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第3章空間數(shù)據(jù)的處理內(nèi)容回顧mapinfo的組成、基本功能、文件結(jié)構(gòu)、表操作以及與外部軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換;第二章中介紹了空間數(shù)據(jù)的特征、表達(dá)方式、兩種典型空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、拓?fù)潢P(guān)系、柵格壓縮編碼、空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的建立等知識(shí)。
主要內(nèi)容
第一節(jié)空間數(shù)據(jù)的坐標(biāo)變換第二節(jié)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換第三節(jié)多源空間數(shù)據(jù)的融合第四節(jié)空間數(shù)據(jù)的壓縮與綜合第五節(jié)空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插方法第六節(jié)圖幅數(shù)據(jù)邊沿匹配處理第1節(jié)空間數(shù)據(jù)的坐標(biāo)變換一、圖幅數(shù)據(jù)的坐標(biāo)變換
1.比例尺變換———乘系數(shù)
2.
變形誤差改正——通過控制點(diǎn)利用高次變換、二次變換和仿射變換加以改正
3.
坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)和平移
—即數(shù)字化坐標(biāo)變換,利用相似變換、仿射變換改正
4.
投影變換—————三種方法:正解變換、反解變換、數(shù)值變換
abcabc比例尺變換++++++++變形誤差消除投影類型轉(zhuǎn)換坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)和平移幾何糾正第1節(jié)空間數(shù)據(jù)的坐標(biāo)變換
二、幾何糾正
目的:實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字化數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換和圖紙變形誤差的糾正
圖紙變形的糾正的方法:
相似變換——X,Y方向比例尺一致
仿射變換——X,Y方向比例尺不一致
高次變換、二次變換其中A、B代表二次以上高次項(xiàng)之和。解算待定系數(shù)需要有6對(duì)以上控制點(diǎn)的坐標(biāo)值及其理論值。當(dāng)不考慮高次變換方程中的A和B時(shí),則變成二次曲線方程,稱為二次變換。解算待定系數(shù)需要5對(duì)控制點(diǎn)的坐標(biāo)及其理論值。第1節(jié)空間數(shù)據(jù)的坐標(biāo)變換
二、幾何糾正
仿射變換過程:YXxyO′Oa0b0φφP平移:
X=a0+xY=b0+y旋轉(zhuǎn):
X=a0+xcosφ–ysinφY=b0+xsinφ+ycosφ比例:
X=a0+m1xcosφ–m2ysinφY=b0+m1xsinφ+m2ysinφ
令:a1=m1cosφ,a2=–m2sinφ,b1=m1sinφ,b2=m2cosφX=a0+a1x+a2yY=b0+b1x+b2y上述方程有6個(gè)未知數(shù),理論上只需要3個(gè)不在同一直線上的已知點(diǎn),即可以求出理論解事實(shí)上,由于圖紙變形等在區(qū)域上分布的不均勻性,實(shí)際應(yīng)用更多的是利用多于3個(gè)已知點(diǎn)的數(shù)據(jù),由最小二乘法求解,其目的是在面上得到更廣泛的代表性第1節(jié)空間數(shù)據(jù)的坐標(biāo)變換
二、幾何糾正
仿射變換的特性:
直線變換后仍為直線平行線變換后仍為平行線不同方向上的長(zhǎng)度比發(fā)生變化
第1節(jié)空間數(shù)據(jù)的坐標(biāo)變換
(1)54年北京坐標(biāo)系
在東北黑龍江邊境上同蘇聯(lián)大地網(wǎng)聯(lián)測(cè),通過大地坐標(biāo)計(jì)算,推算出北京點(diǎn)的坐標(biāo),北京坐標(biāo)系是蘇聯(lián)42年坐標(biāo)系的延伸,其原點(diǎn)在蘇聯(lián)普爾科沃。(2)80年西安坐標(biāo)系
78年4月召開“全國(guó)天文大地網(wǎng)平差會(huì)議”建立80年西安坐標(biāo)系,其原點(diǎn)在西安西北的永樂鎮(zhèn),簡(jiǎn)稱西安原點(diǎn)。橢球體參數(shù)為75年國(guó)際大地測(cè)量與地球物理聯(lián)合會(huì)第16界大會(huì)的推薦值。(3)新54年北京坐標(biāo)系
將全國(guó)大地網(wǎng)整體平差的結(jié)果整體換算到克拉索夫斯基橢球體上,形成一個(gè)新的坐標(biāo)系,稱為新54年北京坐標(biāo)系,它與80年國(guó)家大地坐標(biāo)系的軸定向基準(zhǔn)相同,網(wǎng)的點(diǎn)位精度相同。(4)WGS84坐標(biāo)系(中國(guó)民航從2007年7月1日啟用)
在GPS定位中,定位結(jié)果屬于WGS84坐標(biāo)系,坐標(biāo)系原點(diǎn)位于質(zhì)心,Z軸指向BIH1984.0協(xié)議地極(CTP)。大地坐標(biāo)系投影坐標(biāo)系(1)用戶坐標(biāo)系由用戶指定的相對(duì)于二維坐標(biāo)系,一般與實(shí)際地物定位無關(guān)。(2)地理坐標(biāo)系經(jīng)度起點(diǎn)為英國(guó)格林威治,向東為正,緯度自赤道起向北為正的。(3)投影平面直角坐標(biāo)系是將地球球面投影到平面后所設(shè)定的坐標(biāo)系,如高斯投影坐標(biāo)系。(4)地心坐標(biāo)系三維球心空間坐標(biāo)系,原點(diǎn)位于球心,常用直角坐標(biāo)(x,y,z)或角度和高程表示(B,L,H)其中B,L分別為緯度和經(jīng)度。投影變換投影變換投影變形高斯——克呂格投影又稱橫軸墨卡托投影高斯——克呂格投影示意高斯——克呂格投影的分帶
第一節(jié)空間數(shù)據(jù)的坐標(biāo)變換地圖投影轉(zhuǎn)換等面積偽圓錐投影
第一節(jié)空間數(shù)據(jù)的坐標(biāo)變換斜軸等面積方位投影
GIS中地圖投影配置一般原則:(1)所配置的投影系統(tǒng)應(yīng)與相應(yīng)比例尺的國(guó)家基本圖投影系統(tǒng)一致。(2)系統(tǒng)一般最多只采用兩種投影系統(tǒng),一種服務(wù)于大比例尺,一種服務(wù)于小比例尺。(3)所用投影以等角投影為宜。(4)所用投影應(yīng)能與網(wǎng)格坐標(biāo)系統(tǒng)相適應(yīng)。投影的選擇:投影的選擇依賴于項(xiàng)目的需要。地圖投影通常都會(huì)帶來一個(gè)或幾個(gè)方面的變形(面積、形狀、距離、比例、方向或相關(guān)的方面),因此在選擇投影之前,首先要確定哪個(gè)方面在未來的使用中有優(yōu)先權(quán)。等角投影:從一點(diǎn)出發(fā),到所有方向的比例保持一致。經(jīng)線與緯線正交。局部的比例一致,從而區(qū)域的形狀保持不變。此外,線間的夾角保持不變。此類地圖主要用于導(dǎo)航和測(cè)量。等積投影:面積不變,同時(shí)面積相關(guān)的屬性也保持不變。比例、形狀和角度發(fā)生變形。經(jīng)線與緯線不以正確的角度相交。但對(duì)小區(qū)域這無關(guān)緊要。這類投影常用于用地類型圖、污染圖,以及其它一些與特定區(qū)域相關(guān)的研究。等距投影:地圖上兩點(diǎn)間的距離保持不變。這對(duì)于交通地圖十分重要。我國(guó)GIS中地圖投影的應(yīng)用
(1)我國(guó)基本比例尺地形圖中≥1:50萬的圖均采用高斯——克長(zhǎng)格投影。(2)我國(guó)1:100萬地形圖采用正軸等角割圓錐投影(3)我國(guó)大部分省區(qū)圖多采用正軸等角割圓錐投影和屬于同一投影系統(tǒng)的正軸等面積割圓錐投影。(4)正軸等角圓錐投影中,地球表面上兩點(diǎn)間的最短距離(即大圓航線)表現(xiàn)為近于直線,這有利于GIS中空間分析和信息量度的正確實(shí)施。內(nèi)容回顧1、空間坐標(biāo)變換的實(shí)質(zhì)是什么?主要包含哪兩種形式?2、為何需要進(jìn)行坐標(biāo)變換?3、幾何糾正的概念4、仿射變換的概念和主要特點(diǎn)5、投影選擇的原則是什么,請(qǐng)分別說出等角、等距、和等積投影的主要適用情況。6、我國(guó)GIS中地圖投影的使用情況如何第1節(jié)空間數(shù)據(jù)的坐標(biāo)變換
三、投影變換
目的:將某一研究區(qū)域不同投影方式的圖件統(tǒng)一起來,需要將一種投影方式轉(zhuǎn)換為另一種投影方式。方法:
解析變換法:找出兩投影間坐標(biāo)變換的解析計(jì)算公式,有兩種方法
A.反解變換法:先解出原地圖投影點(diǎn)的地理坐標(biāo)φ,λ,對(duì)于x,y的解析關(guān)系式,將其代入新圖的投影公式中求得其坐標(biāo)。即:
B.正解變換法:直接求出兩種投影點(diǎn)的直角坐標(biāo)關(guān)系式。即:
X=f1(x,y)Y=f2(x,y)
x,y——舊坐標(biāo)X,Y——新坐標(biāo)x,y嚴(yán)密的解析解X,Yx,yφ,λX,Y(φ,λ)(x,y)(X,Y)φ=f1
(x,y)λ=f2(x,y)
X=f3(φ,λ)Y=f4(φ,λ)X=f3[f1(x,y),f2(x,y)]Y=f4[f1(x,y),f2(x,y)]反解變換第1節(jié)空間數(shù)據(jù)的坐標(biāo)變換
三、投影變換
數(shù)值變換法,原投影點(diǎn)的坐標(biāo)解析式不知道,或不易求出兩投影之間坐標(biāo)的直接關(guān)系,利用若干同名數(shù)字化點(diǎn)(對(duì)同一點(diǎn)在兩種投影中均已知其坐標(biāo)的點(diǎn)),采用插值法、有限差分法或多項(xiàng)式逼近的方法,即用數(shù)值變換法來建立兩投影間的變換關(guān)系式。
例如,可采用二元三次多項(xiàng)式進(jìn)行變換:
X=f1(x,y)Y=f2(x,y)
x,y——舊坐標(biāo)X,Y——新坐標(biāo)通過選擇10個(gè)以上的兩種投影之間的共同點(diǎn),并組成最小二乘法的條件式求出待定系數(shù)第1節(jié)空間數(shù)據(jù)的坐標(biāo)變換
三、投影變換
投影變換算法的特點(diǎn)與使用范圍算法名稱主要特點(diǎn)適用范圍解析變換正解變換能夠表達(dá)地圖制圖過程的數(shù)學(xué)實(shí)質(zhì),不同投影之間具有精確的對(duì)應(yīng)關(guān)系,在解決多投影問題時(shí)存在計(jì)算冗余問題受制圖區(qū)域影響反解變換方法嚴(yán)密,不受區(qū)域大小影響任何情況數(shù)值變換不能反映投影的數(shù)學(xué)實(shí)質(zhì),不能進(jìn)行全區(qū)域的投影變換,常采用分塊處理辦法,給計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理帶來困難局部區(qū)域2023/4/1524柵格結(jié)構(gòu)矢量結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn):1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單2、疊加操作易實(shí)現(xiàn)3、能有效表達(dá)空間可變性4、柵格圖象便于做圖象的有效增強(qiáng)優(yōu)點(diǎn):1、提供更嚴(yán)密的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2、提供更有效的拓?fù)渚幋a,因而對(duì)需要拓?fù)湫畔⒌牟僮鞲行В缇W(wǎng)絡(luò)分析3、圖形輸出美觀,接近于手繪缺點(diǎn):1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不嚴(yán)密不緊湊,需要用壓縮技術(shù)解決這個(gè)問題2、難以表達(dá)拓?fù)潢P(guān)系3、圖形輸出不美觀,線條有鋸齒,需要增加?xùn)鸥駭?shù)量來克服,但會(huì)增加數(shù)據(jù)量缺點(diǎn):1、比柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜2、疊加操作沒有柵格有效3、表達(dá)空間變化性能力差4、不能象數(shù)字圖形那樣做增強(qiáng)處理矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比較回顧第二節(jié)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)向柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換概念:矢量格式向柵格格式的轉(zhuǎn)換又稱為多邊形填充,就是在矢量表示的多邊形內(nèi)部的所有柵格賦予相應(yīng)的多邊形編號(hào),從而形成柵格數(shù)據(jù)陣列。矢量格式向柵格格式的轉(zhuǎn)換的常用算法①內(nèi)部點(diǎn)擴(kuò)散法②復(fù)數(shù)積分算法③射線算法④掃描算法⑤邊界代數(shù)算法(BoundaryAlgebraFilling)[任伏虎博士](1)確定柵格單元的大小
柵格單元的大小就是它的分辨率,應(yīng)根據(jù)原圖的精度,變換后的用途及存儲(chǔ)空間等因素予以決定。柵格單元的邊長(zhǎng)在X,Y坐標(biāo)系中的大小用ΔX和ΔY表示。設(shè)Xmax、Xmin和Ymax、Ymin分別表示全圖X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)的最大值與最小值,I,J表示全圖格網(wǎng)的行數(shù)和列數(shù)。
XY(0,0)JIxminxmaxyminymaxΔXΔY
矢量數(shù)據(jù)向柵格數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換它們之間的關(guān)系為:ΔX=(Xmax-Xmin)/JΔY=(Ymax-Ymin)/I
XY(0,0)JIxminxmaxyminymaxΔXΔY(2)點(diǎn)的柵格化
點(diǎn)的變換只要這個(gè)點(diǎn)落在某一個(gè)柵格中,就屬于那個(gè)柵格單元,其行、列號(hào)I、J可由下式求出:I=1+INT[(Ymax-Y)/ΔY]J=1+INT[(X-Xmin)/ΔX]式中INT表示取整函數(shù)。柵格點(diǎn)的值用點(diǎn)的屬性表示。(3)線的柵格化如圖所示,
設(shè)兩個(gè)端點(diǎn)的行、列號(hào)已經(jīng)求出,其行號(hào)為3和7,則中間網(wǎng)格的行號(hào)必為4、5、6。其網(wǎng)格中心線的Y坐標(biāo)應(yīng)為:Yi=Ymax-ΔY·(I-1/2)
而與直線段交點(diǎn)的X坐標(biāo)為:
Xi=[(X2-X1)/(Y2-Y1)](Yi-Y1)+X1
??YX34567(X1,Y1)(X2,Y2)矢量線的柵格化八方向柵格化全路徑柵格化(4)多邊形(面域)柵格化
①.左碼記錄法:要完成面域的柵格化,其首要前提是實(shí)現(xiàn)以多邊形線段反映其周圍面域的屬性特征。目前一般采用的是左碼記錄法。其原理如圖所示,有一閉合多邊形,它將整個(gè)矩形面域分割成屬性為1和0的兩部分。轉(zhuǎn)換的第一步工作即是要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。ABCDEF01
第一步,從數(shù)字化數(shù)據(jù)的第一點(diǎn)開始依次記錄每一點(diǎn)左邊面域的屬性值(面域外為0,面域內(nèi)為1)。記錄方法可由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成,這樣,每一個(gè)多邊形數(shù)字化點(diǎn)便實(shí)現(xiàn)了“三值化”,即坐標(biāo)值、線段自身屬性值及左側(cè)面域?qū)傩灾怠?/p>
第二步,對(duì)多邊形每一條邊,按以上所述的線段柵格化的方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換,得到如圖所示的數(shù)據(jù)組成。
第三步,節(jié)點(diǎn)處理,使節(jié)點(diǎn)的柵格值惟一而準(zhǔn)確。
第四步,排序,從第一行起逐行按列的先后順序排序,這時(shí),所得到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完全等同于柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式。最后,展開為全柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),完成由矢量數(shù)據(jù)系統(tǒng)向柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換如圖所示。②.部點(diǎn)擴(kuò)散算法:③.射線算法:由待判點(diǎn)向圖外某點(diǎn)引射線,判斷該射線與某多邊形所有邊界相交的總次數(shù),如果相交偶數(shù)次,則待判點(diǎn)在該多邊形外部,如為奇數(shù)次,則待判點(diǎn)在該多邊形內(nèi)部如圖所示。
多邊形柵格格式向矢量格式轉(zhuǎn)換,就是提取以相同編碼的柵格集合表示的多邊形區(qū)域的邊界和邊界的拓?fù)潢P(guān)系,并表示成多個(gè)小直線短的矢量格式邊界線的過程。柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)向矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換從柵格單元轉(zhuǎn)換到幾何圖形的過程稱為矢量化。1)柵格格式向矢量格式轉(zhuǎn)換的目的(1)將柵格數(shù)據(jù)分析的結(jié)果,通過矢量繪圖設(shè)備輸出;(2)數(shù)據(jù)壓縮的需要,將大量的面狀柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為由小量數(shù)據(jù)表示的多邊形的邊界;(3)將自動(dòng)掃描儀獲取的柵格數(shù)據(jù)加入矢量形式的數(shù)據(jù)庫。2)矢量化過程要保證以下兩點(diǎn)1)拓?fù)滢D(zhuǎn)換,即保持柵格表示出的連通性與鄰接性;2)轉(zhuǎn)換物體正確的外形。3)多邊形柵格格式向矢量格式轉(zhuǎn)換第二節(jié)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換2.柵格數(shù)據(jù)向矢量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換
柵格數(shù)據(jù)向矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通常包括以下四個(gè)基本步驟:⑴多邊形邊界提取采用高通濾波將柵格圖像二值化,并經(jīng)過細(xì)化標(biāo)識(shí)邊界點(diǎn),如圖所示①二值化。線劃圖形掃描后產(chǎn)生柵格數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)是按從0~255的灰度值量度的,設(shè)以G(i,j)表示,為了將這種256或128級(jí)不同的灰階壓縮到2兩個(gè)灰階,即0和1兩級(jí),首先要在最大和最小灰階之間定義一個(gè)闕值,設(shè)闕值為T,則如果G(i,j)大于等于T,則記此柵格的值為1。如果G(i,j)小于T則記此柵格的值為0,得到一幅二值圖,如圖下圖(a)。(a)(b)(c)(d)②細(xì)化。細(xì)化是消除線劃?rùn)M斷面柵格數(shù)的差異,使得每一條線只保留代表其軸線或周圍輪廓線(對(duì)面狀符號(hào)而言)位置的單個(gè)柵格的寬度,對(duì)于柵格線劃的“細(xì)化”方法,可分為“剝皮法”和“骨架法”兩大類。剝皮法的實(shí)質(zhì)是從曲線的邊緣開始,每次剝掉等于一個(gè)柵格寬的一層,直到最后留下彼此連通的由柵格點(diǎn)組成的圖形。因?yàn)橐粭l線在不同位置可能有不同的寬度,故在剝皮過程中必須注意一個(gè)條件,即不允許剝?nèi)?huì)導(dǎo)致曲線不連通的柵格。這是這一方法的關(guān)鍵所在。其解決方法是,借助一個(gè)在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的,由待剝柵格為中心的3×3柵格組合圖(圖下圖)來決定。通過研究,其中只有格式2,3,4,5,10,11,12,16,21,24,28,33,34,35,38,42,43,46和50,可以將中心點(diǎn)剝?nèi)?。這樣,通過最多核查256×8個(gè)柵格,便可確定中間柵格點(diǎn)保留或刪除,直到最后得到經(jīng)細(xì)化處理后應(yīng)予保留的柵格系列柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)向矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換多邊形邊界提取二值化
細(xì)化
⑵邊界線追蹤邊界線跟蹤的目的就是將寫入數(shù)據(jù)文件的細(xì)化處理后的柵格數(shù)據(jù),整理為從結(jié)點(diǎn)出發(fā)的線段或閉合的線條,并以矢量形式存儲(chǔ)于特征柵格點(diǎn)中心的坐標(biāo)如圖所示。跟蹤時(shí),從圖幅西北角開始,按順時(shí)針或逆時(shí)針方向,從起始點(diǎn)開始,根據(jù)八個(gè)鄰域進(jìn)行搜索,依次跟蹤相鄰點(diǎn)。并記錄結(jié)點(diǎn)坐標(biāo),然后搜索閉曲線,直到完成全部柵格數(shù)據(jù)的矢量化,寫入矢量數(shù)據(jù)庫。⑶拓?fù)潢P(guān)系生成對(duì)于矢量表示的邊界弧段,判斷其與原圖上各多邊形空間關(guān)系,形成完整的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并建立與屬性數(shù)據(jù)的聯(lián)系。⑷去除多余點(diǎn)及曲線圓滑柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)向矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換舉例柵格數(shù)據(jù)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)向矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換舉例柵格矢量化得到的弧段數(shù)據(jù)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)向矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換舉例弧段數(shù)據(jù)自動(dòng)生成多邊形內(nèi)容回顧1、矢量與柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的意義2、矢量向柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換3、基于影像數(shù)據(jù)的矢量化過程第三節(jié)多源空間數(shù)據(jù)的融合遙感與GIS數(shù)據(jù)的融合遙感圖像與數(shù)字地圖數(shù)據(jù)的融合;遙感圖像與DEM數(shù)據(jù)的融合;遙感圖像與地圖掃描數(shù)據(jù)的融合。不同格式數(shù)據(jù)的融合基于轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)融合;基于數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)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。3S技術(shù)相結(jié)合的土地利用管理信息系統(tǒng)目視解譯精度的提高狀態(tài)變化檢測(cè)與數(shù)據(jù)更新基于轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)融合基于數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)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)融合多源數(shù)據(jù)集成與共享模式的比較 非空間數(shù)據(jù)通過使用SQL(標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)化查詢語言)和ODBC能較好地解決了不同數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)交換問題。但是如何將空間數(shù)據(jù)也納入標(biāo)準(zhǔn)組織和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行規(guī)范化管理,使空間數(shù)據(jù)共享成為現(xiàn)實(shí),還有一定的困難。目前實(shí)現(xiàn)多格式數(shù)據(jù)共享的方式大致有三種:數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模式、數(shù)據(jù)互操作模式和直接數(shù)據(jù)訪問模式。1數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模式 格式轉(zhuǎn)換模式就是把其他格式的數(shù)據(jù)經(jīng)過專門的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序進(jìn)行轉(zhuǎn)換,變成本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式,這是當(dāng)前GIS軟件系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)的主要辦法。數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換常用的方法一種是轉(zhuǎn)換格式,一種是基于空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換。后者是采用一種空間數(shù)據(jù)的交換標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換,交換標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)大家都遵守、并且很全面的一系列規(guī)則。交換標(biāo)準(zhǔn)可以將不同系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)格式(如美國(guó)國(guó)家空間數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)(NSDI)制定了統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)格式規(guī)范SDTS(SpatialDataTransformationStandard)),以共其他系統(tǒng)調(diào)用。當(dāng)然,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模式的弊病也是顯而易見的,由于缺乏對(duì)空間對(duì)象統(tǒng)一的描述方法,從而使得不同數(shù)據(jù)格式描述空間對(duì)象時(shí)采用的數(shù)據(jù)模型不同,因而轉(zhuǎn)換后不能完全準(zhǔn)確地表達(dá)原數(shù)據(jù)的信息,經(jīng)常性地造成一些信息丟失。另外,它還沒有為數(shù)據(jù)的集中和分布式處理提供解決方案,不能自動(dòng)同步更新。2數(shù)據(jù)互操作模式 數(shù)據(jù)互操作模式是OpenGISConsortium(OGC)制定的規(guī)范。GIS互操作是指在異構(gòu)數(shù)據(jù)庫和分布計(jì)算的情況下,GIS用戶在相互理解的基礎(chǔ)上,能透明地獲取所需的信息。這一模式在應(yīng)用中存在一定局限性:首先,為真正實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)格式之間的互操作,需要每種格式的宿主軟件都按照統(tǒng)一的規(guī)范實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問接口,在一定時(shí)期內(nèi)還不現(xiàn)實(shí);其次,一個(gè)軟件訪問其他軟件的數(shù)據(jù)格式時(shí)是通過數(shù)據(jù)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)的,這個(gè)數(shù)據(jù)服務(wù)器實(shí)際上就是被訪問數(shù)據(jù)格式的宿主軟件,也就是說,用戶必須同時(shí)擁有這兩個(gè)GIS軟件,并且同時(shí)運(yùn)行,才能完成數(shù)據(jù)互操作過程格;最后,即使以后新建的GIS軟件都支持OpenGIS,現(xiàn)有的GIS軟件生產(chǎn)出來的空間數(shù)據(jù)也要轉(zhuǎn)化到OpenGIS標(biāo)準(zhǔn)。3直接數(shù)據(jù)訪問模式 直接數(shù)據(jù)訪問是指在一個(gè)GIS軟件中實(shí)現(xiàn)對(duì)其他軟件數(shù)據(jù)格式的直接訪問,用戶可以使用單個(gè)GIS軟件存取多種數(shù)據(jù)格式。直接數(shù)據(jù)訪問不僅避免了繁瑣的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,而且在一個(gè)GIS軟件中訪問某種軟件的數(shù)據(jù)格式不要求用戶擁有該數(shù)據(jù)格式的宿主軟件,更不需要該軟件運(yùn)行。直接數(shù)據(jù)訪問提供了一種更為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的多源數(shù)據(jù)共享模式。但是,直接數(shù)據(jù)訪問同樣要建立在對(duì)要訪問的數(shù)據(jù)格式的充分了解的基礎(chǔ)上,如果要訪問的數(shù)據(jù)的格式不公開,就非破譯該格式不可,還要保證破譯完全正確,這樣才能真正與該格式的宿主軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。如果宿主軟件數(shù)據(jù)格式發(fā)生變化,各數(shù)據(jù)集成軟件不得不重新研究該宿主軟件數(shù)據(jù)格式,提供升級(jí)版本,而宿主軟件的數(shù)據(jù)格式發(fā)生變化時(shí)往往不對(duì)外聲明,這樣,其他數(shù)據(jù)集成軟件對(duì)基于這種GIS軟件數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)的處理必定存在滯后性。空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)
由于空間數(shù)據(jù)模型的不同,空間數(shù)據(jù)的定義、表達(dá)和存儲(chǔ)方式也不同,因而數(shù)據(jù)交換也需要統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。空間數(shù)據(jù)交換的主要方式有:
外部數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)這類標(biāo)準(zhǔn)通常是ASCII碼文件,用戶可以通過閱讀說明書來直接讀寫這種外部數(shù)據(jù)格式。
GIS的外部數(shù)據(jù)交換格式通常包括:矢量數(shù)據(jù)交換格式柵格數(shù)據(jù)交換格式數(shù)字高程模型交換格式隨著軟硬件的發(fā)展,人們逐漸感受到了外部數(shù)據(jù)交換格式的不足,如自動(dòng)化程度不高,速度較慢等,但它畢竟解決了不同GIS之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換問題GIS-A數(shù)據(jù)格式GIS-B數(shù)據(jù)格式外部數(shù)據(jù)交換格式標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)
空間數(shù)據(jù)互操作協(xié)議
制定一套各方都能接受的標(biāo)準(zhǔn)空間數(shù)據(jù)操縱函數(shù),通過調(diào)用這些函數(shù)以互相操作對(duì)方的數(shù)據(jù)。雖然空間數(shù)據(jù)互操作協(xié)議比外部數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)方便,但由于各種軟件存儲(chǔ)和處理空間數(shù)據(jù)的方式不同,空間數(shù)據(jù)的互操作函數(shù)又不可能很龐大,因此往往不能解決所有問題。GIS-AGIS-B操縱空間數(shù)據(jù)的API直接調(diào)用操縱直接調(diào)用操縱空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)
空間數(shù)據(jù)共享平臺(tái)
采用客戶機(jī)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu),各種GIS通過一個(gè)公共的平臺(tái)在服務(wù)器存取所有數(shù)據(jù),以避免數(shù)據(jù)的不一致性。空間數(shù)據(jù)共享平臺(tái)雖然是一個(gè)較好的思路,但現(xiàn)有的GIS軟件各有自己的底層,因此目前難以實(shí)現(xiàn)。GIS-AGIS-B服務(wù)器存放空間數(shù)據(jù)C/S平臺(tái)C/S平臺(tái)空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)
統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫接口
在對(duì)空間數(shù)據(jù)模型有共同理解的基礎(chǔ)上,各系統(tǒng)開發(fā)專門的雙向轉(zhuǎn)換程序,將本系統(tǒng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫的接口。統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫接口,首先要求對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行統(tǒng)一的面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)理解,這是不易實(shí)現(xiàn)的。因此,目前外部數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)仍然是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的主流方式。GIS-AGIS-B空間數(shù)據(jù)庫接口轉(zhuǎn)換程序轉(zhuǎn)換程序我國(guó)空間數(shù)據(jù)交換格式
我國(guó)已發(fā)布了GIS的外部數(shù)據(jù)交換格式,包括:1)矢量數(shù)據(jù)交換格式
2)柵格數(shù)據(jù)交換格式
3)數(shù)字高程模型交換格式標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)資料參考國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心(NFGIS)網(wǎng)站及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委異構(gòu)數(shù)據(jù)集成(融合)系統(tǒng)框架示例基于元數(shù)據(jù)的地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成模式gis互操作的5個(gè)層次[易善楨等,1999]
空間數(shù)據(jù)的壓縮(壓縮與壓縮比的概念p92,書上公式需要更正)曲線矢量數(shù)據(jù)的壓縮面域柵格數(shù)據(jù)的壓縮第四節(jié)空間數(shù)據(jù)的壓縮與綜合第四節(jié)空間數(shù)據(jù)的壓縮與綜合空間數(shù)據(jù)的壓縮空間數(shù)據(jù)的壓縮,即從所取得的數(shù)據(jù)集合S中抽出一個(gè)子集A,這個(gè)子集作為一個(gè)新的信息源,在規(guī)定的程度范圍內(nèi)最好地逼近原集合,而且具有最大的壓縮比a
式中:m為曲線的原點(diǎn)數(shù);n為曲線經(jīng)壓縮后的點(diǎn)數(shù)。曲線上點(diǎn)的壓縮方法:道格拉斯-普克法(Douglas-Peucker);Li-openshaw的自然綜合法則法;垂距法。對(duì)每一條曲線的首末點(diǎn)虛連一條直線,求所有點(diǎn)與直線的距離,找出最大距離值dmax,用dmax與限差D相比:若dmax<D,這條曲線上的中間點(diǎn)全部舍去;若dmax≧D,保留dmax對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),并以該點(diǎn)為界,把曲線分為兩部分,對(duì)這兩部分重復(fù)使用該方法。道格拉斯-普克法(Douglas-Peucker)基本思路是:(2)垂距法:垂距法的基本思路是:每次順序取曲線上的個(gè)點(diǎn),計(jì)算中間點(diǎn)與其它兩點(diǎn)連線的垂線距離d,并與限差D比較。若d<D,則中間點(diǎn)去掉;若d≧D,則中間點(diǎn)保留。然后順序取下個(gè)點(diǎn)繼續(xù)處理,直到這條線結(jié)束。(3)光欄法光欄法的基本思想是:定義一個(gè)扇形區(qū)域,通過判斷曲線上的點(diǎn)在扇形外還是在扇形內(nèi),確定保留還是舍去。面域柵格數(shù)據(jù)的壓縮方法:游程(長(zhǎng)度)編碼法、塊碼(上章已講);四叉樹編碼壓縮法(上章已講)??臻g數(shù)據(jù)的綜合空間數(shù)據(jù)的綜合是針對(duì)存貯在GIS數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)因?qū)傩詳?shù)據(jù)的重新分類而進(jìn)行的操作;空間數(shù)據(jù)的綜合內(nèi)容包括相同屬性的刪除和相同屬性公共邊界線的刪除等。面域鄰接線段的刪除第五節(jié)空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插方法1.概念:p95
空間數(shù)據(jù)插值,是指通過已知點(diǎn)或分區(qū)的數(shù)據(jù),推求任意點(diǎn)或分區(qū)數(shù)據(jù)的方法2.應(yīng)用:
1.現(xiàn)有的離散曲面的分辨率、象元大小或方向與所要求的不符,需要重新插值
如將一個(gè)掃描影象從一種分辨率轉(zhuǎn)換到另一種分辨率的影象
2.現(xiàn)有的連續(xù)曲面的數(shù)據(jù)模型與所需要的數(shù)據(jù)模型不符合,需要重新插值
如將一個(gè)連續(xù)的曲面從一種空間切分方式變?yōu)榱硪环N空間切分方式,從TIN到柵格、柵格到TIN或矢量多邊形到柵格
3.現(xiàn)有的數(shù)據(jù)不能完全覆蓋所需求的區(qū)域范圍,需要插值
如將離散的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)內(nèi)插為連續(xù)的數(shù)據(jù)表面3.類型:
內(nèi)插:在已觀測(cè)點(diǎn)的區(qū)域內(nèi)估算未觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)的過程;
外推:在已觀測(cè)點(diǎn)的區(qū)域外估算未觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)的過程.——預(yù)測(cè)。
內(nèi)插外推點(diǎn)的內(nèi)插點(diǎn)的內(nèi)插是研究具有連續(xù)變化特征現(xiàn)象(如地形、氣溫、氣壓等)的數(shù)值內(nèi)插方法;點(diǎn)的內(nèi)插方法可以采用:多項(xiàng)式內(nèi)插法;樣條函數(shù)內(nèi)插法;克里格(Kriging)內(nèi)插法(克里金)。區(qū)域的內(nèi)插區(qū)域的內(nèi)插是研究根據(jù)一組分區(qū)的已知數(shù)據(jù)來推求同一地區(qū)另一組分區(qū)未知數(shù)據(jù)的內(nèi)插方法;區(qū)域的內(nèi)插方法可以采用:疊置法;比重法。第五節(jié)空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插方法一、邊界內(nèi)插
首先假定任何重要的變化都發(fā)生在區(qū)域的邊界上,邊界內(nèi)的變化則是均勻的、同質(zhì)的。
邊界內(nèi)插的方法之一是泰森多邊形法。
泰森多邊形法的基本原理是,未知點(diǎn)的最佳值由最鄰近的觀測(cè)值產(chǎn)生。泰森多邊形的性質(zhì):每個(gè)泰森多邊形內(nèi)僅含有一個(gè)控制點(diǎn)數(shù)據(jù)泰森多邊形內(nèi)的點(diǎn)到相應(yīng)控制點(diǎn)的距離最近位于泰森多邊形邊上的點(diǎn)到其兩邊控制點(diǎn)的距離相等在判斷一個(gè)控制點(diǎn)與其它哪些控制點(diǎn)相鄰時(shí),可直接根據(jù)泰森多邊形得出結(jié)論,即若泰森多邊形是n多邊形,則n個(gè)離散點(diǎn)相鄰。采用泰森多邊形進(jìn)行快速賦值,其中一個(gè)隱含的假設(shè)是任何地點(diǎn)的未知數(shù)據(jù)均使用距離它最近的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)。泰森多邊形插值方法得到的結(jié)果只發(fā)生在邊界上,而邊界內(nèi)部是均質(zhì)的和無變化的,這是泰森多邊形的不完善之處ABCD第五節(jié)空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插方法二、趨勢(shì)面分析(全局內(nèi)插)
是一種多項(xiàng)式回歸分析技術(shù),用多項(xiàng)式表示線或面,按最小二乘法原理對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行擬合。
1、當(dāng)數(shù)據(jù)為一維時(shí)
線性回歸:
二次或高次多項(xiàng)式:Z=a0+a1XZ=a0+a1X+a2X2二次曲線第五節(jié)空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插方法二、趨勢(shì)面分析
2、當(dāng)數(shù)據(jù)為二維時(shí)
Z=a0+a1X+a2Y+a3X2+a4XY+a5Y2趨勢(shì)面分析特點(diǎn):插值結(jié)果是一個(gè)平滑表面(線),這個(gè)表面(線)是由采樣點(diǎn)值擬合的多項(xiàng)式數(shù)學(xué)方程生成的。其起伏變化平緩,代表研究區(qū)域范圍內(nèi)表面逐漸變化的總體趨勢(shì),很少能與實(shí)際的已知樣點(diǎn)完全重合,屬非精確插值方法。該插值方法受生成的預(yù)測(cè)表面容易受那些離群點(diǎn)(極高或低樣點(diǎn))的影響,而且多項(xiàng)式越復(fù)雜,其物理意義就越難描述。該法適用情況:當(dāng)一個(gè)研究區(qū)域的表面變換緩慢,可采用該法對(duì)研究區(qū)域進(jìn)行表面插值;檢驗(yàn)長(zhǎng)期變化的、全局性趨勢(shì)的影響時(shí)一般采用該法第五節(jié)空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插方法三、局部?jī)?nèi)插
利用局部范圍內(nèi)的已知采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)內(nèi)插出未知點(diǎn)的數(shù)據(jù)。
1、線性內(nèi)插:數(shù)據(jù)點(diǎn)位于地形特征點(diǎn)時(shí),地面模型則以三角網(wǎng)形式建立。此時(shí)認(rèn)為分塊插值區(qū)的地表面為一平面,按直線比例內(nèi)插待定點(diǎn),使用最靠近的三個(gè)點(diǎn)來定義函數(shù)
Z=a0+a1X+a2Y
將內(nèi)插點(diǎn)周圍的3個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)據(jù)值帶入多項(xiàng)式,
即可解算出系數(shù)a0、a1、a2。第五節(jié)空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插方法三、局部?jī)?nèi)插
2、雙線性多項(xiàng)式內(nèi)插:
認(rèn)為分塊插值區(qū)內(nèi)待定點(diǎn)的值在軸X(或Y)平行的方向上與坐標(biāo)Y(或X)成直線比例關(guān)系。
ZP=a0+a1X+a2Y+a3XY將內(nèi)插點(diǎn)周圍的4個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)據(jù)值帶入多項(xiàng)式,即可解算出系數(shù)a0,a1,a2,a3
。ABCDPyxNML當(dāng)數(shù)據(jù)是按正方形格網(wǎng)點(diǎn)布置:ZP=(1-dx/L)(1-dy/L)·ZA+(1-dy/L)·dx/L·ZB+dx/L·dy/L·ZC+(1-dy/L)·dy/L·ZD第五節(jié)空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插方法三、局部?jī)?nèi)插
3、雙三次多項(xiàng)式(樣條函數(shù))內(nèi)插:采用分塊方式,每一分塊可以定義出一個(gè)不同的多項(xiàng)式曲面,當(dāng)相鄰分塊邊界導(dǎo)數(shù)連續(xù)時(shí),即為樣條函授。樣條函數(shù)有5種不同的基本函數(shù):平面樣條函數(shù)、張力樣條函數(shù)、規(guī)則樣條函數(shù)、高次曲面函數(shù)和反高次曲面樣條函數(shù)
ZP=a0+a1X+a2Y+a3X2+a4XY+a5Y2+a6X3+
a7XY2+a8X2Y2
+a9X2Y
+a10Y3+a11XY3+a12X3Y+a13X2Y3+a14X3Y2+a15X3Y3將內(nèi)插點(diǎn)周圍的16個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)據(jù)值帶入多項(xiàng)式,即可解算出所有系數(shù)內(nèi)插速度很快——采用分塊技術(shù),每次只采用少量已知數(shù)據(jù)點(diǎn)可用于精確的內(nèi)插——內(nèi)插曲面通過所有已知的采樣點(diǎn)可用于平滑處理——表面總曲率最小,保留了局部微特征,視覺上令人滿意特點(diǎn)16個(gè)點(diǎn)第五節(jié)空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插方法四、移動(dòng)平均法
在局部范圍(或稱窗口)內(nèi)計(jì)算多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的平均值的插值方法。通常以待估點(diǎn)為中心,半徑為R或邊長(zhǎng)為d的正方形范圍內(nèi)所有已知樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的加權(quán)平均值來估算待估點(diǎn)的值當(dāng)觀測(cè)點(diǎn)的相互位置越近,其數(shù)據(jù)的相似性越強(qiáng);
當(dāng)觀測(cè)點(diǎn)的相互位置越遠(yuǎn),其數(shù)據(jù)的相似性越低。特點(diǎn)小窗口將增強(qiáng)近距離數(shù)據(jù)的影響;
大窗口將增強(qiáng)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)的影響,減小近距離數(shù)據(jù)的影響。第五節(jié)空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插方法四、移動(dòng)平均法
加權(quán)移動(dòng)平均法:λi是采樣點(diǎn)i對(duì)應(yīng)的權(quán)值加權(quán)平均內(nèi)插的結(jié)果隨使用的函數(shù)及其參數(shù)、采樣點(diǎn)的分布、窗口的大小等的不同而變化。通常使用的采樣點(diǎn)數(shù)為6—8點(diǎn)。對(duì)于不規(guī)則分布的采樣點(diǎn)需要不斷地改變窗口的大小、形狀和方向,以獲取一定數(shù)量的采樣點(diǎn)。第五節(jié)空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插方法五、克立格估值
是利用在地表不同位置采集的樣點(diǎn)生成(內(nèi)插)一個(gè)連續(xù)表面,它不僅能獲得預(yù)測(cè)表面,而且能獲得誤差表面,有助于了解獲得的預(yù)測(cè)表面的精確性。一般分兩個(gè)步驟:
進(jìn)行樣點(diǎn)的空間結(jié)構(gòu)量化分析(即半方差函數(shù)分析),為樣點(diǎn)擬合一個(gè)空間獨(dú)立模型
利用第一步擬合的半方差函數(shù)、樣點(diǎn)的空間分布及樣點(diǎn)數(shù)值對(duì)某一區(qū)域未知點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)第五節(jié)空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插方法五、克立格估值
aC0C1sill基臺(tái)值,代表變量的總變異大小,數(shù)值上等于C0+C1,且C1越大,變量變異相關(guān)性越強(qiáng)結(jié)構(gòu)方差,代表有規(guī)律、可解釋的變異性,由一種或多種影響因素的持久作用所引起塊金值,代表無法解釋的變異性,由分析誤差和變量在最小采樣尺度以下的隨機(jī)變化所引起a—變程,表示變量空間相關(guān)距離,由影響因素的作用范圍所決定。變程之外,變量不存在空間相關(guān)性,變程之內(nèi),距離越近,變量相關(guān)性越強(qiáng)第五節(jié)空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插方法五、克立格估值
Z*(x)=ΣλiZ(xi)ni=1Kriging插值γ(h)=2N(h)1[Z(xi)-Z(xi+h)]2Σ
N(h)i=1半方差函數(shù)第五節(jié)空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插方法五、克立格估值
回顧1、不同格式的空間數(shù)據(jù)融合方法主要有哪些?各有何特點(diǎn)?2、不同GIS軟件的空間數(shù)據(jù)格式主要有哪些3、矢量線壓縮的DP算法原理是什么?4、空間數(shù)據(jù)綜合的目的及其兩個(gè)主要步驟5、空間數(shù)據(jù)內(nèi)插方法的定義;常見的數(shù)據(jù)內(nèi)插方法有哪些?第六節(jié):圖幅數(shù)據(jù)邊緣匹配處理
在相鄰圖幅的邊緣部分,由于原圖本身的誤差或數(shù)字化輸入的誤差,使同一實(shí)體的線段或弧段的坐標(biāo)數(shù)據(jù)不能互相銜接。因此必須進(jìn)行圖幅數(shù)據(jù)的邊緣匹配處理,使相同實(shí)體的線段或弧段的坐標(biāo)數(shù)據(jù)相互銜接,同一實(shí)體的屬性碼相同。
2、識(shí)別和檢索相鄰圖幅3132332123111213223、相鄰圖幅邊界點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的匹配
相鄰圖幅邊界點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的匹配采用追蹤拼接法。只要符合下列條件,兩條線段或弧段即可匹配銜接:相鄰圖幅邊界兩條線段或弧段的左右碼各自相同或相反;相鄰圖幅同名邊界點(diǎn)坐標(biāo)在某一允許值范圍內(nèi)(±0.5mm)。匹配銜接時(shí)是以一條弧或線段作為處理的單元,因此,當(dāng)邊界點(diǎn)位于兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間時(shí),必須分別取出相關(guān)的兩個(gè)結(jié)點(diǎn),然后按照結(jié)點(diǎn)之間線段方向一致性的原則進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄和存儲(chǔ)。3、相鄰圖幅邊界點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的匹配4、相同屬性多邊形公共邊界的刪除+2+3+8+3+2+4+1+6+8+2+3+2+4+1+6+8
當(dāng)圖幅內(nèi)圖形數(shù)據(jù)完全拼接后,相鄰圖斑會(huì)有相同屬性。此時(shí),應(yīng)將相同屬性的兩個(gè)或多個(gè)相鄰圖斑組合成一個(gè)圖斑,即消除公共邊界,并對(duì)共同屬性進(jìn)行合并。
多邊形公共邊界線的刪除,可以通過構(gòu)成每一面域的線段坐標(biāo)鏈,刪除其中共同的線段,然后重新建立合并多邊形的線段鏈表,如圖所示。對(duì)于多邊形的屬性表,除多邊形的面積和周長(zhǎng)需要重新計(jì)算外,其余屬性保留其中之一圖斑的屬性即可。4、相同屬性多邊形公共邊界的刪除P1P2415202111P1P2P1+P246462020152121111115+6第七節(jié)空間數(shù)據(jù)的更新
GIS的生命力,最終取決于其空間數(shù)據(jù)庫的現(xiàn)勢(shì)性。遙感(RS)數(shù)據(jù),是GIS的重要信息源和
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