地理信息系统4-栅格数据模型.pptVIP

第四章

栅格数据模型;4.1 引言;什么是栅格数据结构〔Raster)？;什么是栅格数据结构〔Raster)？;矢量结构和栅格结构;什么是栅格数据结构〔Raster)？;栅格数据结构例如;4.2栅格数据模型(rastermodel);栅格数据模型及空间对象的表示;在栅格表达中，对空间实体的最小表达单位为单元或像元(Cell或Pixel)，每一像元的大小是一致的〔一般是正方形〕。

在栅格模型中，空间事物按其在网格中的行、列和编码值表示；每一个栅格像元以一定的数值〔如颜色、灰度级〕记录着不同的属性，如：环境污染程度、植被覆盖类型等空间地理现象。

网格根本单元的大小，对地图的分辨率和计算精度起关键的作用；计算机的储存量和分辨率成反比。;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需要进行具体设定，比方设置为三角形。

栅格数据的比例尺就是栅格大小与地表相应单元大小之比。

栅格尺寸越小，其分辨率越高，数据量也越大。;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，假设栅格尺寸较大，那么造成较大的误差。

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。比方，遥感数据中的“混合像元”问题。

像元很大，那么无法表示空间要素的精确位置，即增加了混合要素/像元的时机；像元较小，位置相对精确，但却增加了数据量和数据处理时间。;栅格数据结构的特点;栅格数据结构的特点;决定栅格单元代码的方式;决定栅格单元代码的方式;决定栅格单元代码的方式;决定栅格单元代码的方式;决定栅格单元代码的方式;决定栅格单元代码的方式;除了遥感影象外，通过矢量到栅格的转换，栅格表达法同样可以表达0维、一维、二维等矢量图形或地理现象。此时，0维矢量表现为具有一定数值的栅格单元，一维矢量表现为按线性特征相连接的一组相邻单元，二维矢量表现为按二维形状特征连续分布的一组单元。;栅格表达法分辨率示意图;栅格模型具有如下几个特点：

栅格的空间分辨率指一个像元在地面所代表的实际面积大小〔一个正方形的面???〕；

对于同一幅图形或图象来说，随着分辨率的增大，存储空间也随之增大。例如，假设每一像元占用一个字节，而且分辨率为100*100m，那么，一个面积为100km*100km的区域就有1000*1000=1000000个像元，所占存储空间为1M个字节；如果分辨率为10*10m，那么，同样面积的区域就有10000*10000=1亿个像元，所占存储空间近100MB；

表达空间目标、计算空间实体相关参数的精度与分辨率密切相关，分辨率越高，精度越高；

非常适合进行空间分析。例如，同一地区多幅遥感图象的叠加操作等；

不适合进行比例尺变化，投影变换等。;栅格数据适用于保存和分析在面上连续的数据。每个单元包含了一个值，以表示在某一类或域中的所属关系，也可以表示一种观测值或推导值。;卫星影像;

DigitalEarth：ElNinophenomenonofPacificOceanNOAA1999

;中国气象卫星风云-1C;中国-巴西资源卫星;北京地区4米遥感影象图

〔美国SPACEIMAGE公司的IKONOS卫星〕;北京地区1米遥感影象图

〔同时也发布了北朝鲜导弹基地的1米影象图〕;IKONOS卫星多光谱影像〔4米〕〔排队参观毛主席纪念堂的队伍隐约可见，花坛信息没有，背景草坪不清晰〕;柏林，勃兰登堡门;罗马梵蒂冈大教堂,0.7m,真彩色;数字高程模型;奋进号航天飞机外观图;SRTM陆地表面覆盖图〔平面〕;由SRTM－C波段获取DEM再与TM图像叠加的结果;PerspectivewithLandsatOverlay,MountKilimanjaro,Tanzania

;4.4栅格数据结构、压缩和文件;栅格数据结构与空间关系;栅格数据结构与外表〔场〕;栅格数据编码;直接栅格编码(逐个像元编码);一些常用的栅格排列顺序;;;;;;;;;;游程长度编码的数据结构

以行和组来记录格网单元值。每一组包括了一个格网值和拥有该值的格网个数。

数据压缩法之一，以缓和存贮量和分辨率间的矛盾；

压缩效果和地图上各种面的复杂程度有关。;;;;;;;;;;;;;四叉树分割;;;;;数据压缩：指栅格数据量的减少。目的是节省计算机资源。DEM和卫星影像等栅格文件很难压缩，因为它们的值是连续变化的。

压缩包括无损压缩〔如：TIFF、GIF〕和有损压缩〔如：JPEG〕。

MrSID〔多分辨率无缝图像数据库〕是一项由LosAlamos国家实验室开发的压缩技术。无