地理信息系統(tǒng)原理-孔金玲-第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)

第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)主要內(nèi)容：

4.1地理系統(tǒng)與地理現(xiàn)象

4.2空間實(shí)體及其空間關(guān)系

4.3空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4.3.1矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4.3.2柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4.3.3兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的比較

4.3.4兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)4.1地理系統(tǒng)與地理現(xiàn)象

地理系統(tǒng)是一個(gè)開放的、復(fù)雜的巨系統(tǒng)。地理空間（地理世界）→信息空間（數(shù)字空間、數(shù)字世界）地理現(xiàn)象（空間特征）→空間實(shí)體（對象）第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)

4.2空間實(shí)體及其空間關(guān)系

4.2.1空間實(shí)體空間實(shí)體：在地理信息系統(tǒng)中不可再分的最小單元現(xiàn)象稱為空間實(shí)體（圖層上的圖元）。或者說，空間實(shí)體是對地理現(xiàn)象的抽象觀察和描述。

地理現(xiàn)象→空間實(shí)體→空間數(shù)據(jù)定義編碼數(shù)字化觀察抽象概括第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)

4.2空間實(shí)體及其空間關(guān)系

4.2.1空間實(shí)體實(shí)體的編碼：在系統(tǒng)中，以分類碼和識別碼來描述某一實(shí)體。“分類碼”是對具有某一特征的實(shí)體子集的描述（圖素代碼），“識別碼”是對單個(gè)實(shí)體的識別描述?？臻g實(shí)體的類型：點(diǎn)、線、面和體（分為0、1、2、3維實(shí)體）。實(shí)體的維數(shù)是個(gè)相對概念，例如，一個(gè)城市在小比例尺的圖上可能是一個(gè)點(diǎn)（零維），在大比例尺的圖上卻可能是一個(gè)面（二維）。第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)

4.2空間實(shí)體及其空間關(guān)系

4.2.1空間實(shí)體

(１)

點(diǎn)狀實(shí)體特性：點(diǎn)的位置。點(diǎn)（point）：有特定位置，維數(shù)為0的物體；實(shí)體點(diǎn)（Entitypoint）：用來代表一個(gè)實(shí)體；注記點(diǎn)（Textpoint）：用于定位注記；內(nèi)點(diǎn)（Labelpoint）：用于負(fù)載多邊形的屬性；結(jié)點(diǎn)（Node）：表示線的終點(diǎn)和起點(diǎn)；角點(diǎn)（Vertex）：表示線段和弧段的內(nèi)部點(diǎn)，亦稱節(jié)點(diǎn)、折點(diǎn)、拐點(diǎn)。第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)

4.2空間實(shí)體及其空間關(guān)系

4.2.1空間實(shí)體

(２)

線狀實(shí)體（用一系列有序坐標(biāo)對表示）街道、河流、等高線都是線狀實(shí)體。特性：（1）實(shí)體長度：起點(diǎn)到終點(diǎn)的總長。（2）彎曲度：線狀實(shí)體拐彎處的彎曲程度。（3）方向性：線狀實(shí)體方向，如水流方向。

第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)

4.2空間實(shí)體及其空間關(guān)系

4.2.1空間實(shí)體

(３)

面狀實(shí)體

面狀實(shí)體也稱為多邊形，是對湖泊、地塊、島嶼等地理現(xiàn)象的描述。在數(shù)據(jù)庫中由一封閉的曲線加內(nèi)點(diǎn)來表示。特性：面積、周長、重疊性、非重疊性。類型：簡單多邊形、復(fù)雜多邊形。

簡單多邊形：僅有一個(gè)邊界的多邊形；

復(fù)雜多邊形：有幾個(gè)邊界的多邊形。第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)

4.2空間實(shí)體及其空間關(guān)系

4.2.1空間實(shí)體

(４)

體狀實(shí)體

用于描述三維空間中的地理現(xiàn)象與物體，具有長度、寬度及高度等屬性。特性：體積、二維平面的面積、周長等。

第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)

4.2空間實(shí)體及其空間關(guān)系

4.2.2空間實(shí)體的空間關(guān)系

空間關(guān)系包含三種基本類型：拓?fù)潢P(guān)系、方向關(guān)系、度量關(guān)系。（1）拓?fù)潢P(guān)系：“拓?fù)洹币辉~來自于希臘文，意思是“形狀的研究”。拓?fù)鋵W(xué)是幾何學(xué)的一個(gè)分支，它研究圖形在拓?fù)渥儞Q下能夠保持不變的幾何屬性—拓?fù)鋵傩曰蛲負(fù)潢P(guān)系。（２）方向關(guān)系（方位關(guān)系）：它定義了地物對象之間的方位。（３）度量空間關(guān)系：基本空間對象度量關(guān)系包含點(diǎn)與點(diǎn)、點(diǎn)與線、點(diǎn)與面、線與線、線與面、面與面之間的距離。第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)

4.2空間實(shí)體及其空間關(guān)系

4.2.2空間實(shí)體的空間關(guān)系

空間關(guān)系指拓?fù)潢P(guān)系，所謂拓?fù)潢P(guān)系是圖形在拓?fù)渥儞Q下，能夠保持不變的幾何屬性—拓?fù)鋵傩?拓?fù)潢P(guān)系)。具體包括：相離、相交、相鄰、包含、重合等方面(見P83)。空間關(guān)系的確定可通過空間運(yùn)算和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)兩種途徑。第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)

4.2空間實(shí)體及其空間關(guān)系

4.2.2空間實(shí)體的空間關(guān)系

在GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，表示空間關(guān)系的方法有5種：

（1）區(qū)域定義：多邊形可用一組封閉的線來定義。用線定義區(qū)域優(yōu)于用線上的坐標(biāo)點(diǎn)定義區(qū)域，這樣線上的坐標(biāo)點(diǎn)只存儲一次，大大節(jié)省了內(nèi)存空間。（2）鄰接性：確定多邊形之間的鄰接關(guān)系。相鄰多邊形可用它們公共的一組弧定義。（3）連通性：指的是對結(jié)點(diǎn)之間弧段連接的判斷。（4）方向性：弧段的起點(diǎn)到終點(diǎn)確定了一個(gè)方向。如自來水、煤氣、電力、河流、單向路線等，實(shí)體均有方向性。（5）包含性：指面狀實(shí)體對線狀實(shí)體、點(diǎn)狀實(shí)體及更小的面狀實(shí)體的包含關(guān)系。例如：城區(qū)內(nèi)分布的中小學(xué)校，一個(gè)居住小區(qū)的配套設(shè)施，如郵電局、幼兒園、醫(yī)院等的分布。第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)4.3空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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、管理和處理的數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)。對空間數(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。在地理系統(tǒng)中描述地理要素和地理現(xiàn)象的空間數(shù)據(jù)，主要包括空間位置、拓?fù)潢P(guān)系和屬性三個(gè)方面的內(nèi)容。

第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)4.3空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（隱式表示）柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（顯式表示）

第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)

隱式表示：由一系列定義了始點(diǎn)和終點(diǎn)的線及某種連接關(guān)系來描述地理事物的形態(tài)。如圖中的椅子，線的始點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)，定義為一條表示椅子形式的矢量，線之間的指示字，告訴計(jì)算機(jī)怎樣把這些矢量連接在一起形成椅子。

隱式表示的數(shù)據(jù)為：

椅子的屬性、一系列矢量、連接關(guān)系。

第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)

顯式表示：就是用柵格中的一系列像元來表示地理事物的形態(tài)，并賦予相應(yīng)的代碼值。

注意：值“c”不一定用c的形式，而可以用顏色、符號、數(shù)字、灰度值來顯示。圖中椅子的簡單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為：

椅子的屬性、符號／顏色、像元x

第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)4.3空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4.3.1矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是最常見的圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它通過記錄坐標(biāo)的方式精確地表示點(diǎn)、線、面實(shí)體的位置。坐標(biāo)可以是地理坐標(biāo)經(jīng)緯度，也可以是平面直角坐標(biāo)（x,y）。因此矢量數(shù)據(jù)能更精確地定義位置、長度和大小。

矢量數(shù)據(jù)存儲是以隱式關(guān)系以最小的存儲空間存儲復(fù)雜的數(shù)據(jù)。

第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)4.3空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4.3.1

矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

（1）

點(diǎn)實(shí)體：由一對坐標(biāo)（x,y）確定的一切地理或制圖實(shí)體，點(diǎn)實(shí)體的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如右圖所示。第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)4.3空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4.3.1

矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

（2）

線實(shí)體：由兩對以上的（x,y）坐標(biāo)定義。最簡單的線實(shí)體只存儲它的起止點(diǎn)坐標(biāo)、屬性、顯示符號等有關(guān)數(shù)據(jù)，線實(shí)體的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如右圖所示。第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)4.3空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4.3.1

矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

（3）面實(shí)體：用邊界線上一系列點(diǎn)的坐標(biāo)表示。由于多邊形邊界是封閉的，因此，首尾點(diǎn)坐標(biāo)必須相同。

多邊形矢量編碼，不但要表示位置和屬性，更重要的是能表達(dá)區(qū)域的拓?fù)潢P(guān)系，因此，多邊形的矢量編碼比點(diǎn)和線的要復(fù)雜得多，其表達(dá)的信息量亦要多的多。多邊形的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如右圖所示。唯一標(biāo)識碼面標(biāo)識碼拓?fù)潢P(guān)系坐標(biāo)對序列顯示信息非幾何屬性面實(shí)體第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)4.3空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4.3.1

矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

（3）面實(shí)體：

①

實(shí)體式（x,y坐標(biāo)）編碼:

1A987654321011DCBⅢⅠ

Ⅱbadcgeihjfkl多邊形數(shù)據(jù)項(xiàng)Ⅰx1,y1;x2,y2;x3,y3;x4,y4;x11,y11;x10,y10;x1,y1Ⅱx1,y1;x2,y2;x3,y3;x4,y4;x8,y8;x9,y9;x1,y1Ⅲx5,y5;x6,y6;x7,y7;x5,y5第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)4.3空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4.3.1

矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

（3）面實(shí)體：

②索引式編碼:

1A987654321011DCBⅢⅠ

Ⅱbadcgeihjfkl線與點(diǎn)的索引

1234

110114

4891

5675ACBD面與線的索引ⅠⅡ

Ⅲ

AB

AC

D第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)4.3空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4.3.1

矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

（3）面實(shí)體：

②索引式編碼:對所有邊界點(diǎn)的坐標(biāo)按順序建立坐標(biāo)文件，再建立點(diǎn)與邊界線，線與多邊形的索引文件。

線與點(diǎn)的索引（弧段文件）面與線的索引（多邊形文件）點(diǎn)號坐標(biāo)1234567891011x1,y1

x2,y2

x3,y3

x4,y4x5,y5x6,y6

x7,y7x8,y8x9,y9x10,y10x11,y11線號起點(diǎn)終點(diǎn)點(diǎn)號ABCD114544151,2,3,41,10,11,44,8,9,15,6,7,5多邊形號邊界線號Ⅰ

ⅡⅢA,BA,CD點(diǎn)坐標(biāo)文件第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)4.3空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4.3.1

矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

（3）面實(shí)體：

③雙重獨(dú)立式編碼:

它是美國人口統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)采用的一種編碼方式，簡稱DIME

（DuallndependentMapEncoding

）編碼系統(tǒng)。

1A987654321011DCBⅢⅠ

Ⅱbadcgeihjfkl線號左多邊形右多邊形起點(diǎn)終點(diǎn)abcdefⅠ

ⅠⅠⅡⅡⅡⅡⅡⅡⅢⅢⅢ1

23567234675線號左多邊形右多邊形起點(diǎn)終點(diǎn)ghijkl0

00000ⅡⅡⅡⅠⅠⅠ4

891101189110114線文件此外，這種結(jié)構(gòu)還需要有點(diǎn)文件和面文件第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)4.3空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4.3.1

矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

（3）面實(shí)體：

④鏈狀雙重獨(dú)立式編碼:

1A987654321011DCBⅢⅠ

Ⅱbadcgeihjfkl線號左多邊形右多邊形起結(jié)點(diǎn)終結(jié)點(diǎn)ABCDⅠ

00ⅡⅡⅠⅡⅢ1

1454415弧段文件多邊形號弧段號Ⅰ

ⅡⅢA,BA,C，-DD多邊形文件弧段號坐標(biāo)ABCDx1,y1;x2,y2;x3,y3;x4,y4x1,y1

;x10,y10;x11,y11;x4,y4

x4,y4;x8,y8;x9,y9;x1,y1x5,y5;x6,y6;x7,y7;x5,y5弧段坐標(biāo)文件第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)4.3空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4.3.2

柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也稱為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或稱為像元結(jié)構(gòu)。它是將地表表面化分為均勻緊密相鄰的網(wǎng)格陣列。每個(gè)網(wǎng)格的位置由行列號定義，它包含一個(gè)代碼，以表示該網(wǎng)格的屬性。（a）三角形（b）菱形（c)六邊形除了正方形格網(wǎng)，網(wǎng)格的其它形式有：點(diǎn)線面點(diǎn)實(shí)體：一個(gè)像元。線實(shí)體：在一定方向上連接成串的相鄰像元集合。面實(shí)體：由聚集在一起的相鄰像元的集合表示。第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)4.3空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4.3.2柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

（1）建立柵格結(jié)構(gòu)的途徑：①用透明網(wǎng)格，在專題圖上讀取每個(gè)網(wǎng)格的代碼值；②掃描儀逐行逐列掃描專題地圖，得到每個(gè)柵格的掃描數(shù)據(jù)；③由矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換得到；④經(jīng)分類解譯的遙感數(shù)據(jù)。CAB長度占優(yōu)法面積占優(yōu)重要性中心點(diǎn)法A用位于柵格中心處的地物類型決定其代碼C具有特殊意義的地物類型決定其代碼B以占據(jù)柵格面積最大的地物類型決定其代碼為了逼近原始數(shù)據(jù)精度，除了采用這幾種取值方法外，還可以采用縮小單個(gè)柵格單元的面積，增加?xùn)鸥駟卧倲?shù)的方法。（2）柵格代碼的確定：A以過柵格中心的橫線占據(jù)最大長度的地物類型決定其代碼第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)4.3空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4.3.2柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

（3）柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的編碼方法：

①直接?xùn)鸥窬幋a：就是將柵格數(shù)據(jù)看作一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣，逐行逐列記錄代碼數(shù)據(jù)。

024800000444000444440044448800444888224488882224888822228888222288880000044400044444004444880044488822448888222488882222888822228888第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)4.3空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4.3.2柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

（3）柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的編碼方法：

②

游程長度編碼：也稱為行程編碼（RunLengthEncoding），是柵格數(shù)據(jù)壓縮的重要編碼方法。有多種編碼方式，其中：一種是記錄數(shù)據(jù)對（sI,li）的序列，si表示屬性值，li表示行程；另一種是按行程終點(diǎn)的列數(shù)編碼，即li表示取得該屬性值的最末像元的列號。054303450244820243832242842341842484248400000444000444440044448800444888224488882224888822228888222288880548

0348

024688

0245882244882344882488

2488

第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)4.3空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4.3.2柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

（3）柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的編碼方法：

③

鏈?zhǔn)骄幋a：也稱為弗里曼（Freeman）鏈碼或邊界鏈碼，主要是對線狀地物或區(qū)域邊界的編碼。由某一起始點(diǎn)和在某些基本方向上的單位矢量鏈組成。0000044400044444004444880044488822448888222488882222888822228888八個(gè)基本方向7

0

16

25

4

3起始點(diǎn)特征碼起點(diǎn)行起點(diǎn)列鏈碼41866565443011120鏈?zhǔn)骄幋a表第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)4.3空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4.3.2柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

（3）柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的編碼方法：

④塊式編碼：將柵格數(shù)據(jù)分為大小不同的正方形組合，記錄正方形左上角像元的行列號，正方形邊長大小及屬性值。即由初始位置（行號、列號）和半徑，再加上記錄單元的代碼組成。00000444000444440044448800444888224488882224888822228888222288880484820224040008444442塊式編碼:(1,1,2,0),(1,3,1,0),(1,4,1,0),(1,5,1,0),(1,6,1,4),(1,7,2,4),(2,3,1,0),(2,4,1,4),(2,5,2,4),(3,1,2,0),(3,3,2,4),(3,7,2,8),(4,5,1,4),(4,6,1,8),(5,1,2,2),(5,3,1,4),(5,4,1,4),(5,5,4,8),(6,3,1,2),(6,4,1,4),(7,1,2,2),(7,3,2,2).第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)4.3空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4.3.2柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

（3）柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的編碼方法：

⑤四叉樹編碼：將2n*2n像元陣列區(qū)域，等分為四部分（四塊），逐塊檢查其格網(wǎng)屬性值（或灰度值），如果某個(gè)子區(qū)所有格網(wǎng)值都具有相同的值，則這個(gè)子區(qū)就不再繼續(xù)分割。否則，還要把這個(gè)子區(qū)再分割成四個(gè)更小的子區(qū)，這樣遞次地分割，直到每個(gè)子區(qū)都只含有相同的屬性值或灰度值為止。00000444000444440044448800444888224488882224888822228888222288880484820224040008444442444第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)⑤四叉樹編碼:

常規(guī)四叉樹：記錄四個(gè)子結(jié)點(diǎn)、一個(gè)父結(jié)點(diǎn)和本結(jié)點(diǎn)屬性6個(gè)量（對所有結(jié)點(diǎn)都記錄）。線性四叉樹：記錄葉結(jié)點(diǎn)位置、深度和屬性3個(gè)量（只對最后葉結(jié)點(diǎn)進(jìn)行記錄）。0484820224040008444442444四叉樹的樹狀結(jié)構(gòu)０層３層２層１層80044

8

22200040444444

8

44

2

40321第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)線性四叉樹：記錄葉結(jié)點(diǎn)位置、深度和屬性3個(gè)量（只對最后葉結(jié)點(diǎn)進(jìn)行記錄）。四叉樹的樹狀結(jié)構(gòu)０層３層２層１層80044

8

22200040444444

8

44

2

40321葉結(jié)點(diǎn)的位置—Morton碼：MQ

＝

q1q2q3……

qk＝

q1×10k-1+q２×10k-2+……+qk其中：qi為第i

層子區(qū)的編號。

每個(gè)結(jié)點(diǎn)的Morton碼：MQ

＝

2Ib+Jb

其中：Ib、Jb為柵格二進(jìn)制行、列號。第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)

4.3空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4.3.3兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的比較

矢量數(shù)據(jù)優(yōu)點(diǎn)：表示地理數(shù)據(jù)的精度較高嚴(yán)密的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)量小能完整地描述空間關(guān)系圖形輸出精確美觀圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的恢復(fù)、更新、綜合都能實(shí)現(xiàn)面向目標(biāo)，能方便的記錄每個(gè)目標(biāo)的具體屬性信息缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜矢量疊置較為復(fù)雜數(shù)學(xué)模擬比較困難技術(shù)復(fù)雜，特別是軟硬件柵格數(shù)據(jù)優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單空間數(shù)據(jù)的疊置和組合方便各類空間分析很易于進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬方便缺點(diǎn)：圖形數(shù)據(jù)量大用大像元減少數(shù)據(jù)量時(shí)，精度和信息量受損地圖輸出不美觀難以建立網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系投影變換比較費(fèi)時(shí)第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)

4.3空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4.3.4兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換（1）矢量數(shù)據(jù)?柵格數(shù)據(jù)

①確定柵格單元的大小?0IJXmin

Ymin

XmaxYmax

△Y

△X

XY第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)

4.3空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4.3.4兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換（1）矢量數(shù)據(jù)?柵格數(shù)據(jù)

②

點(diǎn)的轉(zhuǎn)換

P?0IJXmin

Ymin

XmaxYmax

△Y

△X

XY第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)

4.3空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4.3.4兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換（1）矢量數(shù)據(jù)?柵格數(shù)據(jù)

0XY③線的變換設(shè)線段兩端點(diǎn)的坐標(biāo)為(X1，Y1),(X2，Y2)。先求出這兩個(gè)端點(diǎn)柵格單元的行列號，然后求中間經(jīng)過的柵格。設(shè)兩個(gè)端點(diǎn)的行、列號已經(jīng)求出，其行號分別為3和7，則中間網(wǎng)格的行號必為4、5、6。設(shè)其中某一行網(wǎng)格中心線的Y坐標(biāo)應(yīng)為：345678YiYmax而與直線段交點(diǎn)的x坐標(biāo)為：由Xi值求出這一點(diǎn)的列號J。依次求出直線經(jīng)過的每一個(gè)網(wǎng)格單元，并用線的屬性值去充填這些網(wǎng)格。第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)

4.3空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4.3.4兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換（1）矢量數(shù)據(jù)?柵格數(shù)據(jù)

④面的變換

a.面邊界的變換（同線的變換）

b.面的填充

在矢量結(jié)構(gòu)中，面域用邊界的線段表示，面域中間則是空白的。而在柵格結(jié)構(gòu)中，整個(gè)面域所在的柵格單元都要用屬性值填充。因此，邊界線段轉(zhuǎn)換后，多邊形面域中，還必須用屬性值填充。

填充的方法：射線算法；掃描算法；邊界代數(shù)法等。

第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)射線算法：

射線算法可逐點(diǎn)判別數(shù)據(jù)柵格點(diǎn)在某多邊形之外或多邊形內(nèi)，由待定點(diǎn)向圖外引射線，判斷該射線與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)在該多邊形的外部，如為奇數(shù)次，則待判點(diǎn)在該多邊形內(nèi)部。掃描算法：掃描算法是射線算法的改進(jìn)。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(diǎn)的兩個(gè)位置之間的柵格，屬于該多邊形。第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)邊界代數(shù)法：

以柵格行列為參考坐標(biāo)軸，初始化的柵格陣列各柵格值為零。以多邊形邊界上某點(diǎn)為起點(diǎn)，順時(shí)針?biāo)阉鬟吔缇€，當(dāng)邊界線段為上行時(shí)，位于搜索邊界曲線左側(cè)的具有相同行坐標(biāo)的所有柵格點(diǎn)，被減去一個(gè)值a；當(dāng)邊界線段為下行時(shí)，則將邊界曲線左邊所有具相同行坐標(biāo)的柵格點(diǎn)，加上一個(gè)值a。當(dāng)沿邊界搜索運(yùn)算一周回到起始點(diǎn)后，所有多邊形內(nèi)部的柵格點(diǎn)都被賦值a，而多邊形外的柵格點(diǎn)的值不變。第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)

4.3空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4.3.4兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換（2）柵格數(shù)據(jù)?矢量數(shù)據(jù)柵格向矢量的轉(zhuǎn)換過程比較復(fù)雜，它有兩種情況：

分類圖掃描圖邊界提取二值化細(xì)化矢量化二值化第四章空間數(shù)據(jù)的表達(dá)

4.3空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4.3.4兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換（2）柵格數(shù)據(jù)?矢量數(shù)據(jù)

①邊界提取

用