GIS原理3剖析.pptVIP

第三章 空间数据的处理 数据处理涉及的内容很广泛，主要取决于原始数据的特点和用户的具体要求，一般包括： 数据变换：数据从一种数学状态到另一种数学状态的变换，包括几何纠正、投影转换和辐射纠正等，以解决空间数据的几何配准。; 数据重构：数据从一种格式到另一种格式的转换，包括结构转换、格式变换、类型替换等，以解决在结构、格式和类型上的统一，实现多源和异构数据的连接与融合。 数据提取：对数据进行某种有条件的提取，包括类型提取、窗口提取、空间内插等，以解决不同用户对数据的特定需求。; §1 空间数据的坐标变化 建立两个平面点之间的一一对应关系，包括几何纠正和投影转换。; 1．1几何纠正 为了实现对数字化数据的坐标系转换和图纸变形误差的改正。 仿射变换是GIS数据处理中使用最多的一种几何纠正方法。 X=a0+a1x+a2y Y=b0+b1x+b2y 按最小二乘法原理来求解待定参数。; 1．2 投影转换 所谓地图投影就是建立地图平面上的点（x,y)和地球表面上的点(?,?)之间的函数关系。一般通式为： ;投影转换的方法： （1）正解变换 （2）反解变换 （3）数值变换; §2 空间数据结构的转换 两种数据结构各具有不同的优缺点，一般的应用原则是：数据采集采用矢量数据结构，有利于保证空间实体的几何精度和拓扑特性的描述；而空间分析则主要采用柵格结构，有利于加快系统数据的运行速度和分析应用的进程。 在数据处理阶段，经常要进行两种数据结构的相互转换。 ; 2．1 由矢量向栅格的转换 首先必须确定栅格元素的大小。即根据原矢量图的大小，精度要求及所研究问题的性质，确定栅格的分辨率。 此外，必须了解矢量数据和栅格数据的坐标表示。有时，矢量数据的基本坐标是直角坐标，原点为图的左下方；而栅格数据的坐标是行列，原点在图的左上方。 进行两种坐标数据转换时，通常使直角坐标的X，Y轴同栅格数据的行列平行。; 矢量数据和栅格数据的坐标转换关系，其转换公式为： 式中：△X, △Y分别表示每个栅格单元的边长。 Xmax，Xmin分别表示矢量坐标中X的最大值和最小值。 Ymax，Ymin分别表示矢量坐标中Y的最大值和最小值。 字母I，J分别表示栅格的行数和列数。;基本要素的转换： 1．点的转换 由(x , y)求出I , j 行 i=1+Integer( ) 列 j=1+Integer( ); 2．线的转换 线的变换实质上是完成相邻两点之间直线的转换。若已知一直线AB其两端点坐标分别为A（x1，y1）和B（x2，y2），则其转换过程不仅包括坐标点A，B分别从点矢量数据转换成栅格数据，还包括求出直线AB所经过的中间栅格数据。; 第一步，利用点转换法，将点A（x1，y1）和B（x2，y2）分别转换成栅格数据，求出相应的栅格的行列值。 第二步，由上述行列值求出直线所在的行列范围。 ; 第三步，确定直线所经过的中间栅格点。若从直线两端点转换中，求出该直线经过的起始行号为i1，终止行号im，其中间点行号必定为i2，i3，…im-1。现在的问题是求出相应行号相交于直线的列号，其步骤如下：;1）求出相应i行中心处同直线相交的y值 ; 2) 用直线方程求出对应y值的点x值： ;3) 从x, y值求出相应i行的列值：; 加上不断求出直线所经过的各行的列值，最后完成直线的转换。; 3．区域填充 矢量数据转换栅格数据是通过矢量边界轮廓的转换实现的。在栅格数据结构中，栅格元素值直接表示属性值。因此，当矢量边界线段转换成栅格数据后，必须进行面域充填。; 射线法： 该方法中常用水平扫描（或垂直线）法来判断一点是否在区域内。假若有一点P（x，y），要判断它是否在多边形内，可以从该点向左引水平扫描线（射线），计算此线段与区域边界的相交的次数c，如果c为奇数，认为该点在多边形内；否则，在多边形外。 使用上述方法要注意奇异性。;2．2 栅格向矢量的转换 栅格向矢量转换处理的目的，是为了将栅格数据分析的结果，通过矢量绘图装置输出，或者为了