GIS04第四章-空間數(shù)據(jù)處理資料課件

§4-3坐標變換§4-2

圖形編輯§4-1

拓撲關(guān)系的自動建立§4-7圖形的裁剪、合并與圖幅接邊§4-6空間插值§4-4數(shù)據(jù)壓縮與光滑§4-5空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換§4-9空間數(shù)據(jù)的更新處理§4-8圖像數(shù)據(jù)的處理方法慚乍事魔締延銘掖橇啥畏兇札宏陶倪懈薩娜磅恨俗近岸額之姆戊堂多存局GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理§4-3坐標變換§4-2圖形編輯§4-1拓撲關(guān)系的自動1§4-1拓撲關(guān)系的自動建立一、點線拓撲關(guān)系自動建立二、多邊形拓撲關(guān)系自動建立返回當潭靳稅芥肢貧葫祝潤敲地渺赴豪涎滑漣洪擁奠虛狠瓜炊帥低珠礙陀鴕浴GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理§4-1拓撲關(guān)系的自動建立一、點線拓撲關(guān)系自動建立二、多邊2§4-1拓撲關(guān)系的自動建立一、點線拓撲關(guān)系的自動建立a1a2N1N2N3N4a3a1a2N1N2N3(b)(a)結(jié)點-弧段表Oid起結(jié)點終結(jié)點a1a2N1N2N2N3Oid弧段號N1N2N3a1a1,a2a2弧段-結(jié)點表1、在圖形采集和編輯中實時建立Oid起結(jié)點終結(jié)點a1a2a3N1N2N2N2N3N4Oid弧段號N1N2N3N4a1a1,a2,a3a2a3炙惺烯舜杜碗頗今其堡射款哆憚崩蜜禹徐許撻盼棗捅篙序注買徑猖滑終俄GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理§4-1拓撲關(guān)系的自動建立一、點線拓撲關(guān)系的自動建立a1a3§4-1拓撲關(guān)系的自動建立一、點線拓撲關(guān)系的自動建立a1a2N1N2N3N4a3a4(c)Oid起結(jié)點終結(jié)點a1a2a3a4N1N2N2N4N2N3N4N3Oid弧段號N1N2N3N4a1a1,a2,a3a2,a4a3,a42、在圖形采集和編輯之后自動建立，其基本原理與前類似。返回?zé)蓾O蒲辯埃冒限除料急就丹侖惋淖猖極眼何郴遜茲靜燎越頌過氯燭稽未股GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理§4-1拓撲關(guān)系的自動建立一、點線拓撲關(guān)系的自動建立a1a4二、多邊形拓撲關(guān)系自動建立1、鏈的組織1）找出在鏈的中間相交的情況，自動切成新鏈；2）把鏈按一定順序存儲，并把鏈按順序編號。2、結(jié)點匹配1）把一定限差內(nèi)的鏈的端點作為一個結(jié)點，其坐標值取多個端點的平均值。2）對結(jié)點順序編號。§4-1拓撲關(guān)系的自動建立中厭型帖坤將免屎獨盞載衛(wèi)扇是番能爸抿芥巧傾泊柿蘸發(fā)惺虎拿脫逼薪位GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理二、多邊形拓撲關(guān)系自動建立1、鏈的組織§4-1拓撲關(guān)系的自5二、多邊形拓撲關(guān)系自動建立3、檢查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行.§4-1拓撲關(guān)系的自動建立多邊形不閉合的原因：1）由于結(jié)點匹配限差的問題，造成應(yīng)匹配的端點未匹配；2）由于數(shù)字化誤差較大，或數(shù)字化錯誤，這些可以通過圖形編輯或重新確定匹配限差來確定。3）還可能這條鏈本身就是懸掛鏈，不需參加多邊形拓撲，這種情況下可以作一標記，使之不參加下一階段拓撲建立多邊形的工作。你傣胳漲拖瘸旁私履副績盡鮑搭壇冉貞所梗迸稱穗靠殉彥允遲質(zhì)驚耀霜逃GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理二、多邊形拓撲關(guān)系自動建立3、檢查多邊形是否閉合§4-1拓64、建立多邊形1）概念a、順時針方向構(gòu)多邊形：指多邊形是在鏈的右側(cè)。b、最靠右邊的鏈：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，實質(zhì)上它也是左邊最近鏈。a的最右邊的鏈為dc、多邊形面積的計算

§4-1拓撲關(guān)系的自動建立當多邊形由順時針方向構(gòu)成時，面積為正；反之，面積為負。揖虹義彩筋出恐蠕忽作槐咐蟹錢而她睡淵勃姜飾春魔碴茂殃存衡帶折調(diào)黃GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理4、建立多邊形1）概念§4-1拓撲關(guān)系的自動建立當多邊72）建立多邊形的基本過程1°順序取一個結(jié)點為起始結(jié)點，取完為止；取過該結(jié)點的任一條鏈作為起始鏈。2°取這條鏈的另一結(jié)點，找這個結(jié)點上，靠這條鏈最右邊的鏈，作為下一條鏈。3°是否回到起點：是，已形成一多邊形，記錄之，并轉(zhuǎn)4°；否，轉(zhuǎn)2°。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，轉(zhuǎn)2°；若這條鏈已用過兩次，即已成為兩個多邊形的邊，則轉(zhuǎn)1°?！?-1拓撲關(guān)系的自動建立穿付恃拾求檢躇墟諷傘櫥寅擁篆躲晝楓瞪繹諜尼販撂券闖量換汲腹繳叛綁GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理2）建立多邊形的基本過程1°順序取一個結(jié)點為起始結(jié)點82）建立多邊形的基本過程§4-1拓撲關(guān)系的自動建立例：1°從P1開始，起始鏈定為P1P2,從P2點算起，P1P2最右邊的鏈為P2P5；從P5算起，P2P5最右邊

的鏈為P5P1,...形成的多邊形為P1P2P5P1。2°從P1開始，以P1P5為起始鏈，形成的多邊形為P1P5P4P1。3°從P1開始，以P1P4為起始鏈,形成的多邊形為P1P4P3P2P1。4°這時P1為結(jié)點的所有鏈均被使用了兩次，因而轉(zhuǎn)向下一個結(jié)點P2，繼續(xù)進行多邊形追蹤，直至所有的結(jié)點取完。共可追蹤出五個多邊形，即A1、A2、A3、A4、A5。栽饒夏永訴那哇氖阮包很瞞窺肛你籠司襟曳炬極售析淪汪唁盲珊赤嘴都腰GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理2）建立多邊形的基本過程§4-1拓撲關(guān)系的自動建立例：栽95、島的判斷島的判斷即指找出多邊形互相包含的情況，也即尋找多邊形的連通邊界1°、計算所有多邊形的面積。2°、分別對面積為正的多邊形和面積為負的多邊形排序。3°、從面積為正的多邊形中，順序取每個多邊形，取完為止。若負面積多邊形個數(shù)為0，則結(jié)束。4°、找出該多邊形所包含的所有面積為負的多邊形，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(zhuǎn)3°?！?-1拓撲關(guān)系的自動建立單多邊形被追蹤兩次p1p2p3p1,p2,p3,-p1,-p2,-p3,敢頹惠敲祿十嘴滴泌役渝冪甩媳貉啤穢欄乏緝繼旱疚環(huán)判菊臉誠暴頭啞殆GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理5、島的判斷島的判斷即指找出多邊形互相包含的情況，也即尋找105、島的判斷注意：由于一個面積為負的多邊形只能被一個多邊形包含，所以，當面積為負的多邊形被包含后，應(yīng)去掉該多邊形，或作一標志。所以，當沒有面積為負的多邊形時，也應(yīng)停止判斷。在該算法中，找出正面積多邊形包含的負面積多邊形是關(guān)鍵，其基本過程可描述為：正面積多邊形包含的負面積多邊形是關(guān)鍵.1°、找出所有比該正面積多邊形面積小的負面積多邊形。2°、用外接矩形法去掉不可能包含的多邊形。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或被包含時，則不可能為該正面積多邊形包含。3°、取負面積多邊形上的一點，看是否在正面積多邊形內(nèi)，若在內(nèi)，則被包含；若在外，則不被包含。

6、確定多邊形的屬性多邊形以內(nèi)點標識。內(nèi)點與多邊形匹配后,內(nèi)點的屬性常賦于多邊形.

§4-1拓撲關(guān)系的自動建立返回剔揖劉既艱記鹿捍握社耽屁泅俯濺忽揪匿三憲跟慣俞標醒眉瘟嗅酬陀說掣GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理5、島的判斷注意：由于一個面積為負的多邊形只能被一個多11§4-2

圖形編輯二、編輯操作三、關(guān)鍵算法返回一、概述那伯馱頃微撇熙膚沂喉軀丁念紳構(gòu)鑄隱段嬸焙蔗沛餡員秋矢蘸試亥慎棗判GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理§4-2圖形編輯二、編輯操作三、關(guān)鍵算法返回一、概述那伯馱12§4-2圖形編輯圖形編輯是一交互處理過程，GIS具備的圖形編輯功能的要求是：1）具有友好的人機界面，即操作靈活、易于理解、響應(yīng)迅速等；2）具有對幾何數(shù)據(jù)和屬性編碼的修改功能，如點、線、面的增加、刪除、修改等；3）具有分層顯示和窗口操作功能，便于用戶的使用。圖形編輯又叫數(shù)據(jù)編輯、數(shù)字化編輯，是指對地圖資料數(shù)字化后的數(shù)據(jù)進行編輯加工，其主要的目的是在改正數(shù)據(jù)差錯的同時，相應(yīng)地改正數(shù)字化資料的圖形。返回倉奸彎糊俐吁燎鉻運呵傾辟節(jié)關(guān)韓境叮朔輯硫青漾胯達彥疤矛粵你鐮眠圖GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理§4-2圖形編輯圖形編輯是一交互處理過程，GIS具備13一、編輯操作1）結(jié)點吻合(Snap)或稱結(jié)點匹配、結(jié)點咬合，結(jié)點附和。方法：A、

結(jié)點移動，用鼠標將其它兩點移到另一點；B、

鼠標拉框，用鼠標拉一個矩形，落入該矩形內(nèi)的結(jié)點坐標通過求它們的中間坐標匹配成一致；C、

求交點，求兩條線的交點或其延長線的交點，作為吻合的結(jié)點；D、自動匹配，給定一個吻合容差，或稱為咬合距，在圖形數(shù)字化時或之后，將容差范圍內(nèi)的結(jié)點自動吻合成一點?！?-2圖形編輯一般，若結(jié)點容差設(shè)置合理，大多數(shù)結(jié)點能夠吻合在一起，但有些情況還需要使用前三種方法進行人工編輯。1、結(jié)點的編輯舌腿忘頃捌仰舀缸吶我呆蹋蠢藤碳決沼間扳瘩檔哩箕檬民瑟源瘋咒計湖沖GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理一、編輯操作§4-2圖形編輯一般，若結(jié)點容差設(shè)置合理142）結(jié)點與線的吻合編輯的方法：A、

結(jié)點移動，將結(jié)點移動到線目標上。B、

使用線段求交；C、

自動編輯，在給定容差內(nèi)，自動求交并吻合在一起?！?-2圖形編輯ABDCE在數(shù)字化過程中，常遇到一個結(jié)點與一個線狀目標的中間相交。由于測量或數(shù)字化誤差，它不可能完全交于線目標上，需要進行編輯，稱為結(jié)點與線的吻合。3）需要考慮兩種情況A、

要求坐標一致，而不建立拓撲關(guān)系；如高架橋（不需打斷，直接移動）B、

不僅坐標一致，且要建立之間的空間關(guān)聯(lián)關(guān)系；如道路交叉口（需要打斷）無結(jié)點有結(jié)點鎊擲蝸旗乎眶淋瞳液仇屎版駒渭夸錢典材碑省活癬屑祭撞毗傭茬苑狀凸勒GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理2）結(jié)點與線的吻合編輯的方法：§4-2圖形編輯ABDCE154）清除假結(jié)點（偽結(jié)點）§4-2圖形編輯有些系統(tǒng)要將這種假結(jié)點清除掉（如ARC/INFO），即將目標A和B合并成一條，使它們之間不存在結(jié)點;但有些系統(tǒng)并不要求清除假結(jié)點，如Geostar,因為它們并不影響空間查詢、分析和制圖。由僅有兩個線目標相關(guān)聯(lián)的結(jié)點成為假結(jié)點。AB幾彎屏充醛騎籠馭谷疾焚棍示碼端海籃討期屋搭快碩檻檻捉址庫邦哺踴暖GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理4）清除假結(jié)點（偽結(jié)點）§4-2圖形編輯有些系統(tǒng)要將這162、圖形編輯包括用鼠標增加或刪除一個點、線、面實體，移動、旋轉(zhuǎn)一個點、線、面實體。1）刪除和增加一個頂點

刪除頂點，在數(shù)據(jù)庫中不用整體刪除與目標有關(guān)的數(shù)據(jù)，只是在原來存儲的位置重寫一次坐標，拓撲關(guān)系不變。增加頂點，則操作和處理都要復(fù)雜。不能在原來的存儲位置上重寫，需要給一個新的目標標識號，在新位置上重寫，而將原來的目標刪除，此時需要做一系列處理，調(diào)整空間拓撲關(guān)系。2）移動一個頂點移動頂點只涉及某個點的坐標，不涉及拓撲關(guān)系的維護，較簡單。3）刪除一段弧段復(fù)雜，先要把原來的弧段打斷,存儲上原來的弧段實際被刪除，拓撲關(guān)系需要調(diào)整和變化.§4-2圖形編輯jkjkabL3L1L2幸臘毫嫩蔬猜甘股霸賂滿脖英其菩物環(huán)樁挾牲濫始叮彌芹豪薪梭糧還詳帛GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理2、圖形編輯包括用鼠標增加或刪除一個點、線、面實體，移動173、數(shù)據(jù)檢查與清理數(shù)據(jù)檢查指拓撲關(guān)系的檢查，結(jié)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(jié)點。要求系統(tǒng)能將有錯誤或不正確的拓撲關(guān)系的點、線和面用不同的顏色和符號表示出來，以便于人工檢查和修改?！?-2圖形編輯數(shù)據(jù)清理則是用自動的方法清除空間數(shù)據(jù)的錯誤.例如給定一個結(jié)點吻合的容差使該容差范圍內(nèi)的結(jié)點自動吻合在一起，并建立拓撲關(guān)系。給定懸掛弧段容差，將小于該容差的短弧自動刪除。在Arc/info中用DataClean命令，在Geostar中選擇整體結(jié)點匹配菜單。傭雛漏銳酉穴魂膀?qū)幍砂者z奮夾巋找蔥啄輛綸青骨完尸猶斧懶咖孜GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理3、數(shù)據(jù)檢查與清理數(shù)據(jù)檢查指拓撲關(guān)系的檢查，結(jié)點是否匹配18§4-2圖形編輯4、撤消與恢復(fù)編輯Undo,Redo功能是必要的。但功能的實現(xiàn)是困難的。當撤消編輯，即恢復(fù)目標，要恢復(fù)目標的標識和坐標、拓撲關(guān)系。這一處理過程相當復(fù)雜。因此，有些GIS不在圖形編輯時實時建立和維護拓撲關(guān)系，如Arc/Info等，而在圖形編輯之后，發(fā)Clean或Build命令重新建立拓撲關(guān)系。這樣，在每次進行任何一次編輯，都要重新Clean或Build，對用戶不便。N1N2A2N1N2A2返回懷侮咖政榆振般鎳扭繼汕撞薩惋撮帶厲盎譯徊苗寓伐孿認辛窩音鋼肥僵熒GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理§4-2圖形編輯4、撤消與恢復(fù)編輯N1N2A2N1N2A219二、關(guān)鍵算法可設(shè)一捕捉半徑D(通常為3～5個象素，這主要由屏幕的分辯率和屏幕的尺寸決定)?！?-2圖形編輯1、點的捕捉設(shè)光標點為S(x,y)，某一點狀要素的坐標為A(X，Y)若S和A的距離d小于D則認為捕捉成功，即認為找到的點是A，否則失敗，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d的計算改為：捕捉范圍由圓改為矩形，這可大大加快搜索速度。摹哩說沖同尊檸罷梅冠臻鄂箔不瑞夷譯牟饒信擴容劈靖欺知一舵延閉鵝歹GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理二、關(guān)鍵算法可設(shè)一捕捉半徑D(通常為3～5個象素，這主要由屏202、線的捕捉設(shè)光標點坐標為S(x,y)，D為捕捉半徑，線的坐標為(x1,y1),(x2,y2),…(xn,yn)。通過計算S到該線的每個直線段的距離d。.若min(d1,d2,…dn-1)＜D，則認為光標S捕捉到了該條線，否則為未捕捉到。§4-2圖形編輯嘿變罵摘琉夫兌鯨霧烴溢呢設(shè)建靖觀帚訣轍鄉(xiāng)黍剩辰薔兒狹超把呈翅皿捅GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理2、線的捕捉設(shè)光標點坐標為S(x,y)，D為捕捉半徑212、線的捕捉加快線捕捉的速度的方法：1）在實際的捕捉中，可每計算一個距離di就進行一次比較，若di＜D，則捕捉成功，不需再進行下面直線段到點S的距離計算了。2）把不可能被光標捕捉到的線，用簡單算法去除。3）對于線段也采用類似的方法處理。4）簡化距離公式：點S(x,y)到直線段(x1,y1),(x2,y2)的距離d的計算公式為：

§4-2圖形編輯簡化為：戎鈾妒但胞健澄每罰鄖麥硼損嚴偏弘聰姥拉跺廂漿息臨臻乃至替堡尉絨契GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理2、線的捕捉加快線捕捉的速度的方法：§4-2圖形編輯223、面的捕捉實際上就是判斷光標點S(x,y)是否在多邊形內(nèi)，若在多邊形內(nèi)則說明捕捉到。判斷點是否在多邊形內(nèi)的算法主要有垂線法或轉(zhuǎn)角法。垂線法的基本思想是從光標點引垂線(實際上可以是任意方向的射線)，計算與多邊形的交點個數(shù)。若交點個數(shù)為奇數(shù)則說明該點在多邊形內(nèi)；若交點個數(shù)為偶數(shù)，則該點在多邊形外?！?-2圖形編輯艘幼昌豫也乳魄策藍烹軟殃相妹攫串瞪梁雕劈宜頃往奮轉(zhuǎn)閱磋霍霜釁腦耍GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理3、面的捕捉實際上就是判斷光標點S(x,y)是否在多邊形233、面的捕捉加快速度的方法：1）找出該多邊形的外接矩形，若光標點落在該矩形中，才有可能捕捉到該面，否則放棄對該多邊形的進一步計算和判斷。2）對不可能有交點的線段應(yīng)通過簡單的坐標比較迅速去除。3）運用計算交點的技巧。

§4-2圖形編輯蔡澀詛旁俗債攻憋滅抗斟泵翟皮箔陸握毯滬食鍬艘攜瘦闡贊度忱闌濁趕謎GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理3、面的捕捉加快速度的方法：§4-2圖形編輯蔡澀詛旁俗債攻244、圖形編輯的數(shù)據(jù)組織—空間索引§4-2圖形編輯1)對象范圍索引竄距疥派凡俗毖劈喻磚疙德履癬捕專椰啦宵己鐐慢脫禍停偶鈉郊茫跟昭鈞GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理4、圖形編輯的數(shù)據(jù)組織—空間索引§4-2圖形編輯1)對象254、圖形編輯的數(shù)據(jù)組織—空間索引為加速檢索，需要分層建索引，主要方法有格網(wǎng)索引和四叉樹索引。

§4-2圖形編輯a、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c、要素不真正被網(wǎng)格分割，格網(wǎng)號(Peano或Morton)空間對象空間對象格網(wǎng)號(Peano或Morton)對象索引空間索引2)格網(wǎng)索引綱眺陳各茹淑警鰓躇護酸仆檄綏溫僅聰葦忻信雄遂拓綻籃引估灰狽碟適豆GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理4、圖形編輯的數(shù)據(jù)組織—空間索引為加速檢索，需要分層建索264、圖形編輯的數(shù)據(jù)組織—空間索引§4-2圖形編輯2)格網(wǎng)索引捐紳客靛歹撫拌統(tǒng)仿轎寐書父醋跪湍氯嚨詐著淡依吹暮鳴謂脆微瞅森局墓GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理4、圖形編輯的數(shù)據(jù)組織—空間索引§4-2圖形編輯2)格網(wǎng)索273）四叉樹索引§4-2圖形編輯線性四叉樹和層次四叉樹都可以用來進行空間索引。A、線性四叉樹，先采用Morton或Peano碼，再根據(jù)空間對象覆蓋的范圍進行四叉樹分割。B、層次四叉樹，需要記錄中間結(jié)點和父結(jié)點與子結(jié)點之間的指針，若某個地物覆蓋了哪個中間結(jié)點，還要記錄該空間對象的標識。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。娥蓉艱躬狼韭每省惋郴瓷宏繕瑩馬浦哨逗薩真踢俞既蔫杠坑玫舵祁蒸影韶GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理3）四叉樹索引§4-2圖形編輯線性四叉樹和層次四叉樹都可以283）四叉樹索引§4-2圖形編輯57131546121413802Peano碼Side空間對象04E0D1A4F8C15B,GCABGFDE0E0D1A44F8C1215GB層1邊長4層2邊長2層3邊長1返回譯腆杜寬永鞘拋露袁繹潰橙氯歲抓矣敖蜒梯窮關(guān)莎射庚懼卒豁訛探伶僳揚GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理3）四叉樹索引§4-2圖形編輯5713154612141329§4-3

坐標變換二、幾何糾正三、地圖投影變換返回一、圖幅數(shù)據(jù)的坐標變換氓藍晰墓膜秋盔湘鎬欄博勾怠掀格第戊守稽骨稿構(gòu)咐碼擬劈缸聞械崇冬邊GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理§4-3坐標變換二、幾何糾正三、地圖投影變換返回一、圖幅30一、圖幅數(shù)據(jù)的坐標變換1、比例尺變換：乘系數(shù)2、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。3、坐標旋轉(zhuǎn)和平移即數(shù)字化坐標變換，利用仿射變換改正。4、投影變換：三種方法?！?-3坐標變換幾何變換返回札倉翰練芒怖尹阻擰友槳啦被熄游酣俗徑呼帕夯貌氖棚訃府掛芥囚劈柯峻GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理一、圖幅數(shù)據(jù)的坐標變換§4-3坐標變換幾何變換返回札倉翰31二、幾何糾正其中A、B代表二次以上高次項之和。上式是高次曲線方程，符合上式的變換稱為高次變換。式中有12個未知數(shù)，所以在進行高次變換時，需要有6對以上控制點的坐標和理論值，才能求出待定系數(shù)?！?-3坐標變換1、高次變換吸屎乳胚掠亥實守旺易猾詢黑擅秸掙孕獵瞎柑陀算夯猜郭顧年梯敵啊幢薦GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理二、幾何糾正§4-3坐標變換1、高次變換吸屎乳胚掠亥實32二、幾何糾正§4-3坐標變換2、二次變換當不考慮高次變換方程中的A和B時，則變成二次曲線方程，稱為二次變換。二次變換適用于原圖有非線性變形的情況，至少需要5對控制點的坐標及其理論值，才能解算待定系數(shù)。

敲蛋溪形推焰連獄偶燈較凱詳闌勾街擱呆釣騙墊太拯涪去罵賓仟座盡擻褂GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理二、幾何糾正§4-3坐標變換2、二次變換敲蛋溪形推焰連獄333、仿射變換

實質(zhì)是兩坐標系間的旋轉(zhuǎn)變換。設(shè)圖紙變形引起x,y兩個方向比例尺不同，當x,y比例尺相同時，為相似變換?！?-3坐標變換特性：直線變換后仍為直線；平行線變換后仍為平行線；不同方向上的長度比發(fā)生變化。求解上式中的6個未知數(shù)，需不在一直線上的3對已知控制點的坐標及其理論值，就可求得待定系數(shù)。但在實際使用時，由于誤差，需多余觀測，往往利用4個以上的點進行糾正，利用最小二乘法處理，以提高變換的精度。返回埠倪啊眼汀賀匣奉破舜脫慕發(fā)轅耪臨謀側(cè)略百葛償升尖性良窯杏痛漫赤嘲GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理3、仿射變換實質(zhì)是兩坐標系間的旋轉(zhuǎn)變換。§4-3坐標變34三、地圖投影變換§4-3坐標變換地圖投影變換的實質(zhì)是建立兩平面場之間點的一一對應(yīng)關(guān)系。假定原圖點的坐標為x,

y(稱為舊坐標)，新圖點的坐標為X，Y(稱為新坐標)，則由舊坐標變換為新坐標的基本方程式為：凄弛寡荊咖尊勞蝕說浸誕吞狙輾并腦硒名魚錄非雨讒島藕或僵鼻折逛乾漳GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理三、地圖投影變換§4-3坐標變換地圖投影變換的實質(zhì)是35三、地圖投影變換1、解析變換法1）反解變換法(又稱間接變換法)§4-3坐標變換2）正解變換法(又稱直接變換法):不需要反解出原地圖投影點的地理坐標,而是直接求出兩種投影點的直角坐標關(guān)系式.？原投影點的坐標解析式未知或不易求出兩投影之間坐標的直接關(guān)系剖滴走箭違繡果浪哭天梯高鴛焙絡(luò)苔亂崗陷火紙椿喚餌鴿謹喇腎雇趨勝摹GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理三、地圖投影變換1、解析變換法§4-3坐標變換2）正解36三、地圖投影變換2、數(shù)值變換法§4-3坐標變換采用多項式逼近的方法:利用若干同名數(shù)字化點（對同一點在兩種投影中均已知其坐標的點），采用插值法、有限差分法或多項式逼近的方法，即用數(shù)值變換法來建立兩投影間的變換關(guān)系式。

例如，采用二元三次多項式進行變換:通過選擇10個以上的兩種投影之間的共同點，并組成最小二乘法的條件式，進行解算系數(shù)。必須明確，實際中所碰到的變換，決定于區(qū)域大小，已知點密度，數(shù)據(jù)精度，所需變換精度及投影間的差異大小，理論和時間上決不是二元三次多項式所能概括的。界哄挽舒抉胰霹摳馭側(cè)貍刪醫(yī)烤裁恩汐沼筆蠱簇普歡考除擺竹欽代疑纜省GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理三、地圖投影變換2、數(shù)值變換法§4-3坐標變換采用多37三、地圖投影變換§4-3坐標變換3、數(shù)值解析變換法當已知新投影的公式，但不知原投影的公式時，可先通過數(shù)值變換求出原投影點的地理坐標φ，λ，然后代入新投影公式中，求出新投影點的坐標。即：返回鎖扇梆鋪朽蓬恭陛冤俯菊猙哪擴瓊珠栽衣屈桓澇轄艱漸源目底虱奏盂撈搖GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理三、地圖投影變換§4-3坐標變換3、數(shù)值解析變換法當38§4-4

數(shù)據(jù)壓縮與光滑二、柵格數(shù)據(jù)壓縮三、曲線光滑返回一、矢量數(shù)據(jù)壓縮歲葬憤產(chǎn)宣熟屋辱泵杜駕衫漁倔尺邀穗妊逸夜嫡陌責(zé)苛超釬晃胎蹲咸徊耶GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理§4-4數(shù)據(jù)壓縮與光滑二、柵格數(shù)據(jù)壓縮三、曲線光滑返回一、39一、矢量數(shù)據(jù)壓縮§4-4數(shù)據(jù)壓縮與光滑圖形顯示輸出數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)壓縮光滑矢量數(shù)據(jù)壓縮的目的是刪除冗余數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù)的存貯量，節(jié)省存貯空間，加快后繼處理的速度。下面介紹幾種常用的矢量數(shù)據(jù)的壓縮算法，以及它們之間的異同點。點蝶豹鄖鑷圭堤坤荊銷抽食吃凈雅貯四鋇糖積赴拍果葬剁澈虧裁兵酉蛙騙GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理一、矢量數(shù)據(jù)壓縮§4-4數(shù)據(jù)壓縮與光滑圖形顯示輸出數(shù)據(jù)存儲40一、矢量數(shù)據(jù)壓縮1、Douglas—Peucker§4-4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)字化完成后才能進行，且計算量較大；基本思路：對每一條曲線的首末點虛連一條直線，求所有點與直線的距離，并找出最大距離值dmax，用dmax與限差D相比：若dmax＜D，這條曲線上的中間點全部舍去；

若dmax≥D，保留dmax對應(yīng)的坐標點，并以該點為界，把曲線分為兩部分，對這兩部分重復(fù)使用該方法。趾茶鏈踐挽枉菇宅舍穿會崎殲馮澎棺繞例園胡憐咆樊村卒姚耐押嘶靈耙勵GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理一、矢量數(shù)據(jù)壓縮1、Douglas—Peucker§4-4412、垂距法基本思想：每次順序取曲線上的三個點，計算中間點與其它兩點連線的垂線距離d，并與限差D比較。若d＜D，則中間點去掉；若d≥D，則中間點保留。然后順序取下三個點繼續(xù)處理，直到這條線結(jié)束。§4-4數(shù)據(jù)壓縮與光滑壓縮算法好，可在數(shù)字化時實時處理，每次判斷下一個數(shù)字化的點，且計算量較小；一、矢量數(shù)據(jù)壓縮漂揀欲柑漣十迭潛潘詳粘箔飄慧掏睜唾保謝眩牌攘銹翠撕拐蛙奧巢繪速旺GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理2、垂距法基本思想：每次順序取曲線上的三個點，計算中間點42§4-4數(shù)據(jù)壓縮與光滑3、光欄法基本思想：定義一個扇形區(qū)域，通過判斷曲線上的點在扇形外還是在扇形內(nèi)，確定保留還是舍去。算法簡單，速度快，但有時會將曲線的彎曲極值點p值去掉而失真。一、矢量數(shù)據(jù)壓縮圭吭罩竟乳掛其簡爸運姑帆柔哲藹絕樞處甲犀喳蛀客廈儀太思恬腔嶄射貉GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理§4-4數(shù)據(jù)壓縮與光滑3、光欄法算法簡單，速度快，43§4-4數(shù)據(jù)壓縮與光滑4、幾種方法的比較

一、矢量數(shù)據(jù)壓縮如果某種矢量數(shù)據(jù)的壓縮算法既能精確地表示數(shù)據(jù)，又能最大限度地淘汰不必要的點，那就是一種好的算法。具體可以依據(jù)簡化后曲線的總長度、總面積、坐標平均值等與原始曲線的相應(yīng)數(shù)據(jù)的對比來判別。通過分析可以發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)情況下道格拉斯——普克法的壓縮算法較好，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；垂距法的壓縮算法也很好，并且可在數(shù)字化時實時處理，每次判斷下一個數(shù)字化的點，且計算量較?。还鈾诜ㄋ惴ê唵?，速度快，但有時會將曲線的彎曲極值點p值去掉而失真。返回瀾陰裙剖響嘔賴汰災(zāi)鎢糠好止芒捎么淌農(nóng)潤烏押襟穩(wěn)諒祈澗謅擋畢樟顯懈GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理§4-4數(shù)據(jù)壓縮與光滑4、幾種方法的比較一、矢量數(shù)據(jù)壓縮如44§4-4數(shù)據(jù)壓縮與光滑1、四叉數(shù)編碼

二、柵格數(shù)據(jù)壓縮基本思路：將2n×2n象元組成的圖像(不足的用背景補上)所構(gòu)成的二維平面按四個象限進行遞歸分割，直到子象限的數(shù)值單調(diào)為止。也即將一幅柵格圖象等分為四部分，逐塊檢查其格網(wǎng)屬性值，如果某一子區(qū)的所有柵格的屬性值相同，則這個子區(qū)不再繼續(xù)分割，否則還要把這個子區(qū)再分割為四個子區(qū)，這樣依此地分割，直到每個子區(qū)都有相同的屬性值。最后得到一顆四分叉的倒向樹，該樹最高為n級。伎屈塑模挾為閱仍鞋馬啡工悸鮑杖鴨簍剖煙鎖瘓喉裕哼優(yōu)胚楚摻秤士喬襯GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理§4-4數(shù)據(jù)壓縮與光滑1、四叉數(shù)編碼二、柵格數(shù)據(jù)壓縮基45繼娠邪寺裂鵬妒禱趁岡穎柑班揪廈襟劊盟可義吮怪鹵洼濫溝酚卯罕協(xié)信僻GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理繼娠邪寺裂鵬妒禱趁岡穎柑班揪廈襟劊盟可義吮怪鹵洼濫溝酚卯罕協(xié)46常規(guī)四叉樹除了要記錄葉結(jié)點外，還要記錄中間結(jié)點，結(jié)點之間的聯(lián)系靠指針。因此，為了記錄常規(guī)四叉樹，通常每個結(jié)點需要6個變量，即父結(jié)點指針、四個子結(jié)點的指針和本結(jié)點的屬性值。結(jié)點所代表的圖像塊的大小可由結(jié)點所在的層次決定，層次數(shù)由從父結(jié)點移到根結(jié)點的次數(shù)來確定。結(jié)點所的代表的圖像塊的位置需要從根節(jié)點開始逐步推算下來。因而常規(guī)四叉樹是比較復(fù)雜的。為了解決四叉樹的推算問題，提出了一些不同的編碼。下面介紹最常用的線性四叉樹編碼。1、四叉數(shù)編碼

二、柵格數(shù)據(jù)壓縮忿屎蔗贊南憶哲嘴咒勻憚酸懶煩蠕站券寬乃雖輪蹄髓杠符法卯咋蛀屹勉彪GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理常規(guī)四叉樹除了要記錄葉結(jié)點外，還要記錄中間結(jié)點，結(jié)點之間的聯(lián)47線性四叉樹編碼的基本思想是：不需記錄中間結(jié)點和使用指針，僅記錄葉結(jié)點，并用地址碼表示葉結(jié)點的位置。

線性四叉樹有四進制和十進制兩種，下面介紹的是通常使用的十進制四叉樹編碼。十進制四叉樹的地址碼又稱Morton碼。

為了得到線性四叉樹的地址碼，首先將二維柵格數(shù)據(jù)的行列號轉(zhuǎn)化為二進制數(shù)，然后交叉放入Morton碼中，即為線性四叉樹的地址碼。

例如，對于第5行、第7列的Moton碼為：行數(shù)=5(0101)

；列數(shù)=7(0111)Morton

=00110111=55

1、四叉數(shù)編碼

二、柵格數(shù)據(jù)壓縮樸搓共較安照傈拜嫡稗硼淹噶言仟硅坯誕嗜傀柔布訪傘侄饅伺轟謄啟誡憎GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理線性四叉樹編碼的基本思想是：不需記錄中間結(jié)點和使用指針，僅記48在一個2n×2n的圖像中，每個像元點都給出一個Morton碼，就可將用行列表示的二維圖像，用Morton碼寫成一維數(shù)據(jù)，通過Morton碼就可知道象元的位置。把一幅2n×2n的圖像壓縮成線性四叉樹的過程為：

1°、按Morton碼把圖象讀入一維數(shù)組。

2°、相鄰的四個象元比較，一致的合并，只記錄第一個象元的Morton碼。

3°、比較所形成的大塊，相同的再合并，直到不能合并為止。

對用上述線性四叉樹的編碼方法所形成的數(shù)據(jù)還可進一步用游程長度編碼壓縮。壓縮時只記錄第一個象元的Morton碼。1、四叉數(shù)編碼

二、柵格數(shù)據(jù)壓縮直畢羊租盯別嫌厚孫敲式伯嗜立倚暑襲劍蔣訂逛梧救氈俱沸岡狠呆亞嚨愚GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理在一個2n×2n的圖像中，每個像元點都給出一個Mort49對于前圖所示圖像的Morton為：A0A1A4A5A2B3B6B7A8A9B12B13A10A11B14B15

該圖中象元值的右下腳標為Morton碼，則壓縮處理過程為：

1°、按Morton碼讀入一維數(shù)組。

Morton碼：0123456789101112131415

象元值：AAABAABBAAAABBBB

2°、四相鄰象元合并，只記錄第一個象元的Morton碼。01234567812AAABAABBAB

3°、由于不能進一步合并，則用游程長度編碼壓縮。0346812ABABAB1、四叉數(shù)編碼

二、柵格數(shù)據(jù)壓縮境草犯腦氏跌牌戲酶十籍確意運奸使勛集窘轉(zhuǎn)份唁覽淬池圓煎蕉瓊撾濺劊GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理對于前圖所示圖像的Morton為：1、四叉數(shù)編碼二、50解碼時，根據(jù)Morton碼就可知道象元在圖像中的位置(左上角)，本Morton碼和下一個Morton碼之差即為象元個數(shù)。知道了象元的個數(shù)和象元的位置就可恢復(fù)出圖像了。線性四叉樹編碼的優(yōu)點是：壓縮效率高，壓縮和解壓縮比較方便，陣列各部分的分辯率可不同，既可精確地表示圖形結(jié)構(gòu)，又可減少存貯量，易于進行大部分圖形操作和運算。缺點是：不利于形狀分析和模式識別，即具有圖形編碼的不定性，如同一形狀和大小的多邊形可得出完全不同的四叉樹結(jié)構(gòu)。1、四叉數(shù)編碼

二、柵格數(shù)據(jù)壓縮羊成恥硬涸粥貨巖譴句淹齋唯樸判葦歷釉亨忍替臻線蔗錐蠅絳泵拯盛擦疏GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理解碼時，根據(jù)Morton碼就可知道象元在圖像中的位置(左上角51三、曲線光滑（擬合）是假想曲線為一組離散點，尋找形式較簡單、性能良好的曲線解析式?！?-4數(shù)據(jù)壓縮與光滑插值方式：曲線通過給定的離散點。如拉格朗日插值，三次樣條曲線逼近方式：曲線盡量逼近給定離散點。如貝塞爾和B樣條曲線。返回霧豪盎禍囚藹虐將掉偶容瘤砸然百纜嘲胞蕾算鑄彭鳴需稍野廈冬苛廖省譽GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理三、曲線光滑（擬合）是假想曲線為一組離散點，尋找形式較簡52§4-5

空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換二、柵格向矢量轉(zhuǎn)換返回一、矢量向柵格轉(zhuǎn)換棉澳睹嗽革桔篡利損賞頭其綁千凍丙秤金允群揖蛀幣扮仗享救悍辰炯憲竣GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理§4-5空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換二、柵格向矢量轉(zhuǎn)換返回一、矢量向柵53一、矢量向柵格轉(zhuǎn)換點：簡單的坐標變換線：線的柵格化面：線的柵格化+面填充§4-5空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

矢量向柵格的轉(zhuǎn)換

確定柵格單元的大小△X=(Xmax–Xmin)/J△Y=(Ymax–Ymin)/I點的變換矢量數(shù)據(jù)的點到柵格數(shù)據(jù)的點只是簡單的坐標變換:

I=1+INT{(Ymax-Y)/△Y}J=1+INT{(Xmax-X)/△X}夏拋恢備姑壬毀宋繹點賴沁嘩烏塵枚爭哆濁侶烙掐蓄治若利綿戎象淮猩輻GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理一、矢量向柵格轉(zhuǎn)換點：簡單的坐標變換線：線的柵格化54線的變換線是由多個直線段組成的，因此，線的柵格化的核心就是直線段如何由矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為柵格數(shù)據(jù)。

設(shè)直線段的兩端點坐標轉(zhuǎn)換到柵格數(shù)據(jù)的坐標系后為(xA,yA),(xB,yB)。則柵格化的兩種常用方法為DDA法(數(shù)字微分分析法)和Bresenham法:一、矢量向柵格轉(zhuǎn)換

優(yōu)美粒蒙鵑或壽宜倒撞右透截?zé)傻概艽冉郾倏淇鎲T憋艙籠泵史嘴的滑GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理線的變換一、矢量向柵格轉(zhuǎn)換優(yōu)美粒蒙鵑或壽宜倒撞右透截?zé)傻概?5一、矢量向柵格轉(zhuǎn)換§4-5空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

（一）線的柵格化1、DDA法(數(shù)字微分分析法)

如圖所示，設(shè)(xA,yA),(xB,yB)與柵格網(wǎng)的交點為(xi,yi)，則:

其中：

這樣從i＝0計算到i＝n－1，即可得直線與格網(wǎng)的n個交點坐標，對其取整就是該點的柵格數(shù)據(jù)了該方法的基本依據(jù)是直線的微分方程，即dy∕dx＝常數(shù)。其本質(zhì)是用數(shù)值方法解微分方程，通過同時對x和y各增加一個小增量來計算下一步的x,y值，即這是一種增量算法。在該算法中，必須以浮點數(shù)表示坐標，且每次都要舍入取整，因此，盡管算法正確，但速度不夠快。菇蘑蒙匆概硝鍘屹抒塵俘琶擎惟瘸壟燙貓個素逃濺樊賃酒飛稽嶄萎黎耍寓GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理一、矢量向柵格轉(zhuǎn)換§4-5空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換（一）線的柵56一、矢量向柵格轉(zhuǎn)換（一）線的柵格化2、Bresenham算法§4-5空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

該算法原來是為繪圖機設(shè)計的，但同樣適合于柵格化。該算法構(gòu)思巧妙，只需根據(jù)由直線斜率構(gòu)成的誤差項的符號，就可確定下一列坐標的遞增值。根據(jù)直線的斜率，把直線分為8個卦限如圖。下舉斜率在第一卦限的情況為例，其余卦限的情況類似。該算法的基本思路可描述為：如圖,若直線的斜率為1/2≤△y/△x≤1，則下一點取(1，1)點，若0≤△y/△x＜1/2，則下一點取(1，0)點。

臻吠年捐畢絨晌匪吉痰挨玩歐績明臟煽登蛀地比儈競?cè)毁A倫堅棒彼棧錄猾GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理一、矢量向柵格轉(zhuǎn)換（一）線的柵格化2、Bresenha57

在算法實現(xiàn)時，令起始的誤差項為e＝－1/2，然后在推斷出下一點后，令e＝e＋△y/△x,若e≥0時，e＝e－1。這樣只要根據(jù)e的符號就可確定下一點的增量，即：

若e≥0，取(1，1)點

若e＜0，取(1，0)點

為避免浮點運算，可令初值e’=e×2×△x=2×△y－△x（當△x≥0時，與e同號）。

當e’>0時，y方向獲增量1，即令e’＝e’－2×△x；

一般情況下e’＝e’＋2△y一、矢量向柵格轉(zhuǎn)換

（一）線的柵格化2、Bresenham算法趨熬鵑昧汁墳滲竟嗓囪呂菌椒鞠癟存導(dǎo)桿杭猿陋殺們韓尺噬惰篩紐撰俊吉GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理在算法實現(xiàn)時，令起始的誤差項為e＝－1/2，然后58

例如，一直線的斜率為1/3(如圖)。

起始點：e＝－1/2，即e’＝－3，取點①

第2點：e＝－1/2+1/3＝－1/6，e’＝－3＋2△y＝－1取點②

第3點：e＝－1/6+1/3=1/6，即e’＝－1＋2＝1，取點③且e＝－5/6,e’=－3；

第4點：e＝1/6+1/3=1/2＞0，即e’＝－5＋2＝－3，取點④

因e≥1/2，所以，e＝1/2－1＝－1/2。

依次進行，直到到達直線的另一端點。

這種算法不僅速度快、效果好，而且可以理論上證明它是目前同類各種算法中最優(yōu)的。一、矢量向柵格轉(zhuǎn)換

（一）線的柵格化2、Bresenham算法八亮眺襖帶泵壇脈贅纜糕婆墅映檢賢弦釘囑勘士擠毯帕顴誕軀泳應(yīng)綏辦熬GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理例如，一直線的斜率為1/3(如圖)。一、矢量向柵格轉(zhuǎn)換59一、矢量向柵格轉(zhuǎn)換（二）面(多邊形)的填充方法1、內(nèi)部點擴散法（種子擴散法）§4-5空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

由一個內(nèi)部的種子點，向其4個方向的鄰點擴散。判斷新加入的點是否在多邊形邊界上，如果是，不作為種子點，否則當作新的種子點，直到區(qū)域填滿，無種子點為止。該算法比較復(fù)雜，而且可能造成阻塞而造成擴散不能完成(如圖)，此外若多邊形不完全閉合時，會擴散出去。抵潛比炸葉梭靠誓澇欠獸翌紳恩杠厄件瘡嗣疾鄲耗孩照烤教鴿釋髓瞥海曳GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理一、矢量向柵格轉(zhuǎn)換（二）面(多邊形)的填充方法§4-5空60一、矢量向柵格轉(zhuǎn)換（二）面(多邊形)的填充方法2、掃描法§4-5空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

如圖，按掃描線的順序，計算多邊形與掃描線的相交區(qū)間，再用相應(yīng)的屬性值填充這些區(qū)間，即完成了多邊形的柵格化。這種算法的缺點是計算量較大差橋稈甩骨促肯期載捧尖恃杰饅蝎摘罰際獵倔群軌甩吵根賄命彰錠倉茶宮GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理一、矢量向柵格轉(zhuǎn)換（二）面(多邊形)的填充方法§4-5空61一、矢量向柵格轉(zhuǎn)換（二）面(多邊形)的填充方法3、邊填充算法§4-5空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

基本思想是：對于每一條掃描線和每條多邊形邊上的交點，將該掃描線上交點右方的所有象素取原屬性值之補。對多邊形的每條邊作此處理，多邊形的方向任意。下圖是一個簡單的例子。本算法的優(yōu)點是算法簡單，缺點是對于復(fù)雜圖形，每一象素可能被訪問多次，增加了運算量。謾纜番睹罐氦埋鴉聘萬壓榷廚耗藐旭藹監(jiān)懾皚削琉縮鑰歸絆蹦壞坎汗譯姨GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理一、矢量向柵格轉(zhuǎn)換（二）面(多邊形)的填充方法§4-5空62一、矢量向柵格轉(zhuǎn)換（二）面(多邊形)的填充方法3、邊填充算法§4-5空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

為了減少邊填充算法訪問象素的次數(shù)，可引入柵欄。所謂柵欄指的是一條與掃描線垂直的直線，柵欄位置通常取多邊形的頂點，且把多邊形分為左右兩半。柵欄填充算法的基本思路是：對于每個掃描線與多邊形的交點，將交點與柵欄之間的象素用多邊形的屬性值取補。若交點位于柵欄左邊，則將交點右邊，柵欄左邊的所有象素取補；若交點位于柵欄的右邊，則將柵欄右邊，交點左邊的象素取補。下圖是該算法的示意圖。返回訝奧暖深館出諺懦冰靛巍休歇煌絡(luò)哈秉盎釉熄黨婆荒寇失滾僧甜敲派野疚GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理一、矢量向柵格轉(zhuǎn)換（二）面(多邊形)的填充方法§4-5空63從柵格單元轉(zhuǎn)換為幾何圖形的過程為矢量化；（一）要求（矢量化過程應(yīng)保持）：1）

柵->矢轉(zhuǎn)換為拓撲轉(zhuǎn)換，即保持實體原有的連通性、鄰接性等；2）

轉(zhuǎn)換實體保持正確的外形。（二）方法方法一，實際應(yīng)用中大多數(shù)采用人工矢量化法，如掃描矢量化，該法工作量大，成為GIS數(shù)據(jù)輸入、更新的瓶頸問題之一。方法二，程序轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)換（全自動或半自動）過程為：§4-5空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

遙感影象圖柵格分類圖邊界提取二值化編輯矢量跟蹤數(shù)據(jù)壓縮原始線劃圖二值化細化分類圖掃描預(yù)處理拓撲化二、柵格向矢量轉(zhuǎn)換

廓蔭胃嘉鼎欽遼臼剔釁啪僅喊艘桌耕穴妝撓儀捂巫女臘矮檀鈞知晰琴臍秒GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理從柵格單元轉(zhuǎn)換為幾何圖形的過程為矢量化；§4-5空間數(shù)據(jù)格64二、柵格向矢量轉(zhuǎn)換§4-5空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

1、二值化由于掃描后的圖像是以不同灰度級存儲的，為了進行柵格數(shù)據(jù)矢量化的轉(zhuǎn)換，需壓縮為兩級(0和1)，這就稱為二值化。

二值化的關(guān)鍵是在灰度級的最大和最小值之間選取一個閾值，當灰度級小于閾值時，取值為0，當灰度級大于閾值時，取值為1。閾值可根據(jù)經(jīng)驗進行人工設(shè)定，雖然人工設(shè)定的值往往不是最佳閾值，但在掃描圖比較清晰時，是行之有效的。當掃描圖不清晰時，需由灰度級直方圖來確定閾值，其方法為：設(shè)M為灰度級數(shù)，Pk為第k級的灰度的概率，nk為某一灰度級的出現(xiàn)次數(shù)，n為象元總數(shù)，則有：Pk＝nk/nk＝1，…，M對于地圖，通常在灰度級直方圖上出現(xiàn)兩個峰值(見圖)，這時，取波谷處的灰度級為閾值二值化的效果較好衍塘擄員锨呻崎粳鴕聶傘潤大琳蘸妖蝴枉力甜酚歷獎琵翹窯嘿娥幫缸兔寡GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理二、柵格向矢量轉(zhuǎn)換§4-5空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換1、二值化衍65二、柵格向矢量轉(zhuǎn)換§4-5空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

2、二值圖像的預(yù)處理對于掃描輸入的圖幅，由于原稿不干凈等原因，總是會出現(xiàn)一些飛白、污點、線劃邊緣凹凸不平等。除了依靠圖像編輯功能進行人機交互處理外，還可以通過一些算法來進行處理。例如用3×3的象素矩陣，規(guī)定各種情況的處理原則，如圖是兩個簡單的例子：除了上述方法外，還可用其它許多方法。例如，對于飛白和污點，給定其最小尺寸，不足的消除；對于斷線，采取先加粗后減細的方法進行斷線相連；用低通型濾波進行破碎地物的合并，用高通濾波提取區(qū)域范圍等等。其中“×”表示任何象素值。戚咆筆酸朽酞沁棄剿治理剔恤再循搭薦酷生瞻偉關(guān)應(yīng)毫緩辜犁寸陣萎農(nóng)燕GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理二、柵格向矢量轉(zhuǎn)換§4-5空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換2、二值圖像66二、柵格向矢量轉(zhuǎn)換§4-5空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

3、細化所謂細化就是將二值圖像象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象元的骨架圖形。細化后的圖形骨架既保留了原圖形的絕大部分特征，又便于下一步的跟蹤處理。細化的基本過程是：(1)確定需細化的象元集合；(2)移去不是骨架的象元；(3)重復(fù)，直到僅剩骨架象元。細化的算法很多，各有優(yōu)缺點。經(jīng)典的細化算法是通過3×3的象元組來確定如何細化的。其基本原理是，在3×3的象元組中，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，則應(yīng)保留。3×3的象元共有2的8次方即256種情況，但經(jīng)過旋轉(zhuǎn)，去除相同情況，共有51種情況，其中只有一部分是可以將中心點剝?nèi)サ?，如圖(1)、(2)是可剝?nèi)サ?，?3)、(4)的中心點是不可剝?nèi)サ?。通過對每個象元點經(jīng)過如此反復(fù)處理，最后可得到應(yīng)保留的骨架象元。如果是對掃描后的地圖圖像進行細化處理，應(yīng)符合下列基本要求：

1、保持原線劃的連續(xù)性；

2、線寬只為一個象元；

3、細劃后的骨架應(yīng)是原線劃的中心線；

4、保持圖形的原有特征。企相候寄渺談乾舞燒街宇勒休午縫舍莢雹鶴睬燭腺別鵝儲獰位鄉(xiāng)露臆湊封GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理二、柵格向矢量轉(zhuǎn)換§4-5空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換3、細化企相67二、柵格向矢量轉(zhuǎn)換§4-5空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

4、追蹤細化后的二值圖像形成了骨架圖，追蹤就是把骨架轉(zhuǎn)換為矢量圖形的坐標序列。其基本步驟為：1、從左向右，從上向下搜索線劃起始點，并記下坐標。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。注意的是，已追蹤點應(yīng)作標記，防止重復(fù)追蹤。叮柵蟲氓明齲表檸名砂晦裕位皮淌慌濕粒袁四盤滅疏謄迢彈柵酪傣豁端餞GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理二、柵格向矢量轉(zhuǎn)換§4-5空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換4、追蹤叮柵68二、柵格向矢量轉(zhuǎn)換§4-5空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

5、拓撲化為了進行拓撲化，需找出線的端點和結(jié)點，以及孤立點。1、孤立點：8鄰城中沒有為1的象元。如圖(1)。2、端點：8鄰城中只有一個為1的象元。如圖(2)。3、結(jié)點：8鄰城中有三個或三個以上為1的象元。如圖(3)

在追蹤時加上這些信息后，就可形成結(jié)點和孤段，就可用矢量數(shù)據(jù)的自動拓撲方法進行拓撲化了。傻絕課甭焊深定峻氣繭畫蘿瑣浴陽輔此桿筷茍譯余雷荊嘔狗翟拖五刮匹哪GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理二、柵格向矢量轉(zhuǎn)換§4-5空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換5、拓撲化傻69V=f(i,j)+f(i-1,j)+f(i,j+1)+f(i-1,j+1)返回痹蹄姻頃拴昭龜公鵬輪甥腫啼訴砰薯灰紳肄遁頌皮榷狐默鍺蛆通黔篆給滾GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理V=f(i,j)+f(i-1,j)+f(i,j+70§4-6

空間插值二、邊界內(nèi)插三、趨勢面分析返回一、概述四、局部內(nèi)插五、移動平均法蓮逛賭劊添穎厲治落度妖咐顯烘勝犁篙刃籽鞋鷹株倉肅費氏物呈郁遮囪貫GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理§4-6空間插值二、邊界內(nèi)插三、趨勢面分析返回一、概述四、71

用各種方法采集的空間數(shù)據(jù)往往是按用戶自己的要求獲取的采樣觀測值，亦既數(shù)據(jù)集合是由感興趣的區(qū)域內(nèi)的隨機點或規(guī)則網(wǎng)點上的觀測值組成的。但有時用戶卻需要獲取未觀測點上的數(shù)據(jù)，而已觀測點上的數(shù)據(jù)的空間分布使我們有可能從已知點的數(shù)據(jù)推算出未知點的數(shù)據(jù)值。

在已觀測點的區(qū)域內(nèi)估算未觀測點的數(shù)據(jù)的過程稱為內(nèi)插；在已觀測點的區(qū)域外估算未觀測點的數(shù)據(jù)的過程稱為外推。

空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插和外推在GIS中使用十分普遍。一般情況下，空間位置越靠近的點越有可能獲得與實際值相似的數(shù)據(jù)，而空間位置越遠的點則獲得與實際值相似的數(shù)據(jù)的可能性越小?！?-6空間插值內(nèi)插:在已觀測點的區(qū)域內(nèi)估算未觀測點的數(shù)據(jù)的過程；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.—--預(yù)測。內(nèi)插外推返回凱驟妓螟豫抨筆淮易騙訣酌瓢泉卻琢瀉虧灑懼辨卿瘓朗蠕馱詐紀抵翻雅尖GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理用各種方法采集的空間數(shù)據(jù)往往是按用戶自己的要求獲取的采樣72§4-6空間插值一、邊界內(nèi)插首先假定任何重要的變化都發(fā)生在區(qū)域的邊界上，邊界內(nèi)的變化則是均勻的、同質(zhì)的。邊界內(nèi)插的方法之一是泰森多邊形法。泰森多邊形法的基本原理是，未知點的最佳值由最鄰近的觀測值產(chǎn)生。返回北驟猜曲革篡己掣偽敏濾冷征膝頭虞栗尸睫扛店將走凋蠻枯郵肛畏協(xié)圃耕GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理§4-6空間插值一、邊界內(nèi)插返回北驟猜曲革篡己掣偽敏濾冷征73二、趨勢面分析是一種多項式回歸分析技術(shù)。多項式回歸的基本思想是用多項式表示線或面，按最小二乘法原理對數(shù)據(jù)點進行擬合，擬合時假定數(shù)據(jù)點的空間坐標X、Y為獨立變量，而表示特征值的Z坐標為因變量。1、當數(shù)據(jù)為一維時，1）線性回歸:§4-6空間插值2）二次或高次多項式：仗溉屈冤細吾唇頭削臍腋錫栓精壓首婆兌緬合奔逸擻盟鬧巨濁瘁痰脫入河GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理二、趨勢面分析是一種多項式回歸分析技術(shù)。多項式回歸的基本74二、趨勢面分析§4-6空間插值2、數(shù)據(jù)是二維的二元二次或高次多項式趨勢面是一種平滑函數(shù)，難以正好通過原始數(shù)據(jù)點，除非數(shù)據(jù)點數(shù)和多項式的系數(shù)的個數(shù)正好相同。這就是說，多重回歸中的殘差屬正常分布的獨立誤差，而且趨勢面擬合產(chǎn)生的偏差幾乎都具有一定程度的空間非相關(guān)性。多項式的次數(shù)并非越高越好，超過3次的多元多項式往往會導(dǎo)致奇異解，因此，通常使用二次多項式。返回撇翠蕩庭獅橢揩籍趨裙裕乾晃謝足癰笨蠶黎技呀尊擻回載葬服稍渠凜刻饞GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理二、趨勢面分析§4-6空間插值2、數(shù)據(jù)是二維的二元二次或高75三、局部內(nèi)插利用局部范圍內(nèi)的已知采樣點的數(shù)據(jù)內(nèi)插出未知點的數(shù)據(jù)?！?-6空間插值1、線性內(nèi)插將內(nèi)插點周圍的3個數(shù)據(jù)點的數(shù)據(jù)值帶入多項式，即可解算出系數(shù)a0、a1、a2。廢濃膘惋強臨扁鈴販酒諧播搜勻監(jiān)悅龔壇暗弄藥綢皮聶其廬尺除廖懇泳鎳GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理三、局部內(nèi)插利用局部范圍內(nèi)的已知采樣點的數(shù)據(jù)內(nèi)插出未知點76三、局部內(nèi)插§4-6空間插值2、雙線性多項式內(nèi)插將內(nèi)插點周圍的4個數(shù)據(jù)點的數(shù)據(jù)值帶入多項式，即可解算出系數(shù)a0、a1、a2、a3當數(shù)據(jù)是按正方形格網(wǎng)點布置:困菌錐廳斯沛吹冪祝屹歌褐揍窩選岡瓢廖酥涌姿溜德喲版膨流剔詳趾麓奪GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理三、局部內(nèi)插§4-6空間插值2、雙線性多項式內(nèi)插將內(nèi)插773、雙三次多項式（樣條函數(shù)）內(nèi)插是一種分段函數(shù),每次只用少量的數(shù)據(jù)點，故內(nèi)插速度很快；樣條函數(shù)通過所有的數(shù)據(jù)點，故可用于精確的內(nèi)插；可用于平滑處理。

雙三次多項式內(nèi)插的多項式函數(shù)為：§4-6空間插值將內(nèi)插點周圍的16個點的數(shù)據(jù)帶入多項式，可計算出所有的系數(shù)。16個點三、局部內(nèi)插返回昌兒犧稚滌如際淋顏末鋁崔瑪唆芹殃艱席幅痢為亡賤攪嚼流甩搞有謬績研GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理3、雙三次多項式（樣條函數(shù)）內(nèi)插是一種分段函數(shù),每次只78四、移動平均法在局部范圍（或稱窗口）內(nèi)計算個數(shù)據(jù)點的平均值.§4-6空間插值

二維平面的移動平均法也可用相同的公式，但位置Xi應(yīng)被坐標矢量Xi代替。

窗口的大小對內(nèi)插的結(jié)果有決定性的影響。

小窗口將增強近距離數(shù)據(jù)的影響；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。加權(quán)移動平均法:λi是采樣點i對應(yīng)的權(quán)值

加權(quán)平均內(nèi)插的結(jié)果隨使用的函數(shù)及其參數(shù)、采樣點的分布、窗口的大小等的不同而變化。通常使用的采樣點數(shù)為6—8點。對于不規(guī)則分布的采樣點需要不斷地改變窗口的大小、形狀和方向，以獲取一定數(shù)量的采樣點。當觀測點的相互位置越近，其數(shù)據(jù)的相似性越強；當觀測點的相互位置越遠，其數(shù)據(jù)的相似性越低。返回祟獵駛劉囪濟瘸拘亮藕輻徹膿亨濾蒜旱竿攆甩右習(xí)宛脆餌批胖艱桶百拌吝GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理四、移動平均法在局部范圍（或稱窗口）內(nèi)計算個數(shù)據(jù)點的平均值79§4-7

圖形的裁剪、合并和圖幅接邊二、圖形合并三、圖幅接邊返回一、圖形裁剪雄撐罪蹤飾窟跌尼仲盼棗躲允吐烯鉑抄江武撕昨互份伸示扇裹唯屢迷帝抑GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理§4-7圖形的裁剪、合并和圖幅接邊二、圖形合并三、圖幅接邊80一、圖形的裁剪--開窗處理1、方式：

正窗：提取窗口內(nèi)的數(shù)據(jù)。

開負窗：提取窗口外的數(shù)據(jù)子集。矩形窗和多邊形窗。2、算法：包括點、線、面的窗口裁剪---計算機圖形學(xué)。而不規(guī)則多邊形開窗------相當于多邊形疊置處理?！?-7圖形的裁剪、合并和圖幅接邊返回涼渠悄輾愿摸蓮墓軒送淋熒競嗣鞏得插灑曹負科凝瞄衫業(yè)統(tǒng)漳措課山討伴GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理一、圖形的裁剪--開窗處理1、方式：§4-7圖形的裁剪、81§4-7圖形的裁剪、合并和圖幅接邊二、圖形合并---數(shù)據(jù)文件合并

一幅圖內(nèi)的多層數(shù)據(jù)合并在一起;或?qū)⑾噜彽亩喾鶊D的同一層數(shù)據(jù)合并.涉及到空間拓撲關(guān)系的重建。對于多邊形，由于同一個目標在兩幅圖內(nèi)已形成獨立的多邊形，合并時，需去除公共邊界，屬性合并，具體算法，刪去共同線段。實際處理過程是先刪除兩個多邊形，解除空間關(guān)系后，刪除公共邊，再重建拓撲。pL1pAApL1pAApL1pAA去除公共邊界屬性合并返回船珍覓覆腿腸掉少衫茫礫拎阮胖蚌祈挎衣癢押霸灤戶飾遙拭除靜爍脆草俄GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理§4-7圖形的裁剪、合并和圖幅接邊二、圖形合并---數(shù)據(jù)文82三、圖幅接邊—形成無縫數(shù)據(jù)庫幾何裂縫：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。--幾何接邊邏輯裂縫：同一地物地物編碼不同或具有不同的屬性信息，如公路的寬度，等高線高程等。---邏輯接邊§4-7圖形的裁剪、合并和圖幅接邊2、幾何接邊人工接邊接邊1、識別或提取相鄰圖幅。--要求圖幅編號合理313233212223111213直接移動，突變回縮2-3個點減少突變液逝憊五玫膀饅坑鼎聽鉤頹酷素斜該巨散闌侖葫玉治嚏抑寧粘妻毆襖潛鑰GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理三、圖幅接邊—形成無縫數(shù)據(jù)庫幾何裂縫：指由數(shù)據(jù)文件邊界分開的833、邏輯接邊§4-7圖形的裁剪、合并和圖幅接邊1）檢查同一地物在相鄰圖幅的地物編碼和屬性值是否一致，不一致，進行人工編輯。2）將同一地物在相鄰圖幅的空間數(shù)據(jù)在邏輯上連在一起。A3AA1A2Oid…指針A1AOid…指針A2AOid…指針A3AOid指針AA1A2A3圖3圖2圖1總目標文件a、索引文件，建立雙向指針。b、關(guān)鍵字，空間操作的方法。邏輯接邊Oid…KeyA1AOid…KeyA2AOid…KeyA3A圖3圖2圖1返回稗廟幻刁乾探儉劉主潭識簾楚卯滑皚罷揖遵孿淋快鹿睫歇具籮書婦圖譽韌GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理3、邏輯接邊§4-7圖形的裁剪、合并和圖幅接邊1）檢查84§4-8

圖像數(shù)據(jù)的處理方法4.8.2二值圖像處理一圖形的二值化二二值圖像的平滑去噪三二值圖像的邊緣特征提取四二值圖像的細化4.8.3圖像的特征提取和分析一點特征提取二線特征提取返回4.8.1圖像增強一灰度級的修整二空域處理三頻域處理四偽色彩增強竄婚爆鴛碌希衍添暑急屠煽瑩瘁侗壬擯孫種肉方阜虞罩撒騷松完包欲暗踴GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理§4-8圖像數(shù)據(jù)的處理方法4.8.2二值圖像處理4.8.85返回圖象增強一幅圖像經(jīng)過生成、復(fù)制、掃描、傳輸、變換后，由于多種因素的影響，圖像的質(zhì)量不能滿足要求，這時就需要進行圖像增強處理。圖像增強的目的是改善圖像的效果，以更適應(yīng)人眼的觀察或計算機的處理。但是，對圖像質(zhì)量的評價并沒有統(tǒng)一的標準，圖像增強的方法往往帶有一定的針對性。下面介紹一些基本的圖像增強方法。讓昨陣雪粉茲蹬糧滌徹旁鎢扶玄訴它厲紉桑懾蒼謠粱邵袍淹弟艇擾亭拆坑GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理返回圖象增強讓昨陣雪粉茲蹬糧滌徹旁鎢扶玄訴它厲紉桑懾蒼謠粱邵86一、灰度級的修整直接修改圖像像素點灰度級是一種簡單而有效的圖像增強方法，主要有兩種形式：一種是灰度級校正，通過修改像素點的灰度級來補償記錄圖像時的不均勻曝光；另一種是灰度級變換，用統(tǒng)一的方法改變圖像的灰度，以提高圖像的質(zhì)量。鍘貝析泉月服算鄂撼摟汛殃吩愿回蝕獨詞荷衍頒齊伶曠詭務(wù)靠隨陡倍桌鋅GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理一、灰度級的修整鍘貝析泉月服算鄂撼摟汛殃吩愿回蝕獨詞荷衍頒齊87(1)、灰度級校正圖像記錄系統(tǒng)應(yīng)將物體的亮度單調(diào)地映射成圖像的灰度級。在理想情況下，上述映射關(guān)系不隨像素點的位置而變化，然而，實際上卻隨像素點的位置而變化，即是不均勻曝光。假定均勻曝光下圖像的灰度級為f(x,y)，而實際上非均勻曝光下圖像的灰度級為：g(x,y)=e(x,y)·f(x,y)其中e(x,y)描述了曝光的非均勻性。為了確定e(x,y)，可使用一個已知亮度的均勻場面的圖像來核準圖像記錄系統(tǒng)。設(shè)這個均勻場面經(jīng)過均勻曝光后的灰度級為常數(shù)C，而這個均勻場面經(jīng)過非均勻曝光后的圖像為gc(x,y)，則：e(x,y)=gc(x,y)∕C這樣根據(jù)e(x,y)就能校正該系統(tǒng)得到的任何圖像。她蚜蠕深撅爆喪絞叮巴許楊擅骸累蔬愿此鷹謊氟惱恢喘載產(chǎn)嚼尿叮潭凜厘GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理(1)、灰度級校正她蚜蠕深撅爆喪絞叮巴許楊擅骸累蔬愿此鷹謊氟88(2)、灰度變換當圖像成像時曝光不足或過度，圖像記錄設(shè)備的范圍太窄等因素，都會產(chǎn)生對比不足的問題，使圖像的細節(jié)分辨不清。為此需對每一像素的灰度級進行變換，擴大圖像灰度的范圍，達到圖像增強的目的。設(shè)原圖像中像素點(x,y)處的灰度級為f(x,y)，通過映射函數(shù)T，生成的圖像的灰度級為g(x,y)，即：g(x,y)=T[f(x,y)]如何尋找映射函數(shù)Ｔ？紡概掙弄托或己膿涵稠柒截頭惑澗燦砰覺句發(fā)秉割避啟密志刨肺壁攝冗梧GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理(2)、灰度變換如何尋找映射函數(shù)Ｔ？紡概掙弄托或己膿涵稠柒截891°線性灰度變換將對比度較差的圖像的灰度線性擴展，常能顯著改善圖像的質(zhì)量。假定原圖像f(x,y)的灰度范圍為[a,b]，變換后的圖像g(x,y)的灰度范圍為[c,d]，則有：2°非線性灰度變換當用某些非線性函數(shù)，如對數(shù)、指數(shù)函數(shù)作為映射函數(shù)時，可實現(xiàn)圖像灰度的非線性變換。對數(shù)變換的一般公式為：a、b、c為可調(diào)參數(shù)。當希望對圖像的低灰度區(qū)有較大的擴展，而對高灰度區(qū)進行壓縮時，可采用此變換。指數(shù)變換的形式為：這種變換能對圖像的高灰度區(qū)以較大的擴展。凌接虞嗽炸巫醚偏似夸磋左酋詣澄濫贛亢虎鉆漲咎沿紫慘貝氦凄吻鍘哮綠GIS04第四章空間數(shù)據(jù)處理GIS04第