[理学]第四章地理信息系统数据库的组织.ppt

4.1 地图投影和坐标系统 一、与地图投影有关的地球几何学中的几个概念 1. 大圈： 地球表面与通过地球中心的一个平面相交被称为大圈。大圈上的一段弧是该弧两端点之间的最短距离。 2. 子午线圈（经圈）和平行圈（纬圈） 通过地球南北极点的大圈称为子午线圈（经圈） 与子午线正交的环为平行圈（纬圈） 3. 大地地理坐标系统 用经纬度来确定地球上点的坐标位置的坐标系 二、正射投影 概念： 把地球表面上的细部投影到与投影中心正切的面上 特点： 随着距投影中心的距离增加，比例尺变小，位移增大。只适用于小面积。 三、圆锥投影与百万分之一地图投影 1、圆锥投影： 以圆锥面为投影面，圆锥轴与地轴重合，圆锥面与某一纬线相切或相割。按着某种条件及数学法则将地球上的经纬线投影到圆锥面然后按圆锥某一条母线切展平即获得园锥投影，可分切圆锥投影和割圆锥投影 四、高斯---克吕格投影及直角平面坐标系 1、高斯-克吕格投影 为等角横切圆柱投影。我国比例尺大于1︰50万的地形图均用此投影。该投影先把地球按经度6度分带，由西向东共划60个投影带 2、直角平面坐标系 （高斯坐标） 1、每一带中央子午线的投影线为该带的平面直角坐标系的纵轴（X轴），赤道的投影为横轴（Y轴），交点为坐标原点。 2、为了避免横轴坐标出现负值，纵轴西移动500km，所以原坐标原点的坐标为(0，500km)。 3、为了避免不同带之间地点出现相同的高斯平面直角坐标，高斯平面直角坐标系规定在横坐标Y值前标以投影带的编号（n）。 3、大地坐标与高斯平面直角坐标的转换 正转换：大地坐标 平面直角坐标 4.2 空间区域框架与图层结构 一、空间区域框架 空间区域框架：就是按区域储存和表达空间信息的一套规则。 1、分为：自然区域框架，行政区域框架，自然-行政综合区域框架，和地理网格区域框架。 2、地形图都是以地理网格区域框架作为储存和表达空间数据的基础。一般的专题图或以所研究的自然区域，或行政区域，或以自然-行政综合区域框架为基础。 3、地形图区域框架的划分（国际分幅法规） （1）国际标准图幅以1︰100万的地图为基础划分 纬差4度，从赤道向南北各自分成22带，用A，B，C，……，V表示带名； 经差6度，从东经180度起，由西向东分成60带，用1，2，3，……，60，表示带名； 纵横交错形成地理网格， 每个网格作为1︰100万 地图的空间区域框架， 用横、纵带名双编码表 示，如L—52（北纬44~48， 东经126~132） 4.3 空间数据库的总体结构 一、数据库概述 二、GIS空间数据库 1、GIS空间数据库特点 2、GIS空间数据库组织与管理 （5）混合式空间数据库和一体化空间数据库功能结构举例（以Arcview为例） 1）以Arcview为例，理解混合式空间数据结构 4.4 空间数据的数字化 2、系统分析过程 系统分析过程是根据任务的具体情况出发，全面地分析目标、经费、时间、现有条件等之间的关系，平衡目标和约束条件之间的矛盾，制定出地图数字化过程的方案，和对各个技术环节的具体要求。 二、专题图的编篡方法 建立GIS数据库时，可能会遇到缺少某些专题图，或所收集的专题图在编图时间、比例尺、投影方式、精度等方面不相同，需要编篡。 四种方法：直接转绘法；遥感成图法；利用航片修订现存专题图法；野外调查、测量成图法。 三、专题地图一体化预处理过程 一体化预处理过程就是把这些专题地图定位在所选定的区域框架上，并统一各区划边界及分类单位。在数字化之前进行称为预处理，在数字化之后进行称为后处理。 4.5 空间数据管理 1、数字化仪与图幅坐标系之间的变换 （平移和旋转） 如何求X0，Y0与A的值 在数字化仪上先测得图幅四个角点P1、P2、P3、P4的x和y坐标 2、屏幕与图幅的坐标变换 二、空间数据格式变换 栅格数据格式 矢量数据格式 （一）两种数据格式变换的基础 1、矢量数据格式 ：空间位置是用它们在某一参照坐标系中的坐标来表达。 点：单个的坐标 线：一组坐标值 面：封闭的边界线 2、栅格数据格式：表达空间位置数据的基本单位是栅格单元（像素） （二）由栅格数据转换成拓扑向量数据的算法分析（多边形） 设给定网格数据是一个N×N矩阵 间隔：矩阵中同一行内相互邻接 ，且具有 相同专题属性值的元素构成一个间 隔段。 区域：分布在不同行，但相互邻接的间隔组 成一个区域。 （1）对网格型数据所描述的区域赋给一个