∑x = n a0+a1∑x’+a2∑y’ ∑xx’ = a0 ∑ x’+a1∑x’2+a2∑x’y’ ∑x’y’ = a0 ∑y’ +a1∑ x’y’+a2∑y’2 ∑y = n b0+b1∑x’+b2∑y’ ∑xx’ = b0 ∑ x’+b1∑x’2+b2∑x’y’ ∑x’y’ = b0 ∑y’ +b1∑ x’y’+b2∑y’2
二 数字化
1. 手扶跟踪数字化仪（Digitizer）数字化
工 作 原 理
•
1. 手扶跟踪数字化
• 数字化仪的精度：比较高
• 手扶数字化的缺陷
无法及时发现错误 作业辛苦
2. 扫描数字化
扫描仪
台式扫描仪 滚筒式扫描仪
2. 扫描数字化
扫描仪精度：取决于扫描仪分辨率 扫描仪分辨率一般用每英寸点数 DPI（Dot Per Inch）表示
例：当分辨率为300DPI时，则扫描象元的 大小为2.54cm/300=0.085mm
3. 屏幕跟踪数字化
栅格图象矢量化
扫描数据
遥感数据
1. 物理坐标
①屏幕坐标
0，0
1024，0
0，768
1024，768
1. 物理坐标
②数字化仪坐标：以其分辨率为坐标单位
某A0幅面数字化仪分辨率为0.025mm，则
第5章(上)
空间数据采集与处理
北京建筑工程学院 王文宇
本章授课纲要
上篇:空间数据采集 下篇:空间数据编辑与处理
遥感图象处理 数字化与误差分析(空间数据的质量)
上篇:空间数据采集
一．概述 二．属性数据库的建立 三．空间数据库的建立
第一节 概述 概述
空间数据采集的主要任务
将现有的地图、外业观测成果、航空像片、 遥感图片数据、文本资料等转换成GIS可以 接受的数字形式。
四 坐标转换
设物理坐标系为x’oy’，用户坐标系为XOY，则
y’’ y’’’
Y y’
●P
x’
θ O’ (a0,b0)
O
x’’ x’’’
X
X = x’’’ + a0 Y = y’’’ + b0
x’’’ = y’’* cos (θ) - x’’*sin (θ)
y’’’ = x’’* cos (θ) +y ’’*sin (θ)
三维激光扫描仪
3D激光扫描仪的工作原理: 1. 测量激光与物体之间的距离。 2. 测量镜头旋转角度与激光扫描仪的水平旋
转角度，以获得每一个点的X、Y、Z的坐 标值。
3S 集成移动道路测量系统
移动道路测量系统在国外被称为MOBILE MAPPING SYSTEM，是当今测绘界最前沿 的科技之一，代表着未来道路电子地图测制 领域的发展主流。
坐标转换
•转换的实质: 建立两个坐标系之间的数学关系
•转换的意义: 1.将设备坐标转换为地理要素的实际坐标 2.减少各种变形(投影变形、扫描变形、纸张 变形等)
•转换通过配准来实现
五 MapInfo地图配准
• 控制点的选取：对应点 • 误差的产生是必然的，但也是有限的，否则
数字化的结果将产生变形。
仿射变换(m=n) 多项式变换
x = a0 + a1x’ + a2y’+ a4x’2 + a5y ’2 + a6x’y’
+…… y = b0 + b1x’ + b2y’ + b4x’2 + b5y ’2 + b6x’y’
+……
坐标转换
x = a0 + a1x’ + a2y’
y = b0 + b1x’ +
Y
Ymax=900mm/0.025mm=36000 Ymin=1200mm/0.025mm=48000
(0,0)
X
1. 物理坐标
③扫描图象坐标：分辨率为单位
宽度 行数＝
分辨率 长度 列数＝ 分辨率
2.用户坐标
①地图坐标 地理坐标
直角坐标
地图投影
②用户自定义坐标
当我们不需要考虑地图投影变形，把制图区 域看成是一个平面时，或者当研究区域数据不与 其它数据综合使用时，用户可自定义数字化原图 的坐标，一般取左下角为（0，0）。
一 采集仪器(数字化设备)
数字化设备：数字化仪、扫描仪、摄影测量设备
特
点：范围大，速度快
使 用 范 围：大面积GIS数据采集、资源普查等
数字化仪
扫描仪 数字摄影测量工作站
测绘与城市空间信息学院
• 摄影测量系统—三维激光扫描仪 3 套 ； • 3S 集成移动道路测量系统； • 测量机器人 1 台套； • 动态 GPS 测量系统 4 台套； • 全站仪 20 余台。
x’’ = x’* mx
y’’ = y’* ny
坐标转换
整理可得变换公式如下：
x = a0 + m * cos(θ) x’ + sin(θ) x’ + n * cos(θ) y’
x = a0 + a1x’ + a2y’
相似变换(m=n)
y = b0 + b1x’ + b2y’
(1) 添加栅格图像
(2) 选择配准
(3) 选择投影类型
(4) 选择显示单位
不同的数据来源要用到不同的设备和方法。 数据的转换装载
数据采集在GIS中的地位
汽油 数据
以数据为处理线索 硬件∶软件∶数据 = 1∶2 ∶7
第二节 属 性 数 据 库的建 立
属性数据库的建立
属性数据录入
1. GIS环境下创建新的属性数据库 ①属性字段field（表列）的设计 ②数据记录Record（表行）的添加
2. 将普通数据库转换为GIS属性数据库 异构数据库与 GIS互操作
第三节 空间数据采集
一．空间数据采集的仪器 二．空间数据采集的一般方法(数字化) 三．数字化中的物理坐标、用户坐标 四．坐标转换 五．MapInfo地图配准
一 采集的仪器(定位设备)
野外测量：大平板、全站仪、GPS、移动测绘系统 特 点：精度高、效率较低 适合范围：小范围GIS数据采集或局部数据更新
b2y’
n
ii
m i1
n
n
m2 2 n
X方向误差为△X＝ x－（ a0 + a1x’ + a2y’） Y方向误差为△Y＝ y－（ b0 + b1x’ + b2y’ ）
则距离误差为△d＝ △X2＋ △Y2
坐标转换
则距离误差为△d＝ △X2＋ △Y2 设：U＝∑△d2＝∑△X2＋∑ △Y2 U＝∑[x－( a0 + a1x’ + a2y’)]2 ＋∑ [y－( b0 + b1x’ + b分2y别’对)]未2 知数ai、bi求导，并令各导数为零，则可得：