GIS技术大范围的应用在资源管理、环境监视测定、灾害评估、城市与区域规划等众多领域,成为社会
GIS(地理)数据的特点:具有严格的地理坐标(或与地理坐标有转换关系的平面坐标和特
地球自然表面点位坐标系的确定包括两个方面的内容:一是地面点在地球椭球体面上的投
影位置,采用地理坐标系;二是地面点至大地水准面上的垂直距离,采用高程系。
大地坐标系:大地坐标系是大地测量中以参考椭球面为基准面建立起来的坐标系。地面点
的位置用大地经度、大地纬度和大地高度表示。大地坐标系的确立包括选择一个椭球、对椭球
进行定位和确定大地起算数据。一个形状、大小和定位、定向都已确定的地球椭球叫参考椭球。
54北京坐标系:我国所采用的1954年北京坐标系统,它与苏联1942年建立的以普尔科夫
天文台为原点的大地坐标系统相联系,相应的椭球为克拉索夫斯基椭球。到20世纪80年代
初,我国已基本完成了天文大地测量,经计算表明,54坐标系统普遍低于我国的大地水准
80西安坐标系:1978年4月在西安召开全国天文大地网平差会议,确定重新定位,建立我
国新的坐标系。为此有了1980年国家大地坐标系。1980年国家大地坐标系采用地球椭球基
本参数为1975年国际大地测量与地球物理联合会第十六届大会推荐的数据。该坐标系的大
地心坐标系:以地球的质心作为坐标原点的坐标系称之为地心坐标系,即要求椭球体的中
心与地心重合。人造地球卫星绕地球运行时,轨道平面时时通过地球的质心,同样对于远程
武器和各种宇宙飞行器的跟踪观测也是以地球的质心作为坐标系的原点,参考坐标系已不
能满足精确推算轨道与跟踪观测的要求。因此建立精确的地心坐标系对于卫星大地测量、全
WGS-84坐标系:WGS-84坐标系是一种国际上采用的地心坐标系。坐标原点为地球质心,
其地心空间直角坐标系的Z轴指向国际时间局(BIH)1984.0定义的协议地极(CTP)方向,
X轴指向BIH1984.0的协议子午面和CTP赤道的交点,Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标
系,称为1984年世界大地坐标系。这是一个国际协议地球参考系统(ITRS),是目前国际
地图投影:就是把地球椭球面上的点、线(即经纬线)投影在平面图纸上。它是研究把地球椭
球体面上的经纬网按照一定的数学法则转绘到平面上的方法及其变形问题。地图投影的方
法有几何法和解析法。几何法是以平面、圆柱面、圆锥面为承影面,将曲面(地球椭球面)转
绘到平面(地图)上的一种古老方法,这种直观的透视投影方法有很大的局限性。解析法
投影类型:1)中国全国地图投影:斜轴等面积方位投影、斜轴等角方位投影、彭纳投影、伪
2)中国分省(区)地图的投影:正轴等角割圆锥投影、正轴等面积割圆锥投影、正轴等角圆
3)中国大比例尺地图的投影:多面体投影、等角割圆锥投影(兰勃特投影)、高斯-克吕格
高斯投影的分带方法,有6°分带和3°分带两种。3°(中央经线°(中央经线°分带是从起始经线°为一投影带,将全球分为60个带。
我国位于东经72°至138°之间,共占11个投影带,即13~23带,各带中央经线°。这样分带投影,就可以把投影变形控制在一定的范围内。这种投影
的特点是:精度高,变形小,计算简便,各投影带坐标一致,只要算出一个带的数据,其
他各带都能应用。用这种投影测绘的大比例尺地形图,能够完全满足军事上各种需要,能在图上
我们的海图,主要是用墨卡托投影。墨卡托投影是荷兰制图学者墨卡托在1560年推算的,
按照地图的内容,地图可分为普通地图、地形图和专题地图三种。普通地理图(General
Map)是以同等详细程度来表示地面上主要的自然和社会经济现象的地图,能比较全面地
反映出制图区域的地理特征,包括水系、地形、土质、植被、居民地、交通网、境界线以及主要
的社会经济要素等。它和地形图的区别主要体现在:地图投影、分幅、比例尺和表示方法等
具有一定的灵活性,表示的内容比同比例尺地形图概括,几何精度较地形图低。地形图
统测(或编)制的,全面而详尽地表示各种地理事物,有较高的几何精度,能满足多方面
用图的需要,是国家各项建设的基础资料,也是编制其它地图的原始资料。专题地图
(ThematicMap)是着重表示一种或几种自然或社会经济现象的地理分布,或强调表示这
些现象的某一方面特征的地图。专题地图的主题多种多样,服务对象也很广泛。可进一步分
为了保管和使用起来更便捷,我国对每一种基本比例尺地形图的图廓大小都做了规定,每一
幅地形图给出了相应的号码标志,这就是地形图的分幅与编号。地形图分幅有两种方法:一
是矩形分幅,一是经纬线分幅,我国采用经纬线 年前我国基本比例尺地形图分幅与编号系统是一 1:100 万地形图为基础,延伸出 1:
50 万、1:25 万、1:10 万三种比例尺;在 1:10 万地形图基础上又延伸出两支:第一支为
1:5 万及 1:2.5 万比例尺;第二支为 1:1 万比例尺。1:100 万地形图采用行列式编号,其
它六种比例尺的地形图都是在 1:100 万地形图的图号后面增加一个或数个自然序数(字符
或数字)编号标志而成。1:100 万地形图的分幅和编号式国际上统一规定的,从赤道起向
两极纬差每 4o 为一列,将南北半球分别分成 22 列,依次以字母 A、B、C、D……V 表示;由
经度 180o 起,从西向东,每经差 6o 为一行,将全球分成 60 行,依次用数字 1、2、3、4……
1991 年我国制定了《国家基本比例尺地形图分幅和编号》的国家标准,自 1991 年起新测
为了制作和使用地图的方便,高斯-克吕格投影的地图上绘有两种坐标网:地理坐标网和
在我国 1:1 万-1:10 万地形图上,经纬线只以图廓的形式表现,经纬度数值注记在内图
对应点相连接,就构成很密的经纬网。在 1:20 万-1:100 万地形图上,直接绘出经纬网,
有时还绘有供加密经纬网的加密分割线。纬度注记在东西内外图廓间,经度注记在南北内外
直角坐标网是以每一投影带的中央经线作为纵轴(X 轴),赤道作为横轴(Y 轴)。纵坐标
以赤道为 0 起算,赤道以北为正,以南为负。我国位于北半球,纵坐标都是正值。横坐标本
应以中央经线 起算,以东为正,以南为负,但因坐标值有正有负,不便于使用,所以
又规定凡横坐标值均加 500 公里,即等于将纵坐标轴向西移 500 公里。横坐标从此纵轴起算,
则都成正值。然后,以公里为单位,按相等的间距作平行于纵、横轴的若干直线,便构成了
在地理信息系统中,按照其特征,数据可分为三种类型:空间特征数据(定位数据)、时间
属性数据(尺度数据)和专题属性数据(非定位数据)。对于绝大部分地理信息系统的应用
来说,时间和专题属性数据结合在一起共同作为属性特征数据,而空间特征数据和属性特
空间特征数据记录的是空间实体的位置、拓扑关系和几何特征,这是地理信息系统区别于其
他数据库管理系统的标志。空间特征指空间物体的位置、形状和大小等几何特征,以及与相
邻物体的拓扑关系。位置和拓扑特征是地理或空间信息系统所独有的,空间位置可以由不同
的坐标系统来描述,如经纬度坐标、一些标准的地图投影坐标或是任意的直角坐标等。人类
对空间目标的定位一般不是通过记忆其空间坐标,而是确定某一目标与其他更熟悉的目标
间的空间位置关系,而这种关系往往也是拓扑关系。如一所学校位于哪个路口或哪条街道。
专题特征指的是地理实体所具有的各种性质,如地形的坡度、坡向、某地的年降雨量、土地酸
缄类型、人口密度、交通流量、空气污染程度等。这类特征在别的类型的信息系统中均可存储
时间属性是指地理实体的时间变化或数据采集的时间等。严格地讲,空间数据总是在某一特
定时间或时段内采集得到或计算产生的。由于有些空间数据随时间变化相对较慢,因而有时
数字栅格地图(DRG)是纸质地图的栅格数字化产品。每幅图经扫描、集合纠正 、图幅处理与
数字线划地图(DLG)是以矢量数据格式形成的数字地图。这种地图能进行空间信息的分
层与叠加,提取属性数据,根据矢量对象查询属性或根据属性查询矢量对象,数据易于更
数字高程模型(DEM)是区域地面高程的数字表示,是建立在地图投影平面上规则格网点
的平面坐标(x,y)及其高程(z)数据集,是地理信息系统赖以做多元化的分析的核心数据系统 。
DEM 的水平间隔可随地貌类型的不同而改变,根据不同的高程精度,可分为不一样等级产品。
DEM 功能主要有:高程分析、坡度分析、量测坐标、面积、体积、坡度、坡向分析、通视分析、
数字正射影像(DOM)是利用数字高程模型对扫描处理的数字化的航空相片或 遥感图像
(单色或彩色),经逐个像元纠正,再进行影像镶嵌,根据图幅范围剪彩生成的影像数据。
一般带有公里格网、图廓整饰和注记的平面图。数字正射影像的制作的步骤: 正射影像制作一般
是通过在影像上选取一些地面控制点,利用该影像范围内的 DEM 数据,对影像同时进行
倾斜改正和投影差改正,生成正射影像。可以将多个正射影像拼接镶嵌在一起,并进行色彩
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