第三章空間數(shù)據(jù)處理(第二節(jié))

1、在在ArcGIS中點柵格化的命令是：中點柵格化的命令是：POINTGRID value_item lookup_table weight_table其中：其中： value_item是指用來為生成的每個柵格賦值的字段，一般是指用來為生成的每個柵格賦值的字段，一般默認為用每個柵格對應(yīng)的內(nèi)部點號（即默認為用每個柵格對應(yīng)的內(nèi)部點號（即ID號）來賦值；號）來賦值；lookup_table ：是用來定義柵格單元代碼的：是用來定義柵格單元代碼的info表，查找表必須表，查找表必須包含兩個字段，即包含兩個字段，即value_item和和CODE，且，且info表中的表中的CODE字字段必須是數(shù)值型，查找表必

2、須按照段必須是數(shù)值型，查找表必須按照value_item字段進行升序排列字段進行升序排列weight_table：是：是info表中用于指定柵格單元代碼權(quán)重的，一個表中用于指定柵格單元代碼權(quán)重的，一個柵格單元會有幾個可能的代碼值，這時就根據(jù)權(quán)重把最大的賦給柵格單元會有幾個可能的代碼值，這時就根據(jù)權(quán)重把最大的賦給這個單元，權(quán)重表中必須包含兩個字段：這個單元，權(quán)重表中必須包含兩個字段：CODE和和WEIGHT，在，在info表中這兩個字段必須是數(shù)值型的，如果某個代碼不在權(quán)重表中，表中這兩個字段必須是數(shù)值型的，如果某個代碼不在權(quán)重表中，那么權(quán)重就指定為那么權(quán)重就指定為0，權(quán)重表必須按，權(quán)重表必須按C

3、ODE字段進行升序排列字段進行升序排列ExamplesArc：pointgrid wells gridwellCoverting points from WELLS to grid GRDIWELLCell Size (Square Cell)：30Convert the Entire Coverage (Y/N)？：YBackgroud value (NODATA/ZERO)？：NODATA第一種情況：如果第一種情況：如果J I，也就是列數(shù)差大于行數(shù)差，也就是列數(shù)差大于行數(shù)差在ArcGIS中線柵格化的命令是：LINEGRID value_item lookup_table weight_ta

4、bleExamples：Arc：LINEGRID ROADS RDGRID ROADS-TYPEConverting arcs from ROADS to grid RDGRIDCell Size (Square Cell)：30 Convert the Entire Coverage (Y/N)?：YBackground value (NODATA/ZERO)?：ZERO基于弧段數(shù)據(jù)的柵格化方法基于弧段數(shù)據(jù)的柵格化方法基于多邊形數(shù)據(jù)的柵格化方法基于多邊形數(shù)據(jù)的柵格化方法1. 基于弧段數(shù)據(jù)的柵格化方法基于弧段數(shù)據(jù)的柵格化方法 首先，對要進行柵格化的全部范圍按行或按列做中心掃描線，首先，對要進行

5、柵格化的全部范圍按行或按列做中心掃描線，求每一條掃描線與所有矢量多邊形的邊界弧段的交點，并用點的求每一條掃描線與所有矢量多邊形的邊界弧段的交點，并用點的柵格化方法求出交點的柵格行列值。柵格化方法求出交點的柵格行列值。 然后，根據(jù)弧段的左右多邊形信息判斷并記錄交點左右多邊然后，根據(jù)弧段的左右多邊形信息判斷并記錄交點左右多邊形的數(shù)值。形的數(shù)值。 最后，通過對一行中所有的交點按其坐標(biāo)最后，通過對一行中所有的交點按其坐標(biāo)x值的大小從小到值的大小從小到大進行排序，并結(jié)合左右多邊形的配對情況，逐段生成柵格數(shù)據(jù)，大進行排序，并結(jié)合左右多邊形的配對情況，逐段生成柵格數(shù)據(jù)，直到所有的掃描線都完成從矢量向柵格的轉(zhuǎn)

6、換。直到所有的掃描線都完成從矢量向柵格的轉(zhuǎn)換。1. 基于弧段數(shù)據(jù)的柵格化方法基于弧段數(shù)據(jù)的柵格化方法2. 基于多邊形數(shù)據(jù)的柵格化方法基于多邊形數(shù)據(jù)的柵格化方法內(nèi)點填充法內(nèi)點填充法邊界代數(shù)法邊界代數(shù)法包含檢驗法包含檢驗法（1）內(nèi)點填充法）內(nèi)點填充法 程序設(shè)計比較復(fù)雜，而且可能造成阻塞而造成擴散不能完成，此程序設(shè)計比較復(fù)雜，而且可能造成阻塞而造成擴散不能完成，此外若多邊形不完全閉合時，會擴散出去。外若多邊形不完全閉合時，會擴散出去。內(nèi)點填充法內(nèi)點填充法（2）邊界代數(shù)法）邊界代數(shù)法不是逐點搜尋判別邊界，而是根據(jù)邊界的拓撲信息，通過簡單的不是逐點搜尋判別邊界，而是根據(jù)邊界的拓撲信息，通過簡單的加減代數(shù)

7、運算將拓撲信息動態(tài)地賦予各柵格點，實現(xiàn)矢柵轉(zhuǎn)換；加減代數(shù)運算將拓撲信息動態(tài)地賦予各柵格點，實現(xiàn)矢柵轉(zhuǎn)換；不需要考慮邊界與搜索軌跡之間的關(guān)系，算法簡單，可靠性好；不需要考慮邊界與搜索軌跡之間的關(guān)系，算法簡單，可靠性好；僅采用加減代數(shù)運算，每條邊界僅計算一次，免去了公共邊界重僅采用加減代數(shù)運算，每條邊界僅計算一次，免去了公共邊界重復(fù)運算，又可不考慮邊界存放的順序，所以運算速度快；復(fù)運算，又可不考慮邊界存放的順序，所以運算速度快；同時較少受內(nèi)存容量的限制，特別適用于微機同時較少受內(nèi)存容量的限制，特別適用于微機GIS。（3）包含檢驗法）包含檢驗法核心思想：核心思想：“點在多邊形內(nèi)點在多邊形內(nèi)”的判定的

8、判定常用的判定方法有：檢驗夾角之和法和檢驗交點個數(shù)法常用的判定方法有：檢驗夾角之和法和檢驗交點個數(shù)法 檢驗夾角之和法檢驗夾角之和法0 多邊形之外多邊形之外2 多邊形內(nèi)部多邊形內(nèi)部 檢驗交點個數(shù)法檢驗交點個數(shù)法射線法 鉛垂線法 偶數(shù)偶數(shù) 多邊形之外多邊形之外奇數(shù)奇數(shù) 多邊形內(nèi)部多邊形內(nèi)部 檢驗交點個數(shù)法檢驗交點個數(shù)法 優(yōu)缺點：運算量大，而且射線與多邊形相交時有些特殊情況，比如：相切、重合等，會影響交點的個數(shù)，所以必須予以排除，由此造成算法的不完善，并且增加了編程的復(fù)雜性。 掃描算法掃描算法 通常情況下沿柵格陣列的行方向掃描，在每兩次遇到多邊形邊界點的兩個位置之間的柵格屬于該多邊形。 優(yōu)缺點：省去

9、了計算射線與多邊形交點的大量運算，大大提高了效率，但一般需要預(yù)留一個較大的數(shù)組以存放邊界點，而且掃描線與多邊形邊界相交的各種特殊情況仍然存在，需要加以判別。 原圖的精度（比例尺和最小圖斑尺寸）原圖的精度（比例尺和最小圖斑尺寸） 由存儲空間等因素決定的由存儲空間等因素決定的 變換后的用途變換后的用途 灰度圖灰度圖跟蹤跟蹤細化細化二值圖二值圖3、邊界線跟蹤、邊界線跟蹤基本步驟為：1）從左向右，從上向下搜索線劃起始點，并記下坐標(biāo)。2）朝該點的8個方向追蹤點，若沒有，則本條線的追蹤結(jié)束，轉(zhuǎn)1)進行下條線的追蹤；否則記下坐標(biāo)。3）把搜索點移到新取的點上，轉(zhuǎn)2）。4、拓撲關(guān)系生成、拓撲關(guān)系生成5. 去除多

10、余點及曲線圓滑去除多余點及曲線圓滑基本思想是：在一個邊界弧段上連續(xù)的三個點，如果在一定程度上可以認為在一條直線上，那么這三個點中間的那個點就可以被認為是多余的，予以去除。 曲線圓滑常用的算法有：線性迭代法、分段三次多項式插值法、正軸拋物線平均加權(quán)法、斜軸拋物線平均加權(quán)法、樣條函數(shù)法等（1）需要在柵格數(shù)據(jù)中搜索多邊形邊界弧段相交處的節(jié)點位置，這些節(jié)點通常位于相鄰柵格單元不同屬性值個數(shù)大于等于3的柵格處。（2）從搜索出的其中一個節(jié)點出發(fā)，順著具有不同屬性值的兩個柵格單元的邊界處進行多邊形邊界線段的跟蹤，記錄每一步跟蹤的坐標(biāo)，直到另一個節(jié)點為止，這樣就完成了一條邊界弧段的跟蹤矢量化。（3）重復(fù)上面的

11、過程，直到所有邊界弧段都被生成為止（4）把跟蹤得到的弧段數(shù)據(jù)連接起來組織成多邊形，這樣就完成了多邊形柵格數(shù)據(jù)的矢量化。柵格數(shù)據(jù)柵格數(shù)據(jù)柵格矢量化得到的弧段數(shù)據(jù)柵格矢量化得到的弧段數(shù)據(jù)1、二值化、二值化 關(guān)鍵是在灰度級的最大和最小值之間選取一個閾值，當(dāng)灰度關(guān)鍵是在灰度級的最大和最小值之間選取一個閾值，當(dāng)灰度級小于閾值時，取值為級小于閾值時，取值為0，當(dāng)灰度級大于閾值時，取值為，當(dāng)灰度級大于閾值時，取值為1。 PkNk / N k1，M其中：其中：M為灰度級數(shù)，為灰度級數(shù)，Pk為第為第k級的灰度的概率，級的灰度的概率，Nk為某一灰度級為某一灰度級的出現(xiàn)次數(shù)，的出現(xiàn)次數(shù)，N為像元總數(shù)為像元總數(shù)其中：

12、其中：“”表示任何象素值。表示任何象素值。二值化二值化2、細化、細化: 將二值圖像像元陣列逐步剝除輪廓邊緣的點，使 之成為線劃寬度只有一個像元的骨架圖形。 要求：（1）保持原線劃的連續(xù)性； （2）線寬只為一個像元； （3）細化后的骨架應(yīng)是原線劃的中心線； （4）保持圖形的原有特征?；具^程：首先，確定需細化的像元集合； 其次，移去不是骨架的像元； 然后，重復(fù)上述步驟，直到僅剩骨架像元為止。 細化算法細化算法：剝皮法：剝皮法基本原理是，在33的像元組中，凡是去掉后不會影響原柵格影像拓撲連通性的像元都應(yīng)該去掉，反之保留110000111000011100001100011100001100453100576310367520258630147630135420骨架法骨架法（1 1）求出線上每一柵格的）求出線上每一柵格的3 3 3 3窗口的屬性碼之和，窗口的屬性碼之和， 并將此和值賦給中心柵格并將此和值賦給中心柵格（2 2）對重新賦值后的柵格線找到每一行中最大柵）對重新賦值后的柵格線找到每一行中最大柵 格屬性碼的位置，即為矢量線經(jīng)過的點格屬性碼的位置，即為矢量線經(jīng)過的點1100001110000111000011000111