地圖數(shù)據(jù)處理課件

地圖數(shù)據(jù)處理地圖數(shù)據(jù)處理

線狀符號(hào)生成算法

線狀符號(hào)是表示沿著線狀延伸分布的物體或制圖現(xiàn)象的符號(hào)，如表示交通線，境界線等的符號(hào)，其長度與地圖比例尺有關(guān)。（1）線狀符號(hào)信息塊

信息塊方法把各類線狀符號(hào)看作是由沿線狀要素中軸線重復(fù)串接符號(hào)單元而成。LL圖4-5線狀符號(hào)的符號(hào)單元線狀符號(hào)生成算法線狀符號(hào)是表示沿著線狀延伸分

每一單元由線符部分和點(diǎn)符部分組成，線符中的點(diǎn)符部分只是部分線符才有，它僅是在一定部位，并以線符延伸方向?yàn)閤軸（曲線的x長軸），并沒有什么變形，按單元距離L，重復(fù)配置；而線符部分，以線符中心線為配置軸線，單元長一樣，但需在彎曲部位進(jìn)行一定的壓縮和拉伸，象一根理想的橡皮條一樣，這一現(xiàn)象，數(shù)學(xué)上稱為倫移變換。每一單元由線符部分和點(diǎn)符部分組成，線符中的點(diǎn)符部分只地圖數(shù)據(jù)處理ppt課件地圖數(shù)據(jù)處理ppt課件(2)線狀符號(hào)程序塊

線狀符號(hào)的程序塊繪制，其已知條件是中心軸線及需配置線狀符號(hào)結(jié)構(gòu)尺寸。繪制該符號(hào)要解決兩個(gè)問題：一是確定每一條橫短線的位置？即確定橫短線與中軸線的交點(diǎn)坐標(biāo)；二是繪橫短線延伸到何處？即確定橫短線兩端點(diǎn)的坐標(biāo)。(2)線狀符號(hào)程序塊線狀符號(hào)的程序塊繪制，其已知條4.面狀符號(hào)生成算法

面狀符號(hào)是指地圖上用來表示呈面狀分布的地物或地理現(xiàn)象的符號(hào)。這些符號(hào)的共同特點(diǎn)就是在面域內(nèi)填繪不同方向、不同間隔、不同粗細(xì)的“暈線”，或填充規(guī)則與不規(guī)則分布的個(gè)體符號(hào)、花紋或顏色來反映這些現(xiàn)象的質(zhì)量特征和數(shù)量差異。4.面狀符號(hào)生成算法面狀符號(hào)是指地圖上用來表示呈面(1)面狀符號(hào)信息塊

面狀符號(hào)信息塊中存儲(chǔ)的是填充符號(hào)的單元信息，它的結(jié)構(gòu)類似于線狀符號(hào)中線—線信息塊，但需增加三種信息：行距、行向傾角、排列方式。行向傾角指暈線方向與X軸夾角，地圖中有時(shí)有兩組相交的暈線，故有可能有兩種傾角；排列方式一般有“井”型、交錯(cuò)和散列三種。(1)面狀符號(hào)信息塊面狀符號(hào)信息塊中存儲(chǔ)的是填充符號(hào)地圖數(shù)據(jù)處理ppt課件地圖數(shù)據(jù)處理ppt課件（2）面狀符號(hào)程序塊

面狀符號(hào)的圖案千差萬別，但暈線填充是其基本形式。所謂“暈線”，即是一組平行的等間距的平行線。1）在多邊形內(nèi)填繪暈線（2）面狀符號(hào)程序塊面狀符號(hào)的圖案千差萬別，但暈線填圖形編輯數(shù)據(jù)組織點(diǎn)的定位線的定位面的定位圖形編輯數(shù)據(jù)組織數(shù)據(jù)組織GIS中的空間數(shù)據(jù)通常是分層存取的，通?？煞譃榭刂泣c(diǎn)、獨(dú)立地物、居民地、境界、水系、地貌、植被等。在進(jìn)行圖形編輯時(shí)，需確定在什么數(shù)據(jù)層(或哪幾個(gè)數(shù)據(jù)層)進(jìn)行操作，以便對選定數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯。無論空間數(shù)據(jù)庫是用數(shù)據(jù)庫管理還是用文件管理，都必須要為圖形編輯的實(shí)現(xiàn)提供空間數(shù)據(jù)的讀取、存儲(chǔ)等基本功能。由于GIS空間數(shù)據(jù)所涉及的地理區(qū)域較大，空間數(shù)據(jù)量是海量，因而每次編輯都針對全部空間數(shù)據(jù)進(jìn)行是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)檫@樣的查詢和編輯操作所需的時(shí)間是不能忍受的，所以，都需要采用建索引的方法，索引通常是分層建立的，主要方法有四叉樹索引和格網(wǎng)索引。數(shù)據(jù)組織GIS中的空間數(shù)據(jù)通常是分層存取的，通?？煞譃榭刂泣c(diǎn)數(shù)據(jù)組織建立了索引文件后的圖形編輯，不僅要修改原始的空間數(shù)據(jù)，而且要修改相關(guān)的索引文件。在對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除操作時(shí)，通常不直接刪除空間數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)數(shù)據(jù)，而只是在相應(yīng)的索引文件中作一標(biāo)志，只有在重新整理數(shù)據(jù)庫時(shí)，才進(jìn)行真正的刪除。

在對建立了拓?fù)潢P(guān)系的矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形編輯時(shí)，往往會(huì)破壞原有的拓?fù)潢P(guān)系，這時(shí)需要拓?fù)渲貥?gòu)。也可以先對圖形編輯所涉及的局部區(qū)域進(jìn)行拓?fù)渲貥?gòu)，然后與原區(qū)域進(jìn)行相關(guān)處理，以獲取全圖的拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)組織建立了索引文件后的圖形編輯，不僅要修改原始的空間數(shù)據(jù)四叉樹索引四叉樹索引四叉樹索引最小外包矩形MBR就是包圍圖元，且平行于X，Y軸的最小外接矩形。MBR到底有什么用處呢？因?yàn)?，圖元的形狀是不規(guī)則的，而MBR是平行于X，Y軸的規(guī)則圖形，設(shè)想一下，如果所有的圖元都是平行于X，Y軸的矩形，那針對這樣的矩形進(jìn)行幾何上的任何判斷，是不是要簡單很多呢？

四叉樹索引最小外包矩形MBR就是包圍圖元，且平行于X，Y軸的四叉樹索引GIS空間操作的步驟沒有空間索引，我們無疑要對集合中的每個(gè)圖元進(jìn)行精確幾何運(yùn)算，而這樣的運(yùn)算是復(fù)雜的，是非常占用CPU的，所以需要空間索引，

原始圖像數(shù)據(jù)集合借助空間索引過濾階段過濾后圖像數(shù)據(jù)子集精確幾何運(yùn)算階段符合條件的圖元集合四叉樹索引GIS空間操作的步驟原始圖像數(shù)據(jù)集合借助空間索引四叉樹索引四叉樹索引四叉樹索引就是遞歸地對地理空間進(jìn)行四分，直到自行設(shè)定的終止條件（比如每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)圖元的個(gè)數(shù)不超過3個(gè)，超過3個(gè)，就再四分），最終形成一顆有層次的四叉樹。圖中有數(shù)字標(biāo)識(shí)的矩形是每個(gè)圖元的MBR，每個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)了本區(qū)域所關(guān)聯(lián)的圖元標(biāo)識(shí)列表和本區(qū)域地理范圍，非葉子節(jié)點(diǎn)僅存儲(chǔ)了區(qū)域的地理范圍。四叉樹索引就是遞歸地對地理空間進(jìn)行四分，直到自行設(shè)定的終止條在地圖上畫一個(gè)矩形，判斷地圖上哪些圖元落在這個(gè)矩形里或者和這個(gè)所畫矩形相交。1，首先，從四叉樹的根節(jié)點(diǎn)開始，把根節(jié)點(diǎn)所關(guān)聯(lián)的圖元標(biāo)識(shí)都加到一個(gè)List里。2，比較此矩形范圍與根節(jié)點(diǎn)的四個(gè)子節(jié)點(diǎn)（或者叫子區(qū)域）是否有交集（相交或者包含），如果有，則把相應(yīng)的區(qū)域所關(guān)聯(lián)的圖元標(biāo)識(shí)加到List集合中，如果沒有，則以下這顆子樹都不再考慮。3，以上過程的遞歸，直到樹的葉子節(jié)點(diǎn)終止，返回List。4，從List集合中根據(jù)標(biāo)識(shí)一一取出圖元，先判斷圖元MBR與矩形有無交集，如果有，則進(jìn)行下面的精確幾何判斷，如果沒有，則不再考慮此圖元在地圖上畫一個(gè)矩形，判斷地圖上哪些圖元落在這個(gè)矩形里或者和這點(diǎn)的定位點(diǎn)的定位點(diǎn)的定位

圖形編輯是在計(jì)算機(jī)屏幕上進(jìn)行的，因此首先應(yīng)把圖幅的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為當(dāng)前屏幕狀態(tài)的坐標(biāo)系和比例尺。設(shè)光標(biāo)點(diǎn)為S(x,y)，圖幅上某一點(diǎn)狀要素的坐標(biāo)為A(X，Y)，則可設(shè)一捕捉半徑D(通常為3～5個(gè)象素，這主要由屏幕的分辯率和屏幕的尺寸決定)。若S和A的距離d小于D則認(rèn)為捕捉成功，即認(rèn)為找到的點(diǎn)是A，否則失敗，繼續(xù)搜索其它點(diǎn)。d可由下式計(jì)算：

但是由于在計(jì)算d時(shí)需進(jìn)行乘方運(yùn)算，所以影響了搜索的速度，因此，把距離d的計(jì)算改為：

即把捕捉范圍由圓改為矩形，這可大大加快搜索速度，如所示。點(diǎn)的定位

圖形編輯是在計(jì)算機(jī)屏幕上進(jìn)行的，因此首先應(yīng)把圖幅的線的定位設(shè)光標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)為S(x,y)，D為捕捉半徑，線的坐標(biāo)為(x1,y1),(x2,y2),…(xn,yn)。通過計(jì)算S到該線的每個(gè)直線段的距離di，若min(d1,d2,…dn-1)＜D，則認(rèn)為光標(biāo)S捕捉到了該條線，否則為未捕捉到。在實(shí)際的捕捉中，可每計(jì)算一個(gè)距離di就進(jìn)行一次比較，若di＜D，則捕捉成功，不需再進(jìn)行下面直線段到點(diǎn)S的距離計(jì)算了。線的定位設(shè)光標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)為S(x,y)，D為捕捉半徑，線的坐標(biāo)為線的定位為了加快線捕捉的速度，可以把不可能被光標(biāo)捕捉到的線以簡單算法去除。對一條線可求出其最大最小坐標(biāo)值Xmin，Ymin，Xmax，Ymax，對由此構(gòu)成的矩形再向外擴(kuò)D的距離，若光標(biāo)點(diǎn)S落在該矩形內(nèi)，才可能捕捉到該條線，因而通過簡單的比較運(yùn)算就可去除大量的不可能捕捉到的情況。

對于線段與光標(biāo)點(diǎn)也應(yīng)該采用類似的方法處理。即在對一個(gè)線段進(jìn)行捕捉時(shí)，應(yīng)先檢查光標(biāo)點(diǎn)是否可能捕捉到該線段。即對由線段兩端點(diǎn)組成的矩形再往外擴(kuò)D的距離，構(gòu)成新的矩形，若S落在該矩形內(nèi)，才計(jì)算點(diǎn)到該直線段的距離，否則應(yīng)放棄該直線段，而取下一直線段繼續(xù)搜索。線的定位為了加快線捕捉的速度，可以把不可能被光標(biāo)捕捉到的線以線的定位線的定位線的定位點(diǎn)S(x,y)到直線段(x1,y1),(x2,y2)的距離d的計(jì)算公式為：線的定位點(diǎn)S(x,y)到直線段(x1,y1),(x2,y2)線的定位計(jì)算量較大，速度較慢，因此可按如下方法計(jì)算。即從S(x,y)向線段(x1,y1)(x2,y2)作水平和垂直方向的射線，取dx,dy的最小值作為S點(diǎn)到該線段的近似距離。由此可大大減小運(yùn)算量，提高搜索速度。計(jì)算方法為：

線的定位計(jì)算量較大，速度較慢，因此可按如下方法計(jì)算。即從S(面的定位面的捕捉實(shí)際上就是判斷光標(biāo)點(diǎn)S(x,y)是否在多邊形內(nèi)，若在多邊形內(nèi)則說明捕捉到。判斷點(diǎn)是否在多邊形內(nèi)的算法主要有垂線法或轉(zhuǎn)角法。面的定位面的捕捉實(shí)際上就是判斷光標(biāo)點(diǎn)S(x,y)是否在多邊形數(shù)據(jù)變換二維圖形變換1平移變換2比例變換3旋轉(zhuǎn)變換4錯(cuò)切變換5對稱變換數(shù)據(jù)變換二維圖形變換曲線光滑地圖數(shù)據(jù)是離散的，現(xiàn)實(shí)世界是連續(xù)的，以河流為例，計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的是線狀地物的特征點(diǎn)，如果直接把原始數(shù)據(jù)在圖面上描繪出來，得到的是轉(zhuǎn)折明顯的折線集合，影響了地圖的藝術(shù)表達(dá)效果，所以需要對曲線進(jìn)行光滑處理。線性迭代光滑法正軸拋物線加權(quán)平均法斜軸拋物線加權(quán)平均法五點(diǎn)求導(dǎo)分段三次多項(xiàng)式插值算法三次參數(shù)樣條曲線曲線光滑地圖數(shù)據(jù)是離散的，現(xiàn)實(shí)世界是連續(xù)的，以河流為例，計(jì)算ABCA’B’1’2’3’4’