第三章 空间数据处理 空间数据的输入与编辑 空间数据的压缩与编码 地理空间数据库 可视化与空间查询 思考题

第一节 空间数据输入 数据资源 数字化 原始数据：各种地图数据、表格数据、影像数据 次生数据：对原始数据经过解释、编辑和处理后所生成的数据 手扶跟踪数字化 扫描矢量化

手扶跟踪数字化 手扶跟踪数字化仪：用来记录和跟踪地图点、线位置的手工数字化设备 数字化板 光标

扫描矢量化 扫描矢量化：将扫描后生成的栅格文件以矢量的方式生成空间数据的过程 扫描仪 矢量化软件： 专用矢量化软件（R2V） 非专用软件中的矢量化模块，如ArcGIS中的ArcScan，MapGIS中的矢量化模块

实习七 扫描矢量化 实习目的 掌握常用的空间数据输入方法 实习内容： 在ArcGIS的ARCSCAN环境下，采用不同的方法进行空间数据的矢量化及属性输入。 实习步骤： 1、在arccataloge中生成一个新的shapefile线文件 2、在acrmap中加入扫描的图像文件及shapefile文件 3、将图像以二值化的方式显示 4、分别打开arceditor及arcscan两个工具条，并将设置为可编辑状态 5、对图像进行预处理 6、矢量化环境设置 7、矢量化预览 7、按以下方式进行矢量化 全自动矢量化 在选择的区域内进行矢量化 对选定的对象进行矢量化（两种连接像元的选择方式） 跟踪矢量化 屏幕直接矢量化 6、生成地块多边形（本次实习略） 7、为矢量数据添加属性（地块编号） （本次实习略）

实习八 空间数据编辑 实习目的 掌握常用的空间数据编辑方法 实习内容： 实习八 空间数据编辑 实习目的 掌握常用的空间数据编辑方法 实习内容： 在ArcGIS的ARCMAP环境下，采用ArcEditor工具条进行空间数据的编辑。 实习步骤： 1、熟悉可编辑的数据格式（shapefile, geodatabase, coverage) 2、熟悉Editor工具条 3、管理编辑任务（打开、停止、保存） 4、选择要素（交互式选择、selection menu、selection by location） 5、编辑功能（移动、旋转、tools工具条中的编辑功能） 6、了解草图 7、使用草图工具 8、编辑任务 9、创建新要素 10、定距取点与intersection工具 11、Trace工具、Arc工具、 12、有关草图的环境菜单 13、指定长度、角度、参照 其它要素的角度、结束草图操作 14、修改草图的长度、编辑节点、修改要素任务、延伸/切割要素 15、reshape and cut feature tasks 16、编辑属性数据

实习九 空间数据输入与编辑 实习目的 掌握常用的空间数据综合处理方法，包括矢量化、空间位置与属性编辑。 实习内容 实习九 空间数据输入与编辑 实习目的 掌握常用的空间数据综合处理方法，包括矢量化、空间位置与属性编辑。 实习内容 在ArcGIS的ARCMAP环境下，将扫描生成的中国行政区划图进行矢量化，并添加各省区市的代码，生成行政区划图。 实习步骤 1、采用你认为合适的方法，将扫描生成的中国行政区划图矢量化； 2、编辑矢量化数据，生成行政区的多边形数据（建立拓扑） 3、在其属性表中添加代码字段，为每一个省级行政多边形添加代码

实习十 属性数据输入与编辑 实习目的 掌握常用的属性数据的输入方法。 实习内容 实习十 属性数据输入与编辑 实习目的 掌握常用的属性数据的输入方法。 实习内容 在ArcGIS的ARCMAP环境下，将EXCEL表中的分省数据输入到属性表中，并根据属性值生成相应的地图。 实习步骤 1、在省级行政区划多边形数据的属性表中，添加一个短整型字段，命名为code，用于存放各省的代码 2、根据分省的代码表（EXCEL文件，provincecode.xls），给全国各省（区、市）的多边形添加代码 3、根据代码将各省名称(provincecode.xls)和各省人口数据(provincepopu.xls)连接到属性表中。连接过程如下： 在系统的管理工具中，添加数据源 在excel中为数据插入>名称>定义 在ArcCatalog中为数据建立联接 将数据加入arcmap中，并将它连接到多边形的属性表中 4、新建一个人口密度字段，使用字段计算器（Field calculator）根据人口与面积计算各省区的人口密度。 5、根据人口密度，按5级分类生成全国人口密度图，并添加图名图例及南海诸岛、指北针，将图形输出按200dpi的精度输出为jpg格式的图片。

空间坐标的转换 空间坐标的种类 矢量坐标的转换 栅格转换 平面直接坐标（包括地图的平面坐标、文件的平面坐标） 地理坐标（经、纬度） 表格坐标到投影坐标的转换 转换方法：多项式 控制点数据：一阶多项式（3个）、二阶多项式（6个）、三阶多项式（10个） 控制点的选取原则：选取易于分辨且精细的特征点、特征变化较大的地区多选点、边缘部分要选点、满幅均匀选点 投影坐标到地理坐标的转换 地理坐标到投影坐标的转换 栅格转换 栅格空间位置转换 栅格化：将点、线、面实体转化为规则单元的过程 转换方法：略 栅格属性数据的转换（重采样） 最近邻法 线性内插法 立方卷积法

实习十一 空间坐标的转换 实习目的 掌握空间坐标的调节与转换方法。 实习内容 实习十一 空间坐标的转换 实习目的 掌握空间坐标的调节与转换方法。 实习内容 在ArcGIS中，将我国东部、西部数据的坐标进行适当调整，并将其合并成一个整体，然后将其坐标转换为Albers投影下的平面直角坐标，最后再将转换为Mercator投影。 数据说明 中国东、西两部分的省界数据及控制点；控制点在Albers投影下的坐标文件（Excel）；两个分别带有Albers和Mercator投影的无数据文件 实习步骤 1、在Arcmap中加载数据，将Editor工具条设为可编辑状态，并设置snapping； 2、打开Spatial adjustment工具条，将西部地区的两个数据（点、线）按中部边沿调节到东部数据的坐标下 3、分别将东西两部分合并成一个文件（可以采用复制粘贴的方式、也可采用merge等其它方式） 4、利用控制点及其在Albers投影下的坐标数据，将合并后的点、线数据进行坐标转换 5、为转换后的数据加载投影信息（利用Albers投影参考数据） 5、将加载投影信息后的数据重新投影为UTM投影（利用Mercator投影参考数据），并比较转换前后的不同

空间数据类型的转换 栅格数据与矢量数据的比较 栅格数据与矢量数据的转换 栅格数据：属性明显，位置隐含 矢量数据：位置明显，属性隐含 矢量向栅格的转换 栅格化：将点、线、面实体转化为规则单元的过程 转换方法：略 栅格向矢量的转换 矢量化：将栅格单元转换为几何图形的过程

第二节 空间数据压缩编码 空间数据压缩的必要性 影像数据的压缩编码 影像数据的压缩编码的几种方法 矢量数据的压缩方法 减少数据冗余 节约存贮空间 影像数据的压缩编码 压缩可能性来源于像素之间存在着较强的相关性 从统计观点来看，某像素的灰度值总是和周围其它像素的灰度值有种某种关系，应用编码方法提取并减少这种相关性，即可实现影像数据压缩 从信息论的观点看，影像压缩就是减少影像住处中无用的冗余信息 影像数据的压缩编码的几种方法 游程编码方法 Morton编码方法 四（八）叉树编码 其它编码方法：变换编码、熵编码、跳白块编码、自适应二维行程编码 矢量数据的压缩方法 用局部坐标系代替用户坐标系 去掉共线或近似共线的冗余点

一种压缩线状数据的方法 特征点筛选法（迭代端点拟合法）

第三节 地理空间数据库 传统的数据库模型 传统数据库模型管理地理空间数据的局限性 面向对象的数据库系统 地理空间数据库的发展趋势 层次模型与树结构 网状模型与图结构 关系模型与二维表结构 传统数据库模型管理地理空间数据的局限性 连续性、相关性方面 实体类型的多少、空间关系的复杂程度 数据项方面 数据操作方面 面向对象的数据库系统 系统的特性 系统的实现方式 地理空间数据库的发展趋势 面向对象 多媒体 虚拟现实 分布式处理和client/server模式的应用

第四节 空间可视化与空间查询 ——地理空间可视化 地理空间可视化：对空间数据的图形化、视觉化表达 发展过程：二维静态到动态、交互、三维、虚拟现实 颜色 RGB模式（红、绿、蓝） IHS模式（强度、色调、饱和度） 符号化 点 线 面 可视化的几种立体表示方法 等值线法 阴影法 三维表示法

第四节 空间可视化与空间查询 ——空间信息查询 空间信息查询：按一定的要求对地理信息系统所描述的空间实体及其空间信息进行访问，从众多的的空间实体中挑选出满足用户要求的空间实体及其相应的属性。 空间索引：依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系，按一定的顺序排列的一种数据结构。空间索引性能的优劣直接影响空间数据库和地理信息系统的整体性能，是空间数据库和地理信息系统的一项关键技术。 空间信息查询的三种方式： 基于空间特征（要素）的查询（What is it?） Identity 基于属性特征的查询（What is about?） Select by attribute 基于空间关系和属性特征的查询（SQL） Select by location 例：选择某一城市，它位于某条铁路东部（空间顺序关系）、距离该铁路不超过30km（空间距离关系）、城市人口大于70万（属性信息查询）、城市位于某省之内（拓扑关系查询）

思考题 如何将空间数据进行连接？ 空间数据压缩编码的意义是什么？ 空间数据压缩编码的主要方法有哪些？它们分别是怎样编码的？ 游程编码、Morton编码、四（八）叉树编码 简述矢量数据压缩方法中的特征点筛选法（迭代端点拟合法） 传统数据库管理空间数据的局限性有哪些？ 空间数据库系统的发展趋势？ 掌握常用的空间信息查询方法