.GIS空间分析基础.pptVIP

第二章 GIS空间分析基础 目录 GIS空间分析基础 地理信息系统区别于其他信息系统的独特功能？ 空间与地理空间 地理空间的概念 GIS中的概念常用“地理空间”(geo-spatial)来表述，一般包括地理空间定位框架及其所连接的空间对象； GIS中的地理空间（Geo-spatial）是指经过投影变换后，在笛卡尔坐标系中的地球表层特征空间 ； GIS的任何空间数据都必须纳入一个统一的空间参照系中，以实现不同来源数据的融合、连接与统一； 目前，我国采用的大地坐标系为1980年中国国家大地坐标系，现在规定的高程起算基准面为1985国家高程基准。 地理空间的特性 地理空间的抽象 地理空间参考系统 地理实体空间位置、分布、形态、空间关系（距离、方位、拓扑、相关场）等基本特征的精确描述依赖于空间参考系统，空间参考系统定义了地理空间三维表面的空间坐标系统及各坐标系统间的数学关系。 地理空间坐标系统 地球椭球体 坐标系统 坐标系统 坐标系统 常用椭球面上的坐标系统 摊开在平面上的地球 什么是地图投影？ 地球的全部或部分表面在平面上的系统表达。 将地球椭球面上的点映射到平面上的方法，称为地图投影。 地理坐标（球面角度）向直角坐标系（平面距离）的数学转换： 为什么要进行投影? GIS以地图方式显示地理信息。地图是平面，而地理信息则是在地球椭球上，因此地图投影在GIS中不可缺少。 地理坐标系统基本构成 角度表达的地理坐标概念 球体（椭球体）坐标的特性 经纬线 旋转轴、南北极、坐标原点 经纬度表达为角度值 - 度分秒（DMS）或十进制度（DD），为从地心到地表任一点的量测值。 地表上任一点的位置都可以用一对经纬度值来表示。 平面直角坐标的特性 具有任意原点的笛卡尔网格系统 使用 x, y 坐标对定义平面上的位置 方便距离、面积、周长，方位等空间信息的度量和计算 比例尺一致性问题和其他系统误差 投影方式之一：几何投影 圆柱投影面 地图投影的分类 等面积投影 vs. 等角投影 同变形特征 vs. 不同投影面 综合型投影 不同地图投影之间比较 我国地图系列所采用的投影 基本比例尺地形图 (1:5千，1:1万，1:2.5万，1:5万，1:10万，1:25万，1:50万，1:100万) 中，大于等于50万的均采用高斯-克吕格投影 (Gauss-Kruger)，又叫横轴墨卡托投影(Transverse?Mercator)； 小于50万的地形图采用正轴等角割园锥投影，又叫兰勃特投影(Lambert?Conformal?Conic)； 大部分省图、大多数同级比例尺地图也采用兰勃特投影； 海洋小于50万的地形图多用正轴等角园柱投影，又叫墨卡托投影(Mercator)； 我国的GIS系统中应该采用与我国基本比例尺地形图系列一致的地图投影系统。 GIS中的地图投影 GIS数据库中地理数据以地理坐标存储时，则以地图为数据源的空间数据必须通过投影变换转换成地理坐标；而输出或显示时，则要将地理坐标表示的空间数据通过投影变换变换成指定投影的平面坐标。 GIS中，地理数据的显示可根据用户的需要而指定投影方式，但当所显示的地图与国家基本地图系列的比例尺一致时，一般采用国家基本系列地图所用的投影。 地图投影选择须考虑的因素 制图区域的地理位置、形状、范围和走向 高、中、低纬度 长、方、圆形 东西向、南北向 制图比例尺 精度和用途 地图内容 出版方式 地球表面及其三级近似模型 全球大地测量系统（WGS 84）所采用的卫星重力模型 椭球体参数 部分参考椭圆体 我国使用的椭球体和基准面 每个国家或地区均有各自的基准面。 我国的两个大地基准面 - 北京54坐标系（Krassovsky 椭球体）西安80坐标系（1975年地球椭球体 ）。 大地测量基本上仍以北京54坐标系作为参照，北京54与西安80坐标之间的转换可查阅国家测绘局公布的对照表。 WGS1984基准面采用WGS84椭球体，它是一地心坐标系，即以地心作为椭球体中心，目前GPS测量数据多以WGS1984为基准。 虽然现有GIS平台中都预定义有上百个基准面供用户选用，但均没有我们国家的基准面定义。 假如精度要求不高，可利用前苏联的Pulkovo?1942基准面（Mapinfo中代号为1001）代替北京54坐标系；假如精度要求较高，如土地利用、海域使用、城市基建等GIS系统，则需要在GIS中自定义基准面。 地理网格 地理网格系统是一种以平面子集的规则分级剖分为基础的空间数据结构，具有较高的标准化程度。它能由粗到细、逐级地分割地球表面，将地球曲面用一定大小的多边形网格进行近似模拟，再现地球表面，其目的是将地理空间的定位和地理特征的描述一体化，并将误差控制在网格单元的大小范围内。 经纬网格 nd 树结构的特