栅格数据的投影与变形问题

栅格数据的投影与变形问题
20111061101 左剑锋
栅格数据结构实际就是像元列阵，每个像元由行列确定它的位置。

H值表示属性或编码为H的一个点，其位置由所在的第六行，第九列作交叉而得到。

由于栅格结构是按一定的规则排列的，所表示的实体位置很容易隐含在网络文件的存储结构中。

在后面讲述栅格结构编码时可以看到每个存储单元的行列位置可方便地根据其在文件中的记录位置得到，且行列坐标可以很容易地转为其它坐标系下的坐标。

在网络文件中每个代码本身明确地代表了实体的属性或属性的编码。

点实体在栅格数据中表示为一个像元；线实体则表示为在一定方向上连接成串的相邻像元集合；面实体由聚集在一起的相邻像元结合表示。

这种数据结构很适合计算机处理，因为行列像元阵列非常容易存储、维护和显示。

用栅格数据表示的地表是不连续的，是量化和近似离散的数据，这就意味着地表一定面积内（像元地面分辨率范围内）地理数据的近似性，例如平均值、主成分值或按某种规则在像元内提取的值等。

另一方面，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。

像元大小相对于所表示的面积较大时，对长度、面积等的度量有较大影响。

这种影响除对像元的取舍外，还与计算长度、面积的方法有关。

投影变换（Project）是将一种地图投影转换为另一种地图投影 主要包括投
影类型、投影参数或椭球体等的改变。

在ArcToolbox的Data Management Tools-Projections and Transformations工具集中分为栅格和要素类两种类型的投
影变换 其中在对栅格数据进行投影变换时 要进行重采样。

地图投影与几何变换是矢量/栅格数据空间配准的基础。

栅格数据的投影仍以行与列为基础，但行与列是以现实世界的实际坐标来量测的。

栅格数据的起始位置一般是左上角，投影坐标系统的起始位置一般是左下角。

因此，通过行列数、像元大小来确定像元左下角、右上角、像元中心坐标。

如：高程格网可定义如下：
行：463，列：318，格网单元大小：30米；
左下角UTM坐标：499995，5177175；
右上角UTM坐标：509535，9191065。

地理坐标参照：图像处理中的卫星影像的几何变换，常见的有两种方法：仿射变换（affine transformation）：通过旋转、移动和比例变换（scaling）对图象作地理坐标参照。

多项式方程（polynomial equations）：也称为拉伸（warping）或橡皮板变换（rubber sheeting），为比例变换和图像旋转提供数学模型。

栅格向矢量转换处理的目的 是为了将栅格数据分析的结果 通过矢量绘图装置输出 或者为了数据压缩的需要 将大量的面状栅格数据转换为由少量
数据表示的多边形边界 但是主要目的是为了能将自动扫描仪获取的栅格数据加入矢量形式的数据库。

由栅格数据可以转换为3种不同的矢量数据 分为点状、线状和面状的矢量数据。

下面以栅格数据转换为面状矢量数据为例进行说明 其他两种转换操作大同小异 这里不再具体说明。

许多数据如行政边界、交通干线、土地利用类型、土壤类型等都是用矢量数字化的方法输人计算机或以矢量的方式存在计算机中 表现为点、线、多边形数据。

然而 矢量数据直接用于多种数据的复合分析等处理将比较复杂 特别是不同数据要在位置上一一配准 寻找交点并进行分析。

相比之下利用栅格数据模式进行处理则容易得多。

加之土地覆盖和土地利用等数据常常从遥感图像中获得 这些数据都是栅格数据 因此矢量数据与它们的叠置复合分析更需要把其从矢量数据的形式转变为栅格数据的形式。

矢量数据的基本坐标是直角坐标X、Y 其坐标原点一般取图的左下角。

网格数据的基本坐标是行和列(i,j),其坐标原点一般取图的左上角。

两种数据变换时 令直角坐标X和Y分别与行与列平行。

由于矢量数据的基本要素是点、线、面 因而只要实现点、线、面的转换 各种线划图形的变换问题基本上都可以得到解决。