3.矢量数据及其处理方法

DMS
计算机制图基础
③ 检查下一个节点（P4点），若该点在新的扇形（ ∠B1P1C2 ）内， 则重复第②步；若该点在新扇形外，则保留P3点，并以P3为新的起点， 重复①～③步。直到所有点检测完为止。
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总结
1. 所有压缩方法都无条件保留首尾点； 2. 所有压缩方法都有可能舍弃不该舍弃的点； 3. 淘汰的点数越多，压缩效果越趋于一致； 4. 道格拉斯－普克法具有最小的线性位移，偏角法具有 最大的线性位移； 计算机制图基础 5. 在一般情况下，道格拉斯－普克法的化简效果最好， 光栏法保留原曲线的形状最好，偏角法保留曲线拐点 的效果最好；
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2. 数据压缩
一、数据压缩的概念
是为了减少数据的存贮量，节省存贮空间，加快后继处理速 度，用资格筛选法、信息量化法或其他统计方法，把大量的原始 数据转换为有用的、有条理的、精炼而简单的信息的过程，又叫 做数据简化或数据综合 在计算机地图制图过程中，数据压缩的主要对象是线状要素的中 心线和面状要素的边界。
在二维平面上，矢量数据的表示： 计算机制图基础 点： （x，y） 线： （xi，yi） 面： 首尾相同（xi，yi）坐标系列
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二. 矢量数据的获取
1. 几何数据的获取 外业测量 栅格数据矢量化 现有地图跟踪数字化
计算机制图基础
DMS
手扶数字化仪的4 手扶数字化仪的4中工作方式
点方式：控制点、水准点、特征点等； 点方式：控制点、水准点、特征点等； 时间增量方式：每隔△ 时间采一个点； 时间增量方式：每隔△t时间采一个点； 坐标增量方式：每隔△ min（ 坐标增量方式：每隔△x、△y或min（ △x、△y ）采 一个点； 一个点； 网格方式：先定义网格， 网格方式：先定义网格，然后用点方式获得最靠近十 字丝的网格点的坐标值
计算机制图基础
有损压缩、无损压缩
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2）常用的数据压缩方法
① 间隔取点法 ② 垂距法 ③ 合并法（偏角法） 合并法（偏角法） 分裂法(道格拉斯－普克法) ④ 分裂法(道格拉斯－普克法) 计算机制图基础 ⑤ 光栏法
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TIN的建立 的建立
① 间隔取点法
每隔k个点取一个点，或每隔一个规定的距离取一个点，或舍弃 离已选点比规定距离近的点，但保留首末点。这种方法可大量 压缩数字化时使用连续方法获取的点和栅格数据矢量化而得到 的点，但不一定能恰当地保留方向上曲率显著变化的点。
DMS1. 几何纠正
消除因图纸变形和数字化过程中随即误差所产生的影响。 （….）
几何校正的思想： 在整幅图的范围内选择若干个控制点（这些控制点 能均匀控制图范围。要求已知这些控制点的理论坐标和
计算机制图基础
实际坐标即误差的坐标值。通常选择三角点。经维网或 方里网的交叉点作为控制点），根据这些有限个控制点 的理论坐标和实际坐标，求出一对多项式方程（一次， 二次或高次）。
其中：x,y 为变换前坐标 x’,y ’为变换后坐标 ai 、bi为待定系数 A、B代表三次以上的高次项之和
DMS
฀
变换的实质和结果：直线经变换后，可能为二次曲线或
高次曲线。 ฀ ฀ ฀ 计算机制图基础 它适场合：原图有非线性变形的情况。 二次纠正至少需要5个控制点（与参数的个数对应） 二次多项式变换和三次多项式变换是遥感图像处理中经
计算机制图基础
垂距法和偏角法可能会舍弃不该舍弃的点，但是比间隔 取点法有改进。能不能同时考虑相邻点的距离和角度?
DMS
④ 道格拉斯－普克法(分裂法)
方法步骤：（递归定义） (1) 在给定的曲线的两端之间连一直线L。 (2) 对曲线上每一点计算它与直线的垂直距离。若所有这些距离均小于某一阈值 εo，那么就用直线L来表示原曲线。 计算机制图基础 (3) 若(2)中条件不满足，则以具有最大垂直距离的点Pj为分割点将原曲线分成两 段曲线，分别对这两段曲线递归地重复使用分裂法。
一、矢量数据处理方式和基本操作
矢量数据处理的8种基本操作： 存取 插入 删除 计算机制图基础 搜索 分类 复制 归并 分隔
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二、数据预处理
数据预处理 是指用各种方法对数据进行变换、加工，以便使之合适存储 、管理及进一步分析和应用的方法和过程。 主要包括： 几何纠正
计算机制图基础
数据压缩 数据规范化 数据匹配
① 过P2点做一条垂直于P1P2的直线，在该垂线上取两点 A1、A2，使A1P2=A2P2=d/2,这样∠A1P1A2就构成了一个 扇形；
DMS
计算机制图基础
② 若P3点在扇形内，则舍弃P2点，然后过P3点做P1P3的垂线，该垂线与前 面定义的扇形交于C1、C2,在该垂线上取B1、B2两点，使B1P3=B2P3=d/2,用两 个扇形的交集（ ∠C1 P1 C2 和∠B1 P1 B2的交集（交角））为新的扇 形，来判断下一个点的取舍；
四.数据匹配－误差纠正
顶点匹配
计算机制图基础
顶点匹配是指把具有一定距离限度的弧段的端 点作为一个节点，其坐标值取多个端点的平均 值，然后对结点顺序编号的过程。
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数字接边 ฀ 不同图幅的连接 ฀ 自动฀ 手工฀ 交互式
计算机制图基础
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其它的数据匹配
属性数据匹配 几何数据匹配 几何图形校正（直角化） 齐边改正 计算机制图基础 建立拓扑关系
计算机制图基础
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计算机制图基础
DMS
DMS
⑤ 光栏法
原理： 按预先定义的一个扇形（喇叭口），根据曲线上各点是在扇形内还是扇形外，来 决定节点是保留还是舍去。
计算机制图基础
设曲线的点列为{pi},i=1,2,3,…,n，光栏的口径为d （即阈值），按如下步骤确定各点的留、弃：
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计算机制图基础
DMS
(2)仿射变换
仿射变换是一种比较简单的一次变换，其表达式为：
仿射变换的特点是：
计算机制图基础
฀ 直线变换后仍为直线； ฀ 平行线变换后仍为平行线，并保持简单的长度比（同一方向长度 比不变）； ฀ 不同方向上的长度比发生变化。 不在同一直线上的3个控制点即可求出待定系数，4个以上的点可 以做最小二乘法
计算机制图基础
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用手扶数字化仪数字化地图的过程
1）准备：平整、固定地图，选择纠正控制点，确定坐标 准备：平整、固定地图，选择纠正控制点， 范围； 范围； 编辑特征清单码（可以省略） 2）编辑特征清单码（可以省略） 设定参数：数据记录方式、比例尺、坐标系； 3）设定参数：数据记录方式、比例尺、坐标系； 数字化操作：安要素类别，分块、分层进行； 4）数字化操作：安要素类别，分块、分层进行； 数据检查和改正。 5）数据检查和改正。
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（2）控件数据转换规范 （3）数字制图的数据质量－数据质量报告 包括：数据情况略图、位置精度、属性精度、逻 辑一致性、完整性5各部分（也就是元数据、数 据字典）
计算机制图基础
（4）制图要素 实体、属性、属性值、标准项、内含项 新：空间数据标准（ISO、OpenGIS）、空间数据 质量
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常用到的多项式变换方法。 ฀ ฀ 优点：方法简单，能够校正各类非线性变形； 缺点：对控制点的依赖性强，其中一个控制点出现误
差，所有点都会出现误差 。
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2）一次变换
同素变换和放射变换是常见的一次变换。 (1) 同素变换是一种较复杂的一次变换形式，其函数式为：
同素变换在高等几何中
计算机制图基础
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称为射影变换 人们把点变换后仍为点，直线变换 后仍为直线的性质称为同素性，具 有同素性的变换称为同素变换。
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评价压缩算法的指标
压缩前后的总长度变化； 矢高：压缩前曲线各点到压缩后曲线的垂之距离之和； 面积：压缩前和压缩后的曲线所组成的多边形的面积。
计算机制图基础
计算机制图基础
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矢高
计算机制图基础
DMS
面积
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三、数据的规范化
（1）定义和参考文献： 用来建立地图要素的数字表示方法。 要素：一个确定的实体及其目标的表示； 实体：描述地球上一种不能再细分的真实现象； 计算机制图基础 目标：是一个实体全部或部分的数据表示；
DMS
DTM的数据结构 的数据结构
几何改正（几何纠正）在遥感图形处理和地理信息数据处理中经 常用到，所以应该学会理论并能够进行相关变换方法的评价。
计算机制图基础
几何改正常用的变换有：一次变换、二次变换和高次变换。
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1）二次变换和高次变换
二次变换和高次变换是采用多项式拟合的方法：
计算机制图基础
计算机制图基础
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属性数据的获取
1）特征码：用来描述要素类别、级别等分类特征和其它特征的数字 编码。特征码是地图要素属性数据的主要内容。 2）地图要素分类编码的原则 科学性与系统性 相对稳定 不受比例尺的限制（？） 计算机制图基础 完整性和可扩展性 符合相关规范和标准 适用性
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矢量数据处理（重点） §2 矢量数据处理（重点）
计算机制图基础
计算机制图基础
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② 垂距法
这种方法是按垂距的限差选取符合或超过限差的点， 其方法如图所示。P2点的垂距大于限差，应保留； P3点的垂距小于限差，予以舍弃。
计算机制图基础
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TIN的建立 的建立
计算机制图基础
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③ 偏角法（合并法）
这个方法是沿着边界线，从任意一个端点起，每次 顺序取折线上的三个点，计算中间点与其他两点连 线的夹角α，并于限差β比较，若α< β,则中间点 去掉，反之若α≥β，则中间点保留，然后顺序取 下三个点继续处理，直到这条线结束。
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矢量数据及其处理方法
计算机制图基础
2011年8月25日星期四
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主要内容
1 矢量数据的获取 2 矢量数据的处理 （1） 矢量数据处理方式和基本操作 ）
计算机制图基础
（2） 数据预处理 ） （3） 数据规范化 ） （4） 数据匹配 ）
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§1 矢量数据及其获取
一、基本概念 基本概念
1. 矢量：具有大小和方向的量； 2. 矢量数据：就是代表地图图形的各离散点平面坐标 （x，y）的有序集合。