5．2 空间数据的输入与编辑

　　　空间数据的来源多种多样，不同的数据源往往采用不同的输入方式。不管采用什么输入方式，通常都需要对输入数据进行编辑，也就是说空间数据的输入与编辑是不可分割的。

　　在地理信息系统中，输入和编辑是用户使用系统所遇到的第一个界面。如何使用户方便、正确、直观地输入数据，直接影响整个系统的质量和效率。

5．2．1 空间数据源

　　地理信息系统数据源种类繁多，且随着应用领域的不同，会有不同的侧重点。常用数据输入类型和方法如图5-3所示。

一、常用数据源的种类

1．各类地图是地理信息系统最主要和最基本的数据源。地图上直观而形象地存在着大量的位置和属性信息，从这些信息中可定性、定量地得到自然资源及社会经济信息。地图的用途甚广，种类繁多，主要包括普通地图、地形图和专题图。

普通地图内容较粗，但概括程度较大，它能统一表现出制图区域的水文、地形、城镇、交通线及境界线等自然和社会经济的总的特征及分布规律。

地形图全面统一地反映地面景物各要素的空间分布。国家基本比例尺地形图上可读取各要素的详细数据和质量特征，而且图上的各种要素是严格按国家统一规范制定的。

专题地图是突出反映某种或某类自然或社会要素的地图。这些要素有的是普通地图上没有的，如土壤，气象，地质，工农业生产等内容。有的是普通地图上已有的，如各类交通线，但专题图上反映得更详细和全面。

专题图的地理基础是底图。而普通地图往往作为同比例尺专题地图的基础底图。它为专题地图提供确定地理位置的数学基础，有助于说明专题内容的分布。

目前，我国已完成覆盖全国除台湾省以外的全部地区的1∶2.5万，1∶5万和1∶10万的大比例尺地形图，以及缩编的全国1∶20万，1∶50万及1∶100万比例尺地形图，及全国1∶100万系列的专题图。

2．航空航天遥感充实和丰富了地理信息系统的数据源。利用遥感可以探测人类难以到达地区的资源，如利用陆地卫星进行森林资源的调查，农作物估产，寻找矿点等；可以实现大范围数据的快速更新，如根据森林火灾引起资源损失快速更新原清查资源；利用遥感影象还可以修正和编制地图，如利用spot卫星立体象对的影象编制1∶10万的地形图，更新1∶50万地图等等。

遥感数据用模拟和数字两种形式提供给用户。模拟数据以照片形式如透明正片，透明负片，黑白照片及真假彩色照片等，这些数据一般要经过A/D转换器才能输入计算机；数字数据以磁带、磁盘及光盘方式提供给用户。

3．试验观测数据是地理信息系统中不可缺少的数据源。例如通过对土壤理化特性的分析测试了解土壤特征，通过径流量的测试分析水土流失情况。又如常年的气象站，水文站的观察数据是环境资源中不可缺少的数据。

4．社会经济数据。从地理信息系统的角度看，社会经济数据是同地学相关联的数据。这些数据往往具有区域性和时间性，且同区域的地理边界信息相依存在。社会经济数据主要来自政府部门的统计数据，政府的行政记录，外业访问调查及人口普查，经济普查，资源清查等，往往用数据库或文本方式提供。

应该指出，随着计算机的发展，网络支持下的计算机通信技术，将大大方便空间数据的获取。例如，从网络上可快速获取公用基础数据，如社会经济统计数据，地形图数据等，实现数据共享。当然，对地理信息系统数据格式的兼容性也提出了更高要求。相反，促进了地理信息系统标准化和规范化。
二、数据的误差分析

空间数据的误差反映了数据的质量，空间数据的误差分原始误差和处理误差。

1．原始误差。原始误差是指数据采集和录入中产生的误差。这种误差往往受原始数据测量仪器的精度以及采集人员水平的影响。主要有如下原因产生：

地图纸张的变形，数字化仪的精度，录入数据的采样密度，录入人员技能水平等引入的误差；

遥感数据中传感器稳定性，摄影平台水平，分辨率等产生的误差；

测量数据时因环境的影响(如温度，气压，干扰等)，仪器质量，读入误差等引入的误差；

属性数据录入误差，以及统计、整理操作引起的误差等。

2．处理误差。处理误差是指数据录入后，在进行数据处理过程中产生误差，主要包括：

数据编辑产生误差；

数据模型化如数据插值，拟合时引入的误差；

数据坐标变换，投影变换及几何校正等引入的误差；

数据格式转换如矢量到删格或删格转到矢量转换产生的误差等。

空间分析方法本身引入的误差，如坡度分析，坡向分析，这部分误差并不属于数据本身的误差，但直接影响地理信息系统的应用效果。

空间数据包含图形数据和属性数据。属性数据即空间实体的特征数据，通常采用键盘输入。当数据量很大时数据录入工作亦很大，随着计算机技术的发展，语音输入将是发展方向。不管什么输入方式。所输入的属性数据难免出现错误，因此需要有文本编辑功能进行处理，这类似于一般信息系统，这里不再多述。本节主要介绍图形数据的输入。

图形数据的输入过程，实际上是图形数字化处理的过程，这里介绍几种输入方法。

一、手工输入图形数据

这是一种最原始的输入方法，对矢量结构的数据，手工输入的实质是用人工方法输入点、线、面实体的地理坐标数据；对栅格结构的数据，手工输入的实质是用人工方法有规律的输入每个象元的属性值。

二、手扶跟踪数字化仪输入

这是目前最广泛应用的一种输入方法。该法具有采点数据存贮量小，精度较高的优点，但耗费人力巨大，且所获数据精度及正确性受操作人员素质影响大。由于数据化过程中总会产生错误或误差，因此必须备有功能完善的编辑系统。为使用数字化仪，应备有数字化软件，该软件的关键是使操作人员使用方便，少出错误，且对出现错误具有良好检查和更正手段。

应该指出，目前，地理信息系统中，主要还是用这种方法输入图件。

三、自动扫描数字化输入

自动扫描数字化输入是一种较先进的输入方式。它通过对图件扫描，得到栅格的坐标数据，直接输入计算机，因而具有输入速度快，精度高，操作简单，不受人的因素影响等优点。但得到图件数据量庞大，其数据量同精度平方成正比。从扫描仪直接得到的是栅格数据，为了获取矢量数据，需执行栅格到矢量的转换，在这一点上技术难度较高。主要反映在预处理，后处理工作多，更主要的是自动提取和识别字符尤其是汉字及各种符号的难度大。目前，半自动扫描数字化输入是一种切实可行的方法，随着模式识别和形态学等相关学科的发展，全自动问题正在逐步解决。相信不久将来，自动扫描输入将在功能上完全取代手扶跟踪数字化输入。

另外，摄像机、数码相机在某种意义上说可以代替扫描仪。它们的优点是通过镜头的移动和变焦可以一次输入任意大小幅面图件；其缺点是分辨率不易控制，每个象素所表示实际尺寸不易量度，且因采用中心投影会造成变形问题。

四、解析测图仪

解析测图仪利用航空或航天影象对建立空间立体模型，直接测得地面三维坐标(x，y，z)，并直接输入计算机，形成空间数据库，它不仅能记录三维坐标，还能通过计算机，处理比例尺变形和其它制图变形。

五、全球定位系统

它可正确地获取空间位置及高程数据，并可同计算机连接，直接输入计算机。

除上述各种输入方式外，作为地理信息系统输入模块还能接收外来不同格式空间数据，包括不同地理信息系统中，不同格式数据，也包括某种特定装置输出的数字数据，以及网络上的数据等。
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