地理空间数据的获取与处理.ppt

第三部分 地理空间数据的获取与处理 (二) 第十一章 空间数据的处理方法 GIS中空间数据的处理方法涉及图形数据和栅格数据。其中关于图形方面的算法主要来自《计算机图形学》，栅格数据的处理方法主要来自《图象处理》或《遥感图象处理原理与方法》等。这里主要介绍拓扑关系的自动生成算法、空间数据的压缩算法、空间数据的格式转换、矢量和栅格数据转换等。 第一节 图形屏幕编辑的基本操作算法 图形编辑的关键是点、线、面的捕捉，即如何根据光标的位置找到需要编辑的要素，以及图形编辑的数据组织。下面分别作简要介绍。 第一节 图形屏幕编辑的基本操作算法 一、点的捕捉算法 图形编辑是在计算机屏幕上进行的，因此首先应把图幅的坐标转换为当前屏幕状态的坐标系和比例尺。设光标点为S(x，y)，图幅上某一点状要素的坐标为A(X，Y)，则可设一捕捉半径D(通常为3～5个象素，这主要由屏幕的分辩率和屏幕的尺寸决定)。若S和A的距离d小于D则认为捕捉成功，即认为找到的点是A，否则失败，继续有哪些信誉好的足球投注网站其它点。 第一节 图形屏幕编辑的基本操作算法 二、线的捕捉算法 设光标点坐标为S(x, y)，D为捕捉半径，线的坐标为(x1,y1),(x2,y2),…(xn,yn)。通过计算S到该线的每个直线段的距离di 。在实际的捕捉中，可每计算一个距离di就进行一次比较，若di＜D，则捕捉成功，不需再进行下面直线段到点S的距离计算了。 第一节 图形屏幕编辑的基本操作算法 为了加快线捕捉的速度，可以把不可能被光标捕捉到的线以简单算法去除。如图，对一条线可求出其最大最小坐标值Xmin，Ymin，Xmax，Ymax，对由此构成的矩形再向外扩D的距离，若光标点S落在该矩形内，才可能捕捉到该条线，因而通过简单的比较运算就可去除大量的不可能捕捉到的情况。 第一节 图形屏幕编辑的基本操作算法 对于线段与光标点也应该采用类似的方法处理。即在对一个线段进行捕捉时，应先检查光标点是否可能捕捉到该线段。即对由线段两端点组成的矩形再往外扩D的距离，构成新的矩形，若S落在该矩形内，才计算点到该直线段的距离，否则应放弃该直线段，而取下一直线段继续有哪些信誉好的足球投注网站。 第一节 图形屏幕编辑的基本操作算法 可以看出计算量较大，速度较慢，因此可按如下方法计算。即从S(x，y)向线段(x1,y1)(x2,y2)作水平和垂直方向的射线，取dx，dy的最小值作为S点到该线段的近似距离。由此可大大减小运算量，提高有哪些信誉好的足球投注网站速度。计算方法为： 第一节 图形屏幕编辑的基本操作算法 三、面的捕捉算法 面的捕捉实际上就是判断光标点S(x,y)是否在多边形内，若在多边形内则说明捕捉到。判断点是否在多边形内的算法主要有垂线法或转角法，这里介绍垂线法。 第一节 图形屏幕编辑的基本操作算法 垂线法的基本思想是从光标点引垂线(实际上可以是任意方向的射线)，计算与多边形的交点个数。若交点个数为奇数则说明该点在多边形内；若交点个数为偶数，则该点在多边形外。 第一节 图形屏幕编辑的基本操作算法 为了加速有哪些信誉好的足球投注网站速度，可先找出该多边形的外接矩形，即由该多边形的最大最小坐标值构成的矩形，如上图。若光标点落在该矩形中，才有可能捕捉到该面，否则放弃对该多边形的进一步计算和判断，即不需进行作垂线并求交点个数的复杂运算。通过这一步骤，可去除大量不可能捕捉的情况，大大减少了运算量，提高了系统的响应速度。 第一节 图形屏幕编辑的基本操作算法 在计算垂线与多边形的交点个数时，并不需要每次都对每一线段进行交点坐标的具体计算。对不可能有交点的线段应通过简单的坐标比较迅速去除。 第一节 图形屏幕编辑的基本操作算法 多边形的边分别为1～8，而其中只有第3、7条边可能与S所引的垂直方向的射线相交。即若直线段为(x1,y1)(x2,y2)时，若x1≤x≤x2，或x2≤x≤x1时才有可能与垂线相交，这样就可不对1，2，4，5，6，8边进行继续的交点判断了。 第二节 空间数据的拓扑关系自动生成 矢量数据拓扑关系在空间数据的查询与分析中非常重要，矢量数据拓扑关系自动建立的算法是GIS中的关键算法之一，下面介绍其实现的基本步骤和要点。 第二节 空间数据的拓扑关系自动生成 一、欧拉定理 对于一个多边形图形，其结点数n，弧段数a，和多边形数b之间满足函数关系： 第二节 空间数据的拓扑关系自动生成 欧拉定理的用途是用于拓扑检验，可以发现点、线、面的不匹配情况和多余或遗漏图形元素，出现这些情况时，公式等式就不成立。但满足等式的图形，并不能说明图形关系不存在错误。 第二节 空间数据的拓扑关系自动生成 二、点、线拓扑关系的建立 它的实质是建立结点—弧段、弧段—结点的关系表格，有两种方案： （1）在图形采集和编辑时自动建立。主要记录两个数据文件：一个记录结点所关联的弧段，即结点弧段