十 22, 2012 - file 技术及应用   comment No Comments

地理信息数据输入中MAPGIS的应用

MAPGIS作为工具型地理信息系统软件平台,在数据的输入采集等方面提供了丰富的手段和强大的数据编辑与管理能力,为GIS应用提供了良好的软件基础。

地 理信息数据地理信息系统(GIS)把要处理的数据分为两类,第一类是反映事物地理空间位置的信息,从计算机的角度称空间位置数据,也常称地图数据、图形数 据;第二类是与事物的地理位置有关,反映事物其它特征的信息,可称为专题属性信息或专题属性数据,也称文字数据、非图形数据。为了进行有效的查询、分析和 管理等,必须将这两类信息都输入到计算机GIS数据库中。获取信息是建立数据库的最初步骤,非数字信息必须转换成数字形式才能被计算机接受。空间信息的获 取途径通常为:野外测量、遥感、现场调查、已有资料等;属性信息的获取途径通常为:遥感、现场调查、社会调查、已有资料等。获取的数据经过分类、编码、转 换等,输入到GIS数据库中,形成规范化、标准化的数据。

空间数据的采集由于空间数据的来源不同,采集的仪器和方法也不同。目前有如下几种方法:

1、野外数据采集

  • GPS 数据采集:GPS是全球定位系统的简称。GPS定位方法精度高,方便灵活。GPS定位技术在测绘中的应用和普及,是测绘科技的一个重大的突破性进展。随着 GPS接收站的全面建成和发展,GPS技术在普通测量与工程测量中的应用将越来越广泛。湖北可以直接接受GPS数据,并经过投影变换,输入到数据库中。
  • 全 站仪数据采集:用全站仪(或半站仪)进行实地测量,将野外采集的数据自动传输到电子手簿,磁卡或便携机内记录,并在现场绘制地形(草)图,到室内将数据自 动传输到计算机,人机交互编辑后由计算机自动生成数字地图,并控制绘图仪自动绘制地形图。这种方法是从野外实地采集数据的,又称地面数字测图。由于测绘仪 器测量精度高,而电子记录又如实地记录和处理,所以地面数字测图是几种数字测图方法中精度最高的一种,也是城市地区的大比例尺(尤其是1∶500的)测图 中最主要的测图方法。现在,各类建设使城市面貌日新月异,在已建(或将建)的城市测绘信息系统中,多采用野外数字测图作为测量与更新系统,发挥地面数字测 图机动、灵活、易于修改的特点,局部测量,局部更新,始终保持地形图的现势性。MAPGIS提供了一个完整的数字测图成图软件-MAPSUV,它既可以采 用野外测记,室内成图;也可以采用电子平板测绘模式,内外业一体化,实时成图。它具有数据采集、输入、数据处理、成图、图形编辑与修改及绘图等功能。可以 自动生成和维护拓扑关系,输入图形属性信息,同时可以输出符合国家标准图式的图形。

2、原图(底图)数据采集在已进行过测绘工作的测区,有存档的纸介质(或聚酯薄膜)地形图,即原图,也称底图。为了图的计算机存档和修测,为了建立该区的GIS或进行工程CAD,就必须将原图数字化,才能将图输入计算机。

数字化的方法有两种:

  • 数 字化仪数字化。通称的数字化仪实质是图形数字化仪,是—种将图示坐标转换为数字信息的设备。数字化的过程,即用数字化仪对原图的地形特征点逐点进行采集 (称手按数字化),将数据自动传输到计算机,处理成数字地图的过程。MAPGIS提供了各种型号数字化仪的数字化功能,采集的数据为矢量数据结构。由于 703科技进步与对策数字化图的精度一般低于原图的精度,尤其当作业员疲劳时,精度更易受影响。而且随着扫描仪价格的下降,数字化仪数字化在实际中的应用 越来越少,大部分转向扫描矢量化。
  • 扫描仪数字化。扫描仪实质是图像(含图形)数字化仪,图在扫描仪上走—遍,即完成图的扫描数字化,将 数据输入计算机,存储、处理并可再回放成图。扫描数字化速度较快,但此时获得的仅为栅格数据。栅格数据结构比矢量数据结构简单,但图形数据量大;其空间数 据的叠置和组合十分简便,一些空间分析也易于进行;图像表现比较真切,易于与遥感数据匹配应用和分析,因此在GIS中,它与矢量数据结构并用。在数字测图 中,对原图(矢量图)扫描数字化,获得栅格图形数据后,还必须将栅格数据转换为矢量数据,即矢量化。MAPGIS矢量化功能提供了矢量跟踪导向功能,可对 整个图形进行全方位游览,任意缩放,自动调整矢量化时的窗口位置,以保证矢量化的导向光标始终处在屏幕中央。在彩色、多灰度级图象上跟踪线划时,保证跟踪 中心线。同时系统提供了交互式手动、半自动、全自动矢量化方式,供用户选择。扫描矢量化意味着高速高效及劳动强度较轻,所以它是原图数字化的发展方向。
  • 航 空摄影测量与遥感。这种方法是以航空摄影获取的航空像片作数据源,即利用测区的航空摄影测量获得的立体像对,在解析测图仪上或在经过改装的立体量测仪上采 集地形特征点,自动传输到计算机内,经过软件处理,自动生成数字地形图,并控制绘图仪绘制地形图。在我国目前条件下,航测适于较大面积几年一次的测量工 作,在城市利用新的航测数据建立GIS以后,只要用野外数字测图系统作为GIS地形数据的更新系统,用地面测绘的数字图作局部更新,即可保证GIS地形数 据的现势性。

3、属性数据输入与管理属性数据是描述空间实体的特征信息,一般包括文字信息、图、表等。属性数据的输入通常有4 种方法:键入法、使用光学的字符识别技术、在数字化或矢量化的过程中赋值以及人工编辑。在MAPGIS中,可以通过相应实体的属性输入界面逐个输入,但当 数据量较大时,一般都与空间数据分开输入且分别存贮。在分开输入时,将属性数据通过数据库软件或者办公软件如Excel等输入,形成一个顺序文件,经编 辑、检查无误后转存数据库的相应文件或表格。此时需要通过连接关键字将属性数据和已数字化的点、线、面空间实体连接在一起。MAPGIS不仅能表示常规类 型的属性数据即表数据外,还可以表示报表、普通照片、录象资料、声音、动画等,从而更形象的表示实体内容。

数据质量控制GIS数据质量控制通常包括空间数据和属性数据的质量检测。其中:

(1)空间数据质量控制。

  • 空间位置的几何精度;
  • 空间地理特征的完整性,是否所有的内容均数字化;
  • 空间特征表达的完整性;
  • 空间数据的拓扑关系;
  • 空间数据的地理参考系统是否正确;
  • 空间数据所使用的大地控制点是否正确;
  • 边界匹配如何。

(2)属性数据质量控制。

  • 属性表的定义是否符合数据库的设计;
  • 主关键项的定义和唯一性怎样;
  • 各项的值是否在有效的范围之内;
  • 各属性表的外部关键字是否正确;
  • 关系表之间关系表达是否正确;
  • 各数据项的完整性。

(3)常用的质量控制方法。常用的质量控制方法如附表,表中的字母分别对应上面提到的各种空间和属性质量控制。

4、 入库地理信息数据经过数据收集、数据数字化、数据校正与转换、数据编辑、数据接边、数据质量控制、数据修改等,最终进入GIS数据库中进行保存、管理和维 护。GIS数据库中的数据是经过标准化、规范化以后的数据,具有统一的数学基础(地理坐标系、投影类型、比例尺等),供GIS用户查询、分析、决策等使 用。由于一般事物管理用的数据库管理系统不适合直接管理空间数据,所以MAPGIS采用如图2所示的方法来进行GIS数据的管理。即利用一般的 DBMS(多数是关系型的)管理属性数据,专门的软件管理空间数据,用户既可和两个数据库分别打交道,也可通过某种途径同时访问两个数据库,这是目前用的 最多的方法,象ARC/INFO,GENAMAP等均使用这种方法。

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