第三章空间数据处理

一、空间数据的变换

数据变换：指数据从一种数据状态到另一种数学状态的变换，包括几何纠正和地图投影变换，以实现空间数据的几何配准
数据重构：指从一种格式到另一种格式的转换，包括结构转换，格式转换，类型替代，以实现空间数据在结构，格式和类型上的统一，多源和异构数据的联接与融合
数据提取：指对数据进行某种条件的取舍，包括类型提取，宽口提取，空间内插，以适应不同用户对数据的特定要求

一几何纠正

几何纠正是为了实现对数字化数据的坐标系转换和图纸变形误差的纠正。常见的GIS软件一般有仿射变换、相似变换和二次变换等几何纠正功能。

仿射变换特性：
1.直线变换后仍为直线
2.平行线变换后仍为平行线
3.不同方向上的长度比发生变化

关于仿射变换

二地图投影及其转化

（一）地图投影的基本原理
地图投影：依据一定的数学法则，将不可展开的曲面投影到可展曲面上，最终在地表面点和平面点之间建立一一对应的关系。
（二）地图投影类型

地图投影主要研究不可展曲面转化为平面问题和投影中存在的形变问题。
形变：角度形变、面积形变、长度形变

按照形变的性质，一般把投影分为三类：等角投影、等面积投影、和任意投影（包括等距投影）
按照投影面与地球的相对位置关系分：正轴投影、斜轴投影、和横轴投影
按照投影面的形状分：圆锥投影、圆柱投影和方位投影
按照投影面和地球的空间逻辑关系分：相切和相割投影

地图主比例尺（普通比例尺）
局部比例尺

（三）地理信息系统常用的地图投影

高斯克吕格投影(缺图）

2.墨卡托投影

3.UTM投影

4.兰伯特投影

5.阿尔伯特投影

投影类型	分类	适用情况
高斯克吕格投影	等角横切椭圆柱投影	我国1:50万、1:20万大比例尺地图的数学基础
墨卡托投影	等角正切圆柱投影（正轴等角圆柱）	优点：保持方向和角度的正确性。缺点：长度和面积变形明显，赤道无变形，南北极变形严重。常用于航海图和航空图百度地图和Google Map
UTM投影	等角横轴割圆柱投影	常用于卫星影像资料
兰伯特投影	等角正割圆锥投影	适合地球中纬度地区我国1:100万地形图
阿尔伯特投影	正轴等面积割圆锥投影	我国大部分省区图

（四）地图投影转换
地图投影转换：从一种地图投影变化为另一种地图投影的理论和方法。

投影转换的方式有两种：
（1）正解变换
（2）反解变换

根据转换的方式不同，投影转换可以分为：
（1）解析变换
（2）数值变换
（3）解析-数值变换

二、空间数据结构的转换（栅格化和矢量化）

	优点	缺点
矢量	1.便于面对实体的数据表达 2.数据结构紧凑、冗余度低 3.拓扑结构有利于网络分析，空间查询	1.数据结构较复杂 2.软件实现的条件较高 3.多边形叠合分析相对困难
栅格	1.数据结构简单 2.空间分析较为容易实现 3.有利于遥感数据的匹配应用和分析	1.数据量大、冗余度高，需要压缩处理 2.定位精度比矢量低 3.拓扑关系难以表达
	矢量数据是面向实体的结构	栅格是面向位置的结构
原则	数据采集用矢量结构，保证空间实体的几何精度和拓扑性的描述	空间分析采用栅格结构，加快系统数据的运算速度和分析应用的进程

一矢量转栅格

栅格化技术：
点：
线：	扫面线算法
面：	1.基于弧段的栅格化：内点填充法；边界代数法 2.基于多边形栅格化：包含检验法（检验夹角之和法；铅垂线法or交点个数法）

第三章空间数据处理