【正文】 值，凡高于閾值的灰度取 1，低于閾值的灰度取 0。設(shè)閾值為 ，則二值化后的像元灰度值為： ? 式中 f(i,j)為原像元灰度。 ? 二值圖像中的圖形用 1表示，背景用 0表示。 （ ） 兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的互換 柵格向矢量轉(zhuǎn)換 ??細(xì)化 也稱為柵格數(shù)據(jù)的軸化，就是將占用多個(gè)柵格寬度的 圖形要素縮減為只有單個(gè)柵格寬度的圖形要素的過程。 ? 剝皮法 ? 骨架法 （ ） 兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的互換 柵格向矢量轉(zhuǎn)換 （ 1）剝 皮 法 ? 概念： 剝皮法就是每次刪掉外層的一些柵格，直到最后 留下彼此連通的由單個(gè)柵格組成的圖形。 ? 具體做法： 用一個(gè) 3*3的柵格窗口，在柵格圖上逐個(gè)檢查每個(gè)柵格元。被查柵格能否刪去，由以該柵格為中心的組合圖來決定。 ? 原則： 不允許剝?nèi)?dǎo)致圖形不連通的柵格，也不能在圖形中形成孔。 ? 柵格組合圖 1 1 1 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 50 可將中心點(diǎn)剝?nèi)サ慕M合格式有 19種： ? 具體做法 ? 掃描全圖，凡是像元值為 1的柵格都用 V值取代。 V值是該柵格與北、東和北東三個(gè)相鄰柵格像元值之和，即 ? 在 V值圖上保留最大 V值的柵格，刪去其他柵格，但必須保證連通。因?yàn)樽畲?V值的柵格只能分布在圖形的中心線上（骨架上），因此選取最大值柵格的過程就是細(xì)化的過程。 （ 2）骨 架 法 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 2 4 1 0 3 1 0 0 0 0 0 0 0 4 0 3 3 4 4 1 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 2 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 ? 跟 蹤 ? 細(xì)化后的二值圖像形成了骨架圖，跟蹤就 是把骨架轉(zhuǎn)換為矢量圖形的坐標(biāo)序列。 ? 類似于柵格采用鏈碼的柵格跟蹤過程，找出線段經(jīng)過的柵格。 ? 將柵格（ i， j）坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成直角坐標(biāo)（ X,Y） 格網(wǎng)中心點(diǎn)坐標(biāo)： )2()2(m a xm i nYiYYYXjXXX????????????? 跟 蹤 ? 其基本步驟為： ，從上向下搜索線劃起始點(diǎn)，并記 下坐標(biāo)。 8個(gè)方向追蹤點(diǎn)，若沒有，則本條線 的追蹤結(jié)束，轉(zhuǎn) (1)進(jìn)行下條線的追蹤；否則記 下坐標(biāo)。 ，轉(zhuǎn) 2176。 。 （ ） 兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的互換 柵格向矢量轉(zhuǎn)換 ① 基本步驟： 多邊形 (面實(shí)體 )的柵格數(shù)據(jù)向矢量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換實(shí)質(zhì)上就是將空間具有相同屬性代碼的柵格象元集合表示為以邊界弧段以及邊界的拓?fù)湫畔⑺_定的多邊形區(qū)域 。 ?多邊形邊界提取 ?邊界線追蹤 ?拓?fù)潢P(guān)系生成 ?去除多余點(diǎn)及曲線圓滑 ?基于窗口匹配的矢量化 （ ） 兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的互換 柵格向矢量轉(zhuǎn)換 ② 雙邊界搜索算法 基本思想 :通過邊界提取 ,將左右多邊形信息保存 在邊界點(diǎn)上 ,每條邊界弧段由兩個(gè)并行的邊界鏈組 成 ,以分別記錄該邊界弧段的左右多邊形編號。 具體步驟： ? 邊界點(diǎn)和結(jié)點(diǎn)的提取。 ? 邊界線搜索與左右多邊形信息記錄。 ? 多余點(diǎn)去除。 （ ） 兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的互換 柵格向矢量轉(zhuǎn)換 ⑴ 邊界點(diǎn)和結(jié)點(diǎn)的提?。? 以 2*2柵格陣列作為活動窗口，沿行、列方向掃描全 圖，由此區(qū)域內(nèi)的四個(gè)柵格數(shù)據(jù)的組合形式判定。 1)若四個(gè)柵格僅有兩個(gè)不同編號且對角線上編號不完全相同，則為邊界點(diǎn)，并保留各柵格所有多邊形編號。 2)若四個(gè)柵格有三個(gè)或四個(gè)不同的編號為結(jié)點(diǎn)。 3)若四個(gè)柵格有 二個(gè)不同的編號且對角線上編號完全相同 為結(jié)點(diǎn)。 （ ） 兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的互換 柵格向矢量轉(zhuǎn)換 ⑴ 邊界點(diǎn)和結(jié)點(diǎn)的提?。? a b c d a a b c a b a c a a b b a b a b a a a b a a b a a b b b b a b b a b c b a b c a a b c c a b b c a b b a 邊界點(diǎn)的6種情況 結(jié)點(diǎn)的8種情況 （ ） 兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的互換 柵格向矢量轉(zhuǎn)換 ⑵ 邊界線的搜索與左右多邊形信息記錄： 以某一個(gè)結(jié)點(diǎn)為起始點(diǎn)，向任一相鄰單位搜索，搜索方向由進(jìn)入方向和本單位結(jié)構(gòu)決定，到達(dá)另一結(jié)點(diǎn)形成一條弧段，結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)由組成結(jié)點(diǎn)的四個(gè)柵格單元的行列號決定，弧段左右多邊形信息由邊界點(diǎn)決定。 ⑶ 多余點(diǎn)的去除： 某一弧段上連續(xù)三點(diǎn)，若滿足直線方程，則中間一點(diǎn)予以去除。 a a b b a b a b a a a b a a b a a b b b a b a a （ ） 兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的互換 柵格向矢量轉(zhuǎn)換 （ ） 兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的互換 柵格向矢量轉(zhuǎn)換 0 0 0 0 0 b a 0 0 0 a 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 b a 0 0 0 a 0 0 0 0 0 柵格多邊形 邊界點(diǎn)和結(jié)點(diǎn) 多余點(diǎn)去除 邊界搜索 0 0 0 0 0 b a 0 0 0 a 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 b a 0 0 0 a 0 0 0 0 0 （ ）柵格 矢量數(shù)據(jù)一體化結(jié)構(gòu) 矢量與柵格數(shù)據(jù)，按照傳統(tǒng)的觀念，認(rèn)為是兩類完全不同性質(zhì)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，當(dāng)利用它們來表達(dá)空間目標(biāo)時(shí)，對于線狀實(shí)體，人們習(xí)慣使用矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對于面狀實(shí)體，在基于矢量的 GIS中，主要使用邊界表達(dá)法，而在基于柵格的 GIS中，一般用元子空間填充表達(dá)法。 由此，人們聯(lián)想到對用矢量方法表示的線狀實(shí)體，是不是也可以采用元子空間填充法來表示，即在 數(shù)字化一個(gè)線狀實(shí)體時(shí)，除記錄原始取樣點(diǎn)外，還記錄所通過的柵格 。同樣， 每個(gè)面狀地物除記錄它的多邊形邊界外，還記錄中間包含的柵格 。 為了建立矢量與柵格一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，要對點(diǎn)、線、 面目標(biāo)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲要求作如下的統(tǒng)一約定 : (1)對點(diǎn)狀目標(biāo) ，因?yàn)闆]有形狀和面積，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部只需要表示該 點(diǎn)的一個(gè)位置數(shù)據(jù)及與結(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的弧段信息。 (2)對線狀目標(biāo) ，它有形狀，但沒有面積，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部需用一組元 子來填滿整個(gè)路徑，并表示該弧段相關(guān)的拓?fù)湫畔ⅰ? (3)對面狀目標(biāo) ，它既有形狀，又有面積，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部需表示由元 子填滿路徑的組邊界和由邊界組成的緊湊空間 。 （ ）柵格 矢量數(shù)據(jù)一體化結(jié)構(gòu) 由于柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的精度較低，需利用細(xì)分格網(wǎng)的方法，來提高點(diǎn)、線和面狀目標(biāo)邊界線的數(shù)據(jù)表達(dá)精度。在有點(diǎn)、線目標(biāo)通過的基本格網(wǎng)內(nèi)，再細(xì)分成 256 256個(gè)細(xì)格網(wǎng)。當(dāng)精度要求較低時(shí)，也可以細(xì)分成 16 l6個(gè)細(xì)格網(wǎng) 。 （ ）柵格 矢量數(shù)據(jù)一體化結(jié)構(gòu) 為使數(shù)據(jù)格式一致，基本格網(wǎng)和細(xì)分格網(wǎng)都采用線性四叉樹的編碼方法，將采樣點(diǎn)和線性目標(biāo)與基本格網(wǎng)的交點(diǎn)用兩個(gè) Morton碼表示 (均用十進(jìn)制 Morton碼，簡稱 M碼 )。 其中， M1表示該點(diǎn) (取樣點(diǎn)或附加的交叉點(diǎn) )所在的基本格網(wǎng)地址碼， M2表示該點(diǎn)對應(yīng)的細(xì)分格網(wǎng)的 Morton碼 ，即 M1和M2是將同一對 X、 Y坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成的兩個(gè) Morton碼。 （ ）柵格 矢量數(shù)據(jù)一體化結(jié)構(gòu) 點(diǎn)狀地物和結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) （ ）柵格 矢量數(shù)據(jù)一體化結(jié)構(gòu) — 設(shè)計(jì) 點(diǎn)狀地物僅有位置、沒有形狀和面積，不必將點(diǎn)狀地物作為一個(gè)覆蓋層分解為四叉樹，只要 將點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為地址碼 M1 和 M2 ,而不管整個(gè)構(gòu)形是否為四叉樹。 這種結(jié)構(gòu) 簡單靈活 ，便于點(diǎn)的插入和刪除，還能處理一個(gè)柵格內(nèi)包含多個(gè)點(diǎn)狀目標(biāo)的情況。所有點(diǎn)狀地物以及弧段之間的結(jié)點(diǎn)可以用一個(gè)文件表示。 點(diǎn)狀地物和結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) （ ）柵格 矢量數(shù)據(jù)一體化結(jié)構(gòu) — 設(shè)計(jì) 點(diǎn)標(biāo)識號 M1 M2 高程 Z … … … … … … … … 10025 43 4082 432 10026 105 7725 463 … … … … … … … … 線狀地物的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) （ ）柵格 矢量數(shù)據(jù)一體化結(jié)構(gòu) — 設(shè)計(jì) 線狀地物有形狀沒有面積，和點(diǎn)狀地物一樣不必用一個(gè)完全的覆蓋層分解四叉樹，而只要 用一串?dāng)?shù)據(jù)表達(dá)每個(gè)線狀地物的路徑 即可。 線狀地物的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) （ ）柵格 矢量數(shù)據(jù)一體化結(jié)構(gòu) — 設(shè)計(jì) 一個(gè)線狀地物可能有幾條弧段組成，所以應(yīng)先建立 一個(gè)弧段數(shù)據(jù)文件 。 一條弧段的中間點(diǎn)不僅包含原始取樣點(diǎn)，而且要將 該線狀地物經(jīng)過的所有柵格的地址全部記錄下來。 線狀地物的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) （ ）柵格 矢量數(shù)據(jù)一體化結(jié)構(gòu) — 設(shè)計(jì) 弧標(biāo)識號 起始點(diǎn)號 終止點(diǎn)號 中間點(diǎn)串（ M1,M2， Z） … … … … … … … … 20228 10025 10026 58,749,435,92,4377,439… 20229 10026 10032 90,432,502,112,4412,496… … … … … … … … … 線標(biāo)識號 弧段標(biāo)識號 … … … … 30031 20228,20229 30032 20222,20228,20229 … … … … 線狀地物的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) （ ）柵格 矢量數(shù)據(jù)一體化結(jié)構(gòu) — 設(shè)計(jì) 這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比單純的矢量結(jié)構(gòu) 增加了一定的存儲 量 ，但它 解決了線狀地物的四叉樹表達(dá)問題 ，使它與點(diǎn) 狀、面狀地物一起建立統(tǒng)一的基于線性四叉樹編碼的數(shù) 據(jù)結(jié)構(gòu)體系。這對于點(diǎn)狀地物與線狀地物相交，線狀地 物之間的相交，以及線狀地物與面狀地物相交的查詢問 題變得相當(dāng)簡便和快速。 面狀地物的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) （ ）柵格 矢量數(shù)據(jù)一體化結(jié)構(gòu) — 設(shè)計(jì) 根據(jù)對面狀地物的約定， 一個(gè)面狀地物應(yīng)記錄邊界 和邊界所包圍的整個(gè)面域。 其中邊界由弧段組成，它同 樣引用弧段結(jié)構(gòu)表的弧段信息。面域信息則由線性四叉 樹或二維行程編碼表示。 （ ）柵格 矢量數(shù)據(jù)一體化結(jié)構(gòu) — 設(shè)計(jì) （ ）柵格 矢量數(shù)據(jù)一體化結(jié)構(gòu) — 設(shè)計(jì) （ ）柵格 矢量數(shù)據(jù)一體化結(jié)構(gòu) — 設(shè)計(jì) 帶指針的二維行程表 弧段文件 面文件 （ ）柵格 矢量數(shù)據(jù)一體化結(jié)構(gòu) — 設(shè)計(jì) 這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是 面向地物 的，具有 矢量 的特點(diǎn)。通過面狀地物的標(biāo)識號可以找到它的邊界弧段并順著指針提取所有的中間面塊。同時(shí)它又具有 柵格 的全部特性， 二維行程本身就是面向位置的結(jié)構(gòu) ， Morton碼表達(dá)了位置的相互關(guān)系，前后 M碼之差 隱含了該子塊的大小 。給出任意一點(diǎn)的位置都可在 帶指針的二維行程表 中順著指針找到面狀地物的標(biāo)識號確定是哪一個(gè)地物。 復(fù)雜地物的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) （ ）柵格 矢量數(shù)據(jù)一體化結(jié)構(gòu) — 設(shè)計(jì) 由幾個(gè)或幾種點(diǎn)、線、面狀簡單地物組成的地物稱為復(fù)雜地物 。 例如將一條公路上的中心線、交通燈、立交橋等組合為一個(gè)復(fù)雜地物，用一個(gè)標(biāo)識號表示。