武漢大學(xué)GIS地理信息系統(tǒng)第3部分課件

第三部分

數(shù)據(jù)模型及結(jié)構(gòu)第三部分?jǐn)?shù)據(jù)模型及結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)地理現(xiàn)象的抽象過(guò)程認(rèn)識(shí)地理現(xiàn)象的抽象過(guò)程武漢大學(xué)GIS地理信息系統(tǒng)第3部分ppt課件章節(jié)安排3.1地理空間數(shù)據(jù)的類(lèi)型3.2空間數(shù)據(jù)數(shù)字表示流程3.3矢量數(shù)據(jù)模型3.4柵格數(shù)據(jù)模型3.5其它的數(shù)據(jù)模型章節(jié)安排3.1地理空間數(shù)據(jù)的類(lèi)型3.1地理空間數(shù)據(jù)的類(lèi)型地圖數(shù)據(jù)影像數(shù)據(jù)地形數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)3.1地理空間數(shù)據(jù)的類(lèi)型地圖數(shù)據(jù)3.1.1地圖數(shù)據(jù)按照一定的比例、一定的投影原則，有選擇地將復(fù)雜的三維地理實(shí)體的某些內(nèi)容投影繪制在二維平面媒體上，并用符號(hào)將這些內(nèi)容要素表現(xiàn)出來(lái)。地圖用符號(hào)在地圖上準(zhǔn)確表達(dá)空間各要素的關(guān)系和分布規(guī)律，反映它們之間的方向、距離和面積。3.1.1地圖數(shù)據(jù)按照一定的比例、一定的投影原則，有選擇地將線(xiàn)劃地圖示例地圖上的點(diǎn)、線(xiàn)、面三種要素，分別用點(diǎn)狀、線(xiàn)狀、面狀符號(hào)來(lái)表示。線(xiàn)劃地圖示例地圖上的點(diǎn)、線(xiàn)、面三種要素，分別用點(diǎn)狀、線(xiàn)狀、面3.1.2影像數(shù)據(jù)記錄了地理實(shí)體連續(xù)分布。精度：用空間分辨率反映特點(diǎn)：實(shí)時(shí)性強(qiáng)，是實(shí)時(shí)監(jiān)控的主要數(shù)據(jù)來(lái)源。3.1.2影像數(shù)據(jù)記錄了地理實(shí)體連續(xù)分布。3.1.3地形數(shù)據(jù)用來(lái)表示地面起伏的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)形式：DEM和TIN。3.1.3地形數(shù)據(jù)用來(lái)表示地面起伏的數(shù)據(jù)。3.1.4屬性數(shù)據(jù)用來(lái)表示空間目標(biāo)狀態(tài)的數(shù)據(jù)。分類(lèi)：主導(dǎo)屬性：描述一個(gè)地理實(shí)體或現(xiàn)象所必須的基本內(nèi)容；道路的屬性，標(biāo)識(shí)碼、分類(lèi)碼、名稱(chēng)、寬度、長(zhǎng)度、路面材料、等級(jí)等擴(kuò)展屬性：根據(jù)用戶(hù)需要添加的屬性。車(chē)流量、車(chē)道數(shù)量、建設(shè)年代、權(quán)屬等。3.1.4屬性數(shù)據(jù)用來(lái)表示空間目標(biāo)狀態(tài)的數(shù)據(jù)。3.1.5元數(shù)據(jù)描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。內(nèi)容：數(shù)據(jù)的生產(chǎn)日期數(shù)據(jù)質(zhì)量生產(chǎn)者數(shù)據(jù)格式3.1.5元數(shù)據(jù)描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。3.2空間數(shù)據(jù)數(shù)字表示流程將空間數(shù)據(jù)抽象為不同的專(zhuān)題或?qū)?；將一個(gè)專(zhuān)題的地理要素分解，成為點(diǎn)、線(xiàn)、面三種基本類(lèi)型目標(biāo)；將弧段作為存儲(chǔ)的基本單位；每個(gè)存儲(chǔ)單元基本內(nèi)容包括：定位數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)拓?fù)鋽?shù)據(jù)對(duì)空間目標(biāo)進(jìn)行編碼，賦予每個(gè)目標(biāo)一個(gè)用戶(hù)標(biāo)識(shí)碼；弧段的圖形數(shù)據(jù)（空間特征）和屬性數(shù)據(jù)（屬性特征）通過(guò)用戶(hù)標(biāo)識(shí)碼進(jìn)行鏈接。3.2空間數(shù)據(jù)數(shù)字表示流程將空間數(shù)據(jù)抽象為不同的專(zhuān)題或?qū)訉拥亩x及分層依據(jù)（P93-94）定義：描述某一地理區(qū)域的某一屬性特征或多個(gè)屬性特征的數(shù)據(jù)集合。分層依據(jù)：按專(zhuān)題按時(shí)間序列按幾何類(lèi)型按實(shí)體屬性結(jié)構(gòu)工作區(qū)含有：工作層邏輯層地物類(lèi)層的定義及分層依據(jù)（P93-94）定義：描述某一地理區(qū)域的某3.3矢量數(shù)據(jù)模型簡(jiǎn)單幾何對(duì)象包括哪些類(lèi)型？（點(diǎn)、線(xiàn)、面）什么是帶拓?fù)涞氖噶繑?shù)據(jù)模型？（表示模型：點(diǎn)+有向線(xiàn)；基本拓?fù)潢P(guān)系：關(guān)聯(lián)、鄰接；常見(jiàn)種類(lèi)；規(guī)則及應(yīng)用；優(yōu)點(diǎn)）矢量數(shù)據(jù)是以什么數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)的？（簡(jiǎn)單的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：無(wú)拓?fù)潢P(guān)系矢量數(shù)據(jù)模型、拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)模型；高級(jí)對(duì)象：不規(guī)則三角網(wǎng)、區(qū)域）如何對(duì)矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮（簡(jiǎn)化）？（道格拉斯-普克法、垂距法、光欄法）3.3矢量數(shù)據(jù)模型簡(jiǎn)單幾何對(duì)象包括哪些類(lèi)型？（點(diǎn)、線(xiàn)、面）3.3.1簡(jiǎn)單幾何對(duì)象包括哪些類(lèi)型？點(diǎn)對(duì)象線(xiàn)對(duì)象面對(duì)象3.3.1簡(jiǎn)單幾何對(duì)象包括哪些類(lèi)型？點(diǎn)對(duì)象1、點(diǎn)對(duì)象定義：只有特定位置，沒(méi)有長(zhǎng)度的實(shí)體。實(shí)例:水井、水準(zhǔn)點(diǎn)、采石場(chǎng)、建筑物等。特點(diǎn)：維數(shù)為零；只有位置。矢量數(shù)據(jù)模型中幾何對(duì)象的種類(lèi)1、點(diǎn)對(duì)象定義：只有特定位置，沒(méi)有長(zhǎng)度的實(shí)體。矢量數(shù)據(jù)模型中點(diǎn)對(duì)象的分類(lèi)實(shí)體點(diǎn)：用于表示一個(gè)實(shí)體；注記點(diǎn)：用于定位注記；內(nèi)點(diǎn)：用于負(fù)載相應(yīng)的多邊形的屬性；結(jié)點(diǎn)：線(xiàn)的起點(diǎn)和終點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)：線(xiàn)或弧線(xiàn)的內(nèi)部點(diǎn)。點(diǎn)對(duì)象的分類(lèi)實(shí)體點(diǎn)：用于表示一個(gè)實(shí)體；2、線(xiàn)對(duì)象定義：有長(zhǎng)度而沒(méi)有面積的實(shí)體。實(shí)例:道路、河流、行政區(qū)劃等；特性：長(zhǎng)度：從起點(diǎn)到終點(diǎn)的總長(zhǎng)；曲率：用于表示線(xiàn)狀實(shí)體的彎曲程度；方向：有向線(xiàn)實(shí)體的方向。矢量數(shù)據(jù)模型中幾何對(duì)象的種類(lèi)2、線(xiàn)對(duì)象定義：有長(zhǎng)度而沒(méi)有面積的實(shí)體。矢量數(shù)據(jù)模型中幾何對(duì)線(xiàn)對(duì)象的分類(lèi)線(xiàn)段：兩點(diǎn)間的直線(xiàn)；弧段：相互連接無(wú)分支的線(xiàn)段；鏈：有方向的線(xiàn)段或弧段。線(xiàn)對(duì)象的分類(lèi)線(xiàn)段：兩點(diǎn)間的直線(xiàn)；3、面對(duì)象定義：有界連續(xù)的二維對(duì)象。實(shí)例:菜地、水體等?？臻g特征：面積：面狀實(shí)體所占有的范圍的大小；周長(zhǎng)：面狀實(shí)體所占有區(qū)域的周長(zhǎng)；獨(dú)立或相鄰：是獨(dú)立存在，還是與其它面狀實(shí)體相鄰。島或洞重疊：面狀實(shí)體間是否有重疊。矢量數(shù)據(jù)模型中幾何對(duì)象的種類(lèi)3、面對(duì)象定義：有界連續(xù)的二維對(duì)象。矢量數(shù)據(jù)模型中幾何對(duì)象的面對(duì)象分類(lèi)簡(jiǎn)單多邊形復(fù)雜多邊形：帶有島或洞面對(duì)象分類(lèi)簡(jiǎn)單多邊形3.3.2什么是拓?fù)涮匦裕客負(fù)洌貉芯繋缀螌?duì)象在彎曲或拉伸等變換下仍保持不變的性質(zhì)。拓?fù)涞谋硎灸Ｐ停河邢驁D點(diǎn)有向線(xiàn)（弧線(xiàn)）3.3.2什么是拓?fù)涮匦裕客負(fù)洌貉芯繋缀螌?duì)象在彎曲或拉伸等1、最基本的拓?fù)潢P(guān)系關(guān)聯(lián)：不同拓?fù)湓刂g的關(guān)系。結(jié)點(diǎn)與鏈鏈與多邊形鄰接：相同拓?fù)湓刂g的關(guān)系。結(jié)點(diǎn)與結(jié)點(diǎn)鏈與鏈面與面1、最基本的拓?fù)潢P(guān)系關(guān)聯(lián)：不同拓?fù)湓刂g的關(guān)系。關(guān)聯(lián)矩陣示例關(guān)聯(lián)矩陣示例鄰接矩陣鄰接矩陣2、常見(jiàn)的拓?fù)潢P(guān)系種類(lèi)重合包含位于內(nèi)部相交相離重疊相切2、常見(jiàn)的拓?fù)潢P(guān)系種類(lèi)重合基本幾何體與比較幾何體完全重合。條件：相同維數(shù)。重合關(guān)系基本幾何體與比較幾何體完全重合。重合關(guān)系包含關(guān)系基本幾何體包含比較幾何體，是基本幾何體的一部分。條件：不能包含比自身維數(shù)高的幾何體。包含關(guān)系基本幾何體包含比較幾何體，是基本幾何體的一部分。位于內(nèi)部關(guān)系基本幾何體處于比較幾何體之內(nèi)。條件：不可能位于比自身維數(shù)低的幾何體內(nèi)。位于內(nèi)部關(guān)系基本幾何體處于比較幾何體之內(nèi)。相離關(guān)系基本幾何體與比較幾何體無(wú)共享點(diǎn)?？臻g數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系相離關(guān)系基本幾何體與比空間數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系相交關(guān)系兩條線(xiàn)之間存在交叉點(diǎn)。多邊形交叉被認(rèn)為是重疊關(guān)系。相交關(guān)系兩條線(xiàn)之間存在交叉點(diǎn)。多邊形交叉被認(rèn)為是重疊關(guān)系。重疊關(guān)系比較幾何體覆蓋比較幾何體。條件：必須是相同維數(shù)。重疊關(guān)系比較幾何體覆蓋比較幾何體。相切關(guān)系具有公共邊或點(diǎn)。相切關(guān)系具有公共邊或點(diǎn)。3、拓?fù)湟?guī)則定義：空間目標(biāo)間約定的拓?fù)潢P(guān)系特征。Geodatabase中的拓?fù)湟?guī)則：多邊形：不重疊，沒(méi)有間隙；線(xiàn)：不重疊，不相交，沒(méi)有懸掛弧段；點(diǎn)：必須被另一圖層的邊界覆蓋，位于多邊形內(nèi)。3、拓?fù)湟?guī)則定義：空間目標(biāo)間約定的拓?fù)潢P(guān)系特征。拓?fù)湟?guī)則的應(yīng)用國(guó)家間不能重疊；國(guó)家間不能存在間隙；國(guó)界必須封閉；等高線(xiàn)不能相交；標(biāo)識(shí)點(diǎn)必須落在多邊形內(nèi)。拓?fù)湟?guī)則的應(yīng)用國(guó)家間不能重疊；4、構(gòu)建拓?fù)溆惺裁磧?yōu)點(diǎn)？能確保數(shù)據(jù)質(zhì)量和完整性檢查未閉合的多邊形消除數(shù)據(jù)裂隙可以強(qiáng)化GIS分析交通和網(wǎng)絡(luò)設(shè)施分析4、構(gòu)建拓?fù)溆惺裁磧?yōu)點(diǎn)？能確保數(shù)據(jù)質(zhì)量和完整性3.3.3矢量數(shù)據(jù)是以什么數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)的？簡(jiǎn)單的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)無(wú)拓?fù)潢P(guān)系矢量數(shù)據(jù)模型（多邊形環(huán)路法、點(diǎn)位字典法）拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)模型（全顯示表達(dá)、半隱含表達(dá)）高級(jí)對(duì)象不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN數(shù)據(jù)）區(qū)域（Coverage分區(qū)數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)）3.3.3矢量數(shù)據(jù)是以什么數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)的？簡(jiǎn)單的矢量數(shù)據(jù)結(jié)1、無(wú)拓?fù)潢P(guān)系矢量數(shù)據(jù)模型定義：只記錄空間目標(biāo)的位置和屬性信息，不記錄它的拓?fù)潢P(guān)系。分類(lèi)：多邊形環(huán)路法：每個(gè)實(shí)體的坐標(biāo)都獨(dú)立存儲(chǔ)，不顧及相鄰多邊形、線(xiàn)、點(diǎn)等要素。點(diǎn)位字典法：建立公共邊點(diǎn)位字典，消除獨(dú)立編碼的局限性，實(shí)體要素由點(diǎn)序組成。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1、無(wú)拓?fù)潢P(guān)系矢量數(shù)據(jù)模型定義：只記錄空間目標(biāo)的位置和屬性信多邊形環(huán)路法（坐標(biāo)序列法）多邊形環(huán)路法（坐標(biāo)序列法）點(diǎn)位字典法點(diǎn)位字典法無(wú)拓?fù)潢P(guān)系模型法的不足多邊形環(huán)路法除了多邊形輪廓外，其它公共邊均獲取和存儲(chǔ)了兩次，產(chǎn)生了數(shù)據(jù)冗余，且易產(chǎn)生裂縫和重疊。點(diǎn)位字典法雖然消除了環(huán)路法的缺陷，但仍然沒(méi)有建立多邊形之間的拓?fù)潢P(guān)系。無(wú)拓?fù)潢P(guān)系模型法的不足多邊形環(huán)路法除了多邊形輪廓外，其它公共ArcView中非拓?fù)鋽?shù)據(jù)格式Shapefile文件格式點(diǎn)：一對(duì)坐標(biāo)線(xiàn)：一系列坐標(biāo)串多邊形：一系列的線(xiàn)組成：.shp文件：存儲(chǔ)要素的幾何學(xué)特征.shx文件：存儲(chǔ)要素幾何學(xué)特征的索引ArcView中非拓?fù)鋽?shù)據(jù)格式Shapefile文件格式非拓?fù)鋽?shù)據(jù)格式優(yōu)點(diǎn)相比拓?fù)鋽?shù)據(jù)格式，其顯示速度更快；具有更好的軟件通用性。非拓?fù)鋽?shù)據(jù)格式優(yōu)點(diǎn)相比拓?fù)鋽?shù)據(jù)格式，其顯示速度更快；2、拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)模型定義：不僅記錄位置，還記錄目標(biāo)的拓?fù)潢P(guān)系。分類(lèi)：全顯式表達(dá)半隱含表達(dá)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2、拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)模型定義：不僅記錄位置，還記錄目標(biāo)的拓?fù)潢P(guān)系全顯式表達(dá)拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)模型全顯式表達(dá)拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)模型全顯式表達(dá)拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)模型全顯式表達(dá)拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)模型Coverage拓?fù)鋽?shù)據(jù)格式點(diǎn)對(duì)象文件Coverage拓?fù)鋽?shù)據(jù)格式點(diǎn)對(duì)象文件線(xiàn)對(duì)象文件Coverage的拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)模型弧段-節(jié)點(diǎn)線(xiàn)對(duì)象文件Coverage的拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)模型弧段-節(jié)點(diǎn)面對(duì)象文件左右多邊形清單多邊形/弧段Coverage中的拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)模型面對(duì)象文件左右多邊形清單多邊形/弧段Coverage中的拓?fù)渫負(fù)涫噶繑?shù)據(jù)模型的優(yōu)點(diǎn)有利于數(shù)據(jù)文件的組織；減少數(shù)據(jù)冗余；為空間分析操作提供基礎(chǔ)。拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)模型的優(yōu)點(diǎn)有利于數(shù)據(jù)文件的組織；shapefile與coverage間的轉(zhuǎn)換兩者可以相互轉(zhuǎn)換；從coverage到shapefile；從shapefile到coverage：需要建立拓?fù)潢P(guān)系，去掉重復(fù)的弧段；如果存在拓?fù)溴e(cuò)誤，會(huì)出現(xiàn)要素丟失問(wèn)題。shapefile與coverage間的轉(zhuǎn)換兩者可以相互轉(zhuǎn)3、基于對(duì)象的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將地理空間目標(biāo)看作為不同的對(duì)象。特點(diǎn)：將空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在同一個(gè)系統(tǒng)中；允許一個(gè)空間要素?fù)碛幸幌盗袑傩院头椒▽傩裕簩?duì)象的性質(zhì)或特征；方法：特定的操作。3、基于對(duì)象的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將地理空間目標(biāo)看作為不同的對(duì)象。類(lèi)與類(lèi)間的關(guān)系聯(lián)合聚合合成類(lèi)繼承實(shí)例化類(lèi)與類(lèi)間的關(guān)系聯(lián)合接口定義：類(lèi)或?qū)ο蟮囊幌盗型獠靠梢暬僮鳌？梢酝ㄟ^(guò)接口訪問(wèn)對(duì)象。接口定義：類(lèi)或?qū)ο蟮囊幌盗型獠靠梢暬僮?。GeodatabaseArcGIS中的基于對(duì)象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式組成：要素類(lèi)：相同幾何類(lèi)型的空間要素；要素?cái)?shù)據(jù)集：相同的坐標(biāo)系和范圍的要素類(lèi)。GeodatabaseArcGIS中的基于對(duì)象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式4、高級(jí)對(duì)象不規(guī)則三角網(wǎng)區(qū)域矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)4、高級(jí)對(duì)象不規(guī)則三角網(wǎng)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1）不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）主要用途：地形制圖和分析；基本思想：把地表抽象為一組互不重疊的三角面。三角面的構(gòu)造法：Delaunay三角測(cè)量。Delaunay三角形：與某個(gè)點(diǎn)最近兩個(gè)相鄰點(diǎn)連接以盡可能形成等角三角形的反復(fù)過(guò)程。1）不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）主要用途：地形制圖和分析；武漢大學(xué)GIS地理信息系統(tǒng)第3部分ppt課件TIN數(shù)據(jù)的基本數(shù)據(jù)元素高程點(diǎn)邊界線(xiàn)TIN數(shù)據(jù)的基本數(shù)據(jù)元素高程點(diǎn)TIN數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)三角形編號(hào)；每個(gè)鄰接三角形的編號(hào)及數(shù)據(jù)文件；數(shù)據(jù)文件列表顯示點(diǎn)；邊界；每個(gè)高程點(diǎn)的x，y，z值。TIN數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)三角形編號(hào)；2）分區(qū)數(shù)據(jù)模型定義：具有相似特征的地域范圍。應(yīng)用：人口普查單元水文單元生態(tài)單元特點(diǎn)：區(qū)域?qū)涌梢灾丿B或涵蓋相同的范圍；一個(gè)區(qū)域可以有分離或隔開(kāi)的組分。2）分區(qū)數(shù)據(jù)模型定義：具有相似特征的地域范圍。Coverage分區(qū)數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)區(qū)域?qū)訛橐粋€(gè)多邊形亞類(lèi)；每個(gè)區(qū)域亞類(lèi)有自己的屬性；以同一個(gè)多邊形圖層為基礎(chǔ)的一系列區(qū)域?qū)臃Q(chēng)為綜合圖層。示例：某個(gè)國(guó)家林地所建立的不同年份的火情記錄的綜合圖層，其中，每個(gè)火災(zāi)年份或時(shí)期都是一個(gè)區(qū)域亞類(lèi)。Coverage分區(qū)數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)區(qū)域?qū)訛橐粋€(gè)多邊形亞類(lèi)；區(qū)域數(shù)據(jù)模型的文件結(jié)構(gòu)區(qū)域-多邊形清單區(qū)域數(shù)據(jù)模型的文件結(jié)構(gòu)區(qū)域-多邊形清單區(qū)域數(shù)據(jù)模型的文件結(jié)構(gòu)區(qū)域-弧段清單區(qū)域數(shù)據(jù)模型的文件結(jié)構(gòu)區(qū)域-弧段清單3.3.4如何對(duì)矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮？目的：刪除冗余數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù)的存貯量；加快后繼處理的速度。常用算法：道格拉斯--普克法垂距法光欄法3.3.4如何對(duì)矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮？目的：1、道格拉斯--普克法(Douglas-Peucker)基本思想：對(duì)每條曲線(xiàn)的首末點(diǎn)虛連一條直線(xiàn)，求所有點(diǎn)與直線(xiàn)的距離，并找出最大距離值dmax；用dmax與限差D相比：dmax<D：這條曲線(xiàn)上的中間點(diǎn)全部舍去；dmax≥D：保留dmax對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并以該點(diǎn)為界，把曲線(xiàn)分為兩部分，對(duì)這兩部分重復(fù)使用該方法。1、道格拉斯--普克法(Douglas-Peucker)基本d>D第一步：道格拉斯--普克法d>D第一步：道格拉斯--普克法d>Dd<D第二步：道格拉斯--普克法d>Dd<D第二步：道格拉斯--普克法第三步：道格拉斯--普克法第三步：道格拉斯--普克法2)垂距法

基本思想：每次順序取曲線(xiàn)上的三個(gè)點(diǎn)，計(jì)算中間點(diǎn)與其它兩點(diǎn)連線(xiàn)的垂線(xiàn)距離d，并與限差D比較：d<D，則去掉中間點(diǎn)；d≥D，則中間點(diǎn)保留，然后再取下三點(diǎn)，直到這條線(xiàn)結(jié)束。2)垂距法基本思想：3)光欄法基本思想：定義一個(gè)扇形區(qū)域，通過(guò)判斷曲線(xiàn)上的點(diǎn)在扇形外還是在扇形內(nèi)，確定保留還是舍去。設(shè)曲線(xiàn)上的點(diǎn)列為{pi}，I=1，2，…，n，光欄口徑為d(可根據(jù)需要自己定義)，3)光欄法基本思想：

第一步光欄法

第一步光欄法第二步光欄法第二步光欄法第三步檢查下一節(jié)點(diǎn)，若該點(diǎn)在新扇形內(nèi)，重復(fù)上一步，起到發(fā)現(xiàn)有一個(gè)節(jié)點(diǎn)在最新定義的扇形外為止。光欄法第三步檢查下一節(jié)點(diǎn)，若該點(diǎn)在新扇形內(nèi)，重復(fù)上一步，起到發(fā)現(xiàn)有第四步光欄法第四步光欄法三種方法的比較衡量尺度：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(diǎn)。具體依據(jù)簡(jiǎn)化后曲線(xiàn)的總長(zhǎng)度、總面積、坐標(biāo)平均值與原始曲線(xiàn)的相應(yīng)的數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)比來(lái)判斷。三種方法的比較衡量尺度：比較結(jié)果大多數(shù)情況下道格拉斯—普克法的壓縮算法較好，但須對(duì)整條曲線(xiàn)數(shù)字化完成后才能進(jìn)行，且計(jì)算量較大；光欄法的壓縮算法也很好，并可在數(shù)字化時(shí)實(shí)時(shí)處理，計(jì)算量較??；垂距法算法最簡(jiǎn)單，速度快，但有時(shí)會(huì)失真。比較結(jié)果大多數(shù)情況下道格拉斯—普克法的壓縮算法較好，但須對(duì)整3.4柵格數(shù)據(jù)模型柵格數(shù)據(jù)模型要素柵格數(shù)據(jù)類(lèi)型柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)的壓縮柵格數(shù)據(jù)文件3.4柵格數(shù)據(jù)模型柵格數(shù)據(jù)模型要素3.4.1柵格數(shù)據(jù)模型要素像元值：像元位置的屬性取值。像元大?。簺Q定了數(shù)據(jù)的分辨率。柵格數(shù)據(jù)的波段空間參考：行對(duì)應(yīng)Y坐標(biāo)列對(duì)應(yīng)X坐標(biāo)3.4.1柵格數(shù)據(jù)模型要素像元值：像元位置的屬性取值。3.4.2柵格數(shù)據(jù)類(lèi)型衛(wèi)星影像數(shù)字高程模型ＤＥＭ數(shù)字正射影像ＤＯＭ二值掃描文件數(shù)字柵格圖ＤＲＧ圖像文件3.4.2柵格數(shù)據(jù)類(lèi)型衛(wèi)星影像1、衛(wèi)星影像遙感衛(wèi)星一個(gè)影像格式：柵格表示原理：衛(wèi)星影像像元值代表從地球表面反射或發(fā)射的光能；光能的量測(cè)基于光譜波段（電磁光譜）；通過(guò)分析像元值，影像處理系統(tǒng)從衛(wèi)星影像中提取各種專(zhuān)題的數(shù)據(jù)。柵格數(shù)據(jù)類(lèi)型1、衛(wèi)星影像遙感衛(wèi)星一個(gè)影像格式：柵格柵格數(shù)據(jù)類(lèi)型2、數(shù)字高程模型由等間隔海拔數(shù)據(jù)的排列組成。DEM轉(zhuǎn)換為柵格數(shù)據(jù)的方法：將以點(diǎn)為基礎(chǔ)的DEM數(shù)據(jù)通過(guò)將高程點(diǎn)置于格網(wǎng)單元中心。柵格數(shù)據(jù)類(lèi)型2、數(shù)字高程模型由等間隔海拔數(shù)據(jù)的排列組成。柵格數(shù)據(jù)類(lèi)型3、數(shù)字正射影像來(lái)源：航片或其他遙感數(shù)據(jù)。特征：已消除了相機(jī)鏡頭傾斜和地形起伏引起的位移；以地理坐標(biāo)作為參考坐標(biāo)系。用途:數(shù)字正射影像將相片的影像特征與地圖的幾何特征結(jié)合起來(lái)，可以作為數(shù)據(jù)顯示和數(shù)字更新的理想背景。柵格數(shù)據(jù)類(lèi)型3、數(shù)字正射影像來(lái)源：航片或其他遙感數(shù)據(jù)。柵格數(shù)據(jù)類(lèi)型4、二進(jìn)制掃描文件定義：含數(shù)值0或1的掃描圖像。例子：用于掃描數(shù)字化的掃描文件。柵格數(shù)據(jù)類(lèi)型4、二進(jìn)制掃描文件定義：含數(shù)值0或1的掃描圖像。柵格數(shù)據(jù)類(lèi)型5、數(shù)字柵格圖形地形圖的掃描圖像。可以有多種顏色。柵格數(shù)據(jù)類(lèi)型5、數(shù)字柵格圖形地形圖的掃描圖像。柵格數(shù)據(jù)類(lèi)型6、圖形文件地圖、照片和影像可存儲(chǔ)為數(shù)字圖形文件。常用的圖形文件格式：TIFF（GeoTIFF）GIFJPEG柵格數(shù)據(jù)類(lèi)型6、圖形文件地圖、照片和影像可存儲(chǔ)為數(shù)字圖形文件。柵格數(shù)據(jù)類(lèi)3.4.3柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)直接?xùn)鸥窬幋a游程長(zhǎng)度(行程)編碼四叉樹(shù)編碼3.4.3柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)直接?xùn)鸥窬幋a1、直接?xùn)鸥窬幋a

基本思想：將柵格數(shù)據(jù)看作一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣，逐行(或逐列)記錄代碼，可以每行都從左到右記錄，也可奇數(shù)行從左到右，偶數(shù)行從右到左。

特點(diǎn)：處理方便，但沒(méi)有壓縮。1、直接?xùn)鸥窬幋a基本思想：將柵格數(shù)據(jù)看作一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣，逐行直接?xùn)鸥窬幋a例子右圖可記為：111122111211221211111122121121221111221112112212直接?xùn)鸥窬幋a例子右圖可記為：11112211121122122、游程長(zhǎng)度(行程)編碼基本思想：按行掃描，將相鄰等值的象元合并，并記錄代碼的重復(fù)個(gè)數(shù)。特點(diǎn)：這種方法區(qū)域越大，數(shù)據(jù)的相關(guān)性越強(qiáng)，則壓縮越大；壓縮效率較高，疊加、合并等運(yùn)算簡(jiǎn)單，編碼和解碼運(yùn)算快。2、游程長(zhǎng)度(行程)編碼基本思想：按行掃描，將相鄰等值的象元行程編碼例子如圖的編碼為：A4A1B3A2B2A2B2A5B3A2B2A2B2AAAAABBBAABBAABB行程編碼例子如圖的編碼為：AAAAABBBAABBAABB3、四叉樹(shù)編碼基本思路：將2n×2n象元組成的圖像(不足的用背景補(bǔ)上)所構(gòu)成的二維平面按四個(gè)象限進(jìn)行遞歸分割，起到子象限的數(shù)值單調(diào)為止，最后得到一棵四分叉的倒向樹(shù)，該樹(shù)最高為n級(jí)。3、四叉樹(shù)編碼基本思路：四叉樹(shù)的分解過(guò)程（自上而下）四叉樹(shù)的分解過(guò)程（自上而下）四叉樹(shù)的分解過(guò)程四叉樹(shù)的分解過(guò)程四進(jìn)制線(xiàn)性四叉樹(shù)的編碼過(guò)程（1）編碼方向：四進(jìn)制線(xiàn)性四叉樹(shù)的編碼過(guò)程（1）編碼方向：四進(jìn)制線(xiàn)性四叉樹(shù)的編碼過(guò)程（2）四進(jìn)制線(xiàn)性四叉樹(shù)的編碼過(guò)程（2）四進(jìn)制線(xiàn)性四叉樹(shù)的編碼過(guò)程（3）四進(jìn)制線(xiàn)性四叉樹(shù)的編碼過(guò)程（3）四進(jìn)制線(xiàn)性四叉樹(shù)的編碼過(guò)程（4）四進(jìn)制線(xiàn)性四叉樹(shù)的編碼過(guò)程（4）四進(jìn)制線(xiàn)性四叉樹(shù)的編碼過(guò)程（5）四進(jìn)制線(xiàn)性四叉樹(shù)的編碼過(guò)程（5）十進(jìn)制線(xiàn)性四叉樹(shù)的編碼過(guò)程（1）如圖為四進(jìn)制線(xiàn)性四叉樹(shù)的編碼結(jié)果，據(jù)此寫(xiě)出其十進(jìn)制線(xiàn)性四叉樹(shù)編碼結(jié)果編碼方向：十進(jìn)制線(xiàn)性四叉樹(shù)的編碼過(guò)程（1）如圖為四進(jìn)制線(xiàn)性四叉樹(shù)的編碼十進(jìn)制線(xiàn)性四叉樹(shù)的編碼過(guò)程（2）如圖，按四進(jìn)制線(xiàn)性四叉樹(shù)編碼結(jié)果，從小到大對(duì)64個(gè)基本單位編號(hào)十進(jìn)制線(xiàn)性四叉樹(shù)的編碼過(guò)程（2）如圖，按四進(jìn)制線(xiàn)性四叉樹(shù)編碼十進(jìn)制線(xiàn)性四叉樹(shù)的編碼過(guò)程（3）將可以合并的模塊合并，以其最小編號(hào)作為模塊編號(hào)。十進(jìn)制線(xiàn)性四叉樹(shù)的編碼過(guò)程（3）將可以合并的模塊合并，以其最優(yōu)點(diǎn)：壓縮效率高，壓縮和解壓縮較方便，陣列各部分的分辨率可不同，既可精確地表示圖形結(jié)構(gòu)，又可減少存貯量，易于進(jìn)行大部分圖形操作和運(yùn)算。缺點(diǎn)：具有圖形編碼的不定性，同一形狀和大小的多邊形可得出完全不同的四叉樹(shù)結(jié)構(gòu)。因此，不利于形狀分析和模式識(shí)別。線(xiàn)性四叉樹(shù)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：線(xiàn)性四叉樹(shù)的特點(diǎn)思考題怎樣用游程壓縮編碼對(duì)線(xiàn)性四叉樹(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的壓縮？思考題怎樣用游程壓縮編碼對(duì)線(xiàn)性四叉樹(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的壓縮？3.4.4柵格數(shù)據(jù)的壓縮分類(lèi)：無(wú)損壓縮(TIFF，GIF)有損壓縮(JPEG)多分辨率無(wú)縫圖像數(shù)據(jù)庫(kù)（MrSID）以不同的分辨率恢復(fù)圖像數(shù)據(jù)在壓縮大圖像過(guò)程中可消除人為區(qū)域邊界3.4.4柵格數(shù)據(jù)的壓縮分類(lèi)：3.4.5柵格數(shù)據(jù)文件柵格數(shù)據(jù)文件中的頭文件一般包含了以下幾個(gè)方面的影像數(shù)據(jù)信息：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方法行列數(shù)光譜波段數(shù)每個(gè)波段每一像元的比特?cái)?shù)衛(wèi)星影像的相關(guān)文件：統(tǒng)計(jì)文件（.stx）色彩文件（.clr）3.4.5柵格數(shù)據(jù)文件柵格數(shù)據(jù)文件中的頭文件一般包含了以下3.5其它的數(shù)據(jù)模型矢量柵格混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量柵格一體化結(jié)構(gòu)超圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3.5其它的數(shù)據(jù)模型矢量柵格混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3.5.1矢量柵格混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不改變矢量和柵格數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，只將兩者簡(jiǎn)單的組合起來(lái)應(yīng)用；最簡(jiǎn)單的形式：矢量和柵格數(shù)據(jù)不作任何特殊處理，分別用它們各自的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)處理；需要時(shí)將它們調(diào)入內(nèi)存，進(jìn)行統(tǒng)一的顯示、查詢(xún)和分析；兩者互為背景層。3.5.1矢量柵格混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不改變矢量和柵格數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)3.5.2矢量柵格一體化結(jié)構(gòu)基本格網(wǎng)細(xì)分格網(wǎng)粗格網(wǎng)3.5.2矢量柵格一體化結(jié)構(gòu)基本格網(wǎng)細(xì)分格網(wǎng)粗格網(wǎng)基本思想多級(jí)網(wǎng)格三個(gè)基本約定線(xiàn)性四叉樹(shù)編碼矢量柵格一體化結(jié)構(gòu)基本思想多級(jí)網(wǎng)格矢量柵格一體化結(jié)構(gòu)多