空间数据采集与处理
概述
数据源分类
按获取方式
- 基础测绘数据；
- 遥感图像数据；
- 导航定位数据；
- 互联网数据，物联网数据；
按表现方式
- 文本资料数据；
- 数字化数据；
- 多媒体数据；
空间数据采集与处理的基本流程
- 数据源的选择；
- 应用要求；
- 使用经验；
- 获取成本；
- 采集方法的确定；
- 数据的编辑与处理；
- 数据质量控制与评价；
- 数据入库；
数据采集
数据采集: 利用各种方法采集数据;
空间数据采集
野外数据采集: 利用全站仪, 数字测图软件等.
适用范围: 小范围地区, 大比例尺数据;
地图数字化: 扫描矢量化;
- 扫描仪扫描纸质地图形成栅格图像；
- 经几何校正后矢量化；
摄影测量方法
立体摄影测量
- 同一地物多张重叠的相片；
- 恢复其摄影方位，重构地形表面；
- 要求航向测量和旁向测量；
数字摄影测量
- 应用计算机技术，数字图像处理，摄影测量等理论，技术和方法；
- 提取目标物体信息；
倾斜摄影测量技术
- 同一平台搭载多台传感器；
- 从一个垂直，四个倾斜五个角度同时采集；
遥感图像处理
- 数据输入；
- 校正处理；
- 变换处理；
- 分类处理；
- 数据输出；
属性数据的采集
属性数据的来源
- 社会环境数据；
- 自然环境数据；
- 资源和能源；
属性数据分类: 相应国际, 国家和行业规范;
属性数据的编码
- 层级分类法；
- 采用树状结构；
- 同级类并列关系；
- 上下级类隶属关系；
- 多源分类法：独立分类法；
- 不同分类依据分别编码；
- 各编码之间没有隶属关系；
数据编辑和拓扑关系
数据编辑
图形数据编辑
检查内容
- 伪结点：未一次性录入产生实际不存在的结点；
- 悬挂结点：一个结点只和一条线连接；
- 碎屑多边形：重复录入同一多边形且位置偏移；
检查方法
- 叠合比较法；
- 目视检查法；
- 逻辑检查法；
属性数据编辑
检查内容
- 逻辑一致性；
- 准确性；
- 属性域；
检查方法
- 逻辑检查法；
- 目视检查法；
拓扑关系
- 点线拓扑关系；
- 多边形拓扑关系；
- 独立多边形；
- 具有公共边的多边形；
- 嵌套多边形；
- 网络拓扑关系；
数学基础变换
几何校正
校正原因
- 地图实际尺寸变化；
- 地图数字化误差；
- 遥感图像几何变形；
- 坐标系统，地图编码不同；
- 数据拼接误差；
地形图的校正
- 四点校正法；
- 利用一定数学变换函数；
- 输入图幅行列号，比例尺，生成标准图廓；
- 采集四个图廓控制点完成；
- 逐网格校正法：四点校正法的复杂版，逐网格进行；
遥感图像的校正
- 粗校正；
- 精校正；
坐标变换
变换方法
- 投影变换；
- 仿射变换；
- 不同方向上；
- 不同的压缩和扩张；
- 相似变化：从一个图形变换为另一个图形；
- 平移；
- 旋转；
- 缩放；
- 橡皮拉伸：不清楚准确定义；
栅格数据重采样
重采样: 匹配栅格分辨率;
重采样方法
- 最邻近像元法：最近像元值；
- 双线性内插法；
- 最近 4 个像元值；
- 双线性多项式；
- 双三次卷积法；
- 最近 16 个像元值；
- 双三性多项式；
数据重构
数据结构转换
- 矢量数据到栅格数据；
- 栅格数据到矢量数据；
数据格式转换
转换内容
- 空间数据；
- 属性数据；
- 空间关系；
- 元数据；
转换方式
- 外部数据交换方式；
- 标准空间数据交换方式；
- 空间数据的互操作方式；
- 数据转换模型：基于语义层次建立；
图形拼接
拼接原因
- 数字化误差，实体无法衔接；
- 坐标系统，编码方式等不统一；
步骤
- 逻辑一致性的处理；
- 逻辑接边：属性值；
- 几何接边；
- 识别和检索相邻图幅；
- 相邻图幅边界点坐标数据的匹配；
- 相邻实体公共边界的删除；
数据压缩
数据压缩
- 数据集合抽取子集；
- 规定精度范围内；
- 最好地逼近原集合；
- 尽可能大的压缩比；
栅格数据压缩
- 游程长度编码；
- 四叉树；
- 二维行程编码；
矢量数据压缩
压缩方法
- 间隔取点法；
- 一定距离或 k 个点；
- 首末点保留；
- 垂距法和偏角法；
- 垂距或偏角的限差；
- 保留符合或舍弃；
- 道格拉斯法；
- 连接曲线首尾两点；
- 计算曲线每点到直线的距离，若均小于限差，全部舍去；
- 若上步条件不满足，保留最大距离对应的点，将原曲线分成两段，递归使用道格拉斯法；
数据质量评价和控制
空间数据质量评价
评价指标
- 完备性；
- 逻辑一致性；
- 位置准确度：绝对，相对；
- 时间准确度：绝对，次序，有效性；
- 专题准确度；
评价方法
- 直接评价：验收度量；
- 数据全面检测或抽样检测；
- 间接评价：预估度量；
- 数据的来源，质量和生产方法等间接信息检测；
空间数据的误差源和误差传播
分类
- 随机误差；
- 系统误差；
- 粗差；
误差类型分析
- 几何误差；
- 属性误差；
- 时间误差；
- 逻辑误差；
空间数据质量的控制
方法
- 手工方法；
- 元数据；
- 地理相关法：地理实体之间相关性；
空间数据生产过程中的质量控制
- 数据源的选择；
- 数字化过程的质量控制；
- 数字化设备选择；
- 数字化限差；
- 数据的精度检查；
数据入库
数据入库流程
数据按管理属性分类
- 现势性最好的成果数据；
- 历史数据；
- 对成果数据分析建立的工作数据；
流程
- 检查待入库数据，直至满足要求；
- 建立存储目录；
- 统一命名；
- 数据数字化；
- 更新元数据；
- 存入目录；
元数据及其作用
元数据
- 关于数据的数据；
- 描述地理数据的性质，特征和状态；
作用
- 帮助用户了解数据；
- 空间数据质量控制；
- 数据集成；
- 数据存储；
- 数据共享；
标准: CSDGM;