GIS空间数据处理与分析

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1、第三章GIS空间数据处理与分析重点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。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问题就解决了。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

2、率。yxoymaxxmaxxminymin矢量坐标IJ(0,0)ymaxxmaxxminymin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。IJ(0,0)ymaxxmaxxminymin点的转换(x,y)第二节空间数据结构的转换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)分别转换为栅格数据。由上述行列值求出直线所在行列值的范围确定直线经过的中间栅格点。IJ(0,0)ymaxxmaxx

3、minymin线的转换(x,y)AB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。第二节空间数据结构的转换1.3.1射线法：I1PP1I2P30xy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。

4、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。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。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。第二节空间数据结构的转换I1I2I3I4I5oxy思考：射线I1，I2，I

5、3，I4，I5，与多边形的相交次数。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。第二节空间数据结构的转换NNLLLLLLLLLLLLLNNNNRRRRNNNRRRRRRRNNNNLLLNNRRRRNNNLLLLNNRRRR边缘跟踪法填充第二节空间数据结构的转换1.

6、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。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）。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

7、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。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