记表学号姓名年龄性别 87601 王小燕 20 女 课程登记表课程号课程名课时数 C601 高等数学 200 学习登记表学号课程名分数 87601 C6
30、01 90学生表成绩表课程表学号学号课程号课程号课程名称学分教师姓名教师编号教师电话成绩年龄姓名1、定义：用表格数据来表示实体与实体间联系的模型。例子中，表示了学生和课程之间的“m：m”的关系。2、两类数据：（1）实体本身的数据；（2）实体之间的联系关系。3、几个名词：（1）表；（2）关系；（3）关键字（唯一标识实体的属性）；（4）元组：记录；（5）属性：列；（6）域（Domain）：属性名的取值范围。4、要求 表中的每一列属性都是不能再分的基本 数据项；各列要指定一个相异的名词；各行相异，不允许重复（即不允许有完全相同的二行）；行、列次序无关。5、地理数据库三、面向对象的数据模型面向对象模型中最基本的概念是对象和类第三章 结束！
