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把具有相同属性值的邻近栅格单元合并在一起, 合并一次称为一个游程。游程用一对数字表达, 其中,第一个值表示游程长度,第二个值表示 游程属性值。每一个新行都以一个新的游程开 始
10
☞块码(游程编码向二维扩展)
☞块式编码是将游程扩大到两维情况, 把多边形范围划分成若干具有同一属 性的正方形,然后对各个正方形进行 编码。
18
线性四叉树编码。(MD码)
线性四叉树的十进制地址码 Ⅰ首先将二维栅格数据的行列号转化为二进制数
Ⅱ然后交叉放入Morton码中,即为线性四叉树的十
进制Morton地址码。
II=(inin-1…i2i1)2
JJ=(jnjn-1…jwenku.baidu.comj1)2
MD=(injnin-1jn-1…i2j2i1j1)2
7 42 43 46 47 58 59 62 63 6 40 41 44 45 56 57 60 61 5 34 35 38 39 50 51 54 55 4 32 33 36 37 48 49 52 53 3 10 11 14 15 26 27 30 31 2 8 9 12 13 24 25 28 29 1 2 3 6 7 18 19 22 23 0 0 1 4 5 16 17 20 21
2 8 9 12 13 24 25 28 29
1 2 3 6 7 18 19 22 23
0 0 1 4 5 16 17 20 21
则Morton码压缩处理过程为:
01
2
3456
7
①按Morton码读入一维数组。
Morton码:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
☞块式编码的数据结构由初始位置 (行列号)、半径和属性代码组成。
11
块码
采用方形区域作为记录单元,数据编码由初始位置行列 号加上半径,再加上记录单元的属性组成。
02255555 22222555 22223355 00233355 00333353
00033333 00003333 00000333
象元值:
AAABABBBAAAABBBB
②四分之一相邻象元合并,若单调只记录 第一个象元的Morton码,不单调则继续拆 分。
合理网格尺寸计算
4
4 栅格代码(属性值)的确定
5
为了保证数据的质量,当一个栅格单元内 有多个可选属性值时,要按一定方法来确 定栅格属性值
6
5 栅格文件存储结构
① 栅格矩阵结构(P54)
将栅格数据看作一个数据矩阵,逐行(或逐列)记录 代码,可以每行都从左到右记录,也可以奇数行从 左到右,偶数行从右到左。
运算量较大。因为,大量数据需要重复检 查才能确定划分;
占用的存储空间较大。每个结点需要六个 变量才能加以表达:一个变量表示父结点 指针,四个变量代表四个子结点指针,一 个变量代表本结点的灰度或属性值
遍历效率低
15
为了克服常规四叉树计算复杂的 缺点,人们提出了线性四叉树的 算法。
16
线性四叉树-莫顿码
012 3456 7
17
十进制整数转换为二进制整数 --“除2取余,逆序排列”法。 用2去除十进制整数,可以得到一个 商和余数;再用2去除商,又会得到一个 商和余数,如此进行,直到商为零时为 止 然后把所有余数按逆序排列,也就是 把先得到的余数作为二进制数的低位有 效位,后得到的余数作为二进制数的高 位有效位,依次排列起来。这就是所谓 “除2取余,逆序排列”。
Ⅲ再转换成十进制
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Morton编码后 压缩处理过程
7 42 43 46 47 58 59 62 63 6 40 41 44 45 56 57 60 61 5 34 35 38 39 50 51 54 55 4 32 33 36 37 48 49 52 53
3 10 11 14 15 26 27 30 31
(1,1,1,0),(1,2,2,2), (1,4,1,5),(1,5,1,5), (1,6,2,5),(1,8,1,5); (2,1,1,2),(2,4,1,2), (2,5,1,2),(2,8,1,5); (3,3,1,2),(3,4,1,2), (3,5,2,3),(3,7,2,5); (4,1,2,0),(4,3,1,2), (4,4,1,3);(5,3,1,3), (5,4,2,3),(5,6,1,3), (5,7,1,5),(5,8,1,3); (6,1,3,0),(6,6,3,3); (7,4,1,0),(7,5,1,3); (8,4,1,0),(8,5,1,0)。
二、栅格数据结构
栅格结构是以规则的像元阵列来表示空间地 物或现象的分布的数据结构,其阵列中的每 个数据表示地物或现象的属性特征。换句话 说,栅格数据结构就是像元阵列,用每个像 元的行列号确定位置,用每个像元的值表示 实体的类型、等级等的属性编码
1
1 实体栅格表示
点实体:表示为一个像元; 线实体:表示为在一定方向上连接成串的相
邻像元的集合; 面实体:表示为聚集在一起的相邻像元集合。
2
2 栅格系统的确定
栅格系统的确定包括栅格坐标系的 确定和栅格单元尺寸的确定
3
3 栅格单元尺寸的确定
栅格单元的尺寸确定的原则是应能有效地逼近空间对 象的分布特征,又减少数据的冗余度。格网太大,忽 略较小图斑,信息丢失。
一般讲实体特征愈复杂,栅格尺寸越小,分辨率愈高, 然而栅格数据量愈大,按分辨率的平方指数增加,处 理速度越慢
这种记录栅格数据的文件常称为栅格文件,且常在
文件头中存有该栅格数据的长和宽,即行数和列数。
这样,具体的像元值就可连续存储了。其特点是处
理方便,但没有压缩
7
8
由于地理数据往往有较强的相关性,也就 是说相邻像元的值往往是相同的。因此, 为了节省存储空间,需要进行栅格数据的 压缩存储
9
② 游程编码-栅格数据压缩(1)
12
③ 常规四叉树-栅格数据压缩
是根据栅格数据二维空间分布的特点,将 空间区域按照4个象限进行递归分割(2n×2 n, 且n>1),直到子象限的数值单调为止,最 后得到一棵四分叉的倒向树。 根结点:最上面的一个结点,它对应于整个 图形。 叶子结点:不能再分的结点,可能落在不同 的层上。
13
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常规四叉树存储特点
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☞块码(游程编码向二维扩展)
☞块式编码是将游程扩大到两维情况, 把多边形范围划分成若干具有同一属 性的正方形,然后对各个正方形进行 编码。
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线性四叉树编码。(MD码)
线性四叉树的十进制地址码 Ⅰ首先将二维栅格数据的行列号转化为二进制数
Ⅱ然后交叉放入Morton码中,即为线性四叉树的十
进制Morton地址码。
II=(inin-1…i2i1)2
JJ=(jnjn-1…jwenku.baidu.comj1)2
MD=(injnin-1jn-1…i2j2i1j1)2
7 42 43 46 47 58 59 62 63 6 40 41 44 45 56 57 60 61 5 34 35 38 39 50 51 54 55 4 32 33 36 37 48 49 52 53 3 10 11 14 15 26 27 30 31 2 8 9 12 13 24 25 28 29 1 2 3 6 7 18 19 22 23 0 0 1 4 5 16 17 20 21
2 8 9 12 13 24 25 28 29
1 2 3 6 7 18 19 22 23
0 0 1 4 5 16 17 20 21
则Morton码压缩处理过程为:
01
2
3456
7
①按Morton码读入一维数组。
Morton码:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
☞块式编码的数据结构由初始位置 (行列号)、半径和属性代码组成。
11
块码
采用方形区域作为记录单元,数据编码由初始位置行列 号加上半径,再加上记录单元的属性组成。
02255555 22222555 22223355 00233355 00333353
00033333 00003333 00000333
象元值:
AAABABBBAAAABBBB
②四分之一相邻象元合并,若单调只记录 第一个象元的Morton码,不单调则继续拆 分。
合理网格尺寸计算
4
4 栅格代码(属性值)的确定
5
为了保证数据的质量,当一个栅格单元内 有多个可选属性值时,要按一定方法来确 定栅格属性值
6
5 栅格文件存储结构
① 栅格矩阵结构(P54)
将栅格数据看作一个数据矩阵,逐行(或逐列)记录 代码,可以每行都从左到右记录,也可以奇数行从 左到右,偶数行从右到左。
运算量较大。因为,大量数据需要重复检 查才能确定划分;
占用的存储空间较大。每个结点需要六个 变量才能加以表达:一个变量表示父结点 指针,四个变量代表四个子结点指针,一 个变量代表本结点的灰度或属性值
遍历效率低
15
为了克服常规四叉树计算复杂的 缺点,人们提出了线性四叉树的 算法。
16
线性四叉树-莫顿码
012 3456 7
17
十进制整数转换为二进制整数 --“除2取余,逆序排列”法。 用2去除十进制整数,可以得到一个 商和余数;再用2去除商,又会得到一个 商和余数,如此进行,直到商为零时为 止 然后把所有余数按逆序排列,也就是 把先得到的余数作为二进制数的低位有 效位,后得到的余数作为二进制数的高 位有效位,依次排列起来。这就是所谓 “除2取余,逆序排列”。
Ⅲ再转换成十进制
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Morton编码后 压缩处理过程
7 42 43 46 47 58 59 62 63 6 40 41 44 45 56 57 60 61 5 34 35 38 39 50 51 54 55 4 32 33 36 37 48 49 52 53
3 10 11 14 15 26 27 30 31
(1,1,1,0),(1,2,2,2), (1,4,1,5),(1,5,1,5), (1,6,2,5),(1,8,1,5); (2,1,1,2),(2,4,1,2), (2,5,1,2),(2,8,1,5); (3,3,1,2),(3,4,1,2), (3,5,2,3),(3,7,2,5); (4,1,2,0),(4,3,1,2), (4,4,1,3);(5,3,1,3), (5,4,2,3),(5,6,1,3), (5,7,1,5),(5,8,1,3); (6,1,3,0),(6,6,3,3); (7,4,1,0),(7,5,1,3); (8,4,1,0),(8,5,1,0)。
二、栅格数据结构
栅格结构是以规则的像元阵列来表示空间地 物或现象的分布的数据结构,其阵列中的每 个数据表示地物或现象的属性特征。换句话 说,栅格数据结构就是像元阵列,用每个像 元的行列号确定位置,用每个像元的值表示 实体的类型、等级等的属性编码
1
1 实体栅格表示
点实体:表示为一个像元; 线实体:表示为在一定方向上连接成串的相
邻像元的集合; 面实体:表示为聚集在一起的相邻像元集合。
2
2 栅格系统的确定
栅格系统的确定包括栅格坐标系的 确定和栅格单元尺寸的确定
3
3 栅格单元尺寸的确定
栅格单元的尺寸确定的原则是应能有效地逼近空间对 象的分布特征,又减少数据的冗余度。格网太大,忽 略较小图斑,信息丢失。
一般讲实体特征愈复杂,栅格尺寸越小,分辨率愈高, 然而栅格数据量愈大,按分辨率的平方指数增加,处 理速度越慢
这种记录栅格数据的文件常称为栅格文件,且常在
文件头中存有该栅格数据的长和宽,即行数和列数。
这样,具体的像元值就可连续存储了。其特点是处
理方便,但没有压缩
7
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由于地理数据往往有较强的相关性,也就 是说相邻像元的值往往是相同的。因此, 为了节省存储空间,需要进行栅格数据的 压缩存储
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② 游程编码-栅格数据压缩(1)
12
③ 常规四叉树-栅格数据压缩
是根据栅格数据二维空间分布的特点,将 空间区域按照4个象限进行递归分割(2n×2 n, 且n>1),直到子象限的数值单调为止,最 后得到一棵四分叉的倒向树。 根结点:最上面的一个结点,它对应于整个 图形。 叶子结点:不能再分的结点,可能落在不同 的层上。
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常规四叉树存储特点