地圖數(shù)據(jù)處理課件

地圖數(shù)據(jù)處理地圖數(shù)據(jù)處理

線狀符號生成算法

線狀符號是表示沿著線狀延伸分布的物體或制圖現(xiàn)象的符號，如表示交通線，境界線等的符號，其長度與地圖比例尺有關。（1）線狀符號信息塊

信息塊方法把各類線狀符號看作是由沿線狀要素中軸線重復串接符號單元而成。LL圖4-5線狀符號的符號單元線狀符號生成算法線狀符號是表示沿著線狀延伸分

每一單元由線符部分和點符部分組成，線符中的點符部分只是部分線符才有，它僅是在一定部位，并以線符延伸方向為x軸（曲線的x長軸），并沒有什么變形，按單元距離L，重復配置；而線符部分，以線符中心線為配置軸線，單元長一樣，但需在彎曲部位進行一定的壓縮和拉伸，象一根理想的橡皮條一樣，這一現(xiàn)象，數(shù)學上稱為倫移變換。每一單元由線符部分和點符部分組成，線符中的點符部分只地圖數(shù)據(jù)處理ppt課件地圖數(shù)據(jù)處理ppt課件(2)線狀符號程序塊

線狀符號的程序塊繪制，其已知條件是中心軸線及需配置線狀符號結構尺寸。繪制該符號要解決兩個問題：一是確定每一條橫短線的位置？即確定橫短線與中軸線的交點坐標；二是繪橫短線延伸到何處？即確定橫短線兩端點的坐標。(2)線狀符號程序塊線狀符號的程序塊繪制，其已知條4.面狀符號生成算法

面狀符號是指地圖上用來表示呈面狀分布的地物或地理現(xiàn)象的符號。這些符號的共同特點就是在面域內(nèi)填繪不同方向、不同間隔、不同粗細的“暈線”，或填充規(guī)則與不規(guī)則分布的個體符號、花紋或顏色來反映這些現(xiàn)象的質(zhì)量特征和數(shù)量差異。4.面狀符號生成算法面狀符號是指地圖上用來表示呈面(1)面狀符號信息塊

面狀符號信息塊中存儲的是填充符號的單元信息，它的結構類似于線狀符號中線—線信息塊，但需增加三種信息：行距、行向傾角、排列方式。行向傾角指暈線方向與X軸夾角，地圖中有時有兩組相交的暈線，故有可能有兩種傾角；排列方式一般有“井”型、交錯和散列三種。(1)面狀符號信息塊面狀符號信息塊中存儲的是填充符號地圖數(shù)據(jù)處理ppt課件地圖數(shù)據(jù)處理ppt課件（2）面狀符號程序塊

面狀符號的圖案千差萬別，但暈線填充是其基本形式。所謂“暈線”，即是一組平行的等間距的平行線。1）在多邊形內(nèi)填繪暈線（2）面狀符號程序塊面狀符號的圖案千差萬別，但暈線填圖形編輯數(shù)據(jù)組織點的定位線的定位面的定位圖形編輯數(shù)據(jù)組織數(shù)據(jù)組織GIS中的空間數(shù)據(jù)通常是分層存取的，通?？煞譃榭刂泣c、獨立地物、居民地、境界、水系、地貌、植被等。在進行圖形編輯時，需確定在什么數(shù)據(jù)層(或哪幾個數(shù)據(jù)層)進行操作，以便對選定數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)進行編輯。無論空間數(shù)據(jù)庫是用數(shù)據(jù)庫管理還是用文件管理，都必須要為圖形編輯的實現(xiàn)提供空間數(shù)據(jù)的讀取、存儲等基本功能。由于GIS空間數(shù)據(jù)所涉及的地理區(qū)域較大，空間數(shù)據(jù)量是海量，因而每次編輯都針對全部空間數(shù)據(jù)進行是不現(xiàn)實的，因為這樣的查詢和編輯操作所需的時間是不能忍受的，所以，都需要采用建索引的方法，索引通常是分層建立的，主要方法有四叉樹索引和格網(wǎng)索引。數(shù)據(jù)組織GIS中的空間數(shù)據(jù)通常是分層存取的，通?？煞譃榭刂泣c數(shù)據(jù)組織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)，而且要修改相關的索引文件。在對空間數(shù)據(jù)進行刪除操作時，通常不直接刪除空間數(shù)據(jù)庫中的相關數(shù)據(jù)，而只是在相應的索引文件中作一標志，只有在重新整理數(shù)據(jù)庫時，才進行真正的刪除。

在對建立了拓撲關系的矢量數(shù)據(jù)進行圖形編輯時，往往會破壞原有的拓撲關系，這時需要拓撲重構。也可以先對圖形編輯所涉及的局部區(qū)域進行拓撲重構，然后與原區(qū)域進行相關處理，以獲取全圖的拓撲關系數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)組織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)四叉樹索引四叉樹索引四叉樹索引最小外包矩形MBR就是包圍圖元，且平行于X，Y軸的最小外接矩形。MBR到底有什么用處呢？因為，圖元的形狀是不規(guī)則的，而MBR是平行于X，Y軸的規(guī)則圖形，設想一下，如果所有的圖元都是平行于X，Y軸的矩形，那針對這樣的矩形進行幾何上的任何判斷，是不是要簡單很多呢？

四叉樹索引最小外包矩形MBR就是包圍圖元，且平行于X，Y軸的四叉樹索引GIS空間操作的步驟沒有空間索引，我們無疑要對集合中的每個圖元進行精確幾何運算，而這樣的運算是復雜的，是非常占用CPU的，所以需要空間索引，

原始圖像數(shù)據(jù)集合借助空間索引過濾階段過濾后圖像數(shù)據(jù)子集精確幾何運算階段符合條件的圖元集合四叉樹索引GIS空間操作的步驟原始圖像數(shù)據(jù)集合借助空間索引四叉樹索引四叉樹索引四叉樹索引就是遞歸地對地理空間進行四分，直到自行設定的終止條件（比如每個節(jié)點關聯(lián)圖元的個數(shù)不超過3個，超過3個，就再四分），最終形成一顆有層次的四叉樹。圖中有數(shù)字標識的矩形是每個圖元的MBR，每個葉子節(jié)點存儲了本區(qū)域所關聯(lián)的圖元標識列表和本區(qū)域地理范圍，非葉子節(jié)點僅存儲了區(qū)域的地理范圍。四叉樹索引就是遞歸地對地理空間進行四分，直到自行設定的終止條在地圖上畫一個矩形，判斷地圖上哪些圖元落在這個矩形里或者和這個所畫矩形相交。1，首先，從四叉樹的根節(jié)點開始，把根節(jié)點所關聯(lián)的圖元標識都加到一個List里。2，比較此矩形范圍與根節(jié)點的四個子節(jié)點（或者叫子區(qū)域）是否有交集（相交或者包含），如果有，則把相應的區(qū)域所關聯(lián)的圖元標識加到List集合中，如果沒有，則以下這顆子樹都不再考慮。3，以上過程的遞歸，直到樹的葉子節(jié)點終止，返回List。4，從List集合中根據(jù)標識一一取出圖元，先判斷圖元MBR與矩形有無交集，如果有，則進行下面的精確幾何判斷，如果沒有，則不再考慮此圖元在地圖上畫一個矩形，判斷地圖上哪些圖元落在這個矩形里或者和這點的定位點的定位點的定位

圖形編輯是在計算機屏幕上進行的，因此首先應把圖幅的坐標轉換為當前屏幕狀態(tài)的坐標系和比例尺。設光標點為S(x,y)，圖幅上某一點狀要素的坐標為A(X，Y)，則可設一捕捉半徑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)。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。d可由下式計算：

但是由于在計算d時需進行乘方運算，所以影響了搜索的速度，因此，把距離d的計算改為：

即把捕捉范圍由圓改為矩形，這可大大加快搜索速度，如所示。點的定位

圖形編輯是在計算機屏幕上進行的，因此首先應把圖幅的線的定位設光標點坐標為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di，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。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。線的定位設光標點坐標為S(x,y)，D為捕捉半徑，線的坐標為線的定位為了加快線捕捉的速度，可以把不可能被光標捕捉到的線以簡單算法去除。對一條線可求出其最大最小坐標值Xmin，Ymin，Xmax，Ymax，對由此構成的矩形再向外擴D的距離，若光標點S落在該矩形內(nèi)，才可能捕捉到該條線，因而通過簡單的比較運算就可去除大量的不可能捕捉到的情況。

對于線段與光標點也應該采用類似的方法處理。即在對一個線段進行捕捉時，應先檢查光標點是否可能捕捉到該線段。即對由線段兩端點組成的矩形再往外擴D的距離，構成新的矩形，若S落在該矩形內(nèi)，才計算點到該直線段的距離，否則應放棄該直線段，而取下一直線段繼續(xù)搜索。線的定位為了加快線捕捉的速度，可以把不可能被光標捕捉到的線以線的定位線的定位線的定位點S(x,y)到直線段(x1,y1),(x2,y2)的距離d的計算公式為：線的定位點S(x,y)到直線段(x1,y1),(x2,y2)線的定位計算量較大，速度較慢，因此可按如下方法計算。即從S(x,y)向線段(x1,y1)(x2,y2)作水平和垂直方向的射線，取dx,dy的最小值作為S點到該線段的近似距離。由此可大大減小運算量，提高搜索速度。計算方法為：

線的定位計算量較大，速度較慢，因此可按如下方法計算。即從S(面的定位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角法。面的定位面的捕捉實際上就是判斷光標點S(x,y)是否在多邊形數(shù)據(jù)變換二維圖形變換1平移變換2比例變換3旋轉變換4錯切變換5對稱變換數(shù)據(jù)變換二維圖形變換曲線光滑地圖數(shù)據(jù)是離散的，現(xiàn)實世界是連續(xù)的，以河流為例，計算機中存儲的是線狀地物的特征點，如果直接把原始數(shù)據(jù)在圖面上描繪出來，得到的是轉折明顯的折線集合，影響了地圖的藝術表達效果，所以需要對曲線進行光滑處理。線性迭代光滑法正軸拋物線加權平均法斜軸拋物線加權平均法五點求導分段三次多項式插值算法三次參數(shù)樣條曲線曲線光滑地圖數(shù)據(jù)是離散的，現(xiàn)實世界是連續(xù)的，以河流為例，計算ABCA’B’1’2’3’4’