新疆大学一一地理信息系统 第三章空间数据的处理 郑江华编制
新疆大学——地理信息系统 第三章 空间数据的处理 郑江华编制
内容回顾 mapinfo的组成、基本功能、文件结构、表 操作以及与外部软件系统的数据交换； 冬第二章中介绍了空间数据的特征、表达方 式、两种典型空间数据结构的特点、拓扑 关系、栅格压缩编码、空间数据结构的建 立等知识。 编制：郑江华
编制：郑江华 内容回顾 ❖mapinfo的组成、基本功能、文件结构、表 操作以及与外部软件系统的数据交换； ❖第二章中介绍了空间数据的特征、表达方 式、两种典型空间数据结构的特点、拓扑 关系、栅格压缩编码、空间数据结构的建 立等知识
第三章空间数据的处理 ●第一节空间数据的坐标变换 ●第二节空间数据猪构的转换 ●第三节多源空间数据的融合 ●第四节空间数据的压缩与综合 ●第五节空间数据的内插方法 ●第之节图幅数据边沿匹配处理 编制：郑江华
编制：郑江华 第三章 空间数据的处理 ⚫第一节 空间数据的坐标变换 ⚫第二节 空间数据结构的转换 ⚫第三节 多源空间数据的融合 ⚫第四节 空间数据的压缩与综合 ⚫第五节 空间数据的内插方法 ⚫第六节 图幅数据边沿匹配处理
第1节空间数据的坐标变换 图幅数据的坐标变换 1.比例尺变换 乘系数 2.变形误差改正 几何纠正 一通过控制点利用高次变换、二次变换和仿射变 换加以改正 3. 坐标旋转和平移一即数字化坐标变换，利用相似变换、仿射变换 改正 4. 投影变换 三种方法：正解变换、反解变换、数值变换 比例尺变换 变形误差消除 坐标旋转和平移 投影类型转换
编制：郑江华 第1节 空间数据的坐标变换 一、图幅数据的坐标变换 1.比例尺变换———乘系数 2. 变形误差改正——通过控制点利用高次变换、二次变换和仿射变 换加以改正 3. 坐标旋转和平移—即数字化坐标变换，利用相似变换、仿射变换 改正 4. 投影变换—————三种方法:正解变换、反解变换、数值变换 a b c a b c 比 例 尺 变 换 + + + + + + + + 变 形 误 差 消 除 投 影 类 型 转 换 坐 标 旋 转 和 平 移 几 何 纠 正
第1节空间数据的坐标变换 二、几何纠正 目的：实现对数字化数据的坐标系转换和图纸变形误差的纠正 图纸变形的纠正的方法： 0相似变换一X,Y方向比例尺一致 ®仿射变换—X,Y方向比例尺不一致 高次变换、二次变换 x'=ax+a2y+aux2+a12xy+azay2+A y'=bx+b2y+bux2+baxy+b22y2+B 其中A、B代表二次以上高次项之和。解算待定系数需要有6对以上控制点的坐标值 及其理论值。 当不考虑高次变换方程中的A和B时，则变成二次曲线方程，称为二次变换。 解算待定系数需要5对控制点的坐标及其理论值
编制：郑江华 第1节 空间数据的坐标变换 二、几何纠正 目 的：实现对数字化数据的坐标系转换和图纸变形误差的纠正 图纸变形的纠正的方法： 相似变换——X，Y 方向比例尺一致 仿射变换——X，Y 方向比例尺不一致 高次变换、二次变换 其中A、B代表二次以上高次项之和。解算待定系数需要有6对以上控制点的坐标值 及其理论值。 当不考虑高次变换方程中的A和B时，则变成二次曲线方程，称为二次变换。 解算待定系数需要5对控制点的坐标及其理论值
第1节空间数据的坐标变换 二、几何纠正 仿射变换过程： 平移：X=+x Y=bo+y bo 旋转： X=ao +xcoso-ysino Y=bo+xsino+ycoso 比例： X=ao+mxcoso-mysinp Y=bo+mxsino+mzysing a=mcoso,a=-msino,b=msinp,b2=mcoso X=ao+ax+ay Y=bo+bx+b2y 上述方程有6个未知数，理论上只需要3个不在同一直线上的已知点，即可以求出理论解 事实上，由于图纸变形等在区域上分布的不均匀性，实际应用更多的是利用多于3个已知点的数据， 由最小二乘法求解，其目的混在面上得到更广泛的代表性
编制：郑江华 第1节 空间数据的坐标变换 二、几何纠正 仿射变换过 程： Y X x y O′ O a0 b0 φ φ P 平移： X = a0 + x Y = b0 + y 旋转： X = a0 + xcosφ – ysinφ Y = b0 + xsinφ + ycosφ 比例： X = a0 + m1xcosφ – m2ysinφ Y = b0 + m1xsinφ + m2ysinφ 令：a1 = m1 cosφ，a2 = – m2 sinφ，b1 = m1 sinφ，b2 = m2 cosφ X = a0 + a1x + a2y Y = b0 + b1x + b2 y 上述方程有6个未知数，理论上只需要3个不在同一直线上的已知点，即可以求出理论解 事实上，由于图纸变形等在区域上分布的不均匀性，实际应用更多的是利用多于3个已知点的数据， 由最小二乘法求解，其目的是在面上得到更广泛的代表性
第1节空间数据的坐标变换 二、几何纠正 仿射变换的特性： 0直线变换后仍为直线 ②平行线变换后仍为平行线 ®不同方向上的长度比发生变化
编制：郑江华 第1节 空间数据的坐标变换 二、几何纠正 仿射变换的特性： 平行线变换后仍为平行线 不同方向上的长度比发生变化
第1节空间数据的坐标变换 大地坐标系 冬(1)54年北京坐标系 在东北黑龙江边境上同苏联大地网联测，通过大地坐标计算，推算出北京点 的坐标，北京坐标系是苏联42年坐标系的延伸，其原点在苏联普尔科沃。 冬(2)80年西安坐标系 78年4月召开“全国天文大地网平差会议”建立80年西安坐标系，其原点 在西安西北的永乐镇，简称西安原点。椭球体参数为75年国际大地测量与 地球物理联合会第16界大会的推荐值。 冬(3)新54年北京坐标系 将全国大地网整体平差的结果整体换算到克拉索夫斯基椭球体上，形成一 个新的坐标系，称为新54年北京坐标系，它与80年国家大地坐标系的轴定 向基准相同，网的点位精度相同。 ÷(4)WGS84坐标系（中国民航从2007年7月1日启用） 在GPS定位中，定位结果属于WGS84坐标系，坐标系原点位于质心，Z轴 指向BIH1984.0协议地极(CTP)。 编制：郑江华
编制：郑江华 第1节 空间数据的坐标变换 ❖ （1）54年北京坐标系 在东北黑龙江边境上同苏联大地网联测，通过大地坐标计算，推算出北京点 的坐标，北京坐标系是苏联42年坐标系的延伸，其原点在苏联普尔科沃。 ❖ （2）80年西安坐标系 78年4月召开“全国天文大地网平差会议”建立80年西安坐标系，其原点 在西安西北的永乐镇，简称西安原点。椭球体参数为75年国际大地测量与 地球物理联合会第16界大会的推荐值。 ❖ （3）新54年北京坐标系 将全国大地网整体平差的结果整体换算到克拉索夫斯基椭球体上，形成一 个新的坐标系，称为新54年北京坐标系，它与80年国家大地坐标系的轴定 向基准相同，网的点位精度相同。 ❖ （4）WGS84坐标系（中国民航从2007年7月1日启用） 在GPS定位中，定位结果属于WGS84坐标系，坐标系原点位于质心，Z轴 指向BIH1984.0协议地极（CTP）。 大地坐标系
投影坐标系 (1)用户坐标系 由用户指定的相对于二维坐标系，一般与实际地物定位无关。 (2)地理坐标系 经度起点为英国格林威治，向东为正纬度自赤道起向北为正的。 (3)投影平面直角坐标系 是将地球球面投影到平面后所设定的坐标系，如 高斯投影坐标系。 (4)地心坐标系 三维球心空间坐标系，原点位于球心，常用直角坐标(x,y,z) 或角度和高程表示(B,L,H)其中B,L分别为纬度和经度。 编制：郑江华
编制：郑江华 投影坐标系 ❖ (1)用户坐标系 ❖ 由用户指定的相对于二维坐标系,一般与实际地物定位无关。 ❖ (2)地理坐标系 ❖ 经度起点为英国格林威治,向东为正,纬度自赤道起向北为正的。 ❖ (3)投影平面直角坐标系 ❖ 是将地球球面投影到平面后所设定的坐标系,如 ❖ 高斯投影坐标系。 ❖ (4)地心坐标系 ❖ 三维球心空间坐标系，原点位于球心，常用直角坐标（x，y，z） 或角度和高程表示（B，L，H）其中B，L分别为纬度和经度
正轴切投影 横轴切投影 斜轴切投形 正输制投影 网律投影 投影变换 网柱投影 方位投影
编制：郑江华 投影变换