gis空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)ppt課件-資料下載頁
2025-05-12 05:15本頁面
【正文】 現(xiàn)數(shù)據(jù)的壓縮 。 又叫 行程編碼 或 變長編碼 游程編碼結(jié)構(gòu)的目的是 壓縮柵格數(shù)據(jù)量，消除數(shù)據(jù)間的冗余 。 特別適用于二值圖像數(shù)據(jù)的表示 3）四叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 四元數(shù) 或 四分樹 （ 1）原理： 將空間區(qū)域按照四個(gè)象限進(jìn)行遞歸分割(2nx 2n，且 n≥1)，直到子象限的數(shù)值單調(diào)為止 。凡數(shù)值 (特征碼或類型值 )里單調(diào)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?qū)?yīng)的四叉樹，其中樹根代表整個(gè)區(qū)域，樹的每個(gè)結(jié)點(diǎn)有四個(gè)兒子或者空，為空的結(jié)點(diǎn)稱為叫葉結(jié)點(diǎn) ，葉結(jié)點(diǎn)對應(yīng)于區(qū)域分割時(shí)數(shù)值單調(diào)的子象限。 四叉樹結(jié)構(gòu)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(wǎng)屬性值 (或灰度 )，如果某個(gè)子區(qū)的所有格網(wǎng)值都相同，則這個(gè)子區(qū)就不再繼續(xù)分割，否則還要把這個(gè)子區(qū)再分割成四個(gè)子區(qū)。這樣 逐次地分割，直到每個(gè)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(diào)時(shí)再四分劃，直到數(shù)值或內(nèi)容單調(diào)為止。 其中 a、 b、 c、 d標(biāo)號分別表示西北 (WN)、東北 (EN)、西南 (WS)、東南 (ES)四個(gè)子象限?？梢郧蟮萌我粚拥哪硞€(gè)子象限在全區(qū)的行列位置，并對這個(gè)位置范圍內(nèi)的網(wǎng)格值進(jìn)行檢測。 若數(shù)值單調(diào)，就不再細(xì)分 。按照這種方法，可以完成整個(gè)區(qū)域四叉樹的建立，但是需要大量的運(yùn)算，因?yàn)橐恍┮呀?jīng)劃分好的區(qū)塊會被重復(fù)檢測，特別是當(dāng) n x n的矩陣比較大，區(qū)域內(nèi)容要素比較復(fù)雜時(shí)，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(gè)格網(wǎng)值相同，則合并；反之，作為 4個(gè)葉結(jié)點(diǎn)記錄。依此逐層向上，直到最后生成根結(jié)點(diǎn)。 （ 3）四叉數(shù)的類型 ① 線性四叉樹編碼 ，計(jì)算好每個(gè)網(wǎng)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(jìn)制數(shù)形式。每個(gè)結(jié)點(diǎn)只存儲 3個(gè)量，即地址、深度和結(jié)點(diǎn)值。 ② 常規(guī)四叉樹編碼 ，四叉樹每個(gè)結(jié)點(diǎn)通常存儲6個(gè)量， 4個(gè)子結(jié)點(diǎn)指針、一個(gè)父結(jié)點(diǎn)指針 (根結(jié)點(diǎn)的父指針為空，葉結(jié)點(diǎn)的子指針為空 )和一個(gè)結(jié)點(diǎn)值。 （ 4） 四叉樹編碼法的優(yōu)點(diǎn)： 1） 容易而有效地計(jì)算多邊形的數(shù)量特征； 2） 陣列各部分的分辯率是可變的 ， 邊界復(fù)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(xì)節(jié)的部分則分級少 ， 分辯率低 ， 因而既可精確表示圖形結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)和四維數(shù)據(jù)而發(fā)展起來的。 （ 1）八叉樹結(jié)構(gòu)及其編碼 原理 就是將空間區(qū)域不斷地分解為 八個(gè)同樣大小的子區(qū)域 (即將一個(gè)六面的立方體再分解為八個(gè)相同大小的小立方體 )，分解的次數(shù)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(wǎng)，然后按規(guī)定的順序每次比較 8個(gè)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(yùn)算，直到每個(gè)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(jié)點(diǎn)要記錄十個(gè)值，即八個(gè)指向子結(jié)點(diǎn)的指針，一個(gè)指向父結(jié)點(diǎn)的指針和一個(gè)屬性值 (或標(biāo)識號 )。 ② 線性八叉樹 則只需要記錄葉結(jié)點(diǎn)的地址碼和屬性值。主要優(yōu)點(diǎn)是， 一是節(jié)省存儲空間 ，因?yàn)橹恍鑼θ~結(jié)點(diǎn)編碼，節(jié)省了大量中間結(jié)點(diǎn)的存儲。其次， 線性八叉樹可直接尋址 ，通過其坐標(biāo)值則能計(jì)算出任何輸入結(jié)點(diǎn)的定位碼 (稱編碼 )，而不必實(shí)際建立八叉樹，并且定位碼本身就是坐標(biāo)的另一種形式，不必有意去存儲坐標(biāo)值。若需要的話還能從定位碼中獲取其坐標(biāo)值 (稱解碼 )；第三， 所產(chǎn)生的定位碼容易存儲和執(zhí)行，容易實(shí)現(xiàn)集合、相加等組合操作 ；此外，如果應(yīng)用任務(wù)很大致使在核心存儲器中不能容納所有定位碼時(shí)，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(shè)備中 。 3． 3 矢量與柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的比較 原則 是： 數(shù)據(jù)采集采用矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ，有利于保證空間實(shí)體的幾何精度和拓?fù)涮匦缘拿枋?；?空間分析則主要采用柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ，有利于加快系統(tǒng)數(shù)據(jù)的運(yùn)行速度和分析應(yīng)用的進(jìn)程。 167。 4 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的建立 4． 1 矢量數(shù)據(jù)的輸入與編輯 矢量數(shù)據(jù)的輸入過程 是產(chǎn)生和矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的 GIS空間數(shù)據(jù)的過程， 即將經(jīng)分類和編碼的地理要素的圖形，轉(zhuǎn)換為一系列 x， y坐標(biāo)，然后將這些坐標(biāo)記錄按照確定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)格式，加入到線段或標(biāo)識點(diǎn)的計(jì)算機(jī)文件中去 。包括：手扶跟蹤數(shù)字化儀輸人、掃描矢量化輸入、解析測圖儀數(shù)據(jù)輸入及其他數(shù)據(jù)傳輸和轉(zhuǎn)換輸人等。 4． 2 柵格數(shù)據(jù)的輸入與編輯 輸入 ：是產(chǎn)生和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的 GIS空間數(shù)據(jù)的過程。 包括： 透明格網(wǎng)采集輸入、掃描數(shù)字化輸入及其他數(shù)據(jù)傳輸和轉(zhuǎn)換輸入等。 思考題與作業(yè) 1． GIS的對象是什么 ? 地理實(shí)體有什么特點(diǎn) ? 2．地理實(shí)體數(shù)據(jù)的特征是什么？請列舉出某些類型的空間數(shù)據(jù) . 3．矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)的區(qū)別是什么？它們有什么共同點(diǎn)嗎？ 4．矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)的類型與特點(diǎn)？ 5．柵格數(shù)據(jù)的運(yùn)算具有什么特點(diǎn)？ 6. 矢量與柵格一體化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有什么好處？
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