参考第五章_空间的处理2教程

元判断栅格归属的多边形及编码。
判别方法： 由待判点对每个多边形的封闭边界计算复数积分。如果
积分值为2π ，则该待判点属于此多边形，赋予多边形编号
(纪录属性)；否则，则该待判点在此多边形外部，不属于该 多变形。
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（3）射线算法和扫描算法
基本概念
射线算法，又称为检验交点数，是逐点判别数据栅格
②以栅格行列为参考坐标轴，由多边形某点开始顺时针 搜索边界线； ③当边界上行时，位于该边界左侧的具有相同行坐标的所 有栅格被减去a，当边界下行时，位于该边界左侧的具有相同 行坐标的所有栅格被加上a。
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边界代数算法
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下行
上行
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一、矢量向栅格转换
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3、多边形数据的转换
又称为多边形填充，就是在矢量表示
的多边形边界内部的所有栅格上赋予相应的 多边形编号，从而形成栅格数据阵列。
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转换方法 （1）内部点扩散法 （2）复数积分算法 （3）射线算法和扫描算法 （4）边界代数算法
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坐标变换原因
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三、空间数据变换的类型
1、坐标系转换：主要解决G1S中设备坐标同用户坐标
的不一致，设备坐标之间的不一致问题。(平移、旋 转、比例)
2、几何纠正：主要解决数字化原图变形等原因引起的
误差，并进行几何配准。（高次、二次、仿射）
3、投影变换：主要解决地理坐标到平面坐标之间的转
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Raster 与 Polygon转换的图解表达
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转换类型：
一、矢量向栅格的转换 二、栅格向矢量的转换
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一、矢量向栅格的转换
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。
点在某多边形之外或在多边形内来决定是否记录该点。
具体实现是由待判点向图外某点引射线，判断该射线 与某多边形所有边界相交的总次数。
判别方法：
①如相交偶数次，则待判点在该多边形的外部， ②如相交奇数次，则待判点在该多边形的内部。
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N=2 N=0
N=1
N=3 N=4
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第五章
空间数据处理
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数据处理的概念
–
数据处理，就是对采集的各种数 据，按照不同的方式方法对数据形式 进行编辑运算，清除数据冗余，弥补 数据缺失，形成符合用户要求的数据 文件格式。
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数据处理的意义
– 数据处理是实现空间数据有序化的必要 过程。 – 数据处理是检验数据质量的关键环节。 – 数据处理是实现数据共享的关键步骤。
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特殊情况
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扫描算法：是射线算法的改进算法。将射
线改为沿栅格阵列阵或行方向扫描线，判 断与射线算法相似。
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（4）边界代数算法
边界代数法基于积分求多边形的思想，通过简单的代数运 算，实现多边形的矢栅转换。该算法简单可靠，被大量使用。
步骤： ①初始化的栅格阵列各栅格值为零；
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缺点：①程序设计复杂，需要在栅格阵列中搜索，
占用内存很大，在内存受限时很难采用；
②在一定的栅格精度上，如果复杂图形的同
一多边形的两条边界落在同一个或相邻的两个栅格
内，会造成多边形不连通，不能完成多边形的填充。
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（2）复数积分算法
基本概念 也称为检验夹角之和，即对全部栅格阵列，逐个栅格单

矢量结构包含有拓扑信息，通常应 用于空间关系的分析； 栅格数据易于表示面状要素，主要 应用于空间分析和图像处理。

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A、矢量和栅格数据的相互转换的必要性
必要性：
矢量数据和栅格数据各有优缺点，在功能完 善的GIS软件中，两种格式的数据往往并存， 但为了数据处理和分析的方便，需要在这两 种格式的数据之间进行相互转换。
点：简单的坐标变换 线：线的栅格化 面：面的栅格化 = 面填充
上式含有6个参数： a0、 a1、 a2、 b0、 b1 、 b2，要实
现仿射变换，需要知道不在同一直线上的3对控制点的数
字化坐标及其理论坐标值，可求得上述的6个待定参数。
但在实际使用时，往往利用4个以上的点进行纠正，利
用最小二乘法处理，以提高变换的精度。
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5.2 空间数据结构转换
换问题。（正解、反解、数值、数值解析）
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X 方向
Y 方向
(a)平移
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(b)缩放
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(c)旋转
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用的最多的是：仿射变换
特性:(只考虑x和y方向上的变形）
直线变换后仍为直线 平行线变换后仍为平行线 不同方向上的长度比发生变化

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X = a0 + a1 x + a2 y Y = b0 + b1 x + b2 y
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1、点的转换 设矢量数据的一坐标点值为(x，y)，转 成栅格数据其行列值为(i，j)。
J Y
(0,0)
Ymax
I
ΔY ΔX
Ymin Xmin O Xmax X
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2、线的转换
1）用点栅格化方法，实现直线的起点和终点坐 标点栅格化; 2）求出直线段所对应的栅格单元的行列值范围; 3）求直线经过的中间栅格数据所在行列值.
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（1）内部点扩散算法的概念
由每个多边形一个内部点(种子点)开始，向其八个方向的邻点扩散，
判断各个新加入点是否在多边形边界上，
如果是边界点，则新加入点不作为种子点，
否则把非边界点的邻点作为新的种子点与 原有种子点一起进行新的扩散运算。
将该种子点赋予多边形的编号。 重复上述过程，直到所有种子点填满该多边形并遇到边界为止。
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空间数据处理所涉及的主要内 容有坐标变换、数据结构转换、图 形编辑、拓扑关系的自动生成、空 间数据压缩、空间数据内插等。
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5.1
空间数据的坐标变换
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一、空间数据坐标变换的概念

空间数据从一种数学状态到另 一种数学状态的变换，实质是建立 两个平面点之间（或球面坐标和平 面坐标）的一一对应关系，是空间 数据处理的基本内容之一。