第三章空間數(shù)據(jù)的處理

1、整理ppt第三章 空間數(shù)據(jù)的處理 數(shù)據(jù)變換： 從一種數(shù)學狀態(tài)到另一種數(shù)學狀態(tài)的變換：幾何糾正、投影轉(zhuǎn)換從一種數(shù)學狀態(tài)到另一種數(shù)學狀態(tài)的變換：幾何糾正、投影轉(zhuǎn)換和輻射糾正。和輻射糾正。 解決空間數(shù)據(jù)的幾何匹配問題。解決空間數(shù)據(jù)的幾何匹配問題。 數(shù)據(jù)重構(gòu)： 從一種格式到另一種格式的變換：結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、格式轉(zhuǎn)換和類型替從一種格式到另一種格式的變換：結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、格式轉(zhuǎn)換和類型替換。換。 解決空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、格式和類型上的統(tǒng)一，實現(xiàn)多源和異構(gòu)數(shù)據(jù)的融合。解決空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、格式和類型上的統(tǒng)一，實現(xiàn)多源和異構(gòu)數(shù)據(jù)的融合。數(shù)據(jù)提取： 對數(shù)據(jù)進行某種條件的提取，包括類型、窗口提取和空間插值等，對數(shù)據(jù)進行某種條件的提取，

2、包括類型、窗口提取和空間插值等，解決不同需求。解決不同需求。整理ppt1 空間數(shù)據(jù)的左臂變換 建立兩個面之間的一一對應(yīng)關(guān)系。 比例尺變換 變形誤差消除 投影類型轉(zhuǎn)換 坐標旋轉(zhuǎn)和平移整理ppt幾何糾正中的仿射變換 實質(zhì)上為因圖件變形引起實際比例尺在x、y方向的變化不相同 X=a0+(m1cos)x+(m2sin )y Y=b0-(m1sin)x+(m2cos)y 當a0b0取不同值時，m1m2取不同值時整理ppt2 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換整理ppt矢量向柵格的轉(zhuǎn)換 1?；诨《螖?shù)據(jù)的柵格化方法 （1）數(shù)據(jù)管理 將要建立的柵格數(shù)據(jù)體劃分為數(shù)據(jù)段，將每個數(shù)據(jù)段獲數(shù)據(jù)帶建立相應(yīng)的矢量數(shù)據(jù)文件。 （2）轉(zhuǎn)換

3、計算 采樣掃描線與有關(guān)弧段相交，求交點坐標并排序，把坐標轉(zhuǎn)換為柵格數(shù)據(jù)文件的行列號，逐段生成柵格數(shù)據(jù)。整理ppt基于多邊形數(shù)據(jù)的柵格化方法 內(nèi)部點擴散算法內(nèi)部點擴散算法 該算法由每個多邊形一個內(nèi)部點（種子點）開始，向其八個方向的鄰點擴散，判斷各個新加入點是否在多邊形邊界上，如果是邊界上，則該新加入點不作為種子點，否則把非邊界點的鄰點作為新的種子點與原有種子點一起進行新的擴散運算，并將該種子點賦以該多邊形的編號。重復(fù)上述過程直到所有種子點填滿該多邊形并遇到邊界停止為止。 擴散算法程序設(shè)計比較復(fù)雜，并且在一定的柵格精度上，如果復(fù)雜圖形的同一多邊形的兩條邊界落在同一個或相鄰的兩個柵格內(nèi)，會造成多邊形

4、不連通，這樣一個種子點不能完成整個多邊形的填充。整理ppt 復(fù)數(shù)積分算法復(fù)數(shù)積分算法 對全部柵格陣列逐個柵格單元地判斷該柵格歸屬的多邊形編碼，判別方法是由待判點對每個多邊形的封閉邊界計算復(fù)數(shù)積分，對某個多邊形，如果積分值為2r，則該待判點屬于此多邊形，賦以多邊形編號，否則在此多邊形外部，不屬于該多邊形。整理ppt 射線算法和掃描算法射線算法和掃描算法 射線算法可逐點判斷數(shù)據(jù)柵格點在某多邊形之外或在多邊形內(nèi)，由待判點向圖外某點引射線，判斷該射線與某多邊形所有邊界相交的總次數(shù)，如相交偶數(shù)次，則待判點在該多邊形外部，如為奇數(shù)次，則待判點在該多邊形內(nèi)部（圖1）。 采用射線算法，要注意的是：射線與多邊形

5、邊界相交時，有一些特殊情況會影響交點的個數(shù)，必須予以排除（圖2）。 掃描算法是射線算法的改進，將射線改為沿柵格陣列的列或行方向掃描線，判斷與射線算法相似。掃描算法省去了計算射線與多邊形邊界交點的大量運算，大大提高了效率。整理ppt 邊界代數(shù)算法（邊界代數(shù)算法（BAF-Boundary Algebra Filling）邊界代數(shù)多邊形填充算法是一種基于積分思想的矢量格式向柵格格式轉(zhuǎn)換算法，它適合于記錄拓撲關(guān)系的多邊形矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為柵格結(jié)構(gòu)。圖7-15表示轉(zhuǎn)換單個多邊形的情況，多邊形編號為a，模仿積分求多邊形區(qū)域面積的過程，初始化的柵格陣列各柵格值為零，以柵格行列為參考坐標軸，由多邊形邊界上某點開始

6、順時針搜索邊界線，當邊界上行時（圖7-15-a），位于該邊界左側(cè)的具有相同行坐標的所有柵格被減去a；當邊界下行時（圖7-15-b），該邊界左邊（前進方向看為右側(cè)）所有柵格點加一個值a，邊界搜索完畢則完成了多邊形的轉(zhuǎn)換。 整理ppt單個多邊形的轉(zhuǎn)換 整理ppt事實上，每幅數(shù)字地圖都是由多個多邊形區(qū)域組成的，如果把不屬于任何多邊形的區(qū)域（包含無窮遠點的區(qū)域）看成編號為零的特殊的多邊形區(qū)域，則圖上每一條邊界弧段都與兩個不同編號的多邊形相鄰，按弧段的前進方向分別稱為左、右多邊形，可以證明，對于這種多個多邊形的矢量向柵格轉(zhuǎn)換問題，只需對所有多邊形邊界弧段作如下運算而不考慮排列次序：當邊界弧段上行時，該弧

7、段與左圖框之間柵格增加一個值（左多邊形編號減去右多邊形編號）；當邊界弧段下行時，該弧段與左圖框之間柵格增加一個值（右多邊形編號減去左多邊形編號）。兩個多邊形轉(zhuǎn)換過程如圖7-16所示。整理ppt 檢驗夾角之和 與交點相似，整理ppt柵格格式向矢量格式的轉(zhuǎn)換整理ppt目的 分析處理結(jié)果的輸出 數(shù)據(jù)壓縮整理ppt基于圖像數(shù)據(jù)的矢量化方法 二值化 細化 跟蹤整理ppt柵格格式向矢量格式的轉(zhuǎn)換 多邊形柵格格式向矢量格式轉(zhuǎn)換就是提取以相同的編號的柵格集合表示的多邊形區(qū)域的邊界和邊界的拓撲關(guān)系，并表示由多個小直線段組成的矢量格式邊界線的過程。步驟步驟柵格格式向矢量格式轉(zhuǎn)換通常包括以下四個基本步驟：1. 多邊

8、形邊界提?。翰捎酶咄V波將柵格圖像二值化或以特殊值標識邊界點；2. 邊界線追蹤：對每個邊界弧段由一個結(jié)點向另一個結(jié)點搜索，通常對每個已知邊界點需沿除了進入方向的其他7個方向搜索下一個邊界點，直到連成邊界弧段；3. 拓撲關(guān)系生成：對于矢量表示的邊界弧段數(shù)據(jù)，判斷其與原圖上各多邊形的空間關(guān)系，以形成完整的拓撲結(jié)構(gòu)并建立與屬性數(shù)據(jù)的聯(lián)系；4. 去除多余點及曲線圓滑：由于搜索是逐個柵格進行的，必須去除由此造成的多余點記錄，以減少數(shù)據(jù)冗余；搜索結(jié)果，曲線由于柵格精度的限制可能不夠圓滑，需采用一定的插補算法進行光滑處理，常用的算法有：線形迭代法；分段三次多項式插值法；正軸拋物線平均加權(quán)法；斜軸拋物線平均加

9、權(quán)法；樣條函數(shù)插值法。整理ppt多邊形柵格轉(zhuǎn)矢量的雙邊界搜索算多邊形柵格轉(zhuǎn)矢量的雙邊界搜索算法法 基本思想是通過邊界提取，將左右多邊形信息保存在邊界點上，每條邊界弧段由兩個并行的邊界鏈組成，分別記錄該邊界弧段的左右多邊形編號。邊界線搜索采用2*2柵格窗口，在每個窗口內(nèi)的四個柵格數(shù)據(jù)的模式，可以唯一地確定下一個窗口的搜索方向和該弧段的拓撲關(guān)系，極大地加快了搜索速度，拓撲關(guān)系也很容易建立 整理ppt邊界點和結(jié)點提取 采用2*2柵格陣列作為窗口順序沿行、列方向?qū)鸥駡D像全圖掃描，如果窗口內(nèi)四個柵格有且僅有兩個不同的編號，則該四個柵格表示為邊界點；如果窗口內(nèi)四個柵格有三個以上不同編號，則標識為結(jié)點（即

10、不同邊界弧段的交匯點），保持各柵格原多邊形編號信息。對于對角線上柵格兩兩相同的情況，由于造成了多邊形的不連通，也當作結(jié)點處理。 abcd(a)aabc(b)abcc(c)abac(d)abcb(e)abca(f)abbc(e)abba(g)aabb(a)abab(b)aaab(c)aaba(d)abbb(e)abaa(f)圖a節(jié)點的8種情形 圖b邊界點的6種情形 整理ppt 邊界線搜索與左右多邊形信息記錄：邊界線搜索是逐個弧段進行的，對每個弧段由一組已標識的四個結(jié)點開始，選定與之相鄰的任意一組四個邊界點和結(jié)點都必定屬于某一窗口的四個標識點之一。首先記錄開始邊界點的兩個多邊形編號，作為該弧段的左

11、右多邊形，下一點組的搜索方向則由進入當前點的搜索方向和該點組的可能走向決定，每個邊界點組只能有兩個走向，一個是前點組進入的方向，另一個則可確定為將要搜索后續(xù)點組的方向。整理ppt多余點去除：多余點的去除基于如下思想：在一個邊界弧段上的連續(xù)的三個點，如果在一定程度上可以認為在一條直線上（滿足直線方程），則三個點中間一點可以被認為上多余的，予以去除。多余點是由于柵格向矢量轉(zhuǎn)換時逐點搜索邊界造成的（當邊界為直線時），多余點去除算法可大量去除多余點，減少數(shù)據(jù)冗余。整理ppt3 多源空間數(shù)據(jù)的融合3.1 遙感與GIS數(shù)據(jù)的融合 常用方法： 遙感圖像與圖形的融合目的：提高視覺效果 遙感數(shù)據(jù)與DEM的融合目

12、的：幾何校正與配準；消除地形起伏造成的位移；改善分類精度 遙感圖像與地圖掃描圖像的融合目的：快速發(fā)現(xiàn)變化，實現(xiàn)自動/半自動更新整理ppt不同格式的融合 數(shù)據(jù)存儲格式和結(jié)構(gòu)不同方式： 基于轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)融合 基于數(shù)據(jù)標準的數(shù)據(jù)融合 基于公共接口的數(shù)據(jù)融合 基于直接訪問的數(shù)據(jù)融合整理pptMapInfo向Arcinfo轉(zhuǎn)換MapInfo中的地圖可以有兩種格式：Tab格式（表格式）、Mif格式（交換格式）。 ArcInfo中的地圖也支持多種格式：Shape格式、Coverage、E00（交換格式）. 由Tab-Shape：使用MapInfo工具中的通用轉(zhuǎn)換器 由Tab-E00：使用MapInfo工具中

13、的ArcLink 由Tab-Coverage：先轉(zhuǎn)換成Shape，然后在ArcInfo中用Shapearc；或則先轉(zhuǎn)成E00，在Import 由Mif-Shape：使用MapInfo工具中的通用轉(zhuǎn)換器；或則使用ArcToolbox直接轉(zhuǎn)換 由Mif-E00：在MapInfo中導(dǎo)入成Tab，然后使用MapInfo工具中的ArcLink 由Mif-Coverage：先用ArcToolbox轉(zhuǎn)換成Shape，然后在ArcInfo中用Shape arc 整理ppt基于轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)融合通過交換格式進行：E00問題：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換復(fù)雜，轉(zhuǎn)換次數(shù)頻繁，系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)格式需公開，轉(zhuǎn)換技術(shù)可保密 整理ppt基于數(shù)據(jù)標

14、準的數(shù)據(jù)融合 空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標準如：美國空間數(shù)據(jù)協(xié)會（NSDI)的SDTS（spatial data transformation standard). 包括：幾何坐標、投影、拓撲關(guān)系、屬性、數(shù)據(jù)字典等標準。ArcInfo 的SDTSIMPORT和SDTSEXPORT模塊，可供其它系統(tǒng)調(diào)用。特點：可同時處理多個數(shù)據(jù)集，轉(zhuǎn)化次數(shù)少，系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)格式可保密，但轉(zhuǎn)換采用的技術(shù)需公開整理ppt基于公共接口的數(shù)據(jù)融合 需考慮數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)處理，以及采用的協(xié)議，各個系統(tǒng)公共接口互相聯(lián)系，允許內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和處理不相同。 最典型的是OGC（Open GIS Consortium) 特點：獨立于具體平臺，轉(zhuǎn)換技術(shù)抽象，數(shù)據(jù)格式不需公開，代表數(shù)據(jù)共享方向整理ppt基于直接訪問的數(shù)據(jù)融合一個軟件對其他軟件數(shù)據(jù)格式的直接訪問，可使用單個GIS軟件存取多種數(shù)據(jù)格式。特點：避免繁瑣的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換不要求擁有宿主軟件，無須運行該軟件。整理ppt4 空間數(shù)據(jù)的壓縮與綜合整理ppt空間數(shù)據(jù)壓縮 意義： 減少存儲空間，提高訪問效率，提高處理效率 數(shù)據(jù)壓縮概念 從數(shù)據(jù)集合中抽取一個子集，使之在規(guī)定的范圍內(nèi)最好的逼近原集合，又得到最大的壓縮比。整理ppt5 空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插整理ppt點的內(nèi)插 精確 按距離 多