《地理信息系统概论第二章》.ppt

* * 3　四叉树编码结构 四叉树数据结构存储的原理： 　（1）自上而下的方法 　将一幅栅格地图或图象等分为四部分。逐块检查其格网属性值（或灰度）。如果某个子区的所有格网值都具有相同的值，则这个子区就不再继续分割，否则还要把这个子区再分割成四个子区。这样递次地分割，直到每个子块都只含有相同的属性值或灰度为止。凡数值呈单调的单元，不论单元大小，均作最后的存储单位。这四个等分区称为四个子象限，按顺序为左上（NW）、右上（NE）、左下（SW）、右下（SE）。用一个树结构表示，如前所述，这种自上而下分割的方法需要大量重复运算，因而应用得比较少。如下图：， * * 四叉树压缩编码的原理及方法 * * 四叉树压缩编码的原理及方法 1、对于一个n×n（n=2k，k1）的栅格方阵组成的区域作四叉树编码，其中k称为分辨率。第一分割四个子象限，它们分别包括： 2、如果要再分割下一层，其子象限分别为： * * 四叉树压缩编码的原理及方法 （2）自下而上合并的方法，则是将二维矩阵的每个元素的下标转换成Morton地址码，并将元素按码的升序排列成线性表。其建立的过程如下： 先将十进制的行列号转换成二进制数表示，然后按下式计算每个栅格单元对应的 Morton码：Mo=2Ib+Jb 　式中Ib为二进制行号，Jb为二进制列号。如下图7*7栅格的Morton码表： * * 栅格数据结构：压缩编码方案 A A A A A R A A A R A A A R A A R A A A A A A A A A G G A A G G G G G G G A G G G A G G A A A A A A R A A A A R A A A R R A A A 1 4 3 2 5 8 7 6 1 2 3 4 5 6 7 8 0 1 2 3 4 5 6 7 起点行列号，单位矢量 R: (1,5),3,2,2,3,3,2,3 链式编码 游程长度编码 逐行编码 数据结构: 行号, 属性, 重复次数 1, A, 4, R, 1, A, 3 按游程序号编码： 数据结构：游程序号，（属性值，游程） 1（A，4）；2（R，1）；3（A, 6)…… 块状编码 正方形区域为记录单元 数据结构: 初始位置, 半径, 属性 (1,1,3,A),(1,4,1,A)(1,5,1,R),(1,6,2,A),… NE SW NW SE G G G G A G G A A G A A A 四叉树编码 * * 栅格数据结构的特点 1、离散的量化栅格值表示空间对象 2、位置隐含,属性明显 3、数据结构简单,易于遥感数据结合,但数据量大 4、几何和属性偏差 5、面向位置的数据结构,难以建立空间对象之间的关系 * * 三、矢量与栅格一体化数据结构 1、矢量与栅格一体化的基本概念； （1）四库合一： 新一代集成化的地理信息系统，能够统一管理图形数据、属性数据、影像数据和数字高程模型数据。 （2）矢量与栅格一体化数据结构： 矢量与栅格数据统一起来，既具有矢量特性，又具有栅格性质。 如线状实体：除记录原始取样点，还要记录所通过的栅格。面状地物：除记录它的多边形边界外，还记录中间包含的栅格。 （3）矢量与栅格化数据结构的存储： A点状目标：表示点的一个位置数据及与结点关联的弧段信息。 B线状目标：用一组土元子来填满整个路径，并表示该弧段相关的拓扑信息。 C面状目标：由元子填满路径的一组边界和边界组成的空间。 * * 三、矢量与栅格一体化数据结构 2、矢量与栅格一体化的数据结构设计 （1）点状目标和结点的数据结构 将点坐标化为两个地址码。其结构如： 结点数据结构简化： 结点标识号　M1　M2　高程Z　关联弧段 （2）线状目标和弧段数据结构 线状目标点要将其通过的栅格地址全部记录下来， 先记录线状地物的弧段的数据文件。其文件结构可简化为： 弧标识号　始结点　终结点　左区　　右区　中间点串（M1，M2…Mz） （3）面状目标的数据结构 面状目标应包含边界和边界所包围的整个区域。 边界由弧段组成，关联弧段构成多边形区域，通过关联弧段与弧段数据的连接，可建立多边形与弧段之间的拓扑关系。面状目标的中间采用栅格或者游程数据结构表示。 面状目标及其数据结构简化：多边形标识号　　关联弧段　　面块头指针（M码） 面块头指针：是指向该目标的下一个子块的记录或地址码，并在最后指向该目标的对应属性值。 * * 四、矢量栅格数据比较 矢量数据 优点： 1、便于面向实体的数据表达 2、数据结构紧凑 3、拓扑结构有利于网络分析 缺点： 1、数据结构较复杂 2、软件实现的技术要求比较高 3、多边形叠合等分析相对困难 栅格数据 优点： 1、数据结构相对简单 2、空间分析较容易实现 3、有利于遥感数据的匹配应用与分析 缺点： 1、数