3空间数据管理方法

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
时这部分难以恢复
压缩编码方式
• 在地理信息系统中的压缩编码多采用信息无损
编码,而对原始遥感影像进行压缩时也可以采 取有损压缩编码方法。
压缩编码方式
1 链码(Chain Codes)
• 链式编码又称为弗里曼链码(Freeman,1961)或
边界链码。该编码方法将数据表示为由某一原点 开始并按某些基本方向确定的单位矢量链。 • 基本方向可定义为:东=0,东南=1,南=2,西 南=3,西=4,西北=5,北=6,东北=7 等八 个基本方向。
Grid
Area
Triangles
Hexagons
栅格数据结构示例
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 2 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
引申思考:栅格数据的投影与变形问题?
栅格数据的形状、尺寸及相关问题
• 由于栅格结构对地表的离散,在计算面积、长度、
距离、形状等空间指标时,若栅格尺寸较大,则造 成较大的误差 。 • 由于栅格单元中存在多种地物,而数据中常常只记 录一个属性值,这会导致属性误差。比如,遥感数 据中的“混合像元”问题。
II 栅格数据结构的特点
• 属性明显
– 数据中直接记录了数据属性或指向数据属性的指 针,因而我们可以直接得到地物的属性代码。
• 定位隐含
– 所在位臵则根据行列号转换为相应的坐标,也就 是说定位是根据数据在数据集中的位臵得到的。 栅格结构是按一定的规则排列的,所表示的实体 的位臵很容易隐含在格网文件的存储结构中。
一些常用的栅格排列顺序
压缩编码方式 • 压缩编码的目的就是用尽可能少的数据量记
录尽可能多的信息,其类型分为:
– 信息无损编码 • 编码过程中没有任何信息损失,通过解码操作可
以完全恢复原来的信息
– 信息有损编码 • 为了提高编码效率,最大限度地压缩数据,在压
缩过程中损失一部分相对不太重要的信息,解码
按第一种编码方法,此数据游程长度编码: (0,1),(4,2),(7,5);(4,5), (7,3);(4,4),(8,2),(7,2); (0,2),(4,1),(8,3),(7,2); (0,2),(8,4),(7,1),(8,1); (0,3), (8,5); (0,4), (8,4); (0,5), (8,3)。
按第二种编码方法,此数据游程长度编码
(沿列方向): (1,0),(2,4),(4,0),(1,4), (4,0);(1,4),(5,8),(6,0); (1,7),(2,4),(4,8),(7,0); (1,7),(2,4),(3,8),(8,0); (1,7),(3,8);(1,7),(6,8); (1,7),(5,8)。
Why?
地理信息系统( GIS )是描述、存储、 分析和输出空间信息的理论和方法的一门 交叉学科;另一方面,地理信息系统又是 一个技术系统,是以地理空间数据库为基 础,采用地理模型分析方法,提供多种空 间的和动态的地理信息,并为基于地理信 息的研究和决策服务的技术系统。
相关论文
空间数据模型:
关于现实世界中空间实体及其相互联系的概念。
用44个整数表达了原始数据中的64个栅格。
游程长度编码示例
0 4 4 0 0 0 0 0 4 4 4 0 0 0 0 0 4 4 4 4 8 0 0 0 7 4 4 8 8 8 0 0 7 4 8 8 8 8 8 0 7 7 8 8 8 8 8 8 7 7 7 7 7 8 8 8 7 7 7 7 8 8 8 8
浙江大学
浙江大学 浙江大学 兰州大学
2006
2007 2007 2007
基于Oracle Spatial的空间数据的管理与应用的研究
中国极地测绘空间数据管理系统的设计与实现 基于ArcSDE的测绘空间数据管理方法的研究 可扩展的多态空间数据管理框架研究 灾害信息多元空间数据管理研究 城乡一体化现代地籍空间数据管理模型构建和实践 乌梁素海环境与资源地理信息系统空间数据管理的 研究 海量空间数据管理和分析系统及其在城市规划中应 用 空间数据管理与信息共享技术方法研究
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 6 0 0 0 0 0
0 0 6 0 0 0 0 0
0 6 0 0 0 0 0 0
0 0 6 0 0 0 0 0
0 0 0 6 6 6 0 0
0 0 0 0 0 0 6 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 4 4 0 0 0 0 0
4 4 4 0 0 0 0 0
• 栅格数据结构容易实现,算法简单,且易于扩
充、修改,也很直观,特别是易于同遥感影像 的结合处理,给地理空间数据处理带来了极大 的方便。
III 决定栅格单元代码的方式
• 基本原则:在决定栅格代码时尽量保持地表的

真实性,保证最大的信息容量 。 注意:每一个单元可能对应多个地物种类或多 个属性值。比如遥感图像中的“混合像元”。
I 什么是栅格数据结构(Raster) ?
• 栅格结构是最简单最直接的空间数据结构,是
指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格 阵列,每个网格作为一个象元或象素由行、列 定义,并包含一个代码表示该象素的属性类型 或量值,或仅仅包括指向其属性记录的指针。
I 什么是栅格数据结构(Raster) ?
• 栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现 •
游程长度编码优缺点
• 优点
– 压缩效率较高,且易于进行检索,叠加合并等操作, 运算简单,适用于机器存储容量小,数据需大量压 缩,而又要避免复杂的编码解码运算增加处理和操 作时间的情况
• 缺点
– 对于图斑破碎,属性和边界多变的数据压缩效率较 低,甚至压缩后的数据量比原始数据还大。
游程长度编码(Run-Length Codes)
• 其实现方法有两种
– 一种编码方案是,只在各行(或列)数据的代码 发生变化时依次记录该代码以及相同的代码重复 的个数,从而实现数据的压缩。 – 另一种游程长度编码方案就是逐个记录各行(或 列)代码发生变化的位臵和相应代码
游程长度编码示例
0 4 4 0 0 0 0 0 4 4 4 0 0 0 0 0 4 4 4 4 8 0 0 0 7 4 4 8 8 8 0 0 7 4 8 8 8 8 8 0 7 7 8 8 8 8 8 8 7 7 7 7 7 8 8 8 7 7 7 7 8 8 8 8
象分布的数据组织,组织中的每个数据表示地 物或现象的非几何属性特征。 栅格结构表示的地表是不连续的,是量化和近 似离散的数据。每一个单元格对应一个相应的 地块。
I 什么是栅格数据结构(Raster) ?
Real world
Point Row RASTER Column Line
Value =0 =1 =2 =3
范围可以采用点、线或面表达,与它 们在地图上表示相似,每一个实体的 位臵是用它们在坐标参考系统中的空 间位臵(坐标)定义。
– 栅格模型 :在栅格模型中,空间被
规则地划分为栅格(通常为正方形)。 地理实体的位臵和状态是用它们占据 的栅格的行、列来定义的。
矢量结构和栅格结构
一、栅格数据结构及其编码
• 基本概念 • 特点 • 编码方式
2. 面积占优法
– 处理方法:以占栅格区域面积比例最大的 地物类型或现象特性决定栅格单元的代码 – 面积占优法常用于分类较细,地物类别斑 块较小的情况
例如:所示的例子中, 显见B类地物所占面积最 大,故相应栅格代码定 为B
III 决定栅格单元代码的方式
3. 重要性法
– – 处理方法:根据栅格内不同地物的重要性,选取 最重要的地物类型决定相应的栅格单元代码 重要性法常用于具有特殊意义而面积较小的地理 要素,特别是点、线状地理要素,如城镇、交通 枢纽、交通线、河流水系等,在栅格中代码应尽 量表示这些重要地物 例如:假设A类最重要的 地物类型,即A比B和C类 更为重要,则栅格单元的 代码应为A
IV.栅格数据编码
• 栅格数据编码方法分为两大类:
– 直接栅格编码 – 压缩编码方法 • 链码 • 游程长度编码 • 块码 • 四叉树
直接栅格编码
• 直接编码就是将栅格数据看作一个数据矩阵,
逐行(或逐列)逐个记录代码,可以每行都从 左到右逐个象元进行记录,也可以奇数行地从 左到右而偶数行地从右向左记录,为了特定目 的还可采用其他特殊的顺序
III 决定栅格单元代码的方式
1. 中心点法
– 处理方法: 用处于栅格中心处的地物类型 或现象特性决定栅格代码 – 常用于具有连续分布特性的地理要素,如 降雨量分布、人口密度图等。
例如:中心点O落在代码 为C的地物范围内,按中 心点法的规则,该矩形 区域相应的栅格单元代 码为C
III 决定栅格单元代码的方式
链码(Chain Codes)
• 例如,确定原点为像元(10,1),则某个多边形
边界按顺时针方向的链式编码为:10,1,7,0,1, 0,7,1,7,0,0,2,3,2,2,1,0,7,0, 0,0,0,2,4,3,4,4,3,4,4,5,4,5, 4,5,4,5,4,6,6。其中前两个数字10 和1 表
沈阳工业大学
武汉大学 吉林大学 南京师范大学 中国科学院研究生院 (遥感应用研究所) 河海大学 内蒙古农业大学 山东科技大学 福州大学
2007
2005 2006 2006 2006 2005 2005 2005 2002
GIS内部的数据结构
• 矢量结构和栅格结构
– 矢量模型 :现实世界的要素位臵和
空间数据管理方法
Management of Spatial Data
空间数据
• 概念 :以地球表面空间位臵为参照的自然、社会和人文经
济景观数据,可以是图形、图像、文字、表格和数字等表现 形式。
• 包括 :
– 某个已知坐标系中的位臵,即几何坐标 ; – 实体间的空间关系 ; – 与几何位臵无关的属性 。
III 决定栅格单元代码的方式
4.百分比法
– 处理方法:根据栅格区域内各地理要素所 占面积的百分比数确定栅格单元的代码 – 适用于地物面积具有重要意义的分类体系
例如:可记面积最大的两 类BA,也可以根据B类和 A类所占面积百分比数在 代码中加入数字
III 决定栅格单元代码的方式
5.其他方法
– 根据具体的应用内容,栅格单元的代码确 定方式还可以采用其他方法,如插值方法 (平均值就是其中之一),或使用特定的 计算函数等。
• 缺点:
对叠臵运算如组合、相交等则很难实施,对局部 修改将改变整体结构,效率较低,而且由于链码以每 个区域为单位存储边界,相邻区域的公共边界被重复 存储会产生冗余。
压缩编码方式
2 游程长度编码(Run-Length Codes)
它的基本思路是:对于一幅栅格图像,常 常有行(或列)方向上相邻的若干点具有相同 的属性代码,因而可采取某种方法压缩那些重 复的记录内容。
空间数据结构:
是指适合于计算机存储、管理和处理的地学图形的 逻辑结构,是地理实体的空间排列方式和相互关系的描 述。它是对数据的一种理解和解释,不说明数据结构的 数据,不仅用户无法理解,计算机程序也一样不能正确 的处理。
相关论文
基于ArcGIS的基础地理空间数据管理系统设计与实 现 基于Linux的地理空间数据管理系统设计与实现 基于开源数据库PostgreSQL的地理空间数据管理方 法研究 基于ArcObjects的空间数据管理平台
4 4 4 8 8 8 0
7 7 8 8 8 8 8 8
7 7 7 7 7 8 8 8
7 7 7 7 8 8 8 8
(a)点
(b)线
(c)面
栅格数据的形状、尺寸及相关问题
• 栅格数据单元格经常是矩形(主要是正方形)的,但
并不是必须如此。其单元格形状可以随应用的需要进 行具体设定,比如设臵为三角形。 • 栅格数据的比例尺就是栅格大小与地表相应单元大小 之比。 • 栅格尺寸越小,其分辨率越高,数据量也越大。
示起点为第十行第一列,从第三个数字开始每个 数字表示单位矢量的方向,八个方向以0—7 的整 数代表。
• 有什么优缺点?
链码(Chain Codes)
• 优点:
链式编码对多边形的表示具有很强的数据压缩能 力,且具有一定的运算功能,如面积和周长计算等, 探测边界急弯和凹进部分等都比较容易,比较适于存 储图形数据。
相关文档
最新文档