GIS原理、方法和应用-05

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1、1第5章地理信息系统的数据处理5.1数据编辑5.2空间数据的误差分析与校正5.3空间数据的压缩与光滑5.4图形变换5.5栅格数据与矢量数据的相互转换数据处理的目的1.对输入的数据进行质量检查与纠正。2.对输入的图形数据进行整饰处理。5.1数据编辑5.1.1图形数据编辑空间和非空间数据输入时产生的一些错误，主要有：空间数据不完整或重复空间数据位置不正确空间数据变形空间与非空间数据连接有误非空间数据不完整编辑命令主要有：增加数据、删除数据、修改数据三类。编辑的对象是点元、线元以及面元，而每种图元又包含空间数据和非空间数据两类。5.1.2属性数据编辑对

2、属性数据的输入与编辑的几种模式：一般是在属性数据处理模块中进行；为了建立属性描述数据与几何图形的联系，通常需要在图形编辑系统中设计属性数据的编辑功能，主要是将一个实体的属性数据连接到相应的几何目标上；可在数字化及建立图形拓扑关系的同时或之后，对照一个几何目标直接输入属性数据。5.2空间数据的误差分析与校正建立一套误差分析和处理理论体系。根据GIS数据误差研究成果，未来GIS应当在提供产品的同时，附带提供产品的质量指标。5.2.1空间数据的误差分析-任务5.2.1空间数据的误差分析-研究内容1）建立误差分析体系包括误差源的确定、误差的鉴别和度量方法

3、、误差传播模型的建立以及控制误差对GIS产品影响的方法2）用敏感度分析法确定评价GIS产品质量的置信域一种间接测定GIS产品可靠性方法；人为在输入数据中加入扰动值检验输出结果对扰动值的敏感程度；敏感度检验方法：地理敏感度、属性敏感度、多边形敏感度、增删图形敏感度3）尺度不变空间分析法GIS的分析结果与采用的空间坐标系统无关，称为尺度不变空间分析4）空间结合与分区法在GIS中，小区域或单区看成面元，大区域有若干面元组成5）空间数据误差的概念模式GIS把地理要素定义在空间（几何位置）、专题（属性）和时间3个维度中。空间数据误差可以认为是由空间、专题和

4、时间3个误差分量组成6）蒙特卡洛实验仿真依据经验数据对数据误差种类和分布模式进行假设，然后利用计算机进行模拟实验，将所得结果与实验结果比较，找出与实际结果最接近的模型7）空间滤波包括高通滤波和低通滤波，前者从含有噪声的数据中分离提取噪声信息的过程；后者指从数据中提取信号的过程。5.2.2空间数据的误差校正数据编辑处理，一般只能消除或减少在数字化过程中因操作产生的局部误差或明显差错，但因图纸变形和数字化过程的随机误差所产生的影响，必须经过几何校正。几何校正的思想：在整幅图的范围内选择若干个控制点（这些控制点能均匀控制图范围。要求已知这些控制点的理论

5、坐标和实际坐标即误差的坐标值。通常选择三角点。经维网或方里网的交叉点作为控制点），根据这些有限个控制点的理论坐标和实际坐标，求出一对多项式方程（一次，二次或高次）。误差校正从理论上讲，几何校正是根据图形的变形情况，计算出其校正系数，然后根据校正系数，校正变形图形。控制点选择：经纬网交点、方里网交点、三角点、水准点、图廓点误差校正方法：一次变换（同素变换、仿射变换）、二次变换、高次变换校正方法选择：4~7个控制点：用双线性变换8~19个控制点：二次变换20~49个控制点：三次变换50个控制点以上：用四次变换控制点增加，位置精度增加，但计算量加大5.

6、3空间数据的压缩与光滑数据压缩与曲线光滑为了减少数据的存储量，节省存储空间，加快后继处理速度，将大量原始数据进行简化与精炼的过程，称为数据压缩。曲线光滑是利用假想为曲线(或接近它们)的一组离散点，寻找形式比较简单、性能良好的曲线解析式。根据这个解析式，可以计算出光滑曲线上的段点位置的坐标值。曲线光滑有两种方式：插值方式：所得到的曲线通过原先给定的离散点。逼近方式：曲线与所给的离散点相当接近。5.3.1数据压缩间隔取点法每隔k个点取一点，或每隔一规定的距离取一点，但首末点一定要保留。这种方法可大量压缩数字化使用连续方法获取的点和栅格数据矢量化而得到

7、的点，但不一定能恰当地保留方向上曲率显著变化的点。垂距法这种方法是按垂距的限差选取符合或超过限差的点，其方法如图所示。P2点的垂距大于限差，应保留；P3点的垂距小于限差，予以舍弃。合并法（偏角法）这个方法是沿着边界线，逐点计算通过当前点Pj的两条直线Lj1和Lj2之间的夹角αj，其中Lj1是经过Pj和Pj-k0两点的直线，而Lj2是经过Pj和Pj+k0这两点的直线。若｜αj｜小于某一阈值αo，那么就认为Pj是一应保留点。这个方法如图所示。分裂法(道格拉斯－普克法)方法步骤：(1)在给定的曲线的两端之间连一直线。(2)对曲线上每一点计算它与直线的垂

8、直距离。若所有这些距离均小于某一阈值εo，那么就用它来表示原曲线。(3)若(2)中条件不满足，含有最大垂直距离的点Pj为保留点将原曲线分