gis空間數據結構ppt課件-資料下載頁
2025-05-12 05:15本頁面
【正文】 現數據的壓縮 。 又叫 行程編碼 或 變長編碼 游程編碼結構的目的是 壓縮柵格數據量，消除數據間的冗余 。 特別適用于二值圖像數據的表示 3）四叉樹數據結構 四元數 或 四分樹 （ 1）原理： 將空間區(qū)域按照四個象限進行遞歸分割(2nx 2n，且 n≥1)，直到子象限的數值單調為止 。凡數值 (特征碼或類型值 )里單調的單元，不論單元大小，均作為最后的存儲單元。如圖所示，圖(a)為區(qū)域 (暈線部分 )四分劃的過程；圖 (b)為該區(qū)域對應的四叉樹，其中樹根代表整個區(qū)域，樹的每個結點有四個兒子或者空，為空的結點稱為叫葉結點 ，葉結點對應于區(qū)域分割時數值單調的子象限。 四叉樹結構的基本思想是將一幅柵格地圖或圖像 等分為四部分。 逐塊檢查其格網屬性值 (或灰度 )，如果某個子區(qū)的所有格網值都相同，則這個子區(qū)就不再繼續(xù)分割，否則還要把這個子區(qū)再分割成四個子區(qū)。這樣 逐次地分割，直到每個子塊都只含有相同的屬性值 或灰度為止。 （ 2）建立四叉樹的方法 ① 自上而下方式 (“top－ down”) ：先檢測全區(qū)域，其值不單調時再四分劃，直到數值或內容單調為止。 其中 a、 b、 c、 d標號分別表示西北 (WN)、東北 (EN)、西南 (WS)、東南 (ES)四個子象限?？梢郧蟮萌我粚拥哪硞€子象限在全區(qū)的行列位置，并對這個位置范圍內的網格值進行檢測。 若數值單調，就不再細分 。按照這種方法，可以完成整個區(qū)域四叉樹的建立，但是需要大量的運算，因為一些已經劃分好的區(qū)塊會被重復檢測，特別是當 n x n的矩陣比較大，區(qū)域內容要素比較復雜時，用這種方法建立四叉樹的速度比較慢。 ② 自下而上方式 (“bottom－ up”) 先檢測 A(1， 1)、 A(1， 2)、 A(2， 1)、 A(2， 2)，然后是 A(1， 3)、 A(1， 4)、 A(2， 3)、 A(2， 4)等等。 若 4個格網值相同，則合并；反之，作為 4個葉結點記錄。依此逐層向上，直到最后生成根結點。 （ 3）四叉數的類型 ① 線性四叉樹編碼 ，計算好每個網格單元的地址， ADDRES（ I、 J）＝ 2*IB＋ JB， IB、 JB分別為行（ I）和列（ J）的二進制數形式。每個結點只存儲 3個量，即地址、深度和結點值。 ② 常規(guī)四叉樹編碼 ，四叉樹每個結點通常存儲6個量， 4個子結點指針、一個父結點指針 (根結點的父指針為空，葉結點的子指針為空 )和一個結點值。 （ 4） 四叉樹編碼法的優(yōu)點： 1） 容易而有效地計算多邊形的數量特征； 2） 陣列各部分的分辯率是可變的 ， 邊界復雜部分四叉樹較高即分級多 ， 分辯率也高 ， 而不需表示許多細節(jié)的部分則分級少 ， 分辯率低 ， 因而既可精確表示圖形結構又可減少存貯量； 3） 簡單柵格到四叉樹及四叉樹到簡單柵格結構比其它壓縮方法容易； 4） 多邊形中嵌套異類小多邊形的表示較方便 。 4）八叉樹 是為了表示三維數據和四維數據而發(fā)展起來的。 （ 1）八叉樹結構及其編碼 原理 就是將空間區(qū)域不斷地分解為 八個同樣大小的子區(qū)域 (即將一個六面的立方體再分解為八個相同大小的小立方體 )，分解的次數越多，子區(qū)域就越小，一直到同一區(qū)域的屬性單一為止。按 從下而上合并 的方式來說，就是將研究區(qū)空間先按一定的分辨率將三維空間劃分為三維柵格網，然后按規(guī)定的順序每次比較 8個相鄰的柵格單元，如果其屬性值相同則合并，否則就記盤。依次遞歸運算，直到每個子區(qū)域均為單值為止。 （ 2）常規(guī)八叉樹和線性八叉樹 ① 常規(guī)八叉樹 的結點要記錄十個值，即八個指向子結點的指針，一個指向父結點的指針和一個屬性值 (或標識號 )。 ② 線性八叉樹 則只需要記錄葉結點的地址碼和屬性值。主要優(yōu)點是， 一是節(jié)省存儲空間 ，因為只需對葉結點編碼，節(jié)省了大量中間結點的存儲。其次， 線性八叉樹可直接尋址 ，通過其坐標值則能計算出任何輸入結點的定位碼 (稱編碼 )，而不必實際建立八叉樹，并且定位碼本身就是坐標的另一種形式，不必有意去存儲坐標值。若需要的話還能從定位碼中獲取其坐標值 (稱解碼 )；第三， 所產生的定位碼容易存儲和執(zhí)行，容易實現集合、相加等組合操作 ；此外，如果應用任務很大致使在核心存儲器中不能容納所有定位碼時，也 可以將定位碼安排在 B樹中，以便劃分成許多頁面，并存儲在外圍設備中 。 3． 3 矢量與柵格數據結構的比較 原則 是： 數據采集采用矢量數據結構 ，有利于保證空間實體的幾何精度和拓撲特性的描述；而 空間分析則主要采用柵格數據結構 ，有利于加快系統(tǒng)數據的運行速度和分析應用的進程。 167。 4 空間數據結構的建立 4． 1 矢量數據的輸入與編輯 矢量數據的輸入過程 是產生和矢量數據結構相適應的 GIS空間數據的過程， 即將經分類和編碼的地理要素的圖形，轉換為一系列 x， y坐標，然后將這些坐標記錄按照確定的數據結構格式，加入到線段或標識點的計算機文件中去 。包括：手扶跟蹤數字化儀輸人、掃描矢量化輸入、解析測圖儀數據輸入及其他數據傳輸和轉換輸人等。 4． 2 柵格數據的輸入與編輯 輸入 ：是產生和柵格數據結構相適應的 GIS空間數據的過程。 包括： 透明格網采集輸入、掃描數字化輸入及其他數據傳輸和轉換輸入等。 思考題與作業(yè) 1． GIS的對象是什么 ? 地理實體有什么特點 ? 2．地理實體數據的特征是什么？請列舉出某些類型的空間數據 . 3．矢量數據與柵格數據的區(qū)別是什么？它們有什么共同點嗎？ 4．矢量數據、柵格數據的類型與特點？ 5．柵格數據的運算具有什么特點？ 6. 矢量與柵格一體化的數據結構有什么好處？
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