08矢栅一体化数据结构.ppt
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1、第4章 空间数据结构1主要内容4.1矢量数据结构矢量数据结构4.2栅格数据结构栅格数据结构4.3矢栅一体化数据结构矢栅一体化数据结构 4.4镶嵌数据结构镶嵌数据结构4.5栅格与矢量数据的相互转换栅格与矢量数据的相互转换 24.3 矢栅一体化数据结构 34.3 矢栅一体化数据结构 4.3.1 栅格结构与矢量数据结构的比较4.3.2 矢栅一体化数据结构数据结构44.3.1 栅格结构与矢量数据结构的比较1.栅格数据结构p栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织,组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征。p栅格结构的显著特点:属性明显,定位隐含,即数据直接记录属性的指针或数据本身
2、,而所在位置则根据行列号转换为相应的坐标。p栅格数据的编码方法:n n直接直接直接直接栅格编码,就是将栅格数据看作一个数据矩阵,逐行(或逐列)逐个记录代码;n n压缩压缩压缩压缩编码,包括链码(弗里曼链码)比较适合存储图形数据;n n游程游程游程游程长度编码通过记录行或列上相邻若干属性相同点的代码来实现;n n四叉树四叉树四叉树四叉树编码是最有效的栅格数据压缩编码方法之一,还能提高图形操作效率,具有可变的分辨率。52.矢量数据结构矢量数据结构是通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点、线和多边形等地理实体,坐标空间设为连续,允许任意位置、长度和面积的精确定义。矢量结构的显著特点:定位明显,属性隐含
3、。矢量数据的编码方法:p对于点实体和线实体,直接记录空间信息和属性信息;p对于多边形地物,有坐标序列法、树状索引编码法和拓扑结构编码法n坐标序列法(实体式),是由多边形边界的x,y坐标对集合及说明信息组成,是最简单的一种多边 形矢量编码法,文件结构简单,但多边形边界被存储两次产生数据冗余,而且缺少邻域信息;n树状索引编码法(索引式),是将所有边界点进行数字化,顺序存储坐标对,由点索引与边界线号相联系,以线索引与各多边形相联系,形成树状索引结构,消除了相邻多边形边界数据冗余问题;n拓扑结构编码法(链状双重独立式),是通过建立一个完整的拓扑关系结构,彻底解决邻域和岛状信息处理问题的方法,但增加了算
4、法的复杂性和数据库的大小。63.矢量数据结构与栅格数据结构比较7优优点点缺点缺点矢矢量量数数据据结结构构1.数据数据结结构构严严密,冗余度小,数据量小;密,冗余度小,数据量小;2.空空间间拓扑关系清晰,易于网拓扑关系清晰,易于网络络分析;分析;3.面向面向对对象目象目标标的,不的,不仅仅能表达属性能表达属性编编码码,而且能方便地,而且能方便地记录记录每个目每个目标标的具的具体的属性描述信息;体的属性描述信息;4.能能够实现图够实现图形数据的恢复、更新和形数据的恢复、更新和综综合;合;5.图图形形显显示示质质量好、精度高。量好、精度高。1.数据数据结结构构处处理算法复理算法复杂杂2.叠置分析与叠
5、置分析与栅栅格格组组合比合比较难较难;3.数学模数学模拟拟比比较较困困难难;4.空空间间分析技分析技术术上比上比较较复复杂杂,需,需要更复要更复杂杂的的软软、硬件条件;、硬件条件;5.显显示与示与绘图绘图成本比成本比较较高。高。栅栅格格数数据据结结构构1.数据数据结结构构简单简单,易于算法,易于算法实现实现;2.空空间间数据的叠置和数据的叠置和组组合容易,有利于合容易,有利于与遥感数据的匹配与遥感数据的匹配应应用和分析;用和分析;3.各各类类空空间间分析,地理分析,地理现现象模象模拟拟均均较为较为容易;容易;4.输输出方法快速建出方法快速建议议,成本低廉。,成本低廉。1.图图形数据量大,用大像
6、元减小形数据量大,用大像元减小数据量数据量时时,精度和信息量受,精度和信息量受损损失;失;2.难难以建立空以建立空间间网网络连络连接关系;接关系;3.投影投影变变化化实现实现困困难难;4.图图形数据形数据质质量低,地量低,地图输图输出不出不精美。精美。3.矢量数据结构与栅格数据结构比较p矢量数据的优缺点:n优点为数据结构紧凑、冗余度低,有利于网络和检索分析,图形显示质量好、精度高n缺点为数据结构复杂,多边形叠加分析比较困难。p栅格数据的优缺点:n优点为数据结构简单,便于空间分析和地表模拟,现势性较强;n缺点为数据量大,投影转换比较复杂。p两者比较:n栅格数据操作总的来说容易实现,矢量数据操作则
7、比较复杂;n栅格结构是矢量结构在某种程度上的一种近似,对于同一地物达到于矢量数据相同的精度需要更大量的数据相同的精度需要更大量的数据相同的精度需要更大量的数据相同的精度需要更大量的数据;在坐标位置搜索、计算多边形形状面积等方面栅格结构更为有效,而且易于遥感相结合,易于信息共享;n矢量结构对于拓扑关系的搜索则更为高效,网络信息只有用矢量才能完全描述,而且精度较高。84.数据结构选择原则p要素还是位置?p可获取的数据p定位要素的必要精度p需要什么类型的要素p需要什么类型的拓扑关联p所需空间分析类型p生产地图类型95.栅格数据和矢量数据的综合p使用栅格影像作为显示背景e.g.DOQs,DRGs,gr
8、apgic files p二值扫描文件可以作为数字化线或多边性要素的输入数据p数字高程模型用作提取等高线p卫星影像在数据综合中发挥着重要作用p矢量数据作为处理卫星影像的辅助信息104.3.2 矢栅一体化数据结构1基本概念基本概念p将矢量面向对象的方法和栅格像元充填的方法结合起来,具体采用填满线状目标路径和充填面状目标空间的方法作为一体化数据结构的基础。n线状地物:除记录原始取样点外,还记录路径所通过的栅格。n面状地物:除记录它的多边形周边以外,还包括中间的面域栅格。p一方面,它保留了矢量的全部性质,以目标为单元直接聚集所有的位置信息,并能建立拓扑关系;p另一方面,它建立了栅格与地物的关系,即路
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