第二章-3柵格編碼1ppt課件

1、1 1） 柵格數據結構概念柵格數據結構概念 柵格結構是以規(guī)則的陣列來表柵格結構是以規(guī)則的陣列來表示空間地物或現象分布的數據組織，示空間地物或現象分布的數據組織，組織中的每個數據表示地理要素的組織中的每個數據表示地理要素的非幾何屬性特征。非幾何屬性特征。特點：特點： 屬性明顯，定位隱含。屬性明顯，定位隱含。 留意：柵格數據結構是將連續(xù)空間離散化，即用二維鋪蓋或劃分覆蓋整個連續(xù)空間，這種鋪蓋可以分為規(guī)則的和不規(guī)則的 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2、0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6 6 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6 0 0 0 6 0 0 0 0 0 0 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 7 4 4 4 4 4 4 7 7 7 7 4 7 7 7 4 4 4 4 8 7 7 8 0 8 4 0 8 7 7 8 0 8 8 0 0 8 0 0 8 8 7 8 8 8 8 8 0 0 0 0 8 8 8 8 0 0 0 0 0 8 8 8 像元代碼。BCA

3、O具有連續(xù)分布特性的地理要素，如降雨量分布、人口密度圖等常用于分類較細、地物類別斑塊較小的情況常用于具有特殊意義而面積又較小的地理要素，尤其是點、線狀地理要素，如城鎮(zhèn)、交通樞紐、交通線、河流水系等。在屬性代碼中應盡量表示這類重要地物。(2)鏈碼鏈碼(Chain Encoding)(1)直接柵格編碼直接柵格編碼(3)游程長度編碼游程長度編碼(Run_Length Encoding)(4)塊塊 碼碼(Block Encoding)(5)四叉樹編碼四叉樹編碼(Quadtree Encoding)2柵格結構編碼方法1 1、直接柵格編碼、直接柵格編碼 直接編碼就是將柵格數據看作一個數據矩陣，逐行或逐列逐

4、個記錄代碼，可以每行從左到右逐像元記錄，也可奇數行從左到右而偶數行由右向左記錄，為了特定的目的還可采用其他特殊的順序。 0 2 2 5 5 5 5 52 2 2 2 2 5 5 50 0 0 0 0 3 3 32 2 2 2 3 3 5 50 0 2 3 3 3 5 50 0 3 3 3 3 5 30 0 0 3 3 3 3 30 0 0 0 3 3 3 30，2，2，5，5，5，5，5；2，2，2，2，2，5，5，5；2，2，2，2，3，3，5，5；0，0，2，3，3，3，5，5；0，0，3，3，3，3，5，3；0，0，0，3，3，3，3，3；0，0，0，0，3，3，3，3；0，0，0，0，

5、0，3，3，3。(1)直接柵格編碼直接柵格編碼鏈碼又稱為弗里曼鏈碼鏈碼又稱為弗里曼鏈碼Freeman或邊界或邊界鏈碼，鏈碼可以有效地壓縮柵格數據，而鏈碼，鏈碼可以有效地壓縮柵格數據，而且對于估算面積、長度、轉折方向的凹凸且對于估算面積、長度、轉折方向的凹凸度等運算十分方便，比較適合于存儲圖形度等運算十分方便，比較適合于存儲圖形數據。數據。由起點位置和一系列在基本方向的單位矢量給出每個后續(xù)點相對其前繼點的可能的8個基本方向之一表示。8個基本方向自0開始按逆時針方向代碼分別為0，1，2，3，4，5，6，7。單位矢量的長度默認為一個柵格單元。2 2、鏈碼、鏈碼12345076001 0 767 01

6、 1 0 0(2)鏈碼鏈碼(Chain Encoding)鏈碼編碼：鏈碼編碼： 2，2 ，6 ，7，6，0，6，5123450760 5 0 0 0 0 0 00 0 5 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 5 0 0 0 0 0 00 0 5 5 0 0 0 00 0 0 5 0 0 0 00 0 5 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0鏈碼編碼示例鏈碼編碼示例(2)鏈碼鏈碼(chain Encoding)3 3、游程長度編碼、游程長度編碼只在各行或列數據的代碼發(fā)生變化時依次記錄 該代碼以及相同代碼重復的個數；0 2 2 5 5 5 5 52 2 2 2 2 5

7、5 50 0 0 0 0 3 3 32 2 2 2 3 3 5 50 0 2 3 3 3 5 50 0 3 3 3 3 5 30 0 0 3 3 3 3 30 0 0 0 3 3 3 3沿行方向進行編碼：沿行方向進行編碼：( 0，1），），（2，2），（），（5，5）；（）；（2，5），（），（5，3）；（）；（2，4），），（3，2），（），（5，2）；（）；（0，2），（），（2，1），（），（3，3），），（5，2）；（）；（0，2），（），（3，4），（），（5，1），（），（3，1）；）；（0，3），（），（3，5）；（）；（0，4），（），（3，4）；（）；（0，5），），（3，3

8、）。）。(3)游程長度編碼游程長度編碼(Run_Length Encoding)3 3、游程長度編碼、游程長度編碼逐個記錄各行或列代碼發(fā)生變化的位置和相應代碼。0 2 2 5 5 5 5 52 2 2 2 2 5 5 50 0 0 0 0 3 3 32 2 2 2 3 3 5 50 0 2 3 3 3 5 50 0 3 3 3 3 5 30 0 0 3 3 3 3 30 0 0 0 3 3 3 3沿列方向進行編碼：沿列方向進行編碼：( 1，0），），（2，2），（），（4，0）；（）；（1，2），（），（4，0）；（）；（1，2），），（5，3），（），（6，0）；（）；（1，5），（），（2

9、，2），（），（4，3），），（7，0）；（）；（1，5），（），（2，2），（），（3，3），（），（8，0）；）；（1，5），（），（3，3）；（）；（1，5），（），（6，3）；（）；（1，5），），（5，3）。）。(3)游程長度編碼游程長度編碼(Run_Length Encoding)(3)游程長度編碼游程長度編碼(Run_Length Encoding) 4、塊碼 游程編碼是在一維情況下按行或列記錄像元的屬性及其位置。現若采用方形區(qū)域作為記錄單元，則可以將游程編碼擴展為二維情況下的編碼方式，即塊碼。 采用方形區(qū)域作為記錄單元，數據編碼由初始位置行列號加上半徑，再加上記錄單元的代碼組成

10、。0 2 2 5 5 5 5 52 2 2 2 2 5 5 50 0 0 0 0 3 3 32 2 2 2 3 3 5 50 0 2 3 3 3 5 50 0 3 3 3 3 5 30 0 0 3 3 3 3 30 0 0 0 3 3 3 3（1 1，1 1，1 1，0 0），（），（1 1，2 2，2 2，2 2），），（1 1，4 4，1 1，5 5），（），（1 1，5 5，1 1，5 5），），（1 1，6 6，2 2，5 5），（），（1 1，8 8，1 1，5 5）；）；（2 2，1 1，1 1，2 2），（），（2 2，4 4，1 1，2 2），），（2 2，5 5，1 1，2

11、2），（），（2 2，8 8，1 1，5 5）；）；（3 3，3 3，1 1，2 2），（），（3 3，4 4，1 1，2 2），），（3 3，5 5，2 2，3 3），（），（3 3，7 7，2 2，5 5）；）；（4 4，1 1，2 2，0 0），（），（4 4，3 3，1 1，2 2），），（4 4，4 4，1 1，3 3）；（）；（5 5，3 3，1 1，3 3），），（5 5，4 4，2 2，3 3），（），（5 5，6 6，1 1，3 3），），（5 5，7 7，1 1，5 5），（），（5 5，8 8，1 1，3 3）；）；（6 6，1 1，3 3，0 0），（），（6 6，6

12、6，3 3，3 3）；）；（7 7，4 4，1 1，0 0），（），（7 7，5 5，1 1，3 3）；）；（8 8，4 4，1 1，0 0），（），（8 8，5 5，1 1，0 0）。）。(4)塊塊 碼碼(Block Encoding)(4)塊塊 碼碼(Block Encoding) 5、四叉樹編碼 是根據柵格數據二維空間分布的特點，將空間區(qū)域按照4個象限進行遞歸分割2n2 n，且n1），直到子象限的數值單調為止，最后得到一棵四分叉的倒向樹。四叉樹分解，各子象限大小不完全一樣，但都是同代碼柵格單元組成的子塊，其中最上面的一個結點叫做根結點，它對應于整個圖形。不能再分的結點稱為葉子結點，可能落

13、在不同的層上，該結點代表子象限單一的代碼，所有葉子結點所代表的方形區(qū)域覆蓋了整個圖形。從上到下，從左到右為葉子結點編號，最下面的一排數字表示各子區(qū)的代碼。 為了保證四叉樹分解能不斷的進行下去，要求圖形必須為2n2 n的柵格陣列。n 為極限分割次數，n1是四叉樹最大層數或最大高度(5)四叉樹編碼四叉樹編碼(Quadtree Encoding)0 2 2 5 5 5 5 52 2 2 2 2 5 5 50 0 0 0 0 3 3 32 2 2 2 3 3 5 50 0 2 3 3 3 5 50 0 3 3 3 3 5 30 0 0 3 3 3 3 30 0 0 0 3 3 3 3 11121314

14、15161718192021222324252627282930313233363738393435400 0 00 3 3 3 0 3 3 33 3 5 3 0 0 2 2 2 3 2 2 2 2 0 22 2 2 5 2 5 5 53 33 5 5西南東南西北東北 221213013202322編號為213的子象限葉結點的地址可用二進制表示為：編號213100111四叉樹地址編碼這樣，記錄了各個葉結點的地址，再記上各自相應的屬性代碼值就記錄了整個圖像。并在此基礎上進行多種圖像操作。列號M碼行號Morton碼與行列號的關系2255275577755555序號序號二元組序列二元組序列1（2，2

15、）2（5，2）3（2，1）4（7，1）5（5，2）6（7，3）7（5，5）二元映射二元映射1111111000001111100001111序號序號二元組序號二元組序號1（1，7）2（0，5）3（1，5）4（0，4）5（1，4）二元映射二元映射Re 1Q/(MN)Q：圖層內相鄰屬性值變化次數的累加和：圖層內相鄰屬性值變化次數的累加和M：為圖層網格的行數：為圖層網格的行數N：為圖層網格的列數：為圖層網格的列數當的值大于當的值大于1/5的情況下，表明柵格數據的壓縮可取得明顯的效果的情況下，表明柵格數據的壓縮可取得明顯的效果2468357824682581122223221222223332321223差分游程序號編碼值0001000200030004.0007.0572R1R2R3R4.R7.R572索引文件數據文件屬性數據編碼方法屬性數據編碼方法屬性數據編碼方法屬性數據編碼方法1.1.編碼內容編碼內容 （1 1登錄部分：用來標識屬性數據的登錄部分：用來標識屬性數據的序號，可以是簡單的連續(xù)編號，也可劃分序號，可以是簡單的連續(xù)編號，也可劃分不同層次進行順序編碼不同層