gis原理第二章

1、第二章 地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)o 1 地理空間及其表達(dá)o 2 地理空間數(shù)據(jù)及其特征o 3 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型o 4 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的建立 o 上至大氣電離層，下至地幔莫霍面，有著廣闊上至大氣電離層，下至地幔莫霍面，有著廣闊的范圍。的范圍。o 但在但在GISGIS中地理空間一般指的是地球表層，其基中地理空間一般指的是地球表層，其基準(zhǔn)是陸地表面和大洋表面，它是人類活動(dòng)頻繁準(zhǔn)是陸地表面和大洋表面，它是人類活動(dòng)頻繁發(fā)生的區(qū)域，是人地關(guān)系最為復(fù)雜、緊密的區(qū)發(fā)生的區(qū)域，是人地關(guān)系最為復(fù)雜、緊密的區(qū)域。域。地球模型地球表面水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面鉛垂線地球橢球體地理坐標(biāo)系地理坐標(biāo)系NSQ 赤道緯線本初子午線EA 平面

2、坐標(biāo)系平面坐標(biāo)系直接建立在球體上的地理坐標(biāo)，用經(jīng)度和緯度表達(dá)地理對(duì)象位置建立在平面上的直角坐標(biāo)系統(tǒng)，用（x，y）表達(dá)地理對(duì)象位置投影坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)高程系統(tǒng)高程系統(tǒng)任意水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面HAHA鉛垂線AHBHBhAB水準(zhǔn)原點(diǎn)水準(zhǔn)原點(diǎn)19851985國家高國家高程基準(zhǔn)，程基準(zhǔn)，72.260472.2604米米黃海海面黃海海面1952-19791952-1979年平年平均海水面為均海水面為0 0米米地圖投影：投影實(shí)質(zhì)地圖投影：投影實(shí)質(zhì) 建立地球橢球面上各點(diǎn)的大地坐標(biāo)，按照一定建立地球橢球面上各點(diǎn)的大地坐標(biāo)，按照一定的數(shù)學(xué)法則，變換為平面上相應(yīng)點(diǎn)的平面直的數(shù)學(xué)法則，變換為平面上相應(yīng)點(diǎn)的平面直角坐標(biāo)。角

3、坐標(biāo)。 我國常用地圖投影我國常用地圖投影1 1：100100萬：蘭勃投影（正軸等積割圓錐投影）萬：蘭勃投影（正軸等積割圓錐投影） 大部分分省圖、大多數(shù)同級(jí)比例尺也大部分分省圖、大多數(shù)同級(jí)比例尺也 采用蘭勃投影采用蘭勃投影1 1：5050萬、萬、1 1：2525萬、萬、1 1：1010萬、萬、1 1：5 5萬、萬、1 1：2.52.5萬、萬、1:11:1萬、萬、1 1：50005000：高斯：高斯克呂格投影?？藚胃裢队啊６?、地理空間現(xiàn)象分類o 自然現(xiàn)象可采樣測定的自然現(xiàn)象：河流邊界、地形起伏、土壤厚度難以采樣測定的自然現(xiàn)象：云團(tuán)、潮汐受定義限制的自然現(xiàn)象：植被覆蓋率的大小和范圍偶然發(fā)生的自然現(xiàn)象

4、：地震、滑坡等o 人文現(xiàn)象可精確測定的人文現(xiàn)象：如建筑物邊界、道路中線等；可測定的不規(guī)則的人文現(xiàn)象：如行政邊界個(gè)體和種群相互作用復(fù)雜的人文現(xiàn)象：人的遷徙、疾病的傳播等三、空間認(rèn)知與表達(dá)p 空間實(shí)體: 對(duì)復(fù)雜地理事物和現(xiàn)象進(jìn)行簡化、抽象得到不可再分的同類對(duì)象，即為地理空間實(shí)體。觀察和認(rèn)知信息選擇、綜合、簡化和抽象 空間事物或現(xiàn)象概念模型 Conceptial Model邏輯數(shù)據(jù)模型 Logical Data Model編碼、表達(dá)、建立空間關(guān)系物理數(shù)據(jù)模型 Physical Data Model數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行組織概念世界概念世界最高層最高層數(shù)據(jù)世界數(shù)據(jù)世界（計(jì)算機(jī)）（計(jì)算機(jī)）中間層中間層空間數(shù)

5、據(jù)庫最底層最底層現(xiàn)實(shí)世界現(xiàn)實(shí)世界 空間實(shí)體抽象的三個(gè)層次模型模型特點(diǎn)特點(diǎn)實(shí)例實(shí)例應(yīng)用領(lǐng)域模型能支持為計(jì)算機(jī)模型的非計(jì)算機(jī)模型地圖 概念數(shù)據(jù)模型硬件獨(dú)立軟件獨(dú)立地圖矢量模型邏輯數(shù)據(jù)模型硬件獨(dú)立軟件依存ArcGIS的點(diǎn)層（空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）物理數(shù)據(jù)模型硬件依存軟件依存Cov圖層文件可完整定義的對(duì)象/實(shí)體難以完整定義的對(duì)象/實(shí)體光滑、連續(xù)的空間變化現(xiàn)象由序列離散對(duì)象及其屬性、對(duì)象間關(guān)系構(gòu)成的世界光滑、連續(xù)的場構(gòu)成的世界由一系列簡單對(duì)象及其屬性、關(guān)系及其規(guī)則組成的對(duì)象離散化的表面（鑲嵌化數(shù)據(jù)）連續(xù)光滑的數(shù)學(xué)函數(shù)連續(xù)不可微的數(shù)學(xué)函數(shù)現(xiàn)實(shí)世界概念模型邏輯模型物理模型模擬、逼近近似采樣/內(nèi)插模擬、逼近對(duì)象識(shí)別濾

6、波 場模型 對(duì)象模型 網(wǎng)絡(luò)模型四、概念模型對(duì)象模型/要素模型o 將研究的整個(gè)地理空間看成一個(gè)空域，地理現(xiàn)象和空間實(shí)體作為獨(dú)立的對(duì)象分布在該空域中，對(duì)象模型強(qiáng)調(diào)地理空間中的單個(gè)地理現(xiàn)象。o 按照其空間特征分為點(diǎn)、線、面、體四種基本對(duì)象；o 對(duì)象也可能由其他對(duì)象構(gòu)成復(fù)雜對(duì)象，并且與其他分離的對(duì)象保持特定的關(guān)系，如點(diǎn)、線、面、體之間的拓?fù)潢P(guān)系；o 每個(gè)對(duì)象對(duì)應(yīng)著一組相關(guān)屬性以區(qū)分各個(gè)不同的對(duì)象；o 對(duì)象模型把地理現(xiàn)象當(dāng)作空間要素或空間實(shí)體，一個(gè)空間要素必須同時(shí)符合三個(gè)條件：可被標(biāo)識(shí)；在觀察中的重要程度；有明確的特征且可被描述p 傳統(tǒng)的地圖是以對(duì)象模型進(jìn)行地理空間抽象和建模的實(shí)例。場/域模型把地理空間

7、中的現(xiàn)象作為連續(xù)的變量或體來看待，如大氣污染程度、地表溫度、土壤濕度、地形高度以及大面積空氣和水域的流速和方向等；根據(jù)不同的應(yīng)用，場可以表現(xiàn)為二維或三維；一個(gè)二維場就是在二維空間中任意給定的一個(gè)空間位置上，都有一個(gè)表現(xiàn)某現(xiàn)象的屬性值，即 A=f(x,y) 一個(gè)三維場是在三維空間中任意給定一個(gè)空間位置上都對(duì)應(yīng)一個(gè)屬性值，即A=f(x,y,z)o 二維空間場一般采用6種具體的場模型來描述：規(guī)則分布的點(diǎn)不規(guī)則分布的點(diǎn)規(guī)則矩形區(qū)不規(guī)則多邊形區(qū)不規(guī)則三角形區(qū)等值線網(wǎng)絡(luò)模型網(wǎng)絡(luò)是由歐式空間中的若干點(diǎn)及它們之間相互連接的線（段）構(gòu)成。網(wǎng)絡(luò)是由一系列節(jié)點(diǎn)和環(huán)鏈組成的，在本質(zhì)上，網(wǎng)絡(luò)模型可看成對(duì)象模型的一個(gè)特例

8、，它是由點(diǎn)對(duì)象和線對(duì)象之間的拓?fù)淇臻g關(guān)系構(gòu)成的。2 地理空間數(shù)據(jù)及其特征o 空間數(shù)據(jù)類型：按數(shù)據(jù)來源按數(shù)據(jù)來源按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)按數(shù)據(jù)特征按數(shù)據(jù)特征按幾何特征按幾何特征按數(shù)據(jù)發(fā)布形式按數(shù)據(jù)發(fā)布形式地圖數(shù)據(jù)影像數(shù)據(jù)文本數(shù)據(jù)矢量數(shù)據(jù)柵格數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)非空間屬性數(shù)據(jù)點(diǎn)線面、曲面體數(shù)字線畫圖數(shù)字柵格圖數(shù)字高程模型數(shù)字正射影像圖空間實(shí)體基本特征空間特征（位置、空間關(guān)系）空間特征（位置、空間關(guān)系） 屬屬 性性 特特 征征 時(shí)時(shí) 間間 特特 征征 空間數(shù)據(jù)關(guān)系o 拓?fù)淇臻g關(guān)系拓?fù)淇臻g關(guān)系：用來描述實(shí)體間的相鄰、連通、包含和相交等關(guān)系；o 順序空間關(guān)系順序空間關(guān)系：用于描述實(shí)體在地理空間上的排列順序，如實(shí)體之

9、間前后、上下、左右和東、南、西、北等方位關(guān)系；o 度量空間關(guān)系度量空間關(guān)系：用于描述空間實(shí)體之間的距離遠(yuǎn)近等關(guān)系?？臻g數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系空間數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系什么叫拓?fù)?？什么叫拓?fù)洌縏opologyTopology一詞來自希臘文一詞來自希臘文，它的原意是，它的原意是“形狀的研形狀的研究究”。拓?fù)鋵W(xué)是幾何學(xué)的。拓?fù)鋵W(xué)是幾何學(xué)的一個(gè)分支，它研究在拓?fù)湟粋€(gè)分支，它研究在拓?fù)渥儞Q下能保持不變的幾何變換下能保持不變的幾何屬性屬性拓?fù)鋵傩浴Ｍ負(fù)鋵傩?。拓?fù)溧徑樱和負(fù)溧徑樱?元素之間的拓?fù)潢P(guān)系。元素之間的拓?fù)潢P(guān)系。拓?fù)潢P(guān)聯(lián)：拓?fù)潢P(guān)聯(lián)： 元素之間的拓?fù)潢P(guān)系。元素之間的拓?fù)潢P(guān)系。拓?fù)浒和負(fù)浒?元素之間的拓?fù)潢P(guān)系。

10、元素之間的拓?fù)潢P(guān)系。拓?fù)潢P(guān)系的類型拓?fù)潢P(guān)系的類型不不 同同 類類同同 類類同類不同級(jí)同類不同級(jí)N11256473P1P3P2P4N4N3N5N2拓?fù)溧徑樱和負(fù)溧徑樱篘 N1 1/ /N N2 2 , ,N N1 1/ /N N3 3 , ,N N1 1/ /N N4 4 ; ;P P1 1/ /P P3 3 ; ;P P2 2/ /P P3 3拓?fù)潢P(guān)聯(lián)：拓?fù)潢P(guān)聯(lián)：N N1 1/1 1、3 3 、6 6 ；P P1 1/1 1、5 5 、6 6 拓?fù)浒和負(fù)浒篜 P3 3與與P P4 4空間拓?fù)潢P(guān)系表達(dá)空間拓?fù)潢P(guān)系表達(dá)關(guān)系表關(guān)系表abcdefgACBDEP4P0P1P2P3多邊形與弧段的拓

11、撲關(guān)系多邊形弧 段P1a, b, c, -gP2b, d, fP3c, f, eP4g節(jié)點(diǎn)與弧段的拓?fù)潢P(guān)系節(jié) 點(diǎn)弧 段Aa, c, eBa, d, bCd, e, fDb, f, cEg 弧段與節(jié)點(diǎn)的拓?fù)潢P(guān)系弧 段節(jié) 點(diǎn)aA , BbB , DcD , AdB , CeC , AfC , DgE , E弧段與多邊形的拓?fù)潢P(guān)系弧段 左多邊形 右多邊形aP0P1bP2P1cP3P1dP0P2eP0P3fP3P2gP1空間數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系，對(duì)數(shù)據(jù)處理和空間分析具有重要的意義：拓?fù)潢P(guān)系能清楚地反映實(shí)體之間的邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系，它比幾何坐標(biāo)關(guān)系有更大的穩(wěn)定性，不隨投影變換而變化；利用拓?fù)潢P(guān)系有利于空間要素的查詢

12、；可以根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系重建地理實(shí)體。例如根據(jù)弧段構(gòu)建多邊形，實(shí)現(xiàn)道路的選取，進(jìn)行最佳路徑的選擇等。XYijx1 y1x2 y2xi yixn yn數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)即指數(shù)據(jù)組織的形式，是適合于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)即指數(shù)據(jù)組織的形式，是適合于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、管理和處理的數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)。管理和處理的數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)。對(duì)空間數(shù)據(jù)則是地理實(shí)體的空對(duì)空間數(shù)據(jù)則是地理實(shí)體的空間排列方式和相互關(guān)系的抽象描述。間排列方式和相互關(guān)系的抽象描述。第三節(jié)第三節(jié) 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型p矢量數(shù)據(jù)模型矢量數(shù)據(jù)模型p柵格數(shù)據(jù)模型柵格數(shù)據(jù)模型p柵格結(jié)構(gòu)與矢量結(jié)構(gòu)的比較柵格結(jié)構(gòu)與矢量結(jié)構(gòu)的比較空間數(shù)據(jù)（邏輯）模型一、矢量數(shù)據(jù)模型o 基

13、本概念：通過記錄地理實(shí)體坐標(biāo)的方式精確表達(dá)點(diǎn)、線、面等實(shí)體的空間位置和形狀。 按一定規(guī)則，系統(tǒng)表達(dá)以下內(nèi)容：定義地理要素的幾何形狀；描述性信息與對(duì)應(yīng)地物聯(lián)系起來。二、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(一)實(shí)體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)n 矢量數(shù)據(jù)的簡單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分別按點(diǎn)、線、面三種基本形式，用某一坐標(biāo)體系中的坐標(biāo)（x,y）來表示。實(shí)例ArcView Shape文件: .shp 主文件 .shx 索引文件 .dbf 表文件MapinfoTab文件缺點(diǎn)o 數(shù)據(jù)冗余、匹配誤差o 難以表達(dá)鄰域特征o 難以解決嵌套問題(二)拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵是拓?fù)潢P(guān)系的表示拓?fù)潢P(guān)系的表示，而幾何數(shù)據(jù)的表示可參照矢量數(shù)據(jù)的簡單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

14、。在目前的GIS中，主要表示基本的拓?fù)潢P(guān)系，而且表示方法不盡相同。下面舉一表示矢量數(shù)據(jù)拓?fù)潢P(guān)系的例子。o 拓?fù)潢P(guān)系應(yīng)用于數(shù)據(jù)編碼o 輸入數(shù)據(jù)的同時(shí)輸入拓?fù)溥B接關(guān)系o 從一系列相互關(guān)聯(lián)的鏈建立拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)o 解決多邊形嵌套和鄰域關(guān)系o 數(shù)據(jù)文件的基本元素是由始末點(diǎn)定義的弧段，復(fù)雜曲線可由多條弧段組成。每條弧段有兩個(gè)指向結(jié)點(diǎn)的指針，和兩邊多邊形的編碼。o 查詢多邊形各條邊的效率比較低。鏈狀雙重獨(dú)立式編碼鏈狀雙重獨(dú)立式編碼-拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1、弧段坐標(biāo)文件：弧段號(hào)弧段號(hào)坐標(biāo)系列（串坐標(biāo)系列（串)Ax2,y2,X10,y102、弧段文件：鏈面，鏈結(jié)點(diǎn)關(guān)系 弧段號(hào)弧段號(hào) 左多邊形左多邊形 右多邊形

15、右多邊形 起點(diǎn)起點(diǎn)終點(diǎn)終點(diǎn)AP1P2251234567891011 1213 1415PPP3、面文件面號(hào)面號(hào)弧段號(hào)弧段號(hào) P1A,B,-C4、點(diǎn)拓?fù)湮募?結(jié)點(diǎn)鏈關(guān)系 點(diǎn)號(hào)點(diǎn)號(hào) 弧段號(hào)弧段號(hào) 2A,B,D柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 柵格數(shù)據(jù)柵格數(shù)據(jù): :柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是像元陣列，每個(gè)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是像元陣列，每個(gè)像元的行列號(hào)確定位置，用像元值表示空間像元的行列號(hào)確定位置，用像元值表示空間對(duì)象的類型、等級(jí)等特征。每個(gè)柵格單元只對(duì)象的類型、等級(jí)等特征。每個(gè)柵格單元只能存在一個(gè)值。能存在一個(gè)值。 位置很容易隱含位置很容易隱含 代碼代表實(shí)體的屬性或?qū)傩缘木幋a代碼代表實(shí)體的屬性或?qū)傩缘木幋a （a）三角形

16、（b） 菱形（c) 六邊形點(diǎn)點(diǎn)線線面面對(duì)于柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)于柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)點(diǎn)：為一個(gè)像元點(diǎn)：為一個(gè)像元線：在一定方向上線：在一定方向上連接成串的相鄰像連接成串的相鄰像元集合。元集合。面：聚集在一起的面：聚集在一起的相鄰像元集合。相鄰像元集合。柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：坐標(biāo)系與描述參數(shù)坐標(biāo)系與描述參數(shù)Y：列X：行西南角格網(wǎng)坐標(biāo)（XWS，YWS）格網(wǎng)分辨率柵格數(shù)據(jù)單元值確定柵格數(shù)據(jù)單元值確定CAB面積占優(yōu)重要性中心點(diǎn)法A連續(xù)分布地理要素C具有特殊意義的較小地物A分類較細(xì)、地物斑塊較小為了逼近原始數(shù)據(jù)為了逼近原始數(shù)據(jù)精度，除了采用這精度，除了采用這幾種取值方法外，幾種取值方法外，還可以采用縮小單還可以

17、采用縮小單個(gè)柵格單元的面積，個(gè)柵格單元的面積，增加?xùn)鸥駟卧倲?shù)增加?xùn)鸥駟卧倲?shù)的方法的方法 abc345abc幾何偏差屬性偏差 三角形的面積為6個(gè)平方單位，而右圖中則為7個(gè)平方單位，這種誤差隨像元的增大而增加。 編碼方法o 直接編碼方法o 壓縮編碼方法直接編碼方法o 將柵格數(shù)據(jù)看成一個(gè)矩陣，逐行逐列記錄代碼。o 缺點(diǎn)：隨著柵格尺寸的縮小，數(shù)據(jù)量也將呈幾何級(jí)數(shù)遞增。 0 0 0 0 0 0 20 1 0 0 0 2 0 0 0 0 0 2 0 0 2 2 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 3 0 3 0 0 3 3 3 3 3 3ResolutionSize = 7x7

18、x4 = 196Size = 10 x10 x4 = 400壓縮編碼o 為了能以盡可能少的數(shù)據(jù)量記錄盡可能多的信息，目前有一系列柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼方法，如鏈碼、游程長度編碼、塊碼、四叉樹編碼等，其類型又有無損壓縮編碼和有損壓縮編碼之分。o 無損壓縮編碼是指編碼過程中沒有任何信息損失，通過解碼可以恢復(fù)原來的信息。有損壓縮編碼是指為了提高編碼效率，最大限度地壓縮數(shù)據(jù)，在壓縮過程中損失一部分信息。 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：壓縮編碼方案壓縮編碼方案AAAAARAAARAAARAARAAAAAAAAAGGAAGGGGGGGAGGGAGGAAAAAARAAAARAAARRAAA1432587612345

19、67801234567起點(diǎn)行列號(hào)，單位矢量R: (1,5),3,2,2,3,3,2,3鏈?zhǔn)骄幋a游程長度編碼逐行編碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu): 行號(hào), 屬性, 重復(fù)次數(shù)1：A, 4； R, 5；A, 8塊狀編碼正方形區(qū)域?yàn)橛涗泦卧獢?shù)據(jù)結(jié)構(gòu): 初始位置, 半徑, 屬性(1,1,3,A),(1,4,1,A),(1,5,1,R),(1,6,2,A),NE SWNWSEGGGGAGGAAGAAA四叉樹編碼1.鏈?zhǔn)骄幋a邊界鏈碼E / 0EN /7N / 6WN / 5W / 4WS / 3ES / 1S / 23,1,7,0,1,2,3,4,5,64,1,6,7,0,1,2,3,4,52.游程長度編碼o 所謂游程是指按行

20、的順序連續(xù)且屬性值相同的若干柵格。o 游程長度的記錄方式有兩種 記錄每個(gè)游程起（迄）列號(hào) 記錄每個(gè)游程象元數(shù)2.游程長度編碼 逐行記錄每個(gè)游程的迄點(diǎn)列號(hào)5，5A，2，B，5A，1，C，4，A，5D，1，C，3，A，5D，2，C，3，A，5D，2，A，52.游程長度編碼記錄每個(gè)游程象元數(shù)5，5A，2，B，3A，1，C，3，A，1D，1，C，2，A，2D，2，C，1，A，2D，2，A，32.游程長度編碼記錄每個(gè)游程象元數(shù)5，52，A3，B1，A3，C1，A1，D2，C2，A2.游程長度編碼o 這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特別適用于二值圖像的表示，如下圖所示2.游程長度編碼游程編碼能否壓縮數(shù)據(jù)量，主要決定于柵格數(shù)據(jù)

21、的性質(zhì)，通?？赏ㄟ^事先測試，計(jì)算圖的數(shù)據(jù)冗余度Re 3. 塊式編碼o 塊式編碼是將游程擴(kuò)大到兩維情況，把多邊形范圍劃分成若干具有同一屬性的正方形，然后對(duì)各個(gè)正方形進(jìn)行編碼。o 塊式編碼的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由初始位置（行列號(hào)）、半徑和屬性代碼組成。3. 塊式編碼M M R M M M M MM M M R R M M M1 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 8M M R M M M M MM M R R M R M MM R R R R R R MM R R R R R R MM R R R R R R MM R R R R R R MM M R R R R R MM M M R R

22、M M MM M R R R R R MM M R R M R M MM R R R R R R MM R R R R R R MM R R R R R R MM R R R R R R M3. 塊式編碼1，1，2，M；1，3，1，R；1，4，1，M；1，5，1，M；1，6，1，M；1，7，2，M2，3，2，R；2，5，1，M；2，6，1，R3，1，1，M；3，2，1，R；3，5，3，R；3，8，1，M4，1，1，M；4，2，2，R;4，4，1，R ； 4，8，1，M5，1，1，M；5，4，1，R；5，8，1，MM M R M M M M MM M M R R M M M1 2 3 4 5 6

23、 7 81 2 3 4 5 6 7 8M M R R R R R MM M R R M R M MM R R R R R R MM R R R R R R MM R R R R R R MM R R R R R R M4.四叉樹編碼結(jié)構(gòu)o 四叉樹編碼結(jié)構(gòu)的基本思想是首先把一幅圖像或一幅柵格地圖（2n*2n,n1）等分成四部分,逐塊檢查其格網(wǎng)值，如果某個(gè)子區(qū)的所有格網(wǎng)都具有相同的值，則這個(gè)子區(qū)就不再往下分割，否則，把這個(gè)區(qū)域在分割成四個(gè)子區(qū)域，遞歸的分割下去，直到每個(gè)子塊都只含有相同的灰度或?qū)傩灾禐橹?。這樣最后結(jié)果可得到一顆四分叉的倒向樹。四叉樹編碼正是通過這種樹狀結(jié)構(gòu)來記錄和壓縮柵格數(shù)據(jù)，以此

24、種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)查詢，修改和量算等操作。如圖4-19所示的柵格數(shù)據(jù)，經(jīng)過四叉樹編碼得到圖4-20所示。4.四叉樹編碼結(jié)構(gòu)4.四叉樹編碼結(jié)構(gòu)o 在圖4-20中,各個(gè)子圖像的大小不同，它們是由組成該子象限的具有相同代碼的柵格像元構(gòu)成的子塊而決定。在圖4-21中最上面的結(jié)點(diǎn)稱作根結(jié)點(diǎn)。它對(duì)應(yīng)于整個(gè)圖形區(qū)域。在此例中，共劃出四層結(jié)點(diǎn)，每層結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于不同尺寸的子象限。 4.四叉樹編碼結(jié)構(gòu)o 在對(duì)圖4-21圖形的四叉樹編碼過程中，位于結(jié)點(diǎn)層次較高的子象限尺寸較大，說明其分解深度小，也即分割次數(shù)少，而低層次上的象限尺寸就較小，反映其分解深度大即分割次數(shù)多。這樣編碼后，可反映出整個(gè)圖形區(qū)域的空間地物分布情況，在某些位置上單一地物分布較廣，則采用較少的分割次數(shù)。在地物較復(fù)雜，變化較大的區(qū)域，則用加深分解深度，增加分割次數(shù)的方式編碼。四叉樹的存儲(chǔ)方法o常規(guī)四叉樹 每個(gè)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)6個(gè)量：1個(gè)父節(jié)點(diǎn)指針 4個(gè)子節(jié)點(diǎn)指針 1個(gè)節(jié)點(diǎn)值o線性四叉樹 每個(gè)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)3個(gè)量：莫頓碼 深度 值把一幅把一幅2 2n n2 2n n的圖像壓縮成線性四叉樹的過程的圖像壓縮成線性四叉樹的過程 1、按Morton碼把圖象讀入一維數(shù)組。 2、相鄰的四個(gè)象元比較，一致的合并，只記錄第一個(gè)象元的Morton碼。循環(huán)比較所形成的大塊，相同的再合并，直到不能合并為止。 3、進(jìn)一步用游程長度編碼壓縮。壓縮