《GIS空间信息基础》PPT课件.ppt
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1、第二章第二章 GISGIS的空间信息基础的空间信息基础地理科学学院地理科学学院张玉红张玉红第一节第一节 常规的地理空间信息描述常规的地理空间信息描述n1、地球空间模型描述n(1)地球的自然表面,起伏不规则。难以简单数学描述。n(2)大地水准面:静止的平均海水面穿过大陆和岛屿形成的处处与重力方向正交闭合曲面。由于重力等影响,也是一个不规则曲面。大地水准面 椭球面地球表面n(3)模型:以大地水准面为基准建立的地球椭球体模型。我国大地坐标系采用的地球椭球体模型为我国大地坐标系采用的地球椭球体模型为1975年国际年国际大地测量协会推荐的国际椭球。大地测量协会推荐的国际椭球。n(4)数学模型:为解决其它
2、大地测量问题提出的。2、地理空间坐标系的建立、地理空间坐标系的建立n(1 1)地理坐)地理坐标系(标系(GCSGCS)(2 2)投影坐标系统)投影坐标系统(Projection)(Projection)n转换三维地球转换三维地球表面到二维地表面到二维地图平面的数学图平面的数学处理方法称之处理方法称之为地图投影为地图投影.地图投影是为特定的制图目的服务的。地图投影是为特定的制图目的服务的。有以下投影类型:有以下投影类型:n A A、等角投影等角投影(正形投影,正射投影)(正形投影,正射投影)n 保持局部形状相似,但不能保证面积相等。保持局部形状相似,但不能保证面积相等。但面积较大时,也不能保证形
3、状不变。但面积较大时,也不能保证形状不变。n B B、等面积不变等面积不变,但角度、形状、和比例会发生但角度、形状、和比例会发生变形。变形。n C C、等距离投影等距离投影,既不等积,也不等角。长度、既不等积,也不等角。长度、角度、面积、比例均有变形。但面积变形小于等角度、面积、比例均有变形。但面积变形小于等角,形状变形小于等积。角,形状变形小于等积。投影方法:投影方法:nA A、圆锥投影(正轴、斜轴、横轴;相切、圆锥投影(正轴、斜轴、横轴;相切、相割)相割)B B、圆柱投影(正轴、斜轴、横轴;相切、圆柱投影(正轴、斜轴、横轴;相切、相割)相割)C、平面(方位)投影(正轴、斜轴、平面(方位)投
4、影(正轴、斜轴、横轴;相切、相割)横轴;相切、相割)地图投影的选择地图投影的选择n主要指中小比例尺地图投影,基本比例尺主要指中小比例尺地图投影,基本比例尺地图投影类型有国家相关部门规定。地图投影类型有国家相关部门规定。考虑因素:考虑因素:A A、范围;、范围;B B、形状;、形状;C C、地理位置;、地理位置;D D、用途;用途;E E、出版方式。、出版方式。地理信息系统常用的地图投影地理信息系统常用的地图投影n高斯高斯-克吕格克吕格(Gauss-Kruger)投影投影n墨卡托(墨卡托(Mercator)投影)投影n通用横轴墨卡托通用横轴墨卡托(UTM)投影投影n兰伯特(兰伯特(Lambert
5、)投影)投影n阿尔伯斯(阿尔伯斯(Albers)投影)投影高斯高斯-克吕格投影及其在地形图中的应用克吕格投影及其在地形图中的应用几何名称:等角横切椭圆柱投影几何名称:等角横切椭圆柱投影高斯高斯-克吕格投影及其在地形图中的应用克吕格投影及其在地形图中的应用投影条件:投影条件:1、中央经线和赤道投影为平面直角坐标系的坐标轴。、中央经线和赤道投影为平面直角坐标系的坐标轴。2、投影后无角度变形。、投影后无角度变形。3、中央经线投影后保持长度不变。、中央经线投影后保持长度不变。变形规律:变形规律:在同一纬线上,长度比随经差增大而增大;在在同一纬线上,长度比随经差增大而增大;在同一经线上,长度比随纬度减小
6、而增大。同一经线上,长度比随纬度减小而增大。高斯高斯-克吕格投影用于地形图的有关规定克吕格投影用于地形图的有关规定一、分带规定一、分带规定6度度带带3度度带带高斯高斯-克吕格投影用于地形图的有关规定克吕格投影用于地形图的有关规定一、分带规定一、分带规定6度度带带3度度带带6度带:度带:1:25000 1:500000系列比例尺地形图系列比例尺地形图3度带:度带:1:10000 及大于及大于1:10000比例尺地形图比例尺地形图高斯高斯-克吕格投影用于地形图的有关规定克吕格投影用于地形图的有关规定二、坐标规定二、坐标规定1、将各带的坐标纵、将各带的坐标纵轴西移轴西移500公里。公里。Y=y+50
7、0000m2、加上投影带号。、加上投影带号。Y通通=n*1000000+Y等角正圆柱投影(墨卡托投影)特性:特性:地球面上的等角航线投影为直线。地球面上的等角航线投影为直线。等角航线在地球面上是一条以极点为渐近点的螺旋曲线。等角航线在地球面上是一条以极点为渐近点的螺旋曲线。等角正圆柱投影(墨卡托投影)3、地图对地理空间实体的描述、地图对地理空间实体的描述n空间实体空间实体 指具有形状、属性和时序特征的指具有形状、属性和时序特征的空间对象或地理实体,包括点、线、空间对象或地理实体,包括点、线、面、体,他们构成地球圈层间复杂的面、体,他们构成地球圈层间复杂的地理综合体,也是地理信息系统表示地理综合
8、体,也是地理信息系统表示和建库的主要对象。和建库的主要对象。n地图地图是现实世界的模型,它按照一定是现实世界的模型,它按照一定的比例、一定的投影原则有选择地将的比例、一定的投影原则有选择地将复杂的三维现实世界的某些内容投影复杂的三维现实世界的某些内容投影到二维平面媒介上,并用符号将这些到二维平面媒介上,并用符号将这些内容要素表现出来。内容要素表现出来。n通过点、线、面、符号和注记进行。通过点、线、面、符号和注记进行。n点状要素几种点状符号 n线状要素几种线状符号 n面状要素 地图对面状要素的描述 4、遥感影像对地理空间的描述遥感影像对地理空间的描述美国美国NOAA卫星数据卫星数据美国陆地卫星美
9、国陆地卫星TM数据数据法国法国SPOT数据数据美国美国IKONOS 4米分辨率多光谱数据米分辨率多光谱数据美国美国IKONOS 1米分辨率数据米分辨率数据美国美国DigitalGlobel公司公司 米米分辨率分辨率数据数据(a)地貌信息(b)断裂带信息遥感影象表示的专题信息第二节第二节 地理信息数字化的描述方法地理信息数字化的描述方法n计算机是不能直接识别和处理各种以图形形式表达的地理空间实体。n要使计算机能识别和处理它们,首先要对空间实体进行描述。河流的显示和隐式表示 含有点、线、面三种要素的地图 空间实体在空间实体在GIS中的矢量表示中的矢量表示注:(3,3)可用于表示一个点的位置。(1,
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