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对撞机|从再现到映射:生产空间数据(实战篇)

黄海博 零壹Lab 2022-10-08
3空间数据的采集

最早期的电子地图制作,是将纸质的地图平铺在数字化仪板上,然后用一个类似鼠标的点击器人工进行不停的点击采集。数据被导入制图软件中后,将通过点线面的形式在空间数据库里分类(层)存储起来,最后辅以手动输入属性。随着卫星和遥感技术的应用,我们可以采用类似的方法,从遥感图像上直接采集数据,这样就有效地提高了精度。而现在移动互联技术的发展,开启了空间数据采集的新高度,许多GIS厂商都开发了适用于移动终端的软件,使得数据可以在户外得到实时的采集、存储和简单的编辑。


英国国家测绘局使用的第一代地图数字化仪


大家可能注意到,电子地图软件中都会提供补充/纠错功能,任意用户可以对地图上存在的缺失或者错误属性信息提出更正。考虑到数据的精度要求和准确性要求(以及国家对于数据保密的需要),目前只允许对属性信息进行更正(这一功能做的最好的是谷歌地图),空间位置信息的采集依然由地图数据供应商统一负责。这也就是为什么你偶尔会在马路上遇到顶部安装着GPS和照相设备的地图数据采集车。说到这里,最近闹得沸沸扬扬的葛宇路事件,其实就是利用了电子地图软件对于地名信息的审核漏洞,通过对地理实体(正式名为“百子湾南一路”)的属性信息进行添加/修改(“葛宇路”),在实地路口树立假路牌,从而成功地在电子地图平台上占有一席之地。

 

现在市面上已经有移动版GIS软件,可以进行一些简单的操作。虽然无法实现制作完整地图的目标,但是起码可以让作为非GIS 专业人士的我们体验一下空间数据的数字化采集和存储。在苹果和安卓的市场,有一款比较成熟的软件名为GeoEditor,我们可以打开来看看如何用自己的手机采集空间数据。

 

打开app后出现的界面非常简单,屏幕上一共只提供了三个按钮,左下角的按钮用于切换不同的地图层,这跟我们在XX地图中切换默认/卫星/3D/街景完全一样。右侧的两个按钮,上面一个点击之后就会定位至你现在所在的位置(如果有GPS和WIFI信号的话),而下面一个则是添加/编辑按钮。我们如果切换图层至卫星图像,点击定位按钮,屏幕就成了这个样子(见下图)



拖动屏幕挑选一个明显的建筑物(比如隔壁社区中学的操场)。对照上面的栅格矢量数据图,先确认一下这个目标物抽象为空间数据的时候应该作为点、线还是面。当我们确认这个操场应该被表达为一个面的时候(虽然在小比例尺地图中,操场也可以视为一个点),就可以点击添加按钮,并且选择“方框”小按钮,表明我们将要把这个目标采集为面。



接下来的步骤很简单:按照顺/逆时针的顺序,依次点击操场的四个角,系统会自动将四个点连接为一个方块(面)。如果对于形状不满意,我们还可以分别拖动四个角(点),调整方块的形状,最终确保其贴合卫星图片上的形状。随后我们可以对其属性(Properties)进行编辑,添加任意标签(比如编号,学校名称,跑道数量,是/否人工草皮,是/否塑胶跑道等等)。菜单中间的照片(Photo)功能则可以让我们给操场添加任意张实景照片。最右侧的信息(Info)点击之后则会出现关于这个方块的进一步空间属性,包括中心点纬度(Central Latitude),中心点经度(Central Longitude)、面积(Area)以及周长(Perimeter)。这些信息均由系统自动测算出来。



至此,我们就完成了对隔壁中学操场的空间数据采集。重复这样的步骤(如针对校内道路、教学楼等)就可以建立起一个关于该学校的空间数据库,也就能完成对该学校地理空间的数字化工作。接下去只需要导出至(Export to Drive)谷歌网盘,然后再将数据导入电脑中的GIS软件(如ArcGIS或MapInfo)就可以绘制出该校的电子地图了。


参考书目

《地理信息系统与科学》,2007,保罗兰利等著,张晶等译,机械工业出版社

《GIS空间分析指南》,2011,安迪米契尔著,张旸译,测绘出版社

《空间数据库》,2004,沙克哈等著,谢昆青等译,机械工业出版社

《GIS空间分析理论与方法》,2004,张成才著,武汉大学出版社

《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》,2006,汤国安等著,科学出版社

《空间数据分析理论与实践》,2009,罗伯特海宁著,李建松等译,武汉大学出版社


END


主编 / 黄海博

责编 / 吴维忆 付梅溪 顾佳蕙

美编 / 傅春妍


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