GIS 地理信息系统-地理空间和空间数据基础ppt课件.ppt

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1、Chapter2地理空间和空间数据基础本章内容地理空间空间数据模型与结构空间数据质量空间数据的元数据Section1地理空间地理空间（Geo-Spatial）定义：物质、能量、信息的存在形式在生态、结构过程、功能关系上的分布方式和格局及其在时间上的延续范围电离层—》地幔莫霍面大气圈、水圈、生物圈、岩石圈、土壤圈Section1地理空间地理空间（Geo-Spatial）的分类绝对地理空间：具有属性描述的空间位置的集合，由空间坐标值组成相对地理空间：具有空间、属性特征的实体集合，由不同实体的空间关系构成Section1地理空间地理空间的数学建构VanicekE.

2、Kraskiwsky，1982，四类自然面——近似梨形的地球固体表面难以用数学表达，几何测量难度较高抽象面——大地水准面平均海水静止面向陆地延伸，处处与地球重力方向正交的一个连续、闭合的水准面便于测定高程重力线不均导致面同样难以数学表达Section1地理空间地理空间的数学建构地球椭球体三轴赤道扁率小——双轴地球椭球体椭球体多样，我国主要采用克拉索夫斯基椭球体长轴a=6378245m短轴c=6356863m扁率：1-c/a=1/298.3Section1地理空间地理空间的数学建构数学模型类地形面（Telluriod）准大地水准面静态水平衡椭球体…Sectio

3、n1地理空间地球表面水准面大地水准面铅垂线地球椭球体2021/7/308Section1地理空间地理坐标系的建立地理空间坐标系用经纬度表达便于位置确定难以进行几何量算Section1地理空间地理坐标系的建立笛卡尔平面直角坐标系（Euclidean）空间坐标系的投影平面坐标与空间坐标的对应关系X=acosΦcosλY=acosΦsinλZ=csinΦSection1地理空间直接建立在球体上的地理坐标，用经度和纬度表达地理对象位置建立在平面上的直角坐标系统，用（x，y）表达地理对象位置投影Section1地理空间地理空间的距离测量类型沿真实地球表面进行测量情况复

4、杂难以测定沿地球椭球体的距离进行测量Section1地理空间地理空间的距离测量（距离类型）欧几里得距离最一般的数学距离表达方法D（i，j）特点D（i，j）>=0D（i，j）=D（j，i）——对称性满足三角不等式——a+b>cSection1地理空间地理空间的距离测量（距离类型）曼哈顿距离（出租车距离）定义：两点在南北方向上的距离加上东西方向的距离。D（i，j）=

5、xi-xj

6、+

7、yi-yj

8、满足对称性和三角不等式主要用于城市规划路线图不唯一Section1地理空间地理空间的距离测量（距离类型）（旅行）时间距离定义：从空间一点到另外一点的时间度量值不具备对称性

9、不满足三角不等式Section1地理空间地理空间的表达（类型）矢量表达法0维矢量点（xi，yi）或（xi，yi，zi）无大小、方向美国佛罗里达洲地震监测站2002年9月该洲可能的500个地震位置2021/7/30Section1地理空间地理空间的表达（类型）矢量表达法1维矢量线（x1，y1）、（x2，y2）…（xn，yn）或（x1，y1，z1）、（x2，y2，z2）…（xn，yn，zn）有方向：起点（x1，y1，z1），终点（xn，yn，zn），有长度，无宽度和高度可以表达闭合线线的弧段不能与自身相交，可分解为多个弧段，如P20图2.5所示距离表达：空间欧式

10、距离、平面投影距离香港城市道路网分布2021/7/30Section1地理空间地理空间的表达（类型）矢量表达法2维矢量面或多边形：由闭合线围成的区域面积参数凹凸性参数：任意边夹角小于180度，称之为凸多边形，反之为凹多边形单调性参数：任意点向若干直线段上投影的投影点仍保留原来次序，则说面的点链是单调的走向、倾角、倾向参数Section1地理空间地理空间的表达（类型）矢量表达法2维矢量——3维曲面面积表面积投影面积表示方法等高线表示法剖面表示法中国土地利用分布图（不连续面）Section1地理空间地理空间的表达（类型）矢量表达法3维矢量体：由闭合曲面围成的区域

11、有长、宽、高的目标通常用来表示人工或自然的三维目标，如建筑、矿体等三维目标香港理工大学校园建筑2021/7/30Section1地理空间地理空间的表达（类型）栅格表达法描述地理实体的属性特征和位置由栅格单元呈现为陈列，每个单元用行号和列号表达点用一个栅格单元表示，点的颜色表示该点属性线用一组相连接的栅格单元表示面用相连接的一片栅格单元区域表示精度：单元越小，精度越高，同时存储空间越大每个栅格单元都有属性值，该属性值是单元的中心点的值。如此约定后，可以进行各种栅格运算Section1地理空间地理空间的表达（类型）TIN——不规则三角网可以有效的表达河流、峡谷、

12、地势等地形区域特征Triangle、Edge、Nod