《空间信息系统原理》PPT课件

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1、第二讲空间数据1、地理空间与空间信息2、空间参照系和地图投影3、空间数据模型与结构4、空间数据质量5、空间元数据10/6/20211第二讲空间数据1、地理空间与空间信息——空间信息P3C5N1C1P4P1P2C2C7C6C4C3N2N3N4①三条不同分布状态的交通线，描述三条交通线在平面上的位置（位置信息）。②三条具有关联关系的交通线，说明三条交通线如何连接（拓扑信息）③三条分别具有不同等级的交通线，说明交通线的等级状况（属性信息）。10/6/20212第二讲空间数据1、地理空间与空间信息——空间信息空间信息是有关地理空

2、间中的物质的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释。而地理数据则是各种地理特征和现象间关系的符号化表示，包括空间位置、属性特征及时域特征三部分。空间信息具有以下几个独特特性：区域分布性：空间位置数据量大：包括空间、属性、时间三个层面；尤其是卫星技术的发展，每天都可以获得大量空间信息。信息载体的多样性：物质本身；文字、数字、地图、影像等符号载体；纸质、磁带、光盘等物理介质载体。10/6/20213第二讲空间数据地理空间上至大气电离层，下至地幔莫霍面，有着广阔的范围。

3、但一般地理空间指的是地球表层，其基准是陆地表面和大洋表面，它是人类活动频繁发生的区域，是人地关系最为复杂、紧密的区域。在空间信息系统中，地理空间被定义为绝对空间和相对空间两种形式。绝对空间是具有属性描述的空间位置的集合，由一系列不同位置的空间坐标值组成；相对空间是具有空间属性特征的实体的集合，是由不同实体之间的空间关系构成。1、地理空间与空间信息——地理空间的定义10/6/20214第二讲空间数据1、地理空间与空间信息——地理空间的数学建构为了深入研究地理空间，需要建立地球表面的几何模型，这是进行大地测量的前提。根据大地

4、测量学的成果，地球表面模型可以分为四类：最自然的面：包括海洋底部、高山、高原等在内的固体地球表面。——太复杂，难以建模，各种量算也非常困难。相对抽象的面：也称为大地水准面，是静止海平面的延伸。以它为基准，可以用水准仪测量地球自然表面上任意点的高程。——海平面的起伏将导致测量的不确定。模型：以大地水准面为基准建立的地球椭球体模型。其他数学模型：为了解决特定的大地测量问题而提出的。如类地形面、准大地水准面、静态水平衡椭球体等。10/6/20215第二讲空间数据1、地理空间与空间信息——地理空间的数学建构地球椭球体模型bca三

5、轴椭球体模型双轴椭球体模型（旋转椭球体）其他椭球体模型：根据a、b、c的不同x2a2y2b2z2c2++=1x2a2y2a2z2c2++=1克拉索夫斯基椭球体10/6/20216第二讲空间数据1、地理空间与空间信息——地理空间坐标系的建立地球表面特征的度量，最直接的方法就是利用经纬度来表示。这种方法对于表示空间位置是很好的，但却难以进行距离、方位、面积等计算。可以将经纬度坐标转换成平面直角坐标，这样就可以方便地进行距离、方位、面积的计算：F:(φ,λ)(x,y)，φ为经度，λ为纬度这个过程就是地图投影。虽然由于地球表面

6、形态发生了变化，但在一定的空间范围内却提供了很好的近似，可以帮助人们对地理空间建立一个良好的视觉感，进行各种量算以及进一步的空间数据处理和分析。10/6/20217第二讲空间数据2、空间参照系和地图投影地理空间中的要素要进行定位，必须要嵌入到一个空间参照系中，即在进行位置描述时，需要有一个参照。根据地球椭球体模型建立的地理坐标——经纬度坐标可以作为所有空间要素的参照系统。投影指的是在两个点集之间建立一一映射关系。因为地球是一个不规则的球体，将地球表面的地理坐标转换为平面坐标的过程称为地图投影。空间信息系统不能仅依靠地理坐

7、标，必须要有平面坐标，地图投影对空间信息系统来说是不可缺少的。地图投影的使用保证了空间信息从地理坐标变换为平面坐标后能够保持在地域上的联系和完整性。地图投影之后的结果的记录是以地图作为保存介质的。10/6/20218第二讲空间数据2、空间参照系和地图投影——地图地图是以平面的方式记录地理空间中的要素信息，包括位置及其上的特征。由于地图本身的尺寸与其描述的地理空间范围之间是不同的，因此，通常说地图具有某种比例尺。所谓地图比例尺，指的是地图上的距离于地面上相应距离之比，一般可以以下几种表示方法：数字比例尺：1：100000文

8、字比例尺：地图上1mm等于实地1km图解比例尺或直线比例尺：面积比例尺：图上面积与实际面积之比比例尺表明了地图数据的详细（精确）程度，因此不同比例尺地图往往需要采用不同的地图投影方式。10/6/20219第二讲空间数据2、空间参照系和地图投影——地图投影的变形用地图投影的方法将球面展开为平面，虽然可以保持地域上的联系