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1、关于空间数据的转换关于空间数据的转换与处理与处理第1页，讲稿共85张，创作于星期二问题问题为什么要什么要进行空行空间数据的数据的转换与与处理？理？为什么什么进行投影？行投影？温故而知新温故而知新第2页，讲稿共85张，创作于星期二 1、地图地图 地地图是按一定的法是按一定的法则，以二，以二维形式在平面上表示地理空形式在平面上表示地理空间中的要素信息的中的要素信息的图形或形或图像，包像，包括位置及其上的特征括位置及其上的特征。地地图具有具有严格的数学基格的数学基础、符号系、符号系统、文字注、文字注记等等由于地由于地图本身的尺寸与其描述的地理空本身的尺寸与其描述的地理空间范范围之之间是不同的，因是不
2、同的，因此，通常此，通常说地地图具有某种具有某种比例尺比例尺。所。所谓地地图比例尺，指的是地比例尺，指的是地图上的距离上的距离与地面上相与地面上相应距离之比。距离之比。比例尺分比例尺分类大比例尺：大于和等于大比例尺：大于和等于1：10万的地万的地图中比例尺：大于中比例尺：大于1：100万和小于万和小于1：10万的地万的地图小比例尺：小比例尺：1：100万和更小比例的地万和更小比例的地图1、地图投影、地图投影-理论基础理论基础第3页，讲稿共85张，创作于星期二 地地球球椭面面是是曲曲面面，但但地地图是是平平面面，因因此此需需要要用用一一定定的的数数学学方方法法把把大大地地坐坐标系系转化化为某某投
3、投影影面面上上的的平平面面直直角角坐坐标系系。GIS用用各各种种平平面面坐坐标系系统去描去描绘地球，而每种平面坐地球，而每种平面坐标均基于特殊的地均基于特殊的地图投影。投影。虽然然由由于于地地球球表表面面形形态发生生了了变化化，但但在在一一定定的的空空间范范围内内却却提提供供了了很很好好的的近近似似，可可以以帮帮助助人人们对地地理理空空间建建立立一一个个良良好好的的视觉感感，进行各种量算以及行各种量算以及进一步的空一步的空间数据数据处理和分析。理和分析。第4页，讲稿共85张，创作于星期二 2、投影概念 投影指的是在两个点集之投影指的是在两个点集之间建立一一映射关系。因建立一一映射关系。因为地球
4、是一地球是一个不个不规则的球体，将地球表面的地理坐的球体，将地球表面的地理坐标转换为平面坐平面坐标的的过程程称称为地地图投影投影。空。空间信息系信息系统不能不能仅依靠地理坐依靠地理坐标，必，必须要有平面坐要有平面坐标，地，地图投影投影对空空间信息系信息系统来来说是不可缺少的。地是不可缺少的。地图投影的使用保投影的使用保证了空了空间信息从地理坐信息从地理坐标变换为平面坐平面坐标后能后能够保持在地域上的保持在地域上的联系系和完整性。和完整性。地地图投影之后的投影之后的结果果记录是以地是以地图作作为保存形式的。保存形式的。第5页，讲稿共85张，创作于星期二 投影原理：设想想的的地地球球是是透透明明体
5、体，在在球球心心有有一一点点光光源源S（投投影影中中心心），向向四四周周辐射射投投影影射射线，通通过球球表表面面（各各点点A、B、C、D）射射到到可可展展面面（投投影影面面）上上，得得到到投投影影点点a、b、c，然然后后再再将将投投影影面面展展开开铺平平，又将其比例尺又将其比例尺缩小到可小到可见程度，从而制成地程度，从而制成地图。2、地图投影、地图投影投影原理投影原理第6页，讲稿共85张，创作于星期二3、地图投影、地图投影地图投影的变形地图投影的变形 用地用地图投影的方法将球面展开投影的方法将球面展开为平面，平面，虽然可然可以保持地域上的以保持地域上的联系和完整性，但它系和完整性，但它们与球面
6、上与球面上的的经纬度网度网线形状并不一致。即投影后，地形状并不一致。即投影后，地图上上的的经纬度网度网线发生了生了变形，同形，同样根据地理坐根据地理坐标展展绘在地在地图上的各种要素，也必然随着上的各种要素，也必然随着变形。形。第7页，讲稿共85张，创作于星期二这种变形使得地理要素的几何特性受到破坏：这种变形使得地理要素的几何特性受到破坏：长度度变形：地球形：地球仪上，上，纬线长度不等；同一度不等；同一纬线上，上，经差相同，差相同，纬线长度相同；同一度相同；同一经线上，上，纬差差相同而相同而经线长度不同；所有度不同；所有经线长度相等。度相等。面面积变形：地球形：地球仪上，同一上，同一纬度度带内，
7、内，经差相同的差相同的网格面网格面积相等；同一相等；同一经度度带内，内，纬度越高，面度越高，面积越小。越小。角度角度变形：地球形：地球仪上，上，经线与与纬线处处呈直角相交。呈直角相交。3、地图投影、地图投影地图投影的变形地图投影的变形第8页，讲稿共85张，创作于星期二地图投影的变形示意地图投影的变形示意3、地图投影、地图投影地图投影的变形地图投影的变形第9页，讲稿共85张，创作于星期二按按变形性形性质分分类：等角投影：角度等角投影：角度变形形为零。零。等等积投影：面投影：面积变形形为零。零。任意投影：任意投影：长度、角度和面度、角度和面积都存在都存在变形。形。经投影后地投影后地图上所上所产生的
8、生的长度度变形、角度形、角度变形和面形和面积变形是相互形是相互联系相互影响的：等系相互影响的：等积与等角互斥；任意与等角互斥；任意投影不能等角和等投影不能等角和等积；等；等积投影角度投影角度变形大，等角投影形大，等角投影面面积变形大。形大。4、地图投影、地图投影地图投影的分类地图投影的分类第10页，讲稿共85张，创作于星期二关于地图投影的几点结论：关于地图投影的几点结论：实现等角、等面积、等距离同时做到的投影不存在。实现等角、等面积、等距离同时做到的投影不存在。投投影影方方式式有有多多种种多多样样，一一个个国国家家或或地地区区依依据据自自己己所所处处在在的的经经纬纬度、幅员大小以及图件用途选择
9、投影方式。度、幅员大小以及图件用途选择投影方式。在在大大于于1 1：1010万万的的大大比比例例尺尺图图件件中中，各各种种投投影影带带来来的的误误差差可可以以忽略。忽略。4、地图投影、地图投影地图投影的分类地图投影的分类从投影面（从投影面（可展曲面）可展曲面）类型划分型划分为：圆锥、圆柱、平面柱、平面（方位投影）（方位投影）从投影面与地球位置关系划分从投影面与地球位置关系划分为：正：正轴、横、横轴、斜、斜轴，切、，切、割割第11页，讲稿共85张，创作于星期二圆柱投影方位投影圆锥投影4、地图投影、地图投影地图投影的分类地图投影的分类第12页，讲稿共85张，创作于星期二正轴切圆锥投影 正轴割圆锥投
10、影横轴切圆锥投影 横轴割圆锥投影横轴切圆柱投影 横方位投影正轴割圆柱投影 斜轴切圆柱投影斜轴切圆锥投影 正轴切圆柱投影正方位投影 斜方位投影第13页，讲稿共85张，创作于星期二5、我国常用地图投影、我国常用地图投影在开始在开始GIS建库之前搞清所采用的地图投影非常重要。原因：建库之前搞清所采用的地图投影非常重要。原因：存在投影存在投影变形，或是形状、面形，或是形状、面积、方向、方向 不同的投影有不同的不同的投影有不同的变形形 某种投影决定了它适宜某种某种投影决定了它适宜某种应用。用。对对我我国国来来讲讲，除除1：1000000（及及小小于于此此比比例例尺尺）采采用用Lambert（正正轴轴等等
11、角角割割圆圆锥锥）投投影影外外，其其余余基基本本采采用高斯用高斯-克吕格投影（横轴等角切圆柱）克吕格投影（横轴等角切圆柱）比例尺表明了地比例尺表明了地图数据的数据的详细（精确）程度，因此不同（精确）程度，因此不同比例尺地比例尺地图往往需要采用不同的地往往需要采用不同的地图投影方式。投影方式。第14页，讲稿共85张，创作于星期二 5.1 高斯高斯克吕格投影（克吕格投影（Gauss-Kruger Projection）高斯克吕格投影是由高斯于19世纪20年代拟定，后经克吕格补充而形成的一种地图投影方式。属于横横横横轴轴等角切等角切等角切等角切圆圆柱投影柱投影柱投影柱投影。这种投影是将椭圆柱面套在地
12、球椭球的外面，并与某一子午线相切（此子午线叫中央子午线或中央经线），椭圆柱的中心轴通过地球椭球的中心，然后用等角条件将中央子午线东西两侧各一定经差范围内的地区投影到柱面上，并将此柱面展成平面，即获得高斯投影第15页，讲稿共85张，创作于星期二横轴圆柱投影横轴圆柱投影 高斯高斯克吕格投影克吕格投影第16页，讲稿共85张，创作于星期二xy高斯-克吕格投影原理图第17页，讲稿共85张，创作于星期二高斯投影特征：高斯投影特征：中中央央经线和和赤赤道道投投影影为互互相相垂垂直直的的直直线，且且为投投影影的的对称称轴 投影后无角度投影后无角度变形，即保角投影形，即保角投影 中央中央经线无无长度度变形形 同
13、同一一条条经线上上，纬度度越越低低，变形形越越大大，赤赤道道处最最大大同同一条一条纬线上，离中央上，离中央经线越越远，变形越大；形越大；为了了保保证地地图的的精精度度，采采用用分分带投投影影方方法法，即即将将投投影影范范围的的东西西界界加加以以限限制制，使使其其变形形不不超超过一一定定的的限限度度，这样把把许多多带结合起来，可成合起来，可成为整个区域的投影整个区域的投影 在在6带范范围内，内，长度度变形形线最大不超最大不超过0.14%高斯高斯克吕格投影克吕格投影第18页，讲稿共85张，创作于星期二3度带和度带和6度带度带从从0度开始，自西向度开始，自西向东每每6度分度分为一个投影一个投影带。从
14、从东经1度度30分开始，自西向分开始，自西向东每每3度分度分为一个投影一个投影带。高斯高斯克吕格投影克吕格投影-投影分带投影分带第19页，讲稿共85张，创作于星期二 我国我国1:1万至万至1:50万的地形万的地形图全部采用高斯克全部采用高斯克吕格格投影。投影。1:2.5万至万至1:50万的地形万的地形图，采用，采用6分分带方案，全方案，全球共分球共分为60个投影个投影带；我国位于；我国位于东经72到到136间，共，共含含11个投影个投影带；1:1万比例尺万比例尺图采用采用3分分带方案，全方案，全球共球共120个个带。分割条带号规定：从分割条带号规定：从0 0子午线开始分子午线开始分6 6经度为
15、一带，东半球东经度为一带，东半球东经经3 3、9 9、1515177177分别是分别是1 1、2 2、3 33030条条6 6带的中央子午线，带的中央子午线，然后继续自西向东旋转，每转然后继续自西向东旋转，每转6 6增加带号增加带号1 1。分割分割3 3带原则上与带原则上与6 6带相同，只是从东经带相同，只是从东经1 13030（即（即1.51.5E E）起，）起，每隔每隔3 3带为带为1 1个投影带。个投影带。高斯高斯克吕格投影克吕格投影-投影分带投影分带第20页，讲稿共85张，创作于星期二 在高斯克在高斯克吕格投影上，格投影上，规定以中央定以中央经线为X轴，赤，赤道道为Y轴，两，两轴的交点
16、的交点为坐坐标原点。原点。X坐坐标值在赤道以北在赤道以北为正，以南正，以南为负；Y坐坐标值在中在中央央经线以以东为正，以西正，以西为负。我国在北半球，。我国在北半球，X坐坐标皆皆为正正值。Y坐坐标在中央在中央经线以西以西为负值，运用起来很，运用起来很不方便。不方便。为了避免了避免Y坐坐标出出现负值，通常将各，通常将各带的坐的坐标纵轴西移西移500公里，即将所有公里，即将所有Y值都加都加500公里。公里。高斯高斯克吕格投影克吕格投影-投影分带投影分带第21页，讲稿共85张，创作于星期二5.2 正轴割圆锥投影正轴割圆锥投影-（Lambert投影）投影）这种投影是将一圆锥面套在地球椭球外面，将地球表
17、面上的要素投影到圆锥面上，然后将圆锥面沿某一母线（经线）展开，即获得Lambert投影。这这种种投投影影中中，经经线线为为交交于于一一点点的的直直线线束束，纬纬线线为为同同心心圆圆圆圆弧弧，圆圆心心即即直直线线束束的的交交点点经经线线呈呈辐辐射射状状，为为纵纵向向直直线线，纬纬线线近近似似于于弧形，与经线正交弧形，与经线正交适适用用于于1 1：100100万万（包包括括1 1：100100万万）以以上地形图上地形图第22页，讲稿共85张，创作于星期二误差情况：圆锥与地球相交处为北纬25与北纬47，距离误差随地点纬度不同而不同，在成图范围内北部最大达+4%，南部达3%，中部为-1.8%，面积变形
18、相对误差相比距离相对误差要大一倍。一一幅幅图图可可覆覆盖盖大大片片中中纬纬度度地地区区，可可整整幅幅覆覆盖盖我我国国境境内内领土领土u正轴割圆锥投影（Lambert投影）第23页，讲稿共85张，创作于星期二6、地图投影的选择、地图投影的选择 地图投影将直接影响地图的精度和使用价值。通常地地图投影将直接影响地图的精度和使用价值。通常地图投影对中小比例尺地图影响很大，对于大比例尺地图，图投影对中小比例尺地图影响很大，对于大比例尺地图，则影响很小。一般国家基本比例尺地形图的地图投影选则影响很小。一般国家基本比例尺地形图的地图投影选择是由国家测绘部门制订，不允许随便更改。择是由国家测绘部门制订，不允许
19、随便更改。地图投影的选择主要考虑以下因素：制图区域的范地图投影的选择主要考虑以下因素：制图区域的范围、形状和地理位置；地图的用途、出版方式及其他围、形状和地理位置；地图的用途、出版方式及其他要求等。要求等。第24页，讲稿共85张，创作于星期二 地图投影的选择一般遵循以下地图投影的选择一般遵循以下原则原则：使制使制图区域与投影平面上区域与投影平面上变形小的地方匹配；形小的地方匹配；编制系列制系列图时，经线与与纬线正交正交较好；好；许多地多地图对投影的要求，不投影的要求，不仅是一个或一些是一个或一些专门特征，特征，如等如等积和方位，其他一些投影特性如平行和方位，其他一些投影特性如平行纬线、局部面、
20、局部面积变形和直角坐形和直角坐标，也很重要。，也很重要。第25页，讲稿共85张，创作于星期二 世界地图的投影：保证全球整体变形不大，多圆锥投影，任意伪圆柱世界地图的投影：保证全球整体变形不大，多圆锥投影，任意伪圆柱投影等。投影等。半球地图的投影：东西半球有横轴等面积（等角）方位投影；南北半球半球地图的投影：东西半球有横轴等面积（等角）方位投影；南北半球有正轴等面积（等角、等距离）方位投影。有正轴等面积（等角、等距离）方位投影。各大洲地图的投影：各洲都选用了斜轴等面积方位投影，此外，亚洲和各大洲地图的投影：各洲都选用了斜轴等面积方位投影，此外，亚洲和北美洲（北美洲（彭纳投影）、欧洲和大洋州（正轴
21、等圆锥投影）、南美洲（桑逊彭纳投影）、欧洲和大洋州（正轴等圆锥投影）、南美洲（桑逊投影）。投影）。我国各种地图投影：全国地图（各种投影，我国各种地图投影：全国地图（各种投影，lambert投影居多）、分投影居多）、分省区地图（各种投影，高斯克吕格投影最多）、大比例尺地形省区地图（各种投影，高斯克吕格投影最多）、大比例尺地形图（高斯克吕格投影）。图（高斯克吕格投影）。地图投影的选择地图投影的选择第26页，讲稿共85张，创作于星期二 地理信息系统的处理对象地理信息系统的处理对象空间信息需要有共空间信息需要有共同的地理坐标和平面系统；对于不同来源的地理同的地理坐标和平面系统；对于不同来源的地理信息，
22、需要统一在同一个地理定位框架内。信息，需要统一在同一个地理定位框架内。6、地图投影的选择、地图投影的选择第27页，讲稿共85张，创作于星期二 地理信息系统中地理信息系统中地图投影配置的一般原则地图投影配置的一般原则 所配置的投影系所配置的投影系统应与相与相应比例尺的国家基本比例尺的国家基本图（基本（基本比例尺地形比例尺地形图、基本省区、基本省区图或国家大地或国家大地图集）投影系集）投影系统一一致；致；系系统一般只考一般只考虑至多采用两种投影系至多采用两种投影系统，一种服，一种服务于大比例尺的数据于大比例尺的数据处理与理与输入入输出，另一种服出，另一种服务于中于中小比例尺；小比例尺；所用投影所用
23、投影应能与网格坐能与网格坐标系系统相适相适应，即所采用的网，即所采用的网格系格系统(特特别是一是一级网格网格)在投影在投影带中中应保持完整。保持完整。6、地图投影的选择、地图投影的选择第28页，讲稿共85张，创作于星期二7 7、地图的分幅和编号、地图的分幅和编号 我国基本比例尺地形我国基本比例尺地形图有有1:1万、万、1:2.5万、万、1:5万、万、1:10万、万、1:20万、万、1:50万和万和1:100万七种。大于等于万七种。大于等于1:10万的称万的称为大比例尺地大比例尺地图；1:10万至万至1:100万地称万地称为中比例尺地中比例尺地图；小于；小于1:100万的称万的称为小比例尺地小比
24、例尺地图。由于一个国家范由于一个国家范围很大，因此不可能用一幅地很大，因此不可能用一幅地图来来描述，因此地描述，因此地图的分幅和的分幅和编号就非常重要。号就非常重要。目前，我国采用的地形目前，我国采用的地形图分幅方案是以分幅方案是以1:100万万地形地形图为基准的，按照相同的基准的，按照相同的经差和差和纬差定差定义其他其他更大比例尺地形更大比例尺地形图的分幅。的分幅。第29页，讲稿共85张，创作于星期二 1:100万地形万地形图分幅：分幅：纬度在度在060之之间，经差差6，纬差差4 纬度在度在6076之之间，经差差12，纬差差4 纬度在度在7680之之间，经差差24，纬差差4 分幅是根据不同比
25、例尺分幅是根据不同比例尺对每一分幅每一分幅图编号，每一分幅号，每一分幅图给一个固定的号一个固定的号码，相互不能重复，以便确，相互不能重复，以便确认。分。分幅幅编号需要有一定的系号需要有一定的系统性，不能太任意。性，不能太任意。不同比例尺有不同的不同比例尺有不同的编号方法，号方法，请大家在大家在课后参照参后参照参考考书学学习。7 7、地图的分幅和编号、地图的分幅和编号第30页，讲稿共85张，创作于星期二思考题 阅读地图投影方面的材料如果你拿到一幅数字地形图，如何了解地图是否已经经过投影？是否可以忽略投影方式？第31页，讲稿共85张，创作于星期二 新：新：在在GIS中，空中，空间数据是一个重要的部
26、分。整个数据是一个重要的部分。整个GIS都是都是围绕空空间数据的采集、加工、存数据的采集、加工、存储、分析和表、分析和表现展开的。而原展开的。而原始空始空间数据本身通常在数据数据本身通常在数据结构、数据构、数据组织、数据表达上和用、数据表达上和用户自己的信息系自己的信息系统不一致，就需要不一致，就需要对原始数据原始数据进行行转换与与处理，理，如投影如投影变换，不同数据格式之，不同数据格式之间的相互的相互转换，以及数据的裁切、，以及数据的裁切、拼接等拼接等处理。以上所述的各种数据理。以上所述的各种数据转换与与处理均可以利用理均可以利用ArcToolbox中的工具中的工具实现。第32页，讲稿共85
27、张，创作于星期二操作内容操作内容1.投影投影变换2.数据格式数据格式转换3.数据数据处理理第33页，讲稿共85张，创作于星期二4.1 投影变换 由于数据源的多由于数据源的多样性，当数据性，当数据与所研究、分析与所研究、分析问题的空的空间参考参考系系统（坐（坐标系系统、投影方式）不、投影方式）不一致一致时，就需要，就需要对数据数据进行投影行投影变换。同。同样，在，在对本身有投影信本身有投影信息的数据采集完成息的数据采集完成时，为了保了保证数据的完整性和易交数据的完整性和易交换性，要性，要对数据定数据定义投影。投影。图图4.1 投影变换工具投影变换工具第34页，讲稿共85张，创作于星期二4.1 投
28、影变换 18000 16000W 14000W 12000W 10000W 8000W4000N3000N2000N1000N00090008000N7000N6000N5000N图4.2（a）地理坐标系下的经纬网第35页，讲稿共85张，创作于星期二4.1 投影变换 18000 16000W 14000W 12000W 10000W 8000W8000N7000N6000N5000N4000N3000N2000N图4.2（b）投影坐标系下的经纬网第36页，讲稿共85张，创作于星期二4.1 投影变换4.1.1 定定义投影投影 定定义投影（投影（Define Projection），指按照地），指
29、按照地图信息信息源原有的投影方式，源原有的投影方式，为数据添加投影信息。在数据添加投影信息。在ArcGIS中利用中利用Data Management Tools工具箱工具箱,Projections and Transformations工具集中的工具集中的Define Projection命令，能命令，能够为数据定数据定义投影。投影。第37页，讲稿共85张，创作于星期二图图4.4 Spatial Reference4.4 Spatial Reference属性对话框属性对话框图图4.3 Define Projection对话框对话框图标 单击第38页，讲稿共85张，创作于星期二定义投影定义投影
30、第39页，讲稿共85张，创作于星期二小节练习小节练习将文件将文件夹中的中国和世界地中的中国和世界地图进行投影定行投影定义:使用使用select为中国地中国地图选择一个投影。比如：北京一个投影。比如：北京54的某一个的某一个带。使用使用import为世界地世界地图导入中国地入中国地图的投影坐的投影坐标。使用使用new为中国地中国地图新建一个坐新建一个坐标系系统（如下（如下页图示）。示）。参考理论文件：参考理论文件：1 1 2 2 3 3第40页，讲稿共85张，创作于星期二第41页，讲稿共85张，创作于星期二4.1 投影变换4.1.2 投影投影变换 投投影影变换（Project）是是将将一一种种地
31、地图投投影影转换为另另一一种种地地图投投影影，主主要要包包括括投投影影类型型、投投影影参参数数或或椭球球体体等等的的改改变。在在ArcToolbox的的Data Management Tools工工具具箱箱,Projections and Transformations工工具具集集中中分分为栅格格和和要要素素类两两种种类型型的的投投影影变换，其中，其中对栅格数据格数据进行投影行投影变换时，要，要进行重采行重采样。第42页，讲稿共85张，创作于星期二4.1 投影变换 1.栅格（格（Raster）数据的投影）数据的投影变换：利用：利用Data Management Tools工具箱工具箱,Proj
32、ections and Transformations中中Raster工具集工具集,Project Raster命令命令对栅格数据格数据进行投影行投影变换。图图4.5 Project 4.5 Project Raster对话框对话框第43页，讲稿共85张，创作于星期二4.1 投影变换2.要素要素类（Feature）数据的投影）数据的投影变换：利用：利用Data Management Tools工具箱工具箱,Projections and Transformations中的中的Feature工具集工具集,Project命令，命令，对矢量数据矢量数据进行投影行投影变换。图图4.6 Project对
33、对话框话框第44页，讲稿共85张，创作于星期二要素类的数据投影变换：要素类的数据投影变换：要素类的数据投影变换：要素类的数据投影变换：和前面不同的是生成新的图层和前面不同的是生成新的图层和前面不同的是生成新的图层和前面不同的是生成新的图层投影变换投影变换要素类要素类以世界地图为例试验以世界地图为例试验第45页，讲稿共85张，创作于星期二投影变换投影变换栅格类栅格类栅格类的数据投影变换：栅格类的数据投影变换：栅格类的数据投影变换：栅格类的数据投影变换：关键是定义重采样方式和输出栅格的大关键是定义重采样方式和输出栅格的大关键是定义重采样方式和输出栅格的大关键是定义重采样方式和输出栅格的大小小小小以
34、土地利用以土地利用地图为例试验地图为例试验第46页，讲稿共85张，创作于星期二栅格数据的重采样栅格数据的重采样栅格数据的重采格数据的重采样主要基于三种方法：最主要基于三种方法：最邻近采近采样（NEAREST），双），双线性性ILINEAR）和三次卷）和三次卷积采采样（CUBIC）。）。（1）.最最邻近采近采样：它用：它用输入入栅格数据中最格数据中最临近近栅格格值作作为输出出值。因此，在重采。因此，在重采样后的后的输出出栅格中的每个格中的每个栅格格值,都是都是输入入栅格数据中真格数据中真实存在而未加任何改存在而未加任何改变的的值。这种方法种方法简单易用，易用，计算量小，重采算量小，重采样的的速度
35、最快。速度最快。（2）.双双线性采性采样：此重采：此重采样法取待采法取待采样点（点（x，y）点周）点周围四个四个邻点，在点，在y方向（或方向（或X方向）内插两次，再在方向）内插两次，再在x方向方向（或（或y方向）内插一次，得到（方向）内插一次，得到（x，y）点的）点的栅格格值。（3）.三次卷三次卷积采采样：这是是进一步提高内插精度的一种方法。它的基本思想是增加一步提高内插精度的一种方法。它的基本思想是增加邻点来点来获得最佳得最佳插插值函数。取待函数。取待计算点周算点周围相相邻的的16个点，与双个点，与双线性采性采样类似，可先在某一方向上内插，如先在似，可先在某一方向上内插，如先在x方向上，每四
36、方向上，每四个个值依次内插四次，再根据四次的依次内插四次，再根据四次的计算算结果在果在y方上内插，最方上内插，最终得到内插得到内插结果。果。第47页，讲稿共85张，创作于星期二4.1 投影变换4.1.3 数据数据变换 数据数据变换是指是指对数据数据进行行诸如放大、如放大、缩小、翻小、翻转、移、移动、扭曲等几何、扭曲等几何位置、形状和方位的改位置、形状和方位的改变等的操作。等的操作。对矢量数据的相矢量数据的相应操作在操作在ArcMap中中Editor工具条的若干工具工具条的若干工具实现（详见第三章）。而第三章）。而栅格数据的相格数据的相应操作操作则集中于集中于ArcToolbox的的Data M
37、anagement Tools工具箱工具箱Projections and Transformations中的中的Raster工具集中，以下分工具集中，以下分别就就栅格数据的翻格数据的翻转（Flip）、）、镜像（像（Mirror）、重）、重设比例尺（比例尺（Rescale）、旋）、旋转（Rotate）、移）、移动（Shift）和扭）和扭曲（曲（Warp）等分）等分别介介绍。第48页，讲稿共85张，创作于星期二4.1 投影变换1.翻翻转（Flip）：是指将）：是指将栅格数据沿着通格数据沿着通过数数据中心点的水平据中心点的水平轴线，将数据将数据进行上下翻行上下翻转。利用利用Flip命令，命令，对数据
38、数据进行翻行翻转。图图4.7 FlipFlip对对话框话框翻转图图4.8 翻转（翻转（FlipFlip）的图解表达）的图解表达第49页，讲稿共85张，创作于星期二4.1 投影变换2.镜像（像（Mirror）：是指）：是指将将栅格数据沿着通格数据沿着通过数数据中心点的垂直据中心点的垂直轴线，将数据将数据进行左右翻行左右翻转。利用利用Mirror命令，命令，对数据数据进行行镜像。像。图图4.10 镜镜像像（Mirror）的的图图解解表表达达镜像图图4.9 Mirror对对话框话框第50页，讲稿共85张，创作于星期二4.1 投影变换3.重重设比例尺（比例尺（Rescale）：是指将）：是指将栅格数据
39、格数据按照指定比例分按照指定比例分别沿沿X轴和和Y轴放大或放大或缩小。小。Rescale命令，命令，对数据数据重重设比例尺。比例尺。重设比例尺图图4.12 重设比例尺（重设比例尺（Rescale）的图解表达）的图解表达图图4.11 Rescale对对话框话框第51页，讲稿共85张，创作于星期二4.1 投影变换4.旋旋转（Rotate）：是）：是指将指将栅格数据沿着指格数据沿着指定的中心点旋定的中心点旋转指定指定的角度。利用的角度。利用Rotate命令，命令，对数据数据进行行旋旋转。图图4.13 Rotate对对话框话框 旋转图图4.14 旋转（旋转（Rotate）的图解表达）的图解表达第52页
40、，讲稿共85张，创作于星期二4.1 投影变换5.移移动（Shift）：是指将）：是指将栅格数据分格数据分别沿沿X轴和和Y轴移移动指定的距离。指定的距离。利用利用Shift命令，命令，对数数据据进行移行移动。图图4.15 Shift对对话框话框移动图图4.16 移动（移动（Shift）的图解表达）的图解表达第53页，讲稿共85张，创作于星期二4.1 投影变换6.扭曲（扭曲（Warp）：）：是指将是指将栅格数格数据通据通过输入的入的控制点控制点进行多行多项式式变换。利。利用用Warp命令，命令，对数据数据进行扭行扭曲曲变换。图图4.17 Warp对话框对话框 原数据一次多项式二次多项式三次多项式图
41、图4.18 扭曲（扭曲（Warp）的图解表达）的图解表达第54页，讲稿共85张，创作于星期二数据变换数据变换针对栅格类针对栅格类翻转，镜像，重设比例尺，旋转，移动，扭曲。以土地利用以土地利用地图为例试验地图为例试验第55页，讲稿共85张，创作于星期二4.2 数据格式转换数据格式转换 空空间数据的来源有很多，如地数据的来源有很多，如地图、工程工程图、规划划图、照片、航空与遥、照片、航空与遥感影像等，因此空感影像等，因此空间数据也有多种数据也有多种格式。根据格式。根据应用需要，用需要，对数据的格数据的格式要式要进行行转换。转换是数据是数据结构之构之间的的转换，而数据，而数据结构之构之间的的转化化又
42、包括同一数据又包括同一数据结构不同构不同组织形式形式间的的转换和不同数据和不同数据结构构间的的转换。其中，不同数据其中，不同数据结构构间的的转换主要主要包括矢量到包括矢量到栅格数据的格数据的转换和和栅格格到矢量数据的到矢量数据的转换。图图4.19 数据格式转换工具数据格式转换工具第56页，讲稿共85张，创作于星期二4.2 数据格式转换数据格式转换 基于文件的空基于文件的空间数据数据类型包括型包括对多种多种GIS数据格式的支持，数据格式的支持，如如coverage，shapefile，grid，image和和TIN。Geodatabase数数据模型也可以在数据据模型也可以在数据库中管理同中管理同
43、样的空的空间数据数据类型。型。基于文件的空基于文件的空间数据数据基于数据基于数据库的空的空间数据数据CoveragesOracleShapefilesOracle with SpatialGridsDB2 with its Spatial TypeTINsInformix with its Spatial TypeImages（各种格式的）（各种格式的）SQL ServerVector Product Format(VPF)filesPersonal Geodatabases（微（微软的的Access）CAD 文件文件 表（各种格式的）表（各种格式的）表表1 ArcGIS 中的数据类型中的数据
44、类型第57页，讲稿共85张，创作于星期二4.2 数据格式转换数据格式转换4.2.1 数据数据结构构转换 地理信息系地理信息系统的空的空间数据数据结构主要有构主要有栅格格结构和矢量构和矢量结构，构，这两种数据两种数据结构是模构是模拟地理信息的两种不同的方法。在地理信地理信息的两种不同的方法。在地理信息系息系统中中栅格数据与矢量数据各具特点与适用性，格数据与矢量数据各具特点与适用性，为了在一个了在一个系系统中可以兼容中可以兼容这两种数据，以便有利于两种数据，以便有利于进一步的分析一步的分析处理，理，常常需要常常需要实现两种两种结构的构的转换。第58页，讲稿共85张，创作于星期二4.2 数据格式转换
45、数据格式转换1.栅格数据向矢量数据的格数据向矢量数据的转换 栅格向矢量格向矢量转换处理的目的，是理的目的，是为了将了将栅格数据分析的格数据分析的结果，果，通通过矢量矢量绘图装置装置输出，或者出，或者为了数据了数据压缩的需要，将大量的的需要，将大量的面状面状栅格数据格数据转换为由少量数据表示的多由少量数据表示的多边形形边界，但是主要界，但是主要目的是目的是为了能将自了能将自动扫描描仪获取的取的栅格数据加入矢量形式的数格数据加入矢量形式的数据据库。由由栅格数据可以格数据可以转换为3种不同的矢量数据，分种不同的矢量数据，分为点状、点状、线状和状和面状的矢量数据面状的矢量数据。但。但转换操作大同小异，
46、例如利用操作大同小异，例如利用Conversion Tools工具箱，工具箱，From Raster 工具集中的工具集中的 Raster to Polygon命令，命令，可将可将栅格数据格数据转换成面状矢量数据。成面状矢量数据。第59页，讲稿共85张，创作于星期二4.2 数据格式转换数据格式转换图图4.21 Raster to Polygon的图解表达的图解表达图图4.20 Raster to Polygon对话框对话框第60页，讲稿共85张，创作于星期二4.2 数据格式转换数据格式转换2.矢量数据向矢量数据向栅格数据的格数据的转换 矢量数据直接用于多种数据的复合分析等矢量数据直接用于多种数据
47、的复合分析等处理将比理将比较复复杂，特，特别是不同数据要在位置上一一配准，是不同数据要在位置上一一配准，寻找交点并找交点并进行分析。相比之下利用行分析。相比之下利用栅格数据模式格数据模式进行行处理理则容易容易得多。加之土地覆盖和土地利用等数据常常从遥感得多。加之土地覆盖和土地利用等数据常常从遥感图像像中中获得，得，这些数据都是些数据都是栅格数据，因此矢量数据与它格数据，因此矢量数据与它们的叠置复合分析更需要把其从矢量数据的形式的叠置复合分析更需要把其从矢量数据的形式转变为栅格数据的形式。格数据的形式。利用利用Conversion Tools工具箱，工具箱，To Raster 工具集中的工具集中
48、的Feature to Raster命令，可将矢量数据命令，可将矢量数据转换成成栅格数据格数据。第61页，讲稿共85张，创作于星期二4.2 数据格式转换数据格式转换图图4.23 Feature to Raster图解表达图解表达图图4.22 Feature to Raster对话框对话框第62页，讲稿共85张，创作于星期二4.2 数据格式转换数据格式转换4.2.2 数据格式数据格式转换1.CAD数据的数据的转换 CAD数据是一种常用的数据数据是一种常用的数据类型，例如大多型，例如大多数的工程数的工程图、规划划图都是都是CAD格式。格式。ArcGIS中中的要素的要素类，Shapefile数据可以
49、数据可以转换成成CAD数据，数据，CAD数据也可以数据也可以转换成要素成要素类和地理数据和地理数据库。第63页，讲稿共85张，创作于星期二4.2 数据格式转换数据格式转换（1）数据）数据输出出CAD格式：将要素格式：将要素类或者要素或者要素层转换成成CAD数据。数据。可利用可利用Conversion Tools工具箱，工具箱，To CAD 工具集中的工具集中的Export to CAD命令。命令。图图4.24 Export to CAD对话框对话框第64页，讲稿共85张，创作于星期二4.2 数据格式转换数据格式转换（2）CAD的的输入入转换：将：将CAD数据数据转换成要素成要素类和数据表。可和
50、数据表。可利用利用Conversion Tools工具箱，工具箱，To Geodatabase 工具集中的工具集中的Import to CAD命令。命令。图图4.25 Import to CAD对话框对话框第65页，讲稿共85张，创作于星期二4.2 数据格式转换数据格式转换2 栅格数据与格数据与ASCII文件之文件之间的的转换（1）栅格数据向格数据向ASCII文件的文件的转换 利用利用Conversion Tools工具箱，工具箱，From Raster 工具集中的工具集中的Raster to ASCII 命令，可命令，可实现由由栅格数据向格数据向ASCII文件文件的的转换。图图4.26 Ra