第三章空間數(shù)據(jù)的處理

1、整理ppt第三章 空間數(shù)據(jù)的處理 數(shù)據(jù)變換： 從一種數(shù)學(xué)狀態(tài)到另一種數(shù)學(xué)狀態(tài)的變換：幾何糾正、投影轉(zhuǎn)換從一種數(shù)學(xué)狀態(tài)到另一種數(shù)學(xué)狀態(tài)的變換：幾何糾正、投影轉(zhuǎn)換和輻射糾正。和輻射糾正。 解決空間數(shù)據(jù)的幾何匹配問題。解決空間數(shù)據(jù)的幾何匹配問題。 數(shù)據(jù)重構(gòu)： 從一種格式到另一種格式的變換：結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、格式轉(zhuǎn)換和類型替從一種格式到另一種格式的變換：結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、格式轉(zhuǎn)換和類型替換。換。 解決空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、格式和類型上的統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)多源和異構(gòu)數(shù)據(jù)的融合。解決空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、格式和類型上的統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)多源和異構(gòu)數(shù)據(jù)的融合。數(shù)據(jù)提?。?對數(shù)據(jù)進(jìn)行某種條件的提取，包括類型、窗口提取和空間插值等，對數(shù)據(jù)進(jìn)行某種條件的提取，

2、包括類型、窗口提取和空間插值等，解決不同需求。解決不同需求。整理ppt1 空間數(shù)據(jù)的左臂變換 建立兩個(gè)面之間的一一對應(yīng)關(guān)系。 比例尺變換 變形誤差消除 投影類型轉(zhuǎn)換 坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)和平移整理ppt幾何糾正中的仿射變換 實(shí)質(zhì)上為因圖件變形引起實(shí)際比例尺在x、y方向的變化不相同 X=a0+(m1cos)x+(m2sin )y Y=b0-(m1sin)x+(m2cos)y 當(dāng)a0b0取不同值時(shí)，m1m2取不同值時(shí)整理ppt2 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換整理ppt矢量向柵格的轉(zhuǎn)換 1?；诨《螖?shù)據(jù)的柵格化方法 （1）數(shù)據(jù)管理 將要建立的柵格數(shù)據(jù)體劃分為數(shù)據(jù)段，將每個(gè)數(shù)據(jù)段獲數(shù)據(jù)帶建立相應(yīng)的矢量數(shù)據(jù)文件。 （2）轉(zhuǎn)換

3、計(jì)算 采樣掃描線與有關(guān)弧段相交，求交點(diǎn)坐標(biāo)并排序，把坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為柵格數(shù)據(jù)文件的行列號(hào)，逐段生成柵格數(shù)據(jù)。整理ppt基于多邊形數(shù)據(jù)的柵格化方法 內(nèi)部點(diǎn)擴(kuò)散算法內(nèi)部點(diǎn)擴(kuò)散算法 該算法由每個(gè)多邊形一個(gè)內(nèi)部點(diǎn)（種子點(diǎn)）開始，向其八個(gè)方向的鄰點(diǎn)擴(kuò)散，判斷各個(gè)新加入點(diǎn)是否在多邊形邊界上，如果是邊界上，則該新加入點(diǎn)不作為種子點(diǎn)，否則把非邊界點(diǎn)的鄰點(diǎn)作為新的種子點(diǎn)與原有種子點(diǎn)一起進(jìn)行新的擴(kuò)散運(yùn)算，并將該種子點(diǎn)賦以該多邊形的編號(hào)。重復(fù)上述過程直到所有種子點(diǎn)填滿該多邊形并遇到邊界停止為止。 擴(kuò)散算法程序設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，并且在一定的柵格精度上，如果復(fù)雜圖形的同一多邊形的兩條邊界落在同一個(gè)或相鄰的兩個(gè)柵格內(nèi)，會(huì)造成多邊形

4、不連通，這樣一個(gè)種子點(diǎn)不能完成整個(gè)多邊形的填充。整理ppt 復(fù)數(shù)積分算法復(fù)數(shù)積分算法 對全部柵格陣列逐個(gè)柵格單元地判斷該柵格歸屬的多邊形編碼，判別方法是由待判點(diǎn)對每個(gè)多邊形的封閉邊界計(jì)算復(fù)數(shù)積分，對某個(gè)多邊形，如果積分值為2r，則該待判點(diǎn)屬于此多邊形，賦以多邊形編號(hào)，否則在此多邊形外部，不屬于該多邊形。整理ppt 射線算法和掃描算法射線算法和掃描算法 射線算法可逐點(diǎn)判斷數(shù)據(jù)柵格點(diǎn)在某多邊形之外或在多邊形內(nèi)，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（圖1）。 采用射線算法，要注意的是：射線與多邊形

5、邊界相交時(shí)，有一些特殊情況會(huì)影響交點(diǎn)的個(gè)數(shù)，必須予以排除（圖2）。 掃描算法是射線算法的改進(jìn)，將射線改為沿柵格陣列的列或行方向掃描線，判斷與射線算法相似。掃描算法省去了計(jì)算射線與多邊形邊界交點(diǎn)的大量運(yùn)算，大大提高了效率。整理ppt 邊界代數(shù)算法（邊界代數(shù)算法（BAF-Boundary Algebra Filling）邊界代數(shù)多邊形填充算法是一種基于積分思想的矢量格式向柵格格式轉(zhuǎn)換算法，它適合于記錄拓?fù)潢P(guān)系的多邊形矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為柵格結(jié)構(gòu)。圖7-15表示轉(zhuǎn)換單個(gè)多邊形的情況，多邊形編號(hào)為a，模仿積分求多邊形區(qū)域面積的過程，初始化的柵格陣列各柵格值為零，以柵格行列為參考坐標(biāo)軸，由多邊形邊界上某點(diǎn)開始

6、順時(shí)針?biāo)阉鬟吔缇€，當(dāng)邊界上行時(shí)（圖7-15-a），位于該邊界左側(cè)的具有相同行坐標(biāo)的所有柵格被減去a；當(dāng)邊界下行時(shí)（圖7-15-b），該邊界左邊（前進(jìn)方向看為右側(cè)）所有柵格點(diǎn)加一個(gè)值a，邊界搜索完畢則完成了多邊形的轉(zhuǎn)換。 整理ppt單個(gè)多邊形的轉(zhuǎn)換 整理ppt事實(shí)上，每幅數(shù)字地圖都是由多個(gè)多邊形區(qū)域組成的，如果把不屬于任何多邊形的區(qū)域（包含無窮遠(yuǎn)點(diǎn)的區(qū)域）看成編號(hào)為零的特殊的多邊形區(qū)域，則圖上每一條邊界弧段都與兩個(gè)不同編號(hào)的多邊形相鄰，按弧段的前進(jìn)方向分別稱為左、右多邊形，可以證明，對于這種多個(gè)多邊形的矢量向柵格轉(zhuǎn)換問題，只需對所有多邊形邊界弧段作如下運(yùn)算而不考慮排列次序：當(dāng)邊界弧段上行時(shí)，該弧

7、段與左圖框之間柵格增加一個(gè)值（左多邊形編號(hào)減去右多邊形編號(hào)）；當(dāng)邊界弧段下行時(shí)，該弧段與左圖框之間柵格增加一個(gè)值（右多邊形編號(hào)減去左多邊形編號(hào)）。兩個(gè)多邊形轉(zhuǎn)換過程如圖7-16所示。整理ppt 檢驗(yàn)夾角之和 與交點(diǎn)相似，整理ppt柵格格式向矢量格式的轉(zhuǎn)換整理ppt目的 分析處理結(jié)果的輸出 數(shù)據(jù)壓縮整理ppt基于圖像數(shù)據(jù)的矢量化方法 二值化 細(xì)化 跟蹤整理ppt柵格格式向矢量格式的轉(zhuǎn)換 多邊形柵格格式向矢量格式轉(zhuǎn)換就是提取以相同的編號(hào)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，并表示由多個(gè)小直線段組成的矢量格式邊界線的過程。步驟步驟柵格格式向矢量格式轉(zhuǎn)換通常包括以下四個(gè)基本步驟：1. 多邊

8、形邊界提?。翰捎酶咄V波將柵格圖像二值化或以特殊值標(biāo)識(shí)邊界點(diǎn)；2. 邊界線追蹤：對每個(gè)邊界弧段由一個(gè)結(jié)點(diǎn)向另一個(gè)結(jié)點(diǎn)搜索，通常對每個(gè)已知邊界點(diǎn)需沿除了進(jìn)入方向的其他7個(gè)方向搜索下一個(gè)邊界點(diǎn)，直到連成邊界弧段；3. 拓?fù)潢P(guān)系生成：對于矢量表示的邊界弧段數(shù)據(jù)，判斷其與原圖上各多邊形的空間關(guān)系，以形成完整的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并建立與屬性數(shù)據(jù)的聯(lián)系；4. 去除多余點(diǎn)及曲線圓滑：由于搜索是逐個(gè)柵格進(jìn)行的，必須去除由此造成的多余點(diǎn)記錄，以減少數(shù)據(jù)冗余；搜索結(jié)果，曲線由于柵格精度的限制可能不夠圓滑，需采用一定的插補(bǔ)算法進(jìn)行光滑處理，常用的算法有：線形迭代法；分段三次多項(xiàng)式插值法；正軸拋物線平均加權(quán)法；斜軸拋物線平均加

9、權(quán)法；樣條函數(shù)插值法。整理ppt多邊形柵格轉(zhuǎn)矢量的雙邊界搜索算多邊形柵格轉(zhuǎn)矢量的雙邊界搜索算法法 基本思想是通過邊界提取，將左右多邊形信息保存在邊界點(diǎn)上，每條邊界弧段由兩個(gè)并行的邊界鏈組成，分別記錄該邊界弧段的左右多邊形編號(hào)。邊界線搜索采用2*2柵格窗口，在每個(gè)窗口內(nèi)的四個(gè)柵格數(shù)據(jù)的模式，可以唯一地確定下一個(gè)窗口的搜索方向和該弧段的拓?fù)潢P(guān)系，極大地加快了搜索速度，拓?fù)潢P(guān)系也很容易建立 整理ppt邊界點(diǎn)和結(jié)點(diǎn)提取 采用2*2柵格陣列作為窗口順序沿行、列方向?qū)鸥駡D像全圖掃描，如果窗口內(nèi)四個(gè)柵格有且僅有兩個(gè)不同的編號(hào)，則該四個(gè)柵格表示為邊界點(diǎn)；如果窗口內(nèi)四個(gè)柵格有三個(gè)以上不同編號(hào)，則標(biāo)識(shí)為結(jié)點(diǎn)（即

10、不同邊界弧段的交匯點(diǎn)），保持各柵格原多邊形編號(hào)信息。對于對角線上柵格兩兩相同的情況，由于造成了多邊形的不連通，也當(dāng)作結(jié)點(diǎn)處理。 abcd(a)aabc(b)abcc(c)abac(d)abcb(e)abca(f)abbc(e)abba(g)aabb(a)abab(b)aaab(c)aaba(d)abbb(e)abaa(f)圖a節(jié)點(diǎn)的8種情形 圖b邊界點(diǎn)的6種情形 整理ppt 邊界線搜索與左右多邊形信息記錄：邊界線搜索是逐個(gè)弧段進(jìn)行的，對每個(gè)弧段由一組已標(biāo)識(shí)的四個(gè)結(jié)點(diǎn)開始，選定與之相鄰的任意一組四個(gè)邊界點(diǎn)和結(jié)點(diǎn)都必定屬于某一窗口的四個(gè)標(biāo)識(shí)點(diǎn)之一。首先記錄開始邊界點(diǎn)的兩個(gè)多邊形編號(hào)，作為該弧段的左

11、右多邊形，下一點(diǎn)組的搜索方向則由進(jìn)入當(dāng)前點(diǎn)的搜索方向和該點(diǎn)組的可能走向決定，每個(gè)邊界點(diǎn)組只能有兩個(gè)走向，一個(gè)是前點(diǎn)組進(jìn)入的方向，另一個(gè)則可確定為將要搜索后續(xù)點(diǎn)組的方向。整理ppt多余點(diǎn)去除：多余點(diǎn)的去除基于如下思想：在一個(gè)邊界弧段上的連續(xù)的三個(gè)點(diǎn)，如果在一定程度上可以認(rèn)為在一條直線上（滿足直線方程），則三個(gè)點(diǎn)中間一點(diǎn)可以被認(rèn)為上多余的，予以去除。多余點(diǎn)是由于柵格向矢量轉(zhuǎn)換時(shí)逐點(diǎn)搜索邊界造成的（當(dāng)邊界為直線時(shí)），多余點(diǎn)去除算法可大量去除多余點(diǎn)，減少數(shù)據(jù)冗余。整理ppt3 多源空間數(shù)據(jù)的融合3.1 遙感與GIS數(shù)據(jù)的融合 常用方法： 遙感圖像與圖形的融合目的：提高視覺效果 遙感數(shù)據(jù)與DEM的融合目

12、的：幾何校正與配準(zhǔn)；消除地形起伏造成的位移；改善分類精度 遙感圖像與地圖掃描圖像的融合目的：快速發(fā)現(xiàn)變化，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)/半自動(dòng)更新整理ppt不同格式的融合 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式和結(jié)構(gòu)不同方式： 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)融合整理pptMapInfo向Arcinfo轉(zhuǎn)換MapInfo中的地圖可以有兩種格式：Tab格式（表格式）、Mif格式（交換格式）。 ArcInfo中的地圖也支持多種格式：Shape格式、Coverage、E00（交換格式）. 由Tab-Shape：使用MapInfo工具中的通用轉(zhuǎn)換器 由Tab-E00：使用MapInfo工具中

13、的ArcLink 由Tab-Coverage：先轉(zhuǎn)換成Shape，然后在ArcInfo中用Shapearc；或則先轉(zhuǎn)成E00，在Import 由Mif-Shape：使用MapInfo工具中的通用轉(zhuǎn)換器；或則使用ArcToolbox直接轉(zhuǎn)換 由Mif-E00：在MapInfo中導(dǎo)入成Tab，然后使用MapInfo工具中的ArcLink 由Mif-Coverage：先用ArcToolbox轉(zhuǎn)換成Shape，然后在ArcInfo中用Shape arc 整理ppt基于轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)融合通過交換格式進(jìn)行：E00問題：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換復(fù)雜，轉(zhuǎn)換次數(shù)頻繁，系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)格式需公開，轉(zhuǎn)換技術(shù)可保密 整理ppt基于數(shù)據(jù)標(biāo)

14、準(zhǔn)的數(shù)據(jù)融合 空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)如：美國空間數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)（NSDI)的SDTS（spatial data transformation standard). 包括：幾何坐標(biāo)、投影、拓?fù)潢P(guān)系、屬性、數(shù)據(jù)字典等標(biāo)準(zhǔn)。ArcInfo 的SDTSIMPORT和SDTSEXPORT模塊，可供其它系統(tǒng)調(diào)用。特點(diǎn)：可同時(shí)處理多個(gè)數(shù)據(jù)集，轉(zhuǎn)化次數(shù)少，系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)格式可保密，但轉(zhuǎn)換采用的技術(shù)需公開整理ppt基于公共接口的數(shù)據(jù)融合 需考慮數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)處理，以及采用的協(xié)議，各個(gè)系統(tǒng)公共接口互相聯(lián)系，允許內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和處理不相同。 最典型的是OGC（Open GIS Consortium) 特點(diǎn)：獨(dú)立于具體平臺(tái)，轉(zhuǎn)換技術(shù)抽象，數(shù)據(jù)格式不需公開，代表數(shù)據(jù)共享方向整理ppt基于直接訪問的數(shù)據(jù)融合一個(gè)軟件對其他軟件數(shù)據(jù)格式的直接訪問，可使用單個(gè)GIS軟件存取多種數(shù)據(jù)格式。特點(diǎn)：避免繁瑣的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換不要求擁有宿主軟件，無須運(yùn)行該軟件。整理ppt4 空間數(shù)據(jù)的壓縮與綜合整理ppt空間數(shù)據(jù)壓縮 意義： 減少存儲(chǔ)空間，提高訪問效率，提高處理效率 數(shù)據(jù)壓縮概念 從數(shù)據(jù)集合中抽取一個(gè)子集，使之在規(guī)定的范圍內(nèi)最好的逼近原集合，又得到最大的壓縮比。整理ppt5 空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插整理ppt點(diǎn)的內(nèi)插 精確 按距離 多