【正文】 三、圖像的特征提取和分析 167。 空間數(shù)據(jù)綜合 ? 當(dāng)空間數(shù)據(jù)庫建立后，在用戶使用數(shù)據(jù)庫時(shí)，常常需要先對(duì)數(shù)據(jù)庫中提取的數(shù)據(jù)作定向處理，以滿足用戶的需要。分塊的目的在于構(gòu)成較多 (且較大 )的白塊。 合理地選擇這種順序，將有助于減少行程數(shù)，提高數(shù)據(jù)壓縮比。 167。 (2)墑編碼 ? 墑編碼的目的是使編碼后數(shù)據(jù)的平均比特?cái)?shù)盡可能接近其墑。 (1)變換編碼 ? 變換編碼是將原始影像分塊映射為變換系數(shù)，然后用比特分配矩陣給各系數(shù)分配以不同的比特?cái)?shù)，同時(shí)略去很小的系數(shù)，達(dá)到數(shù)據(jù)壓縮的目的。 ? 從信息論觀點(diǎn)來看，影像壓縮就是減少影像信息中無用的冗余信息。如果滿足預(yù)定要求，那么折線 ADCEB即為 AB的分段擬合結(jié)果；否則，對(duì) AD、 DC、 CE、EB分別執(zhí)行 (2)， 直到滿足預(yù)定要求為止。 主要過程描述： (1)對(duì)曲線的離散點(diǎn) P(x0,y0) ， P(x1,y1) ， … P(xn,yn) ，設(shè)它的兩個(gè)端點(diǎn)為 A=P(x0,y0)和 B＝ P(xn,yn) ，并用線段連接 AB。 特征點(diǎn)篩選法算法如下： y yM x xM = yM yN yM yN = yM yN D A = xN xM D B = xM yN xN yM D C = D √ (yM yN)2 + (xM xN)2 建立直線方程 化成一般格式 Ax+By+C=0 167。 A B 設(shè) 數(shù)據(jù)集 S中 曲線的原來點(diǎn)序列為： A： {A1， A2， …， An} 壓縮處理后，獲得新的子序列為： A`： {As1， As2， …， Asm} a值的大小，既與曲線的復(fù)雜程度、縮小倍數(shù)、精度要求、數(shù)字化取點(diǎn)的密度等因素有關(guān)。 ? 數(shù)據(jù)壓縮 ：從所取得的數(shù)據(jù)集合 S中抽出 — 個(gè)子集 A，這個(gè)子集作為一個(gè)新的信息源，在規(guī)定的精度范圍內(nèi)最好地逼近原集合，而又取得盡可能大的壓縮比 ? 點(diǎn)的壓縮 ? 曲線的壓縮 ? 多邊形的壓縮 167。 ? 邏輯接邊 ? 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(jìn)行人工編輯。 ? 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 31 32 33 21 22 23 11 12 13 ? 幾何接邊 ? 識(shí)別或提取相鄰圖幅 ? 邊緣匹配 人工接邊 接邊 直接移動(dòng)，突變 回縮 23個(gè)點(diǎn) 減少突變 167。 ? 經(jīng)常要輸入標(biāo)準(zhǔn)分幅的地形圖，也需要在輸入后進(jìn)行拼接處理 ? 一般需要先進(jìn)行投影變換，通常的做法是從地形圖使用的高斯 —— 克呂格投影轉(zhuǎn)換到經(jīng)緯度坐標(biāo)系中，然后再進(jìn)行拼接。 ? ARCGIS中常用拓?fù)渚庉嫴僮? ? 地圖拓?fù)?(Map topology)：可對(duì) SHP和Geodatabase圖層進(jìn)行操作 ? 在拓?fù)渚庉嬤^程中把符合拓?fù)湟?guī)則的要素 臨時(shí)組合 起來，進(jìn)行編輯操作 ? 重合要素是根據(jù)聚合容差定義 ? 用拓?fù)湟?guī)則編輯（限于 Geodatabase） ? 創(chuàng)建拓?fù)? ? 拓?fù)潢P(guān)系驗(yàn)證 ? 修正錯(cuò)誤或接受錯(cuò)誤（異常） 167。 ? 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系的建立 ? 在輸入道路、水系、管網(wǎng)、通信線路等信息時(shí)，為了進(jìn)行流量以及連通性分析，需要確定線實(shí)體之間的連接關(guān)系 ? 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系的建立包括確定節(jié)點(diǎn)與連接線之間的關(guān)系，這個(gè)工作可以由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成 ? 但是在一些情況中，如道路交通應(yīng)用中，一些道路雖然在平面上相交，但是實(shí)際上并不連通，如立交橋，這是需要手工修改，將連通的節(jié)點(diǎn)刪除 167。 167。 167。 ? 點(diǎn)線拓?fù)潢P(guān)系的建立 a1 N2 N3 a1 a2 N1 N2 N4 a3 a4 (a) (c) 結(jié)點(diǎn) 弧段表 Oid 起結(jié)點(diǎn) 終結(jié)點(diǎn) a1 a2 N1 N2 N2 N3 Oid 弧段 號(hào) N1 N2 N3 a1 a1,a2 a2 弧段 結(jié)點(diǎn)表 Oid 起結(jié)點(diǎn) 終結(jié)點(diǎn) a1 a2 a3 a4 N1 N2 N2 N4 N2 N3 N4 N3 Oid 弧段 號(hào) N1 N2 N3 N4 a1 a1,a2,a3 a2,a4 a3,a4 N1 167。 ? 若由右方搜索到的，則搜索方向只能為下方，左右多邊形編號(hào)為 b和 a。 ? 多邊形的柵格化 ? 邊界代數(shù)算法 ? 兩個(gè)相鄰多邊形的邊界代數(shù)轉(zhuǎn)換過程 一、矢量格式向柵格格式的轉(zhuǎn)換 二、柵格格式向矢量格式的轉(zhuǎn)換 ? 點(diǎn)的 矢量化 ? 對(duì)于任意一個(gè)柵格點(diǎn) A而言，將其行、列號(hào) I、J轉(zhuǎn)換為其中心點(diǎn)的 X、 Y的公式如下： X=X0+() DX Y=Y0() DY 二、柵格格式向矢量格式的轉(zhuǎn)換 ? 線段的矢量化 ? 線段柵格數(shù)據(jù)向矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的實(shí)質(zhì)是，將具有相同屬性值的連續(xù)的單元格搜索出來，最后得到細(xì)化的一條線 ? 具體實(shí)施時(shí)可以先將具有一定粗細(xì)的柵格數(shù)據(jù)線進(jìn)行細(xì)化，使其成為單像素的線段，然后進(jìn)行矢量化 二、柵格格式向矢量格式的轉(zhuǎn)換 ? 多邊形的矢量化 ? 多邊形柵格數(shù)據(jù)向矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的實(shí)質(zhì) ? 將具有同一屬性的單元?dú)w為一類 ? 再檢測(cè)兩類不同屬性的邊界作為多邊形的邊 ? 最終提取以柵格集合表示的區(qū)域邊界和邊界的拓?fù)潢P(guān)系 二、柵格格式向矢量格式的轉(zhuǎn)換 ? 多邊形的矢量化四個(gè)基本步驟 ? 多邊形邊界提取 ： ? 邊界線追蹤 ：對(duì)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(duì)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； ? 拓?fù)潢P(guān)系生成 ? 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； ? 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；斜軸拋物線平均加權(quán)法；樣條函數(shù)插值法。 d d d (0,0) ? 線的柵格化 ? Bresenham算法 一、矢量格式向柵格格式的轉(zhuǎn)換 ? 多邊形的柵格化 ? 內(nèi)部點(diǎn)擴(kuò)散法 ： ? 原理：由一個(gè)內(nèi)部的種子點(diǎn)開始，向其 8個(gè)方向的鄰點(diǎn)擴(kuò)散。 這樣只要根據(jù) e的符號(hào)就可確定下一個(gè)象素點(diǎn)的 Y坐標(biāo)增量。 ? 具體步驟如下： 1. 求出線段端點(diǎn)位置的行數(shù)差和列數(shù)差。 ),(21LBfyLBfX??? 存在變形 ? 不同的投影方法變形特征不同 二、投影變換 ? 數(shù)值變換 ： ? 類似于圖像幾何糾正，根據(jù)兩種投影在變換區(qū)內(nèi)的若干同名數(shù)字化點(diǎn)，采用插值法，或有限差分法，或有限元法，或待定系數(shù)法等，從而實(shí)現(xiàn)由一種投影的坐標(biāo)到另一種投影坐標(biāo)的變換 ? 解析法 ? 正解變換 ：通過建立一種投影變換為另一種投影的嚴(yán)密或近似的解析關(guān)系式，直接由一種投影的數(shù)字化坐標(biāo) x、 y變換到另一種投影的直角坐標(biāo) X、 Y ? 反解變換 ：由一種投影的坐標(biāo)反解出地理坐標(biāo) (x、 y→B 、 L)，然后將地理坐標(biāo)代人另一種投影的坐標(biāo)公式中 (B、 L→X 、 Y)，從而實(shí)現(xiàn)由一種投影的坐標(biāo)到另一種投影坐標(biāo)的變換 (x、 y→X 、 Y) 三 地理變換 ? 地理變換是一種 在地理坐標(biāo)系（基準(zhǔn)面）間轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的方法，當(dāng)將矢量數(shù)據(jù)從一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)變換到另一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)下時(shí)，如果矢量數(shù)據(jù)的變換涉及 基準(zhǔn)面 的改變時(shí)，需要通過地理變換來實(shí)現(xiàn)地理變換或基準(zhǔn)面平移 三參數(shù)方法 ： The simplest datum transformation method is a geocentric, or threeparameter, transformation. The eocentrictransformation models the differences between two datums in the X,Y,Z coordinate system. One datum isdefined with its center at 0,0,0. The center of the other datum is defined at some distance (ΔX,ΔY,ΔZ) in meters away. 三、 地理變換 七參數(shù)法： A more plex and accurate datum transformation is possible by adding four more parameters to a geocentric transformation. The seven parameters are three linear shifts (ΔX,ΔY,ΔZ), three angular rotations around eachaxis (rx,ry,rz), and scale factor(s). 三 地理變換 167。),(39。(baYXbbaaYX一、幾何糾正 ? 仿射變換 ? 特點(diǎn)： ? 直線變換后仍為直線 ? 平行線變換后的仍為平行線 ， 并保持簡(jiǎn)單的長(zhǎng)度比 ? 不同方向上上的長(zhǎng)度比發(fā)生變化 一、幾何糾正 ? 地形圖糾正 ? 四點(diǎn)糾正 ? 逐格網(wǎng)法 一、幾何糾正 ? 遙感影像糾正 ? 選用比例尺相近的 地形圖或正射影像圖 作參照，分別在參照?qǐng)D和遙感影像上選取同名地物點(diǎn)坐標(biāo) ? 地面控制點(diǎn) 一、幾何糾正 ? 二次和高次變換 A和 B代表三次以