第二章3栅格编码1.pptx
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1、1 1)栅格数据结构概念栅格数据结构概念 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理要素的非几何属性特征。特点:属性明显,定位隐含属性明显,定位隐含。注意:栅格数据结构是将连续空间离散化,即用二维铺盖或划分覆盖整个连续空间,这种铺盖可以分为规则的和不规则的l l栅格数据单元格经常是矩形(主要是正方形)的,栅格数据单元格经常是矩形(主要是正方形)的,但并不是必须如此。其单元格形状可以随应用的但并不是必须如此。其单元格形状可以随应用的需要进行具体设定,比如设置为三角形。需要进行具体设定,比如设置为三角形。l l栅格数据的比例尺就是栅格大小与地表相应单元栅格数
2、据的比例尺就是栅格大小与地表相应单元大小之比。大小之比。l l栅格尺寸越小,其分辨率越高,数据量也越大。栅格尺寸越小,其分辨率越高,数据量也越大。栅格数据的形状、尺寸及相关问题l l由于栅格结构对地表的离散,在计算面积、长度、由于栅格结构对地表的离散,在计算面积、长度、距离、形状等空间指标时,若栅格尺寸较大,则距离、形状等空间指标时,若栅格尺寸较大,则造成较大的误差造成较大的误差 。l l由于栅格单元中存在多种地物,而数据中常常只由于栅格单元中存在多种地物,而数据中常常只记录一个属性值,这会导致属性误差。比如,遥记录一个属性值,这会导致属性误差。比如,遥感数据中的感数据中的“混合像元混合像元”
3、问题。问题。栅格数据的形状、尺寸及相关问题三角形、方格和六角形划分三角形、方格和六角形划分三角形、方格和六角形划分三角形、方格和六角形划分 栅格数据模型栅格数据模型 图形栅格数据结构表示图形栅格数据结构表示0 00 0 0 00 02 2 0 00 00 00 00 0 0 02 20 0 0 00 00 00 01 1 0 02 20 0 3 33 30 00 00 0 0 02 23 3 3 33 33 30 00 0 2 20 03 3 3 33 33 30 00 0 2 20 00 0 3 33 30 00 02 2 0 00 00 0 0 00 00 0线线线线面面面面点点点点2)栅
4、格数据的获取一、栅格数据的获取途径 栅格数据通常可以由下列几种途径得到栅格数据通常可以由下列几种途径得到 (1)格网法:在输入图上均匀划分格网,逐个格网在输入图上均匀划分格网,逐个格网地决定其属性代码,形成栅格数字地图文件。地决定其属性代码,形成栅格数字地图文件。(2)由矢量结构数据转化为栅格数据 (3)扫描法:经过扫描对数据重采样和再编码得到经过扫描对数据重采样和再编码得到栅格数据文件栅格数据文件 (4)遥感影像数据2)栅格数据的获取二、栅格数据的取值方法 在确定栅格像元的属性代码时应尽量保持与实地的一致性,保证最大在确定栅格像元的属性代码时应尽量保持与实地的一致性,保证最大信息量。信息量。
5、(1 1)中心点法中心点法:用处于栅格:用处于栅格中心处的地物类型或现象特性中心处的地物类型或现象特性决定像元的代码。决定像元的代码。(2 2)面积占优法面积占优法:以占栅格:以占栅格面积最大的地物类型或现象特面积最大的地物类型或现象特性决定像元的代码。性决定像元的代码。(3 3)重要性法重要性法:根据栅格内:根据栅格内不同地物的重要性,选取最重不同地物的重要性,选取最重要的地物类型决定相应的栅格要的地物类型决定相应的栅格像元代码。像元代码。BCAO具有连续分布特性的地理要素,如降雨量分布、人口密度图等常用于分类较细、地物类别斑块较小的情况常用于具有特殊意义而面积又较小的地理要素,尤其是点、线
6、状地理要素,如城镇、交通枢纽、交通线、河流水系等。在属性代码中应尽量表示这类重要地物。(2)链码链码(Chain Encoding)(1)直接栅格编码直接栅格编码(3)游程长度编码游程长度编码(Run_Length Encoding)(4)块块 码码(Block Encoding)(5)四叉树编码四叉树编码(Quadtree Encoding)2栅格结构编码方法1 1、直接栅格编码、直接栅格编码 直接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,可以每行从左到右逐像元记录,也可奇数行从左到右而偶数行由右向左记录,为了特定的目的还可采用其他特殊的顺序。0 2 2 5 5 5 5
7、 52 2 2 2 2 5 5 50 0 0 0 0 3 3 32 2 2 2 3 3 5 50 0 2 3 3 3 5 50 0 3 3 3 3 5 30 0 0 3 3 3 3 30 0 0 0 3 3 3 30,2,2,5,5,5,5,5;2,2,2,2,2,5,5,5;2,2,2,2,3,3,5,5;0,0,2,3,3,3,5,5;0,0,3,3,3,3,5,3;0,0,0,3,3,3,3,3;0,0,0,0,3,3,3,3;0,0,0,0,0,3,3,3。(1)直接栅格编码直接栅格编码特点:简单、直观。数据量大,数据冗余严重。是压缩编码方法的逻辑原型。(1)直接栅格编码直接栅格编码(
8、2)链码链码(chain Encoding)链码又称为弗里曼链码链码又称为弗里曼链码Freeman或边界或边界链码,链码可以有效地压缩栅格数据,而链码,链码可以有效地压缩栅格数据,而且对于估算面积、长度、转折方向的凹凸且对于估算面积、长度、转折方向的凹凸度等运算十分方便,比较适合于存储图形度等运算十分方便,比较适合于存储图形数据数据。由起点位置和一系列在基本方向的单位矢量给出每个后续点相对其前继点的可能的8个基本方向之一表示。8个基本方向自0开始按逆时针方向代码分别为0,1,2,3,4,5,6,7。单位矢量的长度默认为一个栅格单元。2 2、链码、链码12345076001 0 767 01 1
9、 0 0(2)链码链码(Chain Encoding)链码编码链码编码:2,2,6,7,6,0,6,5123450760 5 0 0 0 0 0 00 0 5 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 5 0 0 0 0 0 00 0 5 5 0 0 0 00 0 0 5 0 0 0 00 0 5 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0链码编码示例链码编码示例 压缩效率较高,接近矢量结构,对边界的运算比较方便,但不具有区域性质,区域运算较难;(2)链码链码(chain Encoding)3 3、游程长度编码、游程长度编码只在各行(或列)数据的代码发生变化时依次记录 该代码以
10、及相同代码重复的个数;0 2 2 5 5 5 5 52 2 2 2 2 5 5 50 0 0 0 0 3 3 32 2 2 2 3 3 5 50 0 2 3 3 3 5 50 0 3 3 3 3 5 30 0 0 3 3 3 3 30 0 0 0 3 3 3 3沿行方向进行编码沿行方向进行编码:(0,1),),(2,2),(),(5,5);();(2,5),),(5,3);();(2,4),(),(3,2),),(5,2);();(0,2),(),(2,1),),(3,3),(),(5,2);();(0,2),),(3,4),(),(5,1),(),(3,1););(0,3),(),(3,5)
11、;();(0,4),),(3,4);();(0,5),(),(3,3)。)。(3)游程长度编码游程长度编码(Run_Length Encoding)3 3、游程长度编码、游程长度编码逐个记录各行(或列)代码发生变化的位置和相应代码。0 2 2 5 5 5 5 52 2 2 2 2 5 5 50 0 0 0 0 3 3 32 2 2 2 3 3 5 50 0 2 3 3 3 5 50 0 3 3 3 3 5 30 0 0 3 3 3 3 30 0 0 0 3 3 3 3沿列方向进行编码沿列方向进行编码:(1,0),),(2,2),(),(4,0);();(1,2),),(4,0);();(1,2
12、),(),(5,3),),(6,0);();(1,5),(),(2,2),),(4,3),(),(7,0);();(1,5),),(2,2),(),(3,3),(),(8,0););(1,5),(),(3,3);();(1,5),),(6,3);();(1,5),(),(5,3)。)。(3)游程长度编码游程长度编码(Run_Length Encoding)在很大程度上压缩数据,又最大限度的保留了原始栅格结构,编码解码十分容易,十分适合于微机地理信息系统采用;但计算期间的处理和制图输出处理工作量都有所增加。(3)游程长度编码游程长度编码(Run_Length Encoding)4 4、块码、块码
13、 游程编码是在一维情况下(按行或列)记录像元的属性及其位置。现若采用方形区域作为记录单元,则可以将游程编码扩展为二维情况下的编码方式,即块码。采用方形区域作为记录单元,数据编码由初始位置行列号加上半径,再加上记录单元的代码组成。0 2 2 5 5 5 5 52 2 2 2 2 5 5 50 0 0 0 0 3 3 32 2 2 2 3 3 5 50 0 2 3 3 3 5 50 0 3 3 3 3 5 30 0 0 3 3 3 3 30 0 0 0 3 3 3 3(1 1,1 1,1 1,0 0),(),(1 1,2 2,2 2,2 2),),(1 1,4 4,1 1,5 5),(),(1 1
14、,5 5,1 1,5 5),),(1 1,6 6,2 2,5 5),(),(1 1,8 8,1 1,5 5););(2 2,1 1,1 1,2 2),(),(2 2,4 4,1 1,2 2),),(2 2,5 5,1 1,2 2),(),(2 2,8 8,1 1,5 5););(3 3,3 3,1 1,2 2),(),(3 3,4 4,1 1,2 2),),(3 3,5 5,2 2,3 3),(),(3 3,7 7,2 2,5 5););(4 4,1 1,2 2,0 0),(),(4 4,3 3,1 1,2 2),),(4 4,4 4,1 1,3 3);();(5 5,3 3,1 1,3 3)
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