GIS空间数据处理与分析

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，各种线划图形的相互转换
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可编问辑pp题t 就解决了。
第二节 空间数据结构的转换
一、矢量向栅格的转换：
首先确定栅格元素的大小：即根据矢量图的大小、精度要求及 所研究问题的性质，确定栅格分辨率。
ymax y
(0,0)
J
ymax
I
ymin o xmin
1.2 线的转换：直线AB的转换过程包括坐标点A，B分 别从点矢量数据转换成栅格数据，还包括求出直线所 经过的中间栅格数据。
步骤： •将A(x1,y1),B(x2,y2)分别
(0,0) ymax A
J
转换为栅格数据。
(x,y)
•由上述行列值求出直线所 I
在行列值的范围
ymin
B
•确定直线经过的中间栅格
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IXY(i,j):栅格数值
边界类型: 外边界 公共边界 内边界
栅格单元(i,j)四角点坐标的计算: X(i1,i2)=(j-1)*DX和J*DX Y(i1,i2)=(i-1)*DY和i*DY
16 可编辑ppt I,j:栅格单元行列值; DX,DY:栅格单元边长
⑴:识别内边界,并将内边界端点坐标置零. 判别方法: 判断与栅格单元某条边相邻的另一栅格
第三章 GIS空间数据处理与分析
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重点 1、空间数据坐标变换 2、空间数据结构的转换 3、空间数据的内插
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第二节 空间数据结构的转换
矢量数据
栅格数据
各有优缺点，适合完成不同的功能，因此需进行 相互转换。
矢量数据的基本坐标是直角坐标x,y，其坐标原 点一般取图的左下方。
栅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,y分别与行和列平行。
高端点下移射线法：对于组成多边形的每条直线的高端点y值
坐标进行负修正，即“上闭下开”法，在二直线的交点处，扫描
线上面的边与该扫描线相交的交点有效，下面的边与该扫描线相
交的交点无效，当扫描线与多边形重合时不作求交运算。
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第二节 空间数据结构的转换
思考：射线I1， I2， I3， I4， I5，与多边形的相交次数。
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第二节 空间数据结构的转换
奇异性：上述情况出现例外，称奇异性。如射线I2
遇到奇异点P3，从而可能出现判断错误。
邻点分析法：区分出极值点，极值点必定是两直线的交点， 与顶点相交的两个直线段若在扫描线的同一侧，则为极值点，若 不在同一侧，则为非极值点，对极值点看作两个同值交点，对非 极值点看做一个交点，从而解决奇异性。
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第二节 空间数据结构的转换
NNN N
L
R
L
R
L
NN
R
L
RLR
L
R
L
NNNN
L
R
L
R
L
RL
R
L
NN
R
L
NN
R
L
RL
R
L
R
L
R
L
R
L
R
LR
NNNN
NN
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边缘跟踪法填充
第二节 空间数据结构的转换
1.3.3 边界代数法
假定沿边界前进方向y值下降时称下行，y值上升时称上行。 上行时填充值为左多边形号减右多边形号，下行时填充值为 右多边形号减左多边形号，将每次填充值同该处的原始值作 代数运算得到最终填充属性值。 弧段上行：左多边形号减右多边形号，在弧段左边栅格加其 值。 弧段下行：右多边形号减左多边形号，在弧段左边栅格加其 值。
判别方法:非零的端点坐标即为外边界. 顺序排列:
y
I1
I2 I3 I4
I5
o
x
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第二节 空间数据结构的转换
1.3.2 边界点跟踪法
该法从边界上某一栅格单元开始按顺时针方向跟踪边界上各 栅格（对多边形中岛则按逆时针方向跟踪，使岛内不被填充）， 可将跟踪的每个栅格分别赋予R，L，N。
R：表示该栅格同相邻象素的行数不同，且行数增加的单元。 L：表示该栅格同相邻象素的行数不同，且行数减少的单元。 N：表示该栅格为极值单元或与相邻单元行数相同的单元。 最后，逐行扫描，填充栅格。
xmin
xmax
点。
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线的转换
第二节 空间数据结构的转换
1.3 面的转换：
面数据的转换要对多边形轮廓进行转换，这通过直 线转换而成，同时还要解决面域数据的填充。
栅格数据结构中，栅格元素值直接表示属性值，因 此，填充的关键是判断哪些点或栅格单元在多边形内， 哪些点在多边形外。
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第二节 空间数据结构的转换
二、栅格向矢量的转换
1、基于图像数据的矢量化方法：
•二值化：（阈值T）。 •细 化：（单个栅格的宽度）。 •跟 踪：（存储特征栅格点中心的坐标）。
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第二节 空间数据结构的转换
2、基于再生栅格数据的矢量化方法：P82
•对栅格数据按行扫描，找出位于各类型边界的栅格单元，并将
边界内部具有相同值或同质的栅格单元以一种显著不同的符号进
行填充，产生只记录类型边界栅格值的文件。
•建立对类型边界栅格单元的追踪算法，寻找同质区的闭合界线，
同时计算其坐标，并整理成有序（按顺时针或逆时针方向）的坐
标数组。
•处理相邻类型的公共边界，将按区域单元建立的数据结构转换
为按线段链建立的数据结构。
单元的值,若值小于零,则该边为内边界. 内边界端点坐标置零:
边界起点和终点坐标置零.
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⑵:识别公共边界,并将公共边界端点坐标置零.
判别方法: 同一边在前一栅格中的起点和终点分别
等于在后一栅格中的终点和起点. 内边界端点坐标置零: 边界起点和终点坐标置零.
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⑶:追踪外边界,并将外边界各点坐标顺序排列.
xmax x
ymin xmin
xmax
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矢量坐标
栅格坐标
第二节 空间数据结构的转换
1、基本要素转换
1.1：点的转换：将点 的矢量坐标转换成栅格 数据中行列值（i,j）， 得到点所在栅格元素的 位置。
(0,0) ymax
I
J Βιβλιοθήκη Baidux,y)
ymin xmin
点的转换
xmax
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第二节 空间数据结构的转换
第二节 空间数据结构的转换
1.3.1 射线法：
y
I1
P3
I2
P1
P
0
x
判断点是否在多边形内，从该点向左引水平扫描线，计算此
线段与区域边界相交的次数，若为奇数，该点在多边形内；若为
偶数，在多边形外。利用此原理，直接做一系列水平扫描线，求
出扫描线和区域边界的交点，对每个扫描线交点按X值的大小进
行排序，其两相邻坐标点之间的射线在区域内。