【正文】 dependent Map Encoding) ABCDOabcdefghijklmn123456789101112線號 左多邊形 右多邊形 起點 終點 a O A 1 8 b O A 2 1 c O B 3 2 d O B 4 3 e O B 5 4 f O C 6 5 g O C 7 6 h O C 8 7 i C A 8 9 j C B 9 5 k C D 12 10 l C D 11 12 m C D 10 11 n B A 9 2 這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)除了通過線文件生成面文件外，還需要點文件 2022/5/29 127 鏈狀雙重獨立式 ? 鏈狀雙重獨立式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是 DIME數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一種改進。在 DIME中，一條邊只能用直線兩端點的序號及相鄰的面域來表示，而在鏈狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，將若干直線段合為一個弧段（或鏈段），每個弧段可以有許多中間點。 ? 在鏈狀雙重獨立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，主要有四個文件：多邊形文件、弧段文件、弧段坐標文件、結(jié)點文件。 2022/5/29 128 弧段文件 弧段號 起始點 終結(jié)點 左多邊形 右多邊形 a 5 1 O A b 8 5 E A c 16 8 E B d 19 5 O E e 15 19 O D f 15 16 D B g 1 15 O B h 8 1 A B i 16 19 D E j 31 31 B C 弧段坐標文件 弧段號 點 號 a 5,4,3,2,1 b 8,7,6,5 c 16,17,8 d 19,18,5 e 15,23,22,21,20,19 f 15,16, g 1,10,11,12,13,14,15 h 8,9,1 i 16,19 j 31,30,29,28,27,26,25,24,31 鏈狀雙重獨立式 12345678910111213141516171819202122232425262728293031多邊形文件 多邊形號 弧段號 周長 面積 中心點坐標 A h,b,a B g,f,c,h,j C j D e,i,f E e,i,d,b 2022/5/29 129 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的屬性數(shù)據(jù)表達 ? 屬性特征類型 ? 類別特征：是什么 ? 說明信息：同類目標的不同特征 ? 屬性特征表達 ? 類別特征：類型編碼 ? 說明信息：屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和表格 ? 屬性表的內(nèi)容取決于用戶 ? 圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的連接通過目標識別符或內(nèi)部記錄號實現(xiàn)。 2022/5/29 130 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的表達 點狀 對象 目標標識 目標標識 地物編碼 坐 標 關(guān)聯(lián)的線目標 精度 控制點等級 測量單位 測量年限 線狀 對象 目標標識 目標標識 地物編碼 坐 標串 起點、終點、左面、右面 路面材料 等級 修建時間 寬度 管養(yǎng)單位 ?? ?? 面狀 對象 目標標識 目標標識 地物編碼 邊界目標號 建筑日期 所有者 建筑面積 建筑單位 結(jié)構(gòu) ?? 空 間 對 象 地物編碼 地物名稱 制圖顏色 幾何類型 制圖符號編碼 屬性表明 地物類型特征與制圖屬性 2022/5/29 131 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點 ? 用離散的點描述空間對象與特征，定位明顯，屬性隱含 ? 用拓撲關(guān)系描述空間對象之間的關(guān)系 ? 面向目標操作，精度高，數(shù)據(jù)冗余度小 ? 與遙感等圖象數(shù)據(jù)難以結(jié)合 ? 輸出圖形質(zhì)量號，精度高 2022/5/29 132 ? 柵格數(shù)據(jù)表現(xiàn)連續(xù)的數(shù)據(jù)。柵格中的每一個像元（或像素）是一個測量單元。 ? 柵格數(shù)據(jù)集的一個優(yōu)點就是以連續(xù)數(shù)據(jù)的形式存貯和操作，這些數(shù)據(jù)可以是高程、水量表、污染物濃度或環(huán)境噪聲的級別。 ? 柵格數(shù)據(jù)集最常見的來源是衛(wèi)星影像或航空相片。柵格數(shù)據(jù)集也可以是一個要素（如建筑物）的照片。 模擬影像或采樣數(shù)據(jù) 2022/5/29 133 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ? 柵格結(jié)構(gòu) 是指將地球表面劃分為大小均勻緊密相鄰的網(wǎng)格陣列，每個網(wǎng)格作為一個象元或象素由行、列定義，并包含一個代碼表示該象素的屬性類型或量值，或僅僅包括指向其屬性記錄的指針。因此，柵格結(jié)構(gòu)是以規(guī)則的陣列來表示空間地物或現(xiàn)象分布的數(shù)據(jù)組織，組織中的每個數(shù)據(jù)表示地物或現(xiàn)象的非幾何屬性特征。 （ a）三角形 （ b） 菱形 （ c) 六邊形 2022/5/29 134 ?在柵格結(jié)構(gòu)中，用離散的量化柵格值表示空間對象 ?點用一個柵格單元表示； ?線狀地物沿線走向的一組相鄰柵格單元表示，每個柵格單元最多只有兩個相鄰單元在線上； ?面或區(qū)域用記有區(qū)域?qū)傩缘南噜彇鸥駟卧募媳硎?，每個柵格單元可有多于兩個的相鄰單元同屬一個區(qū)域。 點 線 面 2022/5/29 135 柵格結(jié)構(gòu)： ? 由于柵格結(jié)構(gòu)是按一定的規(guī)則排列的，所表示的實體位置很容易隱含在網(wǎng)格文件的存儲結(jié)構(gòu)中，且行列坐標可以很容易地轉(zhuǎn)為其它坐標系下的坐標。在網(wǎng)格文件中每個代碼本身明確地代表了實體的屬性或?qū)傩缘木幋a。 ? 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是像元陣列，每個像元的行列號確定位置，用像元值表示空間對象的類型、等級等特征。 ? 每個柵格單元只能存在一個值。 2022/5/29 136 柵格結(jié)構(gòu)的特點： 柵格結(jié)構(gòu)的顯著特點是： 屬性明顯，定位隱含 ，即數(shù)據(jù)直接記錄屬性本身，而所在位置則根據(jù)行列號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的坐標，即定位是根據(jù)數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)集中的位置得到的。柵格結(jié)構(gòu)用一個固定大小的點 (象元）來表達基本的點元素，表達數(shù)據(jù)的精度依據(jù)象元的大小來界定。 2022/5/29 137 柵格單元的大小： 柵格模型的表達與分辨率密切相關(guān)，所以，同樣屬性的空間 對象（如公路）在高分辨率的情況下將占據(jù)更多的像元或存 儲單元 。 柵格文件的大小是由分辨率決定的，在高分辨率的 情況下所需的存儲空間很大。 2022/5/29 138 ? 一般的，我們通過保證最小多邊形的精度標準來確定格網(wǎng)的大小。 柵格單元的大小 ： A H H/2 A ? ? 2/1)( m in21 iAH ?2022/5/29 139 柵格單元的代碼表示： One Pixel 中心點法 用處于柵格中心處的地物類型決定柵格 代碼，常用于具有連續(xù)分布特性的地理 要素，如降雨量分布、人口密度圖等。 面積占優(yōu)法 以占矩形區(qū)域面積最大的地物類型決定 柵格單元的代碼，常用于分類較細，地 物類別斑塊較小的情況。 重要性法 根據(jù)柵格內(nèi)不同地物的重要性，選取最 重要的地物類型決定相應(yīng)的柵格單元代 碼，常用于具有特殊意義而面積較小的 地理要素，如城鎮(zhèn)、交通樞紐。 長度占優(yōu)法 根據(jù)矩形區(qū)域內(nèi)線段最長的實體的屬性來確定。 2022/5/29 140 幾何偏差 ? 如 ac距離以像元邊線計算為 7，以像元為單位則為 4。 ? 三角形的面積為 6個平方單位，而右圖中則為 7個平方單位，這種誤差隨像元的增大而增加。 屬性偏差 a b c 3 4 5 a b c ac距離 : 7/4 (5) 面積 : 7 (6) 2022/5/29 141 柵格數(shù)據(jù)組織 ： 坐標系與描述參數(shù) Y：列 X：行 西南角格網(wǎng)坐標 （ XWS， YWS） 格網(wǎng)分辨率 2022/5/29 142 柵格數(shù)據(jù)組織： 柵格矩陣（ Raster Matrix) ? Raster數(shù)據(jù)是二維表面上地理數(shù)據(jù)的離散量化值，每一層的 pixel值組成像元陣列（即二維數(shù)組），其中行、列號表示它的位置。 ? 例如影像： A A A A A B B B A A B B A A A B 在計算機內(nèi)是一個 4*4階的矩陣。但在外部設(shè)備上，通常是以左上角開始逐行逐列存貯。如上例存貯順序為： A A A A A B B B A A B B A A A B 當(dāng)每個像元都有唯一一個屬性值時，一層內(nèi)的編碼就需要 m行 n列個存儲單元。 2022/5/29 143 柵格數(shù)據(jù)組織 2022/5/29 144 柵格數(shù)據(jù)組織 （其他方式） 柵格數(shù)據(jù)文件 像元 1 X坐標 Y坐標 層 2屬性值 層 1屬性值 ? 層 n屬性值 ? 像元 2 像元 n 柵格數(shù)據(jù)文件 層 1 像元 1 層 2 ? X,Y,屬性值 像元 2 X,Y,屬性值 ? ? 像元 n X,Y,屬性值 層 n 柵格數(shù)據(jù)文件 層 1 多邊形 1 層 2 ? 屬性值 像元 1坐標 ? 多邊形 N 像元 n坐標 層 n 2022/5/29 145 柵格單元的編碼方法： 直接?xùn)鸥窬幋a — 網(wǎng)格文件或柵格文件 直接編碼就是將柵格數(shù)據(jù)看作一個數(shù)據(jù)矩陣，逐行（或逐 列）逐個記錄代碼，可以每行都從左到右逐個象元記錄， 也可以奇數(shù)行地從左到右而偶數(shù)行地從右向左記錄，還可 采用其他特殊的順序。 2022/5/29 146 直接?xùn)鸥窬幋a 0 2 2 5 5 5 5 5 2 2 2 2 2 5 5 5 0 0 0 0 0 3 3 3 2 2 2 2 3 3 5 5 0 0 2 3 3 3 5 5 0 0 3 3 3 3 5 3 0 0 0 3 3 3 3 3 0 0 0 0 3 3 3 3 0， 2， 2， 5， 5， 5， 5， 5；2， 2， 2， 2， 2， 5， 5， 5；2， 2， 2， 2， 3， 3， 5， 5；0， 0， 2， 3， 3， 3， 5， 5；0， 0， 3， 3， 3， 3， 5， 3；0， 0， 0， 3， 3， 3， 3， 3；0， 0， 0， 0， 3， 3， 3， 3；0， 0， 0， 0， 0， 3， 3， 3。 這種記錄柵格數(shù)據(jù)的文件常稱為柵格文件，且常在文件頭中存有該柵格數(shù)據(jù)的長和寬，即行數(shù)和列數(shù)。這樣，具體的象元值就可連續(xù)存儲了。其特點是處理方便，但沒有壓縮。 2022/5/29 147 柵格單元的編碼方法： 壓縮編碼方法 目前有一系列柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼方法，如 鏈碼、游程 長度編碼、塊碼和四叉樹編碼 等。其目的，就是用盡可能 少的數(shù)據(jù)量記錄盡可能多的信息，其類型又有信息無損編 碼和信息有損編碼之分。信息無損編碼是指編碼過程中沒 有任何信息損失，通過解碼操作可以完全恢復(fù)原來的信息 ，信息有損編碼是指為了提高編碼效率，最大限度地壓縮 數(shù)據(jù)，在壓縮過程中損失一部分相對不太重要的信息，解 碼時這部分難以恢復(fù)。在地理信息系統(tǒng)中多采用信息無損 編碼，而對原始遙感影像進行壓縮編碼時，有時也采取有 損壓縮編碼方法。 2022/5/29 148 原理 ：由起點位置和一系列按某些基本方向編碼的單位矢量鏈表示 。 8個基本方向自 0176。 開始按順時針方向代碼分別為 0，1， 2， 3， 4， 5， 6， 7。 單位矢量的長度默認為一個柵格單元 。 鏈碼 （ Chain Codes） ?鏈碼 又稱為弗里曼鏈碼 [Freeman]或邊界鏈碼 。主要是記錄線狀地物和面狀地物的邊界 。 6 70123452022/5/29 149 ? 線： 1， 5， 3， 2， 2， 3， 3， 2， 3， ? 面： 5， 8， 3， 2， 4， 4， 6， 6， 7， 6， 0， 2， 1 32233233246676021起始點起始點6 7012345鏈碼編碼示例 2022/5/29 150 ?優(yōu)點：鏈碼可以有效地壓縮柵格數(shù)據(jù)，而且對于估算面積、長度、轉(zhuǎn)折方向的凹凸度等運算十分方便，比較適合于存儲圖形數(shù)據(jù)。 ?缺點：對邊界進行合并和插入等修改編輯工作比較困難，對局部的修改將改變整體結(jié)構(gòu)，效率較低，而且由于鏈碼以每個區(qū)域為單位存儲邊界，相鄰區(qū)域的邊界將被重復(fù)存儲而產(chǎn)生