地理信息系统栅格数据演示课件
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链来表示线状地物或多边形的边界。
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将栅格数据（线状地物面域边
界）表示为矢量链的记录。
步骤如下：
a
（1）首先定义一个3x3窗口，
a
中间栅格的走向有8种可能
a a
，并将这8种可能0-7进行编 a
b
码。
a
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Leabharlann Baidu
（2）记下地物属性码和起点 行、列后，进行追踪，得到
链式编码表
矢量链.
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① 逐行记录每个游程的末点列 号
5，5 A，2，B，5 A，1，C，4，A，5 D，1，C，3，A，5 D，2，C，3，A，5 D，2，A，5
10
②记录每个游程象元数目
5，5 A，2，B，3 A，1，C，3，A，1 D，1，C，2，A，2 D，2，C，1，A，2 D，2，A，3
11
②记录每个游程象元数目
特点：最直观、最基本的网 格存贮结构，没有进行任 何压缩数据处理。
5,5 A,A,B,B,B A,C,C,C,A D,C,C,A,A D,D,C,A,A D,D,A,A,A
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常 用 排 列
7
数据压缩是将数据表示成更紧凑的格式以减少存储空间 的一项技术。分为：
➢无损压缩：在编码过程中信息没有丢失，经过解码可 恢 复原有的信息---信息 保持编码。（地理信息系 统压缩 多采用）
15
02255555 22222555 22223355 00233355 00333353
00033333 00003333 00000333
（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）。
缺点： ➢复杂，难于修改和更新。 ➢不存储拓扑关系。 ➢如果数据种类不同，处理效率低。
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直接栅格编码： 简单直观，是压缩编码方法的逻辑原型；
行程编码： 在很大程度上压缩数据，又最大限度的保留了原始栅
基于面域：以层为基础，每层内以多边形为序记录多边 形的属性值和多边形内各象元的坐标。节约用于存储属 性的空间。将同一属性的制图单元的n个象元的属性只 记录一次，便于地图分析和制图处理。
4
栅格数据编码 方法
直接栅格编码 压缩栅格编码
游程长度编码 块码 链码 四叉树
5
将栅格数据看作是一个数据 矩阵，逐行或逐列逐个记 录代码。也可采用特殊格 式。
➢有损压缩：为最大限度压缩数据，在编码中损失一些 认 为不太重要的信息，解码后，这部分信息无法恢 复。-- 信息不保持编码。 （对原始遥感影像进行压 缩时也可 以采用有）
8
1、游程长度编码
游程是指按行的顺序连续且属性值相同的若干栅格。 ➢游程长度编码是栅格数据压缩的重要编码方法。 ➢游程长度的记录方式有两种 ①记录每个游程始末列号 ②记录每个游程象元数
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链式编码的特点： ➢对于线状和多边形的表示具有很强的数据压缩能力。 ➢具有一定的运算功能，计算周长和面积。 ➢探测边界急促弯曲和凹进部分比较容易。 ➢缺点是效率较低；局部改动对整体影响大；由于以区
域为单位存储边界，相邻区域边界容易被重复存储产 生冗余。
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4、四叉树编码
基本思想：把一幅图像或一幅栅格地图等分成4部分，逐
土地科学技术学院 姓名： 学号：
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基于像元：以象元为记录序列，不同层上同一象元位置 上的各属性值表示为一个列数组。N层中只记录一层的 象元位置，节约大量存储空间，栅格个数很多,便于数 据扩充和修改，但进行属性查询和面域提取速度较慢。
基于层：每层每个象元的位置、属性一一记录，结构最 简单，便于进行属性查询，但像元坐标重复浪费存储。
块检查其栅格值，若每个子区都含有相同值，则该子区不 再往下分割，否则将该区域再分割4个子区域，如此递归 分割直到每个子块都含有相同的属性为止。
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10 11 12 13
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四叉树这种逐 级一分为四的 方法，一直分 到预定的最高 分辨率为止。
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四叉树编码的优点： ➢高效、可变的分辨率，适应不同分辨率的数据 管理。 ➢有效减少栅格数据的存储量。
14
➢数据对组成：（初始行、列，半径，属性值）。依次扫 描，编过的不重复。
12345678 104477777 244444777 344448877 400488877 500888878 600088888 700008888 800000888
如：（1,1,1,0), (1,2,2,4), (1,4,1,7), (1,5,1,7)…
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特点： ➢一个多边形所包含的正方形越大，多边形的边界越简
单，块式编码的效果就越好； ➢当属性变化小时图块大，对于大块图斑记录单元大，
分辨率低，压缩比高。小块图斑记录单元小，分辨率 高，压缩比低。 ➢利于计算面积、合并插入等操作。
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3、链式编码
➢又称为弗里曼（Freeman） 链码、边界链。 ➢它是从某一起点开始用沿八个基本方向前进的单位矢量
➢将游程编码扩大到二维的 情况。
➢把多边形范围划分成若干 具有同一属性值的正方形 ，然后对各个正方形进行 编码。
➢采用方形区域作为记录单 元，每个记录单元包括相 邻的若干栅格。
12345678 104477777 244444777 344448877 400488877 500888878 600088888 700008888 800000888
5，5 2，A 3，B 1，A 3，C 1，A 1，D 2，C 2，A … …
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➢在各行数据代码发生变化时候记录代码以及相同 代码重复的个数，从而实现数据的压缩
➢压缩方法有效便捷。 ➢压缩比和图的复杂程度成反比。变化多的部分游
程数多，变化少的部分游程数少。因此，图越简 单，压缩效率越高。
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2、块式编码
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将栅格数据（线状地物面域边
界）表示为矢量链的记录。
步骤如下：
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（1）首先定义一个3x3窗口，
a
中间栅格的走向有8种可能
a a
，并将这8种可能0-7进行编 a
b
码。
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Leabharlann Baidu
（2）记下地物属性码和起点 行、列后，进行追踪，得到
链式编码表
矢量链.
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① 逐行记录每个游程的末点列 号
5，5 A，2，B，5 A，1，C，4，A，5 D，1，C，3，A，5 D，2，C，3，A，5 D，2，A，5
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②记录每个游程象元数目
5，5 A，2，B，3 A，1，C，3，A，1 D，1，C，2，A，2 D，2，C，1，A，2 D，2，A，3
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②记录每个游程象元数目
特点：最直观、最基本的网 格存贮结构，没有进行任 何压缩数据处理。
5,5 A,A,B,B,B A,C,C,C,A D,C,C,A,A D,D,C,A,A D,D,A,A,A
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常 用 排 列
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数据压缩是将数据表示成更紧凑的格式以减少存储空间 的一项技术。分为：
➢无损压缩：在编码过程中信息没有丢失，经过解码可 恢 复原有的信息---信息 保持编码。（地理信息系 统压缩 多采用）
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02255555 22222555 22223355 00233355 00333353
00033333 00003333 00000333
（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）。
缺点： ➢复杂，难于修改和更新。 ➢不存储拓扑关系。 ➢如果数据种类不同，处理效率低。
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直接栅格编码： 简单直观，是压缩编码方法的逻辑原型；
行程编码： 在很大程度上压缩数据，又最大限度的保留了原始栅
基于面域：以层为基础，每层内以多边形为序记录多边 形的属性值和多边形内各象元的坐标。节约用于存储属 性的空间。将同一属性的制图单元的n个象元的属性只 记录一次，便于地图分析和制图处理。
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栅格数据编码 方法
直接栅格编码 压缩栅格编码
游程长度编码 块码 链码 四叉树
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将栅格数据看作是一个数据 矩阵，逐行或逐列逐个记 录代码。也可采用特殊格 式。
➢有损压缩：为最大限度压缩数据，在编码中损失一些 认 为不太重要的信息，解码后，这部分信息无法恢 复。-- 信息不保持编码。 （对原始遥感影像进行压 缩时也可 以采用有）
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1、游程长度编码
游程是指按行的顺序连续且属性值相同的若干栅格。 ➢游程长度编码是栅格数据压缩的重要编码方法。 ➢游程长度的记录方式有两种 ①记录每个游程始末列号 ②记录每个游程象元数
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链式编码的特点： ➢对于线状和多边形的表示具有很强的数据压缩能力。 ➢具有一定的运算功能，计算周长和面积。 ➢探测边界急促弯曲和凹进部分比较容易。 ➢缺点是效率较低；局部改动对整体影响大；由于以区
域为单位存储边界，相邻区域边界容易被重复存储产 生冗余。
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4、四叉树编码
基本思想：把一幅图像或一幅栅格地图等分成4部分，逐
土地科学技术学院 姓名： 学号：
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基于像元：以象元为记录序列，不同层上同一象元位置 上的各属性值表示为一个列数组。N层中只记录一层的 象元位置，节约大量存储空间，栅格个数很多,便于数 据扩充和修改，但进行属性查询和面域提取速度较慢。
基于层：每层每个象元的位置、属性一一记录，结构最 简单，便于进行属性查询，但像元坐标重复浪费存储。
块检查其栅格值，若每个子区都含有相同值，则该子区不 再往下分割，否则将该区域再分割4个子区域，如此递归 分割直到每个子块都含有相同的属性为止。
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四叉树这种逐 级一分为四的 方法，一直分 到预定的最高 分辨率为止。
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四叉树编码的优点： ➢高效、可变的分辨率，适应不同分辨率的数据 管理。 ➢有效减少栅格数据的存储量。
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➢数据对组成：（初始行、列，半径，属性值）。依次扫 描，编过的不重复。
12345678 104477777 244444777 344448877 400488877 500888878 600088888 700008888 800000888
如：（1,1,1,0), (1,2,2,4), (1,4,1,7), (1,5,1,7)…
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特点： ➢一个多边形所包含的正方形越大，多边形的边界越简
单，块式编码的效果就越好； ➢当属性变化小时图块大，对于大块图斑记录单元大，
分辨率低，压缩比高。小块图斑记录单元小，分辨率 高，压缩比低。 ➢利于计算面积、合并插入等操作。
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3、链式编码
➢又称为弗里曼（Freeman） 链码、边界链。 ➢它是从某一起点开始用沿八个基本方向前进的单位矢量
➢将游程编码扩大到二维的 情况。
➢把多边形范围划分成若干 具有同一属性值的正方形 ，然后对各个正方形进行 编码。
➢采用方形区域作为记录单 元，每个记录单元包括相 邻的若干栅格。
12345678 104477777 244444777 344448877 400488877 500888878 600088888 700008888 800000888
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➢在各行数据代码发生变化时候记录代码以及相同 代码重复的个数，从而实现数据的压缩
➢压缩方法有效便捷。 ➢压缩比和图的复杂程度成反比。变化多的部分游
程数多，变化少的部分游程数少。因此，图越简 单，压缩效率越高。
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2、块式编码