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地理上空間參考指的是什麼

發布時間:2022-09-04 13:09:26

❶ wkid 是什麼

WKID是Well-known ID的縮寫,表示空間參考的ID,例如WKID=4326表示WGS84地理坐標系這種空間參考,WKID=102100表示Bing Maps WebMercator投影,換言之就是不同的WKID坐標參考系不一樣,我也是初學者,希望對你有所幫助

❷ 空間坐標,空間參考系,基準面,橢球參數,大地原點之間的關系圖譜怎麼畫

地理坐標系:為球面坐標。 參考平面地是橢球面,坐標單位:經緯度;
投影坐標系:為平面坐標。參考平面地是水平面,坐標單位:米、千米等;
地理坐標轉換到投影坐標的過程可理解為投影。(投影:將不規則的地球曲面轉換為平面)

地球的自然表面有高山也有窪地,是崎嶇不平的,我們要使用數學法則來描述他,就必須找到一個相對規則的數學面。
大地水準面是地球表面的第一級逼近。假設當海水處於完全靜止的平衡狀態時,從海平面延伸到所有大陸下部,而與地球重力方向處處正交的一個連續、閉合的曲面,這就是大地水準面。

❸ 空間參考系統對於地理信息系統有什麼意義

空間參考歸根結底的目的就是一個:精確的描述。
正因為地球是個球體,而我們的地圖是個平面,因此才出現了形形色色的空間參考系,用於更好的描述我們的需求。有時候我們需要精確的描述方位,就需要採用地理坐標系,有時候我們需要更精確的距離面積描述,就採用投影坐標系。
為了描述人類聚居的主要世界,我們採用的空間參考可以讓格陵蘭在地圖上大的像個洲,而描述極地的地圖則可以看不見任何人類居住的大陸。

沒有空間參考的地理信息系統只是單純的塗滿了花花綠綠圖案,空間參考的存在讓一切都有了意義。

❹ 什麼是地理空間

GIS是世界上獨一無二的一種資料庫――空間資料庫(Geodatabase)。它是一個「用於地理的信息系統」。從根本上說,GIS是基於一種使用地理術語來描述世界的結構化資料庫。

這里我們來回顧一些在空間資料庫中重要的基本原理。

· 地理表現形式

作為GIS空間資料庫設計工作的一部分,用戶要指定要素該如何合理的表現。例如,地塊通常用多邊形來表達,街道在地圖中是中心線(centerline)的形式,水井表現為點等等。這些要素會組成要素類,每個要素類都有共同的地理表現形式。

每個GIS數據集都提供了對世界某一方面的空間表達,包括:

· 基於矢量的要素(點、線和多邊形)的有序集合

諸如數字高程模型和影像的柵格數據集

網路

地形和其它地表

測量數據集

其他類型數據,諸如地址、地名和制圖信息

描述性的屬性
除了地理表現形式以外,地理數據集還包括傳統的描述地理對象的屬性表。許多表和空間對象之間可以通過它們所共有的欄位(也常稱為「關鍵字」)相互關聯。就像它們在傳統資料庫應用中一樣,這些以表的形式存在的信息集和信息關系在GIS數據模型中扮演著非常關鍵的角色。

空間關系:拓撲和網路
空間關系,比如拓撲和網路,也是一個GIS資料庫的重要部分。使用拓撲是為了管理要素間的共同邊界、定義和維護數據的一致性法則,以及支持拓撲查詢和漫遊(比如,確定要素的鄰接性和連接性)。拓撲也用於支持復雜的編輯,和從非結構化的幾何圖形來構建要素(例如,用線來構建多邊形)。

地理要素共享幾何形狀。可以使用節點、邊、面的關系來描述要素的幾何形狀

在這個網路示例中,街道要素代表連接它們的端點(稱為「連接」)的邊。
轉向模型可用於控制從一邊到另一邊的通行能力

· 專題圖層與數據集

GIS將空間數據組織成一系列的專題圖層和表格。由於GIS中的空間數據集具有地理參考,因此它們具有現實世界的位置信息並互相疊加。

GIS集成了多種類型的空間數據
在一個GIS中,同類型的地理對象集合被組織成圖層,例如地塊、水井、建築物、正射影像以及基於柵格的數字高程模型(DEM)。明確定義的地理數據集對於一個實用的地理信息系統是相當重要的,同時專題信息集合使用層來組織,這樣的思想也是GIS數據集一個關鍵的思想。

數據集可以用於表達:

原始量測值(例如衛星影像)
經過解譯的信息 l 通過空間分析和建模處理而得來的數據
通過層之間共同的地理位置,我們可以很容易地得到多個層之間的空間關系。

GIS使用普通的對象類來管理這些簡單的圖層,同時憑借一套功能豐富的工具獲取數據層之間的關鍵聯系。

GIS會使用通常是來自不同組織機構,並且具有各種表現方式的大量數據集。因此對於GIS數據集很重要的是:

· 使用簡單並易於理解
· 易於同其他的地理數據集結合使用
· 能夠被有效地編輯與校驗
· 能夠形成具有內容詳實,使用和目標描述明確的清晰文檔
任何的GIS資料庫或者用基於文件的數據組織方式都遵循這些共同的原則與概念。每個GIS都需要有一個機制依據這些原則來描述地理數據,並且通過一套綜合的工具來使用和管理此信息。

❺ 數據層次的語義組織

5.4.1.1 數據的語義表示框架

地理空間數據從獲取、處理到投入使用,實質上是數據生產者認識客觀世界和數據使用者理解信息的應用過程。然而由於數據生產者往往沒有提供空間數據的具體語義信息和在採集空間數據時的概念模型,而不同用戶的認知水平又存在較大的差異,使得不同用戶之間出現信息獲取和信息理解的鴻溝。元數據技術雖然已在消除這一鴻溝方面發揮了積極作用,但並未提供數據生產者在採集空間數據時的概念模型,並因多數元數據系統均採用不支持自動推理的網路標識語言,使得用戶對空間數據的獲取和理解仍然存在很大的技術障礙。

另外,目前主要的基於分層和基於地理特徵的數據組織方式僅僅提供了對象的幾何和專題方面的信息,也並未顯式地表達地理空間數據所蘊含的學科感知知識。由此,大大妨礙了不同學科領域信息的共享。鑒於包括海洋在內的學科用戶對數據集理解的概念、分類系統有所差異,需要為地理數據使用者提供數據生產者的學科感知世界(杜雲艷等,2008)。

語義豐富是信息集成過程中的兩個必要任務中的第一個(圖5.16),為了使數據服務具有語義信息,通過引入體的思想,提出一種基於本體的地理空間數據組織架構(杜雲艷等,2008)。按照軟體工程的思想和理念進行本體開發,並且給予這些本體進行數據語義標注,這樣一來使得通過WFS發布的數據服務便具有語義信息。

圖5.16 本體建模與數據語義組織

地理本體是指特定地理空間信息共同體概念化模型或學科感知世界明確的形式化規范說明(王敬貴,2005),在分析了不同學者提出的關於本體表達的三元組、五元組和六元組模型各自的優缺點基礎上(Perez A G et al.,1999; Naing et al.,2002; Neches et al.,1991),並考慮到基於實例級別的本體建模的費時費力,本研究採用 「四元組」 模型 O =(ID,C,A,R)。其中,O 表示本體庫,IDs 表示各本體對象的編碼,C 表示本體概念,A是本體的屬性,R 是本體之間的關系集。鑒於 protégé 的強大的表達及推理能力,採用它作為本體編輯工具。

本體建立是指根據特定目的和應用需求,將非形式化的知識,通過形式化的方法明確地描述領域內各種概念及其之間的關系、屬性等並進行編碼的過程。本體模型的建立是一項復雜的過程,需要眾多領域專家的參與,並需要花費大量的時間,根據軟體工程的理念,綜合了現有的本體建模方法骨架法和 Methontology 優點的基礎上(Uschold et al.,1995,1996; Mariano et al.,1997,1999),採用螺旋模型建立本體,其過程包括本體分析、本體表示、本體評價、本體建立、本體編碼五個階段,其總體框架如下圖 5.16 左半部分所示。

(1)分析: 根據目的和應用范圍進行本體分析。通過對相關的文獻、論著、調查研究報告和圖集等資料的搜集和整理,領域專家進行分析,並確定領域知識。

(2)概念化: 通過概念化形成一個概念模型以使得知識更具良好組織。

(3)形式化: 通過形式化語言使得概念模型更具體和可共享。

(4)評價: 評價每個本體的正確性與准確性。評價的准則主要有: 清晰性,目標性,一致性,完整性,可擴展性以及最小承諾原則(Gruber,1995)。

(5)編碼: 因為採用的是四元模型,它不能對實例(對應於資料庫中的記錄)進行建模。如何使資料庫中的記錄關聯到這些本體,是資料庫記錄具有語義信息? 一個連接ID 很有必要,通過這個 ID,語義信息和數據記錄能夠得到關聯(這種關聯可以使 1; n)。因此每個本體必須具有一個唯一的 ID 編碼。這個編碼還可以用於本體和數據之間的映射。

一旦本體庫建立,實際的數據便可以通過參考這些本體進行組織。基於這種語義組織的數據的網路數據服務也就具有語義信息了,並且底層的關於語義的原數據也可以通過GetCapability 介面暴露。這樣不僅數據,並且語義信息業可以通過標准介面進行獲取。所有這些在網路上,使得數據更容易獲取,更易於使用。

5.4.1.2 數據本體庫

數據是信息共享和集成的基本對象,也是後續分析決策的根本依據。數據表徵的是人們對現實世界的數字化表示。本研究中數據本體庫目的就在於從數據方面,為海洋領域內提供一個能對海洋領域的數據的達到普遍認知的數據概念模型。

按照杜清運(2001)結構化多剖面的語義成分分析方法,對海洋領域的數據進行了如此刻畫(圖 5.17):[數據] = [數據專題] + [數據模式] + [空間形態] + [時間范圍] + [空間范圍] + [時間尺度] + [空間尺度] + [空間參考模型]。

這八個方面可以看成是表徵數據的八個軸 ,類似於我們坐標系統中的 X,Y,Z 軸,通過這八個軸 + 加上具體的領域這個 「原點」,就形成了海洋領域內數據的一個語義參考系統。

圖 5.17 海洋數據本體的語義構成

5.4.1.2.1 地理專題

地理專題表徵的是海洋數據的是 「什麼」,是數據的最主要語義因子,是數據的內在本質。不同的專題數據只能進行適合於它的分析才具有意義,某些模型也只能針對特定的專題數據進行分析。因此很有必要顯式化的把這種知識表達出來。然而現有的模型或服務很少能將其中的參數明確定義到專題特性。因此地理專題本體即在這方面進行完善。

通常針對地理專題這種知識結構,常採用分類樹的形式進行表達。對於海洋領域,目前有很多種不同的分類系統,可以根據要素來分類,也可以根據觀測方式來分類,還可以按照感測器類型、觀測原理等來分。

比如根據要素要素分類可以分為: ①水文參數: 常見的有水深、水溫、鹽度、海流、潮位、波浪、水色、透明度、海發光等; ②氣象參數: 氣溫、氣壓、濕度、風速、風向、雲(雲狀、雲量)、降水、天氣現象和太陽輻射等。③化學參數: 溶解氧(DO)、pH 值、化學耗氧量(COD)、懸浮物、營養鹽(硝酸鹽、亞硝酸鹽、銨鹽、磷酸鹽和活性硅酸鹽)、非離子氨、總氮、總磷、顆粒有機碳(POC)、顆粒有機氮(PON)、硫化物和重金屬等。④地球物理參數: 海洋重力、海洋磁力、海洋地震等。⑤底質參數: 底質類型、粒度、pH 值、Eh 值、總有機質、總氮、總磷和硫化物等。⑥生物參數: 微生物、葉綠素 a、浮游植物、浮游動物、游泳生物、潮間帶生物、底棲生物等。⑦人類活動參數: 養殖、捕撈、陸源污染物等。

根據觀測方式分類: ①定點觀測: 台站和錨定浮標站; ②大面觀測: 在調查海區內,按月或季度的定點觀測; ③斷面觀測: 在調查海區布設幾條有代表性的觀測斷面,在一定時間內於斷面上各站觀測一次的資料; ④隨機觀測: 商船的航路觀測,調查船走航觀測等; ⑤遙感觀測: 根據觀測內容可分為水溫、水色、海面高度和有效波高。

按數理概念分類: ①確定性資料,可利用明確的數學關系式來描述。它有可分為周期性和非周期性。②非確定性數據,即隨機數據。

綜合這幾種分類方法來看,按要素分類是最能體現數據含義的分類系統,而其他分類方法多數是從外在的一些元數據信息上進行分類。因此本書採用的是按要素進行分類。在要素分類上,目前也有不同的分類體系。本書在參考了 NASA 的 GCMD(Global Change Master Directory )分 類 系統 以及 Semantic Web for Earth and Environmental Terminology(SWEET)的本體構建的思想的基礎上,綜合按照國家海洋信息分類與代碼(HY/T075—2005)及 908 中國近海海洋綜合調查評價專項指定的 《歸檔文檔材料整理規則》 中對學科要素類目細表的規定,構建了海洋數據專題目錄樹(圖 5.18)。該目錄樹參照傳統動植物分類法,按 「領域 - 門類 - 大類 - 中類 - 小類」整體綱目進行組織。整個的目錄樹可以進行方便的擴展,比如今後隨著觀測手段的發展,可能會有新的數據類型填補進來,這時可以按照這個參考樹,在適當的位置添加節點。比如有可能 Argo 有可能出現新的類型,這時可能需要對 Argo 進行分類,從 Argo 派生出新的類型。這樣目錄組織使得數據清晰,而且具有良好的擴展性。

5.4.1.2.2 數據模式

有時僅僅知道數據專題類型可能還不夠,有些模型可能緊耦合於一些特定的數據模式。比如某個土地利用開發強度評級模型要求的土地利用分類級別必須是某種分類級別,這種情況下想使用另一種分類級別的土地利用數據來進行土地利用開發強度評價就出現問題。因此,對數據模式的顯示化表達也很有必要。

數據模式則表達的是構成數據本質屬性的組織結構。通常對於某種專題數據,對它的組織結構的認知會在一個領域內能形成一個共識。比如在海洋領域一提到海流數據,海洋專家腦海里對這個海流數據內部的組織結構有個大體感知: 比如它包含哪些信息構成,每個信息所指代的含義。數據模式本體的目的就是通過把這個存在於專家腦海中的對數據組織結構的共識顯式化地表達出來,形成共享的全局模式。在此基礎上,本地用戶可以基於共享模型,進一步擴展定義自己的局部模式,並明確自定義模式與個共享模式的映射關系。通過這個全局的共享模式,使得各種不同的本地模式之間得以關聯,從而支持數據之間的共享和互操作,為後續的智能化數據處理、集成分析提供語義基礎。

圖 5.18 海洋數據專題分類概念圖

數據模式的顯式化表達即捕捉領域內的達成共識的數據組織結構,主要是包含的欄位,欄位類型以及欄位的度量或分類系統等。其中對每個模式內部欄位關聯的度量或分類系統則參考在 「其他」本體中定義的一些本體,具體如圖 5.19 所示。

圖 5.19 數據模式本體模型

5.4.1.2.3 地理空間形態

地理空間形態是對數據所指代的地理對象的空間特徵認知的形象化符號表達。通常地理對象在不同的尺度會有不同的形象化認知。比如對於河流,大比例尺下可能會被認知為面狀,但是在小比例尺下會被認知為線狀。對象的不同的符號化表達,其蘊含的信息量是不一樣,其所支持的操作分析也不一樣。因此有必要對這種形態特徵顯式化表達出來,為數據的准確分析和模型的正確運行提供支持。

在本地理空間形態概念模型中,暫不考慮不同空間形態之間存在的空間拓撲關系。對於是特徵數據(矢量),其高層部分參考 ISO 19125 的簡單要素模型進行組織; 而對於場數據(柵格)部分,則只劃分為矢量場和標量場兩大類。底層部分則是在高層抽象的基礎上採用繼承派生的方式,構造海洋領域的底層領域地理空間形態本體。在海洋領域目前已經有比較成熟的抽象模型,本研究主要參考 ArcMarine 的數據模型進行本體組織。

5.4.1.2.4 地理空間參考

地理空間參考表達的是地理事物數字化的轉化為地理數據時的在地理空間上的轉換方式。盡管這個信息很少用在信息發現上,但有時某些處理模型則可能只針對特定的坐標參考類型的輸入才有效。

數據的空間參考信息的表達,可以通過參考知識庫(在地理對象本體庫)中定義的一些空間參考系統來刻畫。

5.4.1.2.5 空間粒度

空間粒度對於矢量數據一般指比例尺大小,可以用比例尺度量來表達; 而對於柵格數據則指像元大小,則可以用空間長度度量來表達。這種空間粒度信息在服務發現集成中也有作用,通常由大比例尺可以通過概化得到小比例尺數據,高解析度數據可以通過重采樣成低解析度的數據。服務發現時便可以根據這個知識進行擴展查詢,並根據這個知識對數據進行相應的處理,以滿足需求。

5.4.1.2.6 地理空間范圍

地理空間范圍表徵的是數據所指代的事物在現實空間中的延伸。任何事物都離不開空間而獨立存在。因此數據的空間范圍具有重要作用。地理空間范圍是在地理空間數據發現和檢索中經常用的一個條件,很多用戶會通過空間范圍來定義他們感興趣的對象。

鑒於地名對象常被用來對地理空間位置和范圍進行描述,因此地理數據的空間范圍也可以通過參考一個地名對象的方式來進行表達。當然,用戶也可以通過自定義的范圍來對數據的地理空間范圍進行表達。通過這種表達,在基於空間范圍的查詢時,便可以基於地名對象或者用戶設定對象之間的一些關系對服務匹配發現提供一定的依據。

5.4.1.2.7 時間范圍

時間范圍表徵的是數據所指代的事物在時間上的延伸。同空間一樣,任何的事物也不可能離開時間而獨立存在。時間跨度同樣是數據(尤其是對海洋這種動態多變的數據)發現中起重要作用。

5.4.1.2.8 時間粒度

時間粒度對於測量數據一般指測量的周期,而對於模型反演等數據則一般指平均的粒度。時間粒度可以用時間段度量來表達,比如年、月、日等。時間粒度之間的語義關系可以用於數據的發現。比如通常可以由細粒度的數據計算出粒度粗的數據。

❻ arcgis軟體中"metadata"所描述的的description,spatial,attributes分別描述什麼內容

我理解的是metadata是元數據,是對數據的描述。其中description代表數據的整體說明,比方說作者,時間什麼的內容。spatial代表空間參考,坐標系之類的。attributes代表屬性信息了。要詳細點就要理解arcgis中元數據的含義

❼ 同一區域同一地理坐標和投影坐標,在ArcGIS里顯示為什麼不重疊

坐標系(Coordinate System)的概念為:

「In geometry, a coordinatesystem is a system which uses one or more numbers, or coordinates, to uniquelydetermine the position of a point or other geometric element on a manifold suchas Euclidean space」
(https://en.wikipedia.org/wiki/Coordinate_system)。

簡單的說,有了坐標系,我們才能夠用一個或多個「坐標值」來表達和確定空間位置。沒有坐標系,坐標值就無從談起,也就無法描述空間位置。

在ArcGIS中,或者說在GIS中,我們遇到的坐標系一般有兩種:

1)地理坐標系(GeographicCoordinate System)

2)投影坐標系(ProjectedCoordinate System)

地理坐標系進行地圖投影後就變成了投影坐標系。

地圖投影(Map Projection)是按照一定的數學法則將地球橢球面上點的經維度坐標轉換到平面上的直角坐標。

地圖投影的理論知識請參考其他資料,此處不做敘述。需要說明的是,也有將「坐標(CoordinateSystem)」稱為「空間參考(Spatial Reference)」的情況,例如在ArcGIS中柵格數據的屬性裡面。

重要的事情說三遍:

這里要講的不是「投影(Projection)」而是「坐標系(Coordinate System)」!

這里要講的不是「投影(Projection)」而是「坐標系(Coordinate System)」!

這里要講的不是「投影(Projection)」而是「坐標系(Coordinate System)」!

盡管投影是介紹坐標系的一個繞不開的重要內容。但是,首先,此文是圍繞坐標系展開的。其次,說三遍是為了強調投影和坐標系的本質區別。坐標系是數據或地圖的屬性,而投影是坐標系的屬性。一個數據或一張地圖一定有坐標系,而一個坐標系可以有投影也可以沒投影。只有投影坐標系才有投影,地理坐標系是沒有投影的。

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