土地信息系統(tǒng)

1、土地信息系統(tǒng)土地信息系統(tǒng)題型：名解（題型：名解（54′=20′54′=20′）簡答（簡答（65′=30′65′=30′）綜合（綜合（50′50′：上機(jī)：上機(jī)25′25′、土地信息系統(tǒng)設(shè)計土地信息系統(tǒng)設(shè)計25′25′）一、緒論一、緒論1、信息：用數(shù)字、文字、符號、語言等介質(zhì)來表示事件、事物、現(xiàn)象等的內(nèi)容、數(shù)量或特征，以便向人們（或系統(tǒng)）提供關(guān)于現(xiàn)實世界新的事實知識，作為生產(chǎn)、管理、經(jīng)營、分析和決策的依據(jù)。2、土地信息：指一切有關(guān)土地的自然

2、、社會、經(jīng)濟(jì)屬性和土地管理內(nèi)容的數(shù)字、文字、符號、語言、圖形及圖像的總稱。3、土地信息系統(tǒng)（LIS）：是以土地空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在計算機(jī)軟硬件的支持下，對土地相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示，并采用空間模型分析方法，適時提供多種空間和動態(tài)的土地信息并應(yīng)用和傳播土地信息，為決策服務(wù)而建立起來的計算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。4、土地信息系統(tǒng)的功能：為地籍管理、土地定級估價、土地利用動態(tài)監(jiān)測、土地利用規(guī)劃管理、建設(shè)用地管理、土地評價、耕地保護(hù)

3、、土地監(jiān)察、土地整理、土地檔案資料管理和統(tǒng)計分析等業(yè)務(wù)的提供技術(shù)支持。主要包括：（1）數(shù)據(jù)采集、檢驗與編輯；（2）數(shù)據(jù)格式化、轉(zhuǎn)換、概化；（3）數(shù)據(jù)的存儲與組織；（4）查詢、統(tǒng)計、計算；（5）空間分析；（6）顯示。二、土地信息技術(shù)基礎(chǔ)二、土地信息技術(shù)基礎(chǔ)1、編碼：編碼將經(jīng)過分類的信息用適當(dāng)?shù)臄?shù)碼來表示，也成代碼化。2、土地信息空間參考系：主要指大地參考系，用數(shù)學(xué)方法來定義地面實體在通用坐標(biāo)系中的絕對位置和大小，即用地面實體到原點或坐標(biāo)軸

4、的距離、與坐標(biāo)軸或起始線的夾角在投影面的大小來表示。主要有：（1）地球橢球（2）地理坐標(biāo)系（3）空間大地直角坐標(biāo)系（4）平面直角坐標(biāo)系（5）高程參考系統(tǒng)3、高程參考系統(tǒng)是以大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)建立。我國采用黃海平均海水面56、85高程系。4、在地圖學(xué)中，地圖投影就是指建立地球表面上的點與投影平面上點之間的一一對應(yīng)關(guān)系。地圖投影分類：（1）按地圖投影變形性質(zhì)分類：等角投影、等積投影、任意投影、等距投影（2）按構(gòu)成方法分類：幾何投影和非幾何投影

5、（3）按投影面積與地球相割或相切分類：割投影、切投影高斯——克呂格投影是一種橫軸等角切橢圓柱投影；Lambert投影是正軸等角割圓錐投影。5、地圖有兩種分幅形式，即矩形分幅和經(jīng)緯線分幅（梯形分幅）。其中，經(jīng)緯線分幅是小比例尺分幅地圖所采用的主要分幅形式。地圖的圖號構(gòu)成地圖的圖號構(gòu)成圖幅大小比例尺經(jīng)差緯差分幅示例1：100萬64J501：50萬321幅1：100萬圖分成4幅J50B0010021：25萬130″11幅1：100萬圖分成16

6、幅J50C0030031：10萬30′20′1幅1：100萬圖分成144幅J50D0100101：5萬15′10′1幅1：100萬圖分成576幅J50E0170161：2.5萬7′30″5′1幅1：100萬圖分成2304幅J50F0420021：1萬3′45″2′30″1幅1：100萬圖分成9216幅J50G0930041：50001′52.5″1′15″1幅1：100萬圖分成36864幅J50G093004三、數(shù)據(jù)的輸入與輸出技術(shù)三、

7、數(shù)據(jù)的輸入與輸出技術(shù)1、土地數(shù)據(jù)的基本特征：（1）屬性特征（非定位數(shù)據(jù)）；（2）空間特征（定位數(shù)據(jù)）；（3）時間特征（時間尺度）。土地數(shù)據(jù)分為三種類型：空間特征數(shù)據(jù)（定位數(shù)據(jù)）、時間屬性數(shù)據(jù)（尺度數(shù)據(jù)）和專題屬性數(shù)據(jù)（非定位數(shù)據(jù)）。屬性特征數(shù)據(jù)和時間屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)稱為非空間特征數(shù)據(jù)。2、獲取數(shù)據(jù)是建立數(shù)據(jù)庫的最初的工作，非數(shù)字信息必須轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式才能被計算機(jī)接受。土地信息系統(tǒng)將信息分成空間信息和屬性信息兩大類，獲取數(shù)據(jù)的途徑主要有5種：（

8、1）野外實地測量（2）攝影測量（3）現(xiàn)場專題考察與調(diào)查（4）社會調(diào)查與統(tǒng)計（5）利用已有資料。3、數(shù)據(jù)輸入的方式、方法：（1）空間數(shù)據(jù)輸入：輸入方法可以采用數(shù)字化儀、掃描儀、攝影測量儀以及測量全站型速測儀、GPS接收機(jī)等能以數(shù)字形式自動記錄測量數(shù)據(jù)的測量儀器。選擇哪種輸入方法需根據(jù)應(yīng)用圖形數(shù)據(jù)的方式、圖形數(shù)據(jù)的類型、現(xiàn)在設(shè)備狀況、人力資源狀況和經(jīng)濟(jì)狀況等因素綜合考慮，可以選用單一方法或幾種方法結(jié)合起來輸入所需要的圖形數(shù)據(jù)。（2）屬性數(shù)據(jù)

9、輸入：在輸入空間數(shù)據(jù)時雖然可以直接在圖形實體上附加特征編碼，但是當(dāng)數(shù)據(jù)量較大時，這種交互輸入的效率就太低了。因此，可以用特定的程序把屬性與已數(shù)字化的點、線、面空間實體連接起來。這種只要求空間實體帶有唯一性的識別符即可，除了用程序自動生成以外，識別符也可以用手工來輸入。4、數(shù)據(jù)輸出與表達(dá)的方式：數(shù)據(jù)的輸出形式可以分為三種：硬拷貝、軟拷貝和電子輸出。硬拷貝輸出是永久顯示，信息被打印在紙上、攝影膠片上或類似的材料上，地圖和表格通常用這種格式輸

10、出。軟拷貝是一種能在計算機(jī)屏幕上觀察的輸出方式。這種輸出可以是黑白或彩色方式輸出的文本或圖形，它用于操作員與計算機(jī)之間的交互操作和正式硬拷貝之前對數(shù)據(jù)的瀏覽。軟拷貝一般不用作最后輸出，因為它的尺寸大小及當(dāng)屏幕影像被照相或電子獲取時有質(zhì)量損失。電子輸出是由計算機(jī)兼容文件組成的輸出方法，通常用于計算機(jī)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳遞、進(jìn)一步分析或帶往遠(yuǎn)地產(chǎn)生硬拷貝輸出之用。5、數(shù)據(jù)質(zhì)量：空間位置、專題特性以及時間是表達(dá)現(xiàn)實世界空間變化的三個基本要素。數(shù)據(jù)

11、質(zhì)量則是空間數(shù)據(jù)在表達(dá)這三個基本要素時，所能夠達(dá)到的準(zhǔn)確性、一致性、完整性以及它們?nèi)咧g統(tǒng)一性的程度?？臻g數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要素：（1）數(shù)據(jù)情況說明（2）位置精度或稱定位精度（3）屬性精度（4）時間精度（5）邏輯一致性（6）數(shù)據(jù)完整性（7）表達(dá)形式的合理性。6、空間數(shù)據(jù)源誤差的來源：數(shù)據(jù)處理過程誤差來源數(shù)據(jù)搜集野外測量誤差：儀器誤差、記錄誤差遙感數(shù)據(jù)誤差：輻射和幾何糾正誤差、信息提取誤差地圖數(shù)據(jù)誤差：原始數(shù)據(jù)誤差、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、制圖綜合及印刷數(shù)

12、據(jù)輸入數(shù)字化誤差：儀器誤差、操作誤差不同系統(tǒng)格式轉(zhuǎn)換誤差：柵格矢量轉(zhuǎn)換、三角網(wǎng)等值線轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存儲數(shù)值精度不夠空間精度不夠：每個格網(wǎng)點太大、地圖最小制圖單元太大數(shù)據(jù)處理分類間隔不合理多層數(shù)據(jù)疊合引起的誤差傳播：插值誤差、多源數(shù)據(jù)綜合分析誤差比例尺太小引起的誤差數(shù)據(jù)輸出輸出設(shè)備不精確引起的誤差輸出的媒介不穩(wěn)定造成的誤差數(shù)據(jù)使用對數(shù)據(jù)所包含的信息的誤解對數(shù)據(jù)信息使用不當(dāng)（1）地圖數(shù)據(jù)：地圖固有誤差、材料變形產(chǎn)生的誤差、圖形數(shù)字化誤差（2）遙感

13、數(shù)據(jù)：遙感儀器的觀測過程、遙感圖像處理和解譯的過程（3）測量數(shù)據(jù)：系統(tǒng)誤差、操作誤差、偶然誤差7、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的方法：數(shù)據(jù)質(zhì)量控制是個復(fù)雜的過程，要控制數(shù)據(jù)質(zhì)量應(yīng)從數(shù)據(jù)質(zhì)量產(chǎn)生和擴(kuò)散的所有過程和環(huán)節(jié)入手，分別用一定的方法減少誤差。空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制常見的方法有：（1）傳統(tǒng)的手工方法傳統(tǒng)的手工方法：主要是將數(shù)字化數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)源進(jìn)行比較，圖形部分的檢查包括目視方法、繪制到透明圖上與原圖疊加比較，屬性部分的檢查采用與原屬性逐個對比或其他比較方

14、法。（2）元數(shù)據(jù)方法元數(shù)據(jù)方法：通過跟蹤元數(shù)據(jù)可以了解數(shù)據(jù)質(zhì)量的狀況和變化。（3）地理相關(guān)法地理相關(guān)法：用空間數(shù)據(jù)的地理特征要素自身的相關(guān)性來分析數(shù)據(jù)的質(zhì)量。8、空間數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)：是關(guān)于數(shù)據(jù)的描述性數(shù)據(jù)信息，它描述了數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)和環(huán)境。數(shù)據(jù)字典：又稱系統(tǒng)目錄，是數(shù)據(jù)庫的元數(shù)據(jù)，它描述數(shù)據(jù)庫的整體結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)內(nèi)容和定義等。四、土地數(shù)據(jù)庫四、土地數(shù)據(jù)庫1、數(shù)據(jù)庫：是數(shù)據(jù)組織和存儲的高級形式，是具有特定聯(lián)系的多種類型的記錄集合。其數(shù)據(jù)組織常分

15、為字段、記錄、文件和數(shù)據(jù)庫四級。是集中、統(tǒng)一地保存和管理某一信息系統(tǒng)或某一領(lǐng)域內(nèi)有用信息數(shù)據(jù)的計算機(jī)系統(tǒng)。空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：是指能夠?qū)Υ鎯Φ牡乩砜臻g數(shù)據(jù)進(jìn)行語義和邏輯的定義，提供必需的空間數(shù)據(jù)查詢檢索和存取功能，以及能夠?qū)臻g數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的維護(hù)和更新的一套軟件系統(tǒng)。2、空間數(shù)據(jù)模型有四種：層次模型、網(wǎng)絡(luò)模型、關(guān)系模型和面向?qū)ο竽Ｐ汀?、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：是指空間數(shù)據(jù)的邏輯關(guān)系和數(shù)據(jù)表示。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可分為三類：矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、矢量柵格

16、一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。（1）矢量數(shù)據(jù)組織方式：完整多邊形結(jié)構(gòu)、二元獨立地圖編碼結(jié)構(gòu)、弧—結(jié)點結(jié)構(gòu)、Polyvrt數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關(guān)系結(jié)構(gòu)、矢量數(shù)據(jù)拓?fù)潢P(guān)系的自動建立。（2）柵格數(shù)據(jù)組織方式：游程長度編碼、四叉樹結(jié)構(gòu)。4、柵格數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)比較分析：柵格數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)是兩種表示土地信息的方法，前者屬性明顯，位置隱含，而后者位置明顯，屬性隱含。它們都有自己獨特的優(yōu)勢，都是有效地表示土地信息的方法。其優(yōu)缺點如下：（1）柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)點：①結(jié)構(gòu)簡單；②空間

17、數(shù)據(jù)的疊置與組合十分方便；③空間分析易于進(jìn)行；④數(shù)學(xué)模擬方便；⑤技術(shù)開發(fā)費用低。缺點：①圖形數(shù)據(jù)量大；②難以建立網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系；③地圖輸出不精美。（2）矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)點：①結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，數(shù)據(jù)量??；②能完整地描述拓?fù)潢P(guān)系；③圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的恢復(fù)、更新和綜合都能實現(xiàn)；④圖形輸出精確美觀。缺點：①結(jié)構(gòu)復(fù)雜，處理技術(shù)也復(fù)雜；②圖形疊置與圖形組合很困難；③繪圖費用高，尤其高質(zhì)量繪圖；④數(shù)學(xué)模擬和空間分析極困難。三種常用的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型比較三種常用的傳

18、統(tǒng)數(shù)據(jù)模型比較數(shù)據(jù)模型優(yōu)點缺點層次模型1、易于理解、更新與擴(kuò)充2、通過關(guān)鍵字?jǐn)?shù)據(jù)訪問易于實現(xiàn)3、事先知道全部可能的查詢結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)檢取方便1、訪問限于自上而下的路徑，不夠靈活2、大量索引文件需要維護(hù)3、一些屬性值重復(fù)多次，導(dǎo)致數(shù)據(jù)冗余，存儲和訪問的開銷增加網(wǎng)絡(luò)模型1、空間特征及其坐標(biāo)數(shù)據(jù)易于連接2、在很復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中搜索，有環(huán)路指針是一種很有效的方法3、避免數(shù)據(jù)冗余，已有數(shù)據(jù)可充分使用1、間接的指針使數(shù)據(jù)庫擴(kuò)大，在復(fù)雜的系統(tǒng)中可能占據(jù)數(shù)