第四章空間數(shù)據(jù)的處理

1、4-14-1 坐標變換坐標變換4-24-2 圖形編輯圖形編輯4-4-3 3 拓撲關系的自動建立拓撲關系的自動建立4-4-4 4 圖形的裁剪、合并圖形的裁剪、合并 與圖幅接邊與圖幅接邊4-54-5 空間插值空間插值 4-6 4-6 數(shù)據(jù)壓縮與光滑數(shù)據(jù)壓縮與光滑4-7 4-7 空間數(shù)據(jù)格式轉換空間數(shù)據(jù)格式轉換 1、比例尺變換、比例尺變換：乘系數(shù)：乘系數(shù) 2 2、變形誤差改正變形誤差改正： 通過控制點利用高次變換、二次變換和仿射變換加以改正通過控制點利用高次變換、二次變換和仿射變換加以改正 3 3、坐標旋轉和平移坐標旋轉和平移 即數(shù)字化坐標變換，利用仿射變換改正。即數(shù)字化坐標變換，利用仿射變換改正。

2、 4 4、投影變換：、投影變換： 三種方法。三種方法。第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-1 4-1 坐標變換坐標變換幾幾何何變變換換 其中其中A A、B B代表二次以上高次項之和。代表二次以上高次項之和。解算待定系數(shù)解算待定系數(shù)需要有需要有6 6對以上對以上控制點的坐控制點的坐 標和理論值。標和理論值。 第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-1 4-1 坐標變換坐標變換1 1、高次變換、高次變換2、二次變換、二次變換 當當不考慮不考慮高次變換方程中的高次變換方程中的A和和B時，則變成二次曲線方程，稱為時，則變成二次曲線方程，稱為二次變換二次變換。 解算待定系數(shù)需要解算待定系

3、數(shù)需要5對對控制點的坐標及其理論值?？刂泣c的坐標及其理論值。 實質是兩坐標系間的實質是兩坐標系間的旋轉變換旋轉變換。第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-1 4-1 坐標變換坐標變換第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-1 4-1 坐標變換坐標變換特性：特性： 1）直線變換后仍為直線）直線變換后仍為直線 2）平行線變換后仍為平行線平行線變換后仍為平行線 3）不同方向上的長度比發(fā)生變化。）不同方向上的長度比發(fā)生變化。 求解上式中的求解上式中的6個未知數(shù)個未知數(shù)，需不在一直線上的，需不在一直線上的3對對已知控制點，由已知控制點，由 于誤差，于誤差，需多余觀測需多余觀測，所以，用于，

4、所以，用于圖幅定向圖幅定向至少需要四對至少需要四對控制點?？刂泣c。 1、解析變換法、解析變換法 1）反解變換法）反解變換法(又稱間接變換法又稱間接變換法) 第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-1 4-1 坐標變換坐標變換x，y為舊坐標，為舊坐標，X，Y為新坐標為新坐標2）正解變換法）正解變換法(又稱直接變換法又稱直接變換法) 利用若干利用若干同名數(shù)字化點同名數(shù)字化點（對同一點在兩種投影（對同一點在兩種投影 中均已知其坐標的點），采用插值法、有限差分中均已知其坐標的點），采用插值法、有限差分 法或多項式逼近的方法，即用法或多項式逼近的方法，即用數(shù)值變換法數(shù)值變換法來建立來建立 兩投影間

5、的變換關系式。兩投影間的變換關系式。 第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-1 4-1 坐標變換坐標變換 當當已知已知新投影的公式，新投影的公式，但不知但不知原投影的公式時，可先通過原投影的公式時，可先通過數(shù)值變換數(shù)值變換求出原求出原 投影點的地理坐標投影點的地理坐標，然后代入，然后代入新投影公式新投影公式中，求出新投影點的中，求出新投影點的坐標坐標。即：。即：第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-1 4-1 坐標變換坐標變換圖形編輯是一圖形編輯是一交互處理過程交互處理過程， GISGIS具備的具備的圖形編輯功能圖形編輯功能的的要求要求是：是： 1 1）具有）具有友好的人機界面

6、友好的人機界面 2 2）具有對幾何數(shù)據(jù)和屬性編碼的）具有對幾何數(shù)據(jù)和屬性編碼的修改功能修改功能 3 3）具有）具有分層顯示分層顯示和和窗口操作窗口操作功能功能 第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理 圖形編輯又叫圖形編輯又叫數(shù)據(jù)編輯數(shù)據(jù)編輯、數(shù)字化編輯數(shù)字化編輯，是指對地圖資料數(shù)字化后的數(shù)，是指對地圖資料數(shù)字化后的數(shù) 據(jù)進行據(jù)進行編輯加工編輯加工，其主要的目的是在，其主要的目的是在改正改正數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)差錯差錯的同時，相應地的同時，相應地改正改正數(shù)數(shù) 字化資料的字化資料的圖形圖形。1 1）結點吻合）結點吻合(Snap) (Snap) 或稱結點匹配、結點咬合，結點附和?；蚍Q結點匹配、結點咬合，結點

7、附和。 方法方法： A A、 結點移動結點移動 B B、 鼠標拉框鼠標拉框 C C、 求交點求交點 D D、自動匹配、自動匹配第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-2 4-2 圖形編輯圖形編輯 1 1、結點的編輯、結點的編輯編輯的方法編輯的方法： A A、 結點移動結點移動，將結點移動到線目標上。，將結點移動到線目標上。 B B、 使用線段求交使用線段求交； C C、 自動編輯自動編輯，在給定容差內，自動求交并吻合在一起。，在給定容差內，自動求交并吻合在一起。 第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-2 4-2 圖形編輯圖形編輯 A AB BD DC CE E3 3）需要考慮兩種

8、情況）需要考慮兩種情況 A A、 要求坐標一致，而不建立拓撲關系（不打斷）要求坐標一致，而不建立拓撲關系（不打斷） B B、 不僅坐標一致，且要建立之間的空間關聯(lián)關系（打斷）不僅坐標一致，且要建立之間的空間關聯(lián)關系（打斷）無結點無結點有結點有結點第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-2 4-2 圖形編輯圖形編輯 有些系統(tǒng)有些系統(tǒng)要要將這種假結點將這種假結點清除掉清除掉（如（如ARC/INFOARC/INFO），即將目標），即將目標A A 和和B B合并成一條，使它們之間不存在結點合并成一條，使它們之間不存在結點; ; 有些系統(tǒng)有些系統(tǒng)并不要求并不要求清除假結點，如清除假結點，如Geos

9、tar,Geostar,因為它們因為它們并不影響并不影響空間空間查詢、分析和制圖。查詢、分析和制圖。由由僅有兩個僅有兩個線目標相關聯(lián)的結點成為線目標相關聯(lián)的結點成為假結點假結點。A AB B 包括用鼠標增加或刪除一個點、線、面實體，移動、旋包括用鼠標增加或刪除一個點、線、面實體，移動、旋轉一個點、線、面實體。轉一個點、線、面實體。 1 1）刪除和增加一個頂點）刪除和增加一個頂點 刪除頂點刪除頂點 增加頂點增加頂點 2 2）移動一個頂點）移動一個頂點 3 3）刪除一段弧段）刪除一段弧段 第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-2 4-2 圖形編輯圖形編輯 j jk kj jk ka ab

10、bL3L3L1L1L2L2 數(shù)據(jù)檢查指數(shù)據(jù)檢查指拓撲關系的檢查拓撲關系的檢查，結點是否匹配，是否存在懸掛弧段，多邊形，結點是否匹配，是否存在懸掛弧段，多邊形 是否封閉，是否有假結點。是否封閉，是否有假結點。 要求系統(tǒng)能要求系統(tǒng)能將有錯誤或不正確的拓撲關系的點、線和面將有錯誤或不正確的拓撲關系的點、線和面用不同用不同的顏色和符的顏色和符 號號表示表示出來，以便于出來，以便于人工檢查和修改人工檢查和修改。 第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-2 4-2 圖形編輯圖形編輯 數(shù)據(jù)清理則是用數(shù)據(jù)清理則是用自動的方法自動的方法清除空間數(shù)據(jù)的錯誤清除空間數(shù)據(jù)的錯誤. .第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理

11、空間數(shù)據(jù)的處理4-2 4-2 圖形編輯圖形編輯 4 4、撤消與恢復編輯、撤消與恢復編輯 Undo,RedoUndo,Redo功能是功能是必要必要的。但功能的實現(xiàn)是的。但功能的實現(xiàn)是困難困難的。的。當撤消編輯，即恢當撤消編輯，即恢 復目標，要恢復目標的標識和坐標、拓撲關系。這一處理過程相當復雜復目標，要恢復目標的標識和坐標、拓撲關系。這一處理過程相當復雜. . N1N1N2N2N2N2A2A2N1N1A2A2第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-2 4-2 圖形編輯圖形編輯 1 1、點的捕捉、點的捕捉若若S S和和A A的的距離距離d d小于捕捉半徑小于捕捉半徑D D則認為捕捉則認為捕捉

12、成功成功，即認為，即認為找到找到的點是的點是A A， 否則否則失敗失敗，繼續(xù)搜索其它點。，繼續(xù)搜索其它點。 乘方運算影響了搜索的速度，因此，把距離乘方運算影響了搜索的速度，因此，把距離d d的計算改為：的計算改為：捕捉范圍由捕捉范圍由圓改為矩形圓改為矩形，這可，這可大大加快大大加快搜索速度。搜索速度。 設設光標點光標點坐標為坐標為S(x,y)S(x,y)，D D為為捕捉半徑捕捉半徑， 線的坐標線的坐標為為(x(x1 1,y,y1 1),(x),(x2 2,y,y2 2),(x),(xn n,y,yn n) )。通。通 過計算過計算S S到該線的到該線的每個直線段每個直線段的的距離距離d d。.

13、 . 若若min(dmin(d1 1,d,d2 2,d,dn-1n-1) )D D，則認為光標，則認為光標S S捕捉捕捉 到了到了該條線，否則為該條線，否則為未捕捉到未捕捉到。 第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-2 4-2 圖形編輯圖形編輯 加快加快線捕捉的線捕捉的速度的方法：速度的方法： 1 1）在實際的捕捉中，可在實際的捕捉中，可每計算每計算一個距離一個距離d di i就進行就進行一次比較，一次比較，若若d di iD D，則，則捕捉成功捕捉成功。 2 2）把把不可能不可能被光標捕捉到的被光標捕捉到的線，用線，用簡單算法去除。簡單算法去除。 3 3）對于對于線段線段也采用類似的

14、方法處理。也采用類似的方法處理。 4 4）簡化距離公式）簡化距離公式： 點點S(x,y)S(x,y)到直線段到直線段(x(x1 1,y,y1 1),(x),(x2 2,y,y2 2) )的距離的距離d d的計算公式為的計算公式為： 第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-2 4-2 圖形編輯圖形編輯 簡化為：簡化為： 實際上就是判斷實際上就是判斷光標點光標點S(x,y)S(x,y)是否在是否在多邊形內，多邊形內，若在多邊形內則說明捕捉到。若在多邊形內則說明捕捉到。 判斷點是否在多邊形內的算法主要有判斷點是否在多邊形內的算法主要有垂線法垂線法或或轉角轉角法。法。 垂線法的垂線法的基本思想基

15、本思想是從光標點引垂線是從光標點引垂線( (實際上可以實際上可以是是任意方向任意方向的的射線射線) )，計算與多邊形的，計算與多邊形的交點個數(shù)交點個數(shù)。 若交點個數(shù)為奇數(shù)則說明該點在多邊形內；若交點若交點個數(shù)為奇數(shù)則說明該點在多邊形內；若交點個數(shù)為偶數(shù)，則該點在多邊形外。個數(shù)為偶數(shù)，則該點在多邊形外。 第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-2 4-2 圖形編輯圖形編輯 加快加快速度的方法：速度的方法： 1 1）找出該多邊形的外接矩形）找出該多邊形的外接矩形，若光標點，若光標點落在落在該矩形中，該矩形中，才有可能才有可能 捕捉到該面，捕捉到該面，否則放棄否則放棄對該多邊形的進一步計算和判

16、斷。對該多邊形的進一步計算和判斷。 2 2）對不可能有交點的線段應通過簡單的坐標比較迅速去除。）對不可能有交點的線段應通過簡單的坐標比較迅速去除。 3 3）運用計算交點的技巧。）運用計算交點的技巧。 第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-2 4-2 圖形編輯圖形編輯 為加速檢索，需要為加速檢索，需要分層建分層建索引索引，主要方法有主要方法有格網(wǎng)索引格網(wǎng)索引和和四叉樹索引四叉樹索引。 1 1）格網(wǎng)索引格網(wǎng)索引 第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-2 4-2 圖形編輯圖形編輯 a、每個要素在一個或多個網(wǎng)格中每個要素在一個或多個網(wǎng)格中 b、每個網(wǎng)格可含多個要素每個網(wǎng)格可含多個要素

17、c、要素不真正被網(wǎng)格分割、要素不真正被網(wǎng)格分割 ，對象索引對象索引空間索引空間索引第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-2 4-2 圖形編輯圖形編輯 C CA AB BG GF FD DE EA A、線性四叉樹、線性四叉樹，先采用，先采用MortonMorton或或PeanoPeano碼，再根碼，再根 據(jù)空間對象覆蓋的范圍進行據(jù)空間對象覆蓋的范圍進行四叉樹分割四叉樹分割。 B B、層次四叉樹、層次四叉樹，需要記錄，需要記錄中間結點中間結點和和父結點父結點與與子子 結點結點之間的指針，若某個地物覆蓋了哪個中間結之間的指針，若某個地物覆蓋了哪個中間結 點，點，還要還要記錄該空間對象的標識。

18、記錄該空間對象的標識。12121515GBGB層層1 1邊長邊長4 4層層2 2邊長邊長2 2層層3 3邊長邊長1 1一、點線拓撲關系的自動建立一、點線拓撲關系的自動建立第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理a1a1a2a2 N1 N1 N2N2N3N3N4N4a3a3a1a1a2a2 N1 N1 N2N2N3N3a1a1a2a2 N1 N1 N2N2N3N3N4N4a3a3a4a4(b)(b)(a)(a)(c)(c)結點結點- -弧段表弧段表弧段弧段- -結點表結點表1 1、在圖形采集和編輯中實時建立、在圖形采集和編輯中實時建立 2 2、在圖形采集和編輯之后自、在圖形采集和編輯之后自動建

19、立，其基本原理與前類似。動建立，其基本原理與前類似。1 1、鏈的組織、鏈的組織 1 1）找出在鏈的）找出在鏈的中間相交中間相交的情況，自動切成新鏈；的情況，自動切成新鏈； 2 2）把鏈按一定順序存儲，并把鏈按）把鏈按一定順序存儲，并把鏈按順序編號順序編號。 2 2、結點匹配、結點匹配 1 1） 把一定限差內的鏈的端點作為一個結點，其坐把一定限差內的鏈的端點作為一個結點，其坐 標值取多個端點的平均值。標值取多個端點的平均值。 2 2）對結點順序編號。）對結點順序編號。 4-3 4-3 拓撲關系的自動建立拓撲關系的自動建立 第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理3 3、檢查多邊形是否閉合、檢查

20、多邊形是否閉合 通過判斷一條鏈的端點是否有與之匹配的端點來進通過判斷一條鏈的端點是否有與之匹配的端點來進行。行。4-3 4-3 拓撲關系的自動建立拓撲關系的自動建立 第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理多邊形多邊形不閉合不閉合的的原因原因： 1 1）由于）由于結點匹配限差結點匹配限差的問題，造成應匹配的問題，造成應匹配的端點未匹配；的端點未匹配； 2 2）由于）由于數(shù)字化誤差較大數(shù)字化誤差較大，或數(shù)字化錯誤。，或數(shù)字化錯誤。 3 3）鏈本身就是）鏈本身就是懸掛鏈懸掛鏈，不需不需參加多邊形拓參加多邊形拓撲。撲。1 1）概念）概念 a a、順時針方向構多邊形、順時針方向構多邊形：指多邊形是在

21、鏈的：指多邊形是在鏈的右側。右側。 b b、最靠右邊的鏈、最靠右邊的鏈：指從鏈的一個端點出發(fā)，在這條：指從鏈的一個端點出發(fā)，在這條鏈的方向上最右邊的第一條鏈。鏈的方向上最右邊的第一條鏈。 c c、多邊形面積的計算、多邊形面積的計算 4-3 4-3 拓撲關系的自動建立拓撲關系的自動建立 第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理 當多邊形由當多邊形由順時針順時針方向構成時，方向構成時，面積為正面積為正；反之反之，面積為負。面積為負。1 1順序取一個結點為起始結點，取完為止；取過該結點的任一條鏈作為起順序取一個結點為起始結點，取完為止；取過該結點的任一條鏈作為起 始鏈。始鏈。 2 2取這條鏈的另一

22、結點，找這個結點上，靠這條鏈最右邊的鏈，作為下一取這條鏈的另一結點，找這個結點上，靠這條鏈最右邊的鏈，作為下一 條鏈。條鏈。 3 3是否回到起點：是，已形成一多邊形，記錄之，并轉是否回到起點：是，已形成一多邊形，記錄之，并轉4 4；否，轉；否，轉2 2。 4 4取起始點上開始的，剛才所形成多邊形的最后一條邊作為新的起始鏈，取起始點上開始的，剛才所形成多邊形的最后一條邊作為新的起始鏈， 轉轉2 2；若這條鏈已用過兩次，即已成為兩個多邊形的邊，則轉；若這條鏈已用過兩次，即已成為兩個多邊形的邊，則轉1 1。4-3 4-3 拓撲關系的自動建立拓撲關系的自動建立 第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處

23、理找出多邊形互相包含的情況找出多邊形互相包含的情況. . 1 1、計算、計算所有所有多邊形的面積。多邊形的面積。 2 2、分別對面積、分別對面積為正為正的多邊形和面積的多邊形和面積為負為負的多邊形的多邊形排序排序。 3 3、從面積、從面積為正為正的多邊形中，的多邊形中，順序取每個多邊形順序取每個多邊形，取完為止。若負面積多，取完為止。若負面積多 邊形個數(shù)為邊形個數(shù)為0 0，則結束。，則結束。 4 4、找出該多邊形所包含的所有面積、找出該多邊形所包含的所有面積為負為負的多邊形，并把這些面積為負的的多邊形，并把這些面積為負的 多邊形加入到包含它們的多邊形中，轉多邊形加入到包含它們的多邊形中，轉3

24、3。 4-3 4-3 拓撲關系的自動建立拓撲關系的自動建立 第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理單多邊形被追蹤兩次單多邊形被追蹤兩次 p1p1p2p2p3p3p1,p2,p3, -p1,-p2,-p3,p1,p2,p3, -p1,-p2,-p3,正面積多邊形包含正面積多邊形包含的的負面積多邊形負面積多邊形是關鍵是關鍵. . 1 1、找出所有比該、找出所有比該正面積正面積多邊形面積多邊形面積小小的的負面積負面積多邊形。多邊形。 2 2、用外接矩形法去掉、用外接矩形法去掉不可能不可能包含的多邊形。即負面積多邊形的外接矩形包含的多邊形。即負面積多邊形的外接矩形 不和該正面積多邊形的外接矩形相交

25、或被包含時，則不可能為該正面不和該正面積多邊形的外接矩形相交或被包含時，則不可能為該正面 積多積多 邊形包含。邊形包含。 3 3、取負面積多邊形上的一點，看是否在正面積多邊形內，若在內，則被、取負面積多邊形上的一點，看是否在正面積多邊形內，若在內，則被 包含；若在外，則不被包含。包含；若在外，則不被包含。 6 6、確定多邊形的屬性、確定多邊形的屬性 多邊形以內點標識。內點與多邊形匹配后多邊形以內點標識。內點與多邊形匹配后, ,內點的屬性常賦于多邊形內點的屬性常賦于多邊形. . 4-3 4-3 拓撲關系的自動建立拓撲關系的自動建立 第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理1、方式、方式： 正窗

26、正窗：提取窗口內的數(shù)據(jù)。：提取窗口內的數(shù)據(jù)。 開負窗開負窗：提取窗口外的數(shù)據(jù)子集。：提取窗口外的數(shù)據(jù)子集。 矩形窗矩形窗和和多邊形窗。多邊形窗。 2 2、算法、算法： 包括點、線、面的窗口裁剪包括點、線、面的窗口裁剪-計算機圖形計算機圖形學。學。 而不規(guī)則多邊形開窗而不規(guī)則多邊形開窗-相當于多邊形疊相當于多邊形疊置處理。置處理。 4-4 4-4 圖形的裁剪、合并和圖幅接邊圖形的裁剪、合并和圖幅接邊第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-4 4-4 圖形的裁剪、合并和圖幅接邊圖形的裁剪、合并和圖幅接邊第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理二、二、圖圖形合并形合并-數(shù)據(jù)文件合并數(shù)據(jù)文件合

27、并 一幅圖一幅圖內的內的多層數(shù)據(jù)多層數(shù)據(jù)合并在一起合并在一起; ; 或將相鄰的或將相鄰的多幅圖多幅圖的的同一層數(shù)據(jù)同一層數(shù)據(jù)合合并。并。 涉及到空間拓撲關系的涉及到空間拓撲關系的重建重建。p pL1L1p p A AA Ap pL1L1p p A AA A去除去除 公共邊界公共邊界屬性屬性 合并合并幾何裂縫幾何裂縫：指由數(shù)據(jù)文件邊界分開的一個地物的兩部分不能精確地銜接。：指由數(shù)據(jù)文件邊界分開的一個地物的兩部分不能精確地銜接。 -幾何接邊幾何接邊 邏輯裂縫邏輯裂縫：同一地物地物：同一地物地物編碼不同編碼不同或具有或具有不同不同的的屬性信息屬性信息，如公路的寬，如公路的寬 度，等高線高程等。度，等

28、高線高程等。-邏輯接邊邏輯接邊 第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-4 4-4 圖形的裁剪、合并和圖幅接邊圖形的裁剪、合并和圖幅接邊1 1、識別或提取相鄰圖幅、識別或提取相鄰圖幅。-要求圖幅編號合理要求圖幅編號合理第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-4 4-4 圖形的裁剪、合并和圖幅接邊圖形的裁剪、合并和圖幅接邊2 2、幾何接邊、幾何接邊第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-4 4-4 圖形的裁剪、合并和圖幅接邊圖形的裁剪、合并和圖幅接邊1 1）檢查同一地物在相鄰圖幅的地物檢查同一地物在相鄰圖幅的地物編碼編碼和和屬性值是否一致屬性值是否一致，不一致，不一致， 進行人

29、工編輯。進行人工編輯。 2 2）將同一地物在相鄰圖幅的空間數(shù)據(jù)在將同一地物在相鄰圖幅的空間數(shù)據(jù)在邏輯上邏輯上連在一起。連在一起。a a、索引文件，建立雙向指針。、索引文件，建立雙向指針。 b b、關鍵字，空間操作的方法。、關鍵字，空間操作的方法。 第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-4 4-4 圖形的裁剪、合并和圖幅接邊圖形的裁剪、合并和圖幅接邊內插內插: :在已觀測點的區(qū)域內估算未觀測點的數(shù)據(jù)的過程；在已觀測點的區(qū)域內估算未觀測點的數(shù)據(jù)的過程； 外推外推: :在已觀測點的區(qū)域外估算未觀測點的數(shù)據(jù)的過程在已觀測點的區(qū)域外估算未觀測點的數(shù)據(jù)的過程.預測。預測。第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處

30、理空間數(shù)據(jù)的處理4-5 4-5 空間插值空間插值第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-5 4-5 空間插值空間插值一、邊界內插一、邊界內插 首先首先假定假定任何任何重要的變化重要的變化都發(fā)生在都發(fā)生在區(qū)域的邊界區(qū)域的邊界上，上， 邊界內邊界內的變化則是的變化則是均勻均勻的、的、同質同質的。的。 邊界內插的方法之一是邊界內插的方法之一是泰森多邊形法泰森多邊形法。 泰森多邊形法的泰森多邊形法的基本原理基本原理是，未知點的是，未知點的最佳值最佳值由由最鄰最鄰 近近的觀測值產(chǎn)生。的觀測值產(chǎn)生。 是一種是一種多項式回歸多項式回歸分析技術，用分析技術，用多項式多項式表示表示線線或或面面，按，按最小

31、二乘法最小二乘法原理對數(shù)據(jù)點進原理對數(shù)據(jù)點進行行擬合擬合。 1 1、當數(shù)據(jù)為一維、當數(shù)據(jù)為一維時，時， 1 1）線性回歸）線性回歸: : 第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-5 4-5 空間插值空間插值2 2）二次或高次多項式：）二次或高次多項式：第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-5 4-5 空間插值空間插值2 2、數(shù)據(jù)是二維的、數(shù)據(jù)是二維的二元二次或高次多項式二元二次或高次多項式 利用利用局部范圍局部范圍內的已知采樣點內的已知采樣點的數(shù)據(jù)內插出未知點的數(shù)據(jù)。的數(shù)據(jù)內插出未知點的數(shù)據(jù)。第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-5 4-5 空間插值空間插值1 1、線性內

32、插、線性內插 將內插點周圍的將內插點周圍的3 3個數(shù)據(jù)點個數(shù)據(jù)點的數(shù)據(jù)值帶入多項式，的數(shù)據(jù)值帶入多項式， 即可即可解算解算出出系數(shù)系數(shù)a a0 0、a a1 1、a a2 2 。第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-5 4-5 空間插值空間插值2、雙線性多項式內插 將內插點周圍的將內插點周圍的4 4個個 數(shù)據(jù)點數(shù)據(jù)點的數(shù)據(jù)值帶入的數(shù)據(jù)值帶入 多項式，即可多項式，即可解算出解算出 系數(shù)系數(shù)a a0 0，a a1 1，a a2 2，a a3 3 。當數(shù)據(jù)是按當數(shù)據(jù)是按正方形格網(wǎng)點正方形格網(wǎng)點布置布置: 第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-5 4-5 空間插值空間插值將內插點周圍的

33、將內插點周圍的1616個點個點的數(shù)據(jù)帶入多項式，可計算出所有的的數(shù)據(jù)帶入多項式，可計算出所有的 系數(shù)。系數(shù)。 1616個點個點內插速度內插速度很快很快 可用于可用于精確的內插精確的內插 可用于平滑處理可用于平滑處理特點特點在局部范圍（或稱窗口）內計算個數(shù)據(jù)點的平均值在局部范圍（或稱窗口）內計算個數(shù)據(jù)點的平均值. . 第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-5 4-5 空間插值空間插值NoImage 二維平面二維平面的移動平均法也可用的移動平均法也可用相同相同的公式，但位置的公式，但位置X Xi i應被應被坐標矢量坐標矢量X Xi i代替。代替。 小窗口小窗口將增強近距離數(shù)據(jù)的影響；將增強

34、近距離數(shù)據(jù)的影響； 大窗口大窗口將增強遠距離數(shù)據(jù)的影響，減小近距離數(shù)據(jù)的影響。將增強遠距離數(shù)據(jù)的影響，減小近距離數(shù)據(jù)的影響。 當觀測點的相互位置當觀測點的相互位置越近越近，其數(shù)據(jù)的，其數(shù)據(jù)的相似性越強相似性越強； 當觀測點的相互位置當觀測點的相互位置越遠越遠，其數(shù)據(jù)的，其數(shù)據(jù)的相似性越低相似性越低。第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-5 4-5 空間插值空間插值加權移動平均法加權移動平均法:i i是采樣點是采樣點i i對應的權值對應的權值 加權平均內插的加權平均內插的結果結果隨使用的函數(shù)及其參數(shù)、采樣點的分布、窗口的隨使用的函數(shù)及其參數(shù)、采樣點的分布、窗口的 大小等的不同而變化。通常

35、使用的采樣點數(shù)為大小等的不同而變化。通常使用的采樣點數(shù)為6868點。點。 對于不規(guī)則分布的采樣點需要對于不規(guī)則分布的采樣點需要不斷地改變不斷地改變窗口的大小、形狀和方向，窗口的大小、形狀和方向， 以獲取以獲取一定數(shù)量的采樣點。一定數(shù)量的采樣點。 第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-6 4-6 數(shù)據(jù)壓縮與光滑數(shù)據(jù)壓縮與光滑 圖形顯示輸出圖形顯示輸出數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)壓縮數(shù)據(jù)壓縮 光滑光滑 矢量數(shù)據(jù)壓縮矢量數(shù)據(jù)壓縮 柵格數(shù)據(jù)壓縮柵格數(shù)據(jù)壓縮1、 DouglasDouglasPeuckerPeucker第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-6 4-6 數(shù)據(jù)壓縮與光滑數(shù)據(jù)壓縮與光滑 壓縮效果好，但必須在對整條曲線數(shù)字化完成后才能進壓縮效果好，但必須在對整條曲線數(shù)字化完成后才能進 行，且計算量較大；行，且計算量較大；每次順序取曲線上的每次順序取曲線上的三個點三個點，計算，計算中間點中間點與其它兩點連線的與其它兩點連線的垂線距離垂線距離d d， 并與限差并與限差D D比較。若比較。若d dD D，則中間點，則中間點去掉去掉；若；若d dD D，則中間點，則中間點保留保留。然后。然后 順序取下三個點繼續(xù)處理，直到這條線結束。順序取下三個點繼續(xù)處理，直到這條線結束。第四章第四章 空間數(shù)據(jù)的處理空間數(shù)據(jù)的處理4-6 4