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第 5 章 GIS 数据获取（第 1 讲）

第 5 章 GIS 数据获取（第 1 讲）. 教学内容： 5.1 现有的地理信息系统数据 5.2 元数据 5.3 现有数据的转换 5.4 创建新数据 教学时间： 2 课时 教学目的： 1 、让学生初步了解掌握目前已有的 GIS 数据的来源，为今后 GIS 数据获取创造条件； 2 、了解和掌握 GIS 元数据的概念、内容及初步应用，了解 GIS 元数据应用的意义 3 、让学生掌握现在数据的转换方法及具体操作过程； 4 、让学生初步了解和掌握创建新的地理数据的数据源及不同的创建方法与应用；

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第 5 章 GIS 数据获取（第 1 讲）

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Presentation Transcript

  1. 第5章 GIS数据获取（第1讲） 教学内容： 5.1现有的地理信息系统数据 5.2元数据 5.3现有数据的转换 5.4创建新数据 教学时间：2课时 教学目的： 1、让学生初步了解掌握目前已有的GIS数据的来源，为今后GIS数据获取创造条件； 2、了解和掌握GIS元数据的概念、内容及初步应用，了解GIS元数据应用的意义 3、让学生掌握现在数据的转换方法及具体操作过程； 4、让学生初步了解和掌握创建新的地理数据的数据源及不同的创建方法与应用； 5、通过课堂实践，让学生学会灵活的数据转换方法及数据创建过程与操作方法。

  2. 教学重点： 教会学生如何获取现有的GIS数据的方法与手段 数据转换，扫描数字化，屏幕数字化 教学难点：GIS元数据 数字化仪数字化 教学方法：讲授法 多媒体教学法 实训法

  3. 引言 UGIS项目中费用最大的部分是数据库建设。将纸质地图转化为数字地图通常是数据库建设的第一步，但是近年来随着数字化数据交换中心在互联网上的开放，这种状况已经发生变化。现在在决定创建新的数据前，可先看看公共领域有什么资料可以提供。

  4. 5.1Existing GIS Data Federal Geographic Data Committee http://www.fgdc.gov/ Geospatial One-stop http://www.geodata.gov/ U.S. Geological Survey: National Map http://geography.usgs.gov/ National Land Cover Data 1992 http://landcover.usgs.gov/ USGS DEMs download sites: GIS Data Depot http://data.geocomm.com/ USGS DEMs download sites: Map-Mart http://www.mapmart.com/ USGS DEMs download sites: LAND INFO International http://www.atdi-us.com/ National Elevation Data set (NED) http://ned.usgs.gov/ned/

  5. AmericaView http://americaview.usgs.gov/ OhioView http://www.ohioview.org/ U.S. Census Bureau http://www.census.gov/ Natural Resources Conservation Service http://soils.usda.gov/ Montana GIS data clearinghouse http://www.nris.state.mt.us/ Greater Yellowstone Area Data Clearinghouse http://sun1.giac.montana.edu/gyadc/gyadchome.html San Diego Association of Governments http://www.sandag.cog.ca.us/ Clackamas County, Oregon http://www. clackamas. us/gis/

  6. 联邦地理数据委员会

  7. The Federal Geographic Data Committee 联邦地理数据委员会（FGDC）是一个促进国家基础地理空间数据的协调发展，使用，共享和传播的跨部门委员会。这项全国性的数据发布工作被称为“国家空间数据基础设施（NSDI）。 FGDC活动通过美国地质调查局主办的FGDC 秘书处负责管理。 NSDI（国家空间数据基础设施）是一个旨在使本民族的数字地理信息资源的开发和共享的物理、组织和虚拟网络。NSDI目的是通过各级政府、私人和非营利部门以及学术团体共享地理空间数据。

  8. FGDC网站 FGDC网站提供了与地理空间数据交换中心网络的连接，汇集了美国及海外431个（至2008年5月）空间数据节点。

  9. 地理空间一站式服务(GOS)

  10. 地理空间一站式服务(GOS) GOS是美国联邦管理与预算办公室(Federal Office of Management and Budget)在2003年建立的一个新的地理空间数据入口,它是电子政府的初步阶段。 GOS的主要目标是扩大各级政府的合作关系，有助于减少地理空间数据的投资和数据的重复建设。

  11. 数据交换中心 是指可以下载GIS数据的网站。它通常不提供用于数据查询的增值服务。数据交换中心有时称为数据仓库（warehouse）。比较而言，门户网站提供多样的服务，通常包括网站目录和其他网站的连接、新闻、参考、社区论坛以及诸如Geospatial One-Stop等交互功能。门户网站有时称为入口。

  12. 美国地质调查局

  13. 美国地质调查局 美国地质调查局是美国GIS数据的主要提供者，它的网站（http://geography.usgs.gov）提供了通往USGS国家制图和遥感数据的路径，同时还提供了通往有关生物、地质和水资源数据的专题数据交换中心的路径。可以从USGS获取公共数据（包括矢量和栅格数据）。 数字线划图数据（DLGs） 国家土地覆盖数据（NLCD） 美国全国海拔数据集（NED）

  14. 美国人口普查局

  15. 美国人口普查局 美国人口普查局提供拓扑统一地理编码格式数据库/线划文件。它们提取自该局的TIGER数据库的地理/制图信息。可从美国人口普查局网站下载（http://www.census.gov），TIGER/线划文件包含了行政和统计区域界限，如国家、人口普查区、街区组，它可连接到人口普查数据，以及道路、铁路、河流、水体、电网和管线资料。TIGER数据库的属性包含每段街区两侧的地址号码范围，可用于地址匹配。

  16. 美国农业部自然资源保持局

  17. 圣地亚哥政府协会主办的大都市数据交换中心

  18. 克拉克默斯县级公共数据

  19. ESRI

  20. 基于位置的服务和汽车导航系统

  21. 从身边获取数据

  22. 5.2 元数据(metadata) 元数据是描述数据的数据。元数据包含： －对数据集的数据来源、数据所有者、数据产生历史的说明； －对数据质量的描述，包括精度、完整性等； －对数据处理信息的说明； －对数据转换方法的说明； －对数据库更新、集成的说明。 GIS使用元数据，有利于地学数据的管理和共享。 目前最完善的GIS元数据标准有ISO标准和FGDC(美国联邦地理数据委员会)标准。

  23. 元数据编辑器

  24. 空间元数据的主要作用 • 帮助数据生产者管理和维护空间数据； • 便于数据用户查询检索地理空间数据； • 帮助用户了解数据，以便就数据是否能够满足其需求做出这功能的判断； • 提供有关信息，以便用户或者GIS软件进行数据的处理和转换； • 元数据成为数据共享和有效使用的重要工具 • 元数据提高数据查找效率

  25. 空间元数据内容

  26. FGDC发布数字化地理空间元数据的内容标准

  27. 课间思考 1、通过介绍的现有的地理信息系统数据网址课后体验怎样从网站上下载所需的空间地理数据，并将下载到的数据分类保存上交 2、通过arcgis arccatalog熟悉元数据的具体内容。 3、请通过在线方式查找最新的基地理信息要素分类的国家标准主要有哪些？根据国家标准基础地理信息要素可以分为哪几个大类？ 4、简述在ARCGIS 10平台中怎样建立基于Geodatabase的数据库。

  28. 5.3 现有数据的转换（Conversion of Existing Data） • Public data in a variety of formats • 公共数据表达格式各异 • Must be converted to format compatible with your software • 必须转换为同你软件相兼容的格式 • Data conversion refers to the mechanism for converting GIS data from one format to another. GIS数据转换提供了把GIS数据从一种格式转换到另一种格式的一种机制。 • Data conversion includes direct translation and use of neutral format.数据转换包括直接转换和中性格式的直接翻译和使用。

  29. 5.3.1直接转换：是指在GIS软件包中，用译码器将空间数据的5.3.1直接转换：是指在GIS软件包中，用译码器将空间数据的 一种格式直接转换成另一种格式。 Figure 5.1 The MIF to Shapefile tool in ArcGIS converts a MapInfo file to a shapefile.（ArcGIS内的MIF到Shapefile 转化工具将MapInfo文件转化为shapefile格式）

  30. 5.3.1中性格式：是数据交换的一种公共的或普遍采用的格式。空间数据转 换标准（SDTS）是一种中性格式。 Figure 5.2 To accommodate users of different GIS packages, a government agency can translate public data into a neutral format such as SDTS format. Using the translator in the GIS package, the user can convert the public data into the format used in the GIS.（为适应不同GIS软件包的用户，政府机构可把公共数据转换成中性格式（如SDTS格式），用GIS软件包中的译码器，用户可把公共数据转换成所用GIS软件要求的格式。）

  31. Spatial Data Transfer Standards (SDTS)空间数据转换标准 • Neutral format approved by FIPS 联邦信息处理标准核准的中间转换格式 • Many federal agencies have converted some of their data to SDTS format 许多联邦机构已将其部分数据转换为SDTS格式 • GIS vendors provide translators GIS销售商提供数据译码器

  32. 5种SDTS标准 1、拓扑矢量标准：针对DLG、TIGER和其他基于拓扑的矢量数据。 2、栅格数据专用标准与扩展：提供数字正射影像、数字高程模型和其他栅格数据。 3、运输网络标准：针对网络拓扑的矢量数据。 4、点数据专用标准：支持测量控制点数据。 5、计算机辅助设计与制图专用标准：支持基于拓扑或未拓扑的矢量CADD数据。

  33. Vector Product Format (VPF)矢量数据产品格式 • Standard format, structure, and organization for large geographic databases based on georelational model 针对基于地理相关模型的大型地理数据库的一种标准格式、结构和组织

  34. 课堂训练 1、CAD数据转shapfile格式 2、 shapfile转geodatabase

  35. 5.4 Creating New Data创建新数据 • Occasionally must create custom data when data not available through other sources 当所需数据不能从其他数据源得到时就要创建新的数据了

  36. 5.4创建新数据（Creating New Data） • A variety of data sources and methods can be used to create • new data:（不同的数据源可以创建新的地理空间数据。） • Remotely sensed data（遥感数据） • Field data (survey data and GPS data)（野外数据） • Text files with x-, y-coordinates（有x、 y坐标的文本文件） • Digitizing using a digitizing table（用数字化仪数字化） • Scanning（扫描数字化） • On-screen digitizing（屏幕数字化）

  37. 5.4.1 Remotely Sensed Data遥感数据 • Satellite images, image analysis 卫星影像，影像分析 • Resolution issues 分辨率问题 • DOQs and other aerial photography 数字正射影像和其他航空摄影

  38. Figure 5.4.1 A digital orthophoto (DOQ) can be used as the background for digitizing or updating of existing maps.（DOQ可用于数字化背景图或更新现有地图）

  39. 5.4.2 Field Data野外数据 • Surveying, GPS测量、GPS Figure 3.4.2 A bearing and a distance determine a course between two stations. 方位和距离决定了两站之间的路线

  40. Figure 5.4.3 Use four GPS satellites to determine the coordinates of a receiving station. xi, yi, and ziare coordinates relative to the center of mass of the Earth. Ri represents the distance (range) from a satellite to the receiving station.(用4颗GPS卫星来确定接收站的坐标，xi,、yi和zi是相对于地球质量中心的坐标 ，Ri表示从卫星到接收站的距离)

  41. Figure 5.4.4 A portable GPS receiver. (Courtesy of Trimble.)（一种便携式GPS接收机）

  42. Figure 5.4.5 Elevation readings from a GPS receiver are measured from the surface of the geoid rather than the spheroid. （从GPS接收机读取的高程数据是以大地水准面而不是椭球面为基准的）

  43. 5.4.3 Text Files with x-, y- Coordinates带有x、y坐标的文本文件 • Entered as text into a spreadsheet 以文本格式输入表格

  44. 5.4.4 Digitizing Using a Digitizing Table用数字化仪作数字化 • Digitizing is process of converting from analog to digital format 数字化是将数据由模拟格式转化成数字格式的 过程 • Accuracy and precision issues 准确和精确度问题 • Snapping tolerances 节点捕捉容差值 • Control points 控制点 • Avoiding duplicate lines 避免线段重复输入

  45. Figure 5.4.6 A large digitizing table and a cursor with a 16-button keypad. (Courtesy of GTCO Calcomp, Inc.)（大幅面数字化仪（a)和键区有16相按钮的游标（b）

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