第六章空间数据获取与处理课件.ppt

空间数据获取在GIS中的地位 第六章 空间数据获取与处理 1、地图数字化 1.1 概述 1.2 地图数据处理 1.3 数字化仪数字化 1.4 扫描矢量化及常用算法 2、空间数据录入后的处理 2.1 图形坐标变换 2.2 图形拼接 2.3 拓扑生成 1、地图数字化 1.1 概述 地图是重要的信息形式 纸质地图的弊端 电子地图（GIS的基本功能） 1.3 数字化仪数字化 输入点、线及多边形地物的坐标 工作量非常繁重 图像二值化 平滑（去噪） 细化 链式编码 矢量线提取 流程回顾 2、数据录入后的处理 2.1 图形坐标变换（ 几何纠正，投影变换 ） 概念: 利用一套控制点和变换方程,将数字地图或图像从一种坐标系转换成另一种坐标系的过程. 2.1.1 几何纠正 1)高次变换 ????需要有6对以上控制点的坐标和理论值 2)二次变换 ????需要有5对以上控制点的坐标和理论值 3)仿射变换? 需要有3对以上控制点的坐标和理论值 ??????????????? 3)仿射变换 A 基本坐标变换：平移，缩放，旋转 缩放变换是指对p点相对于坐标原点沿x方向放缩Sx倍，沿y方向放缩Sy倍。其中Sx和Sy称为比例系数。 二维旋转是指将p点绕坐标原点转动某个角度（顺时针为正，逆时针为负）得到新的点p’的重定位过程。 均方根误差RMS 控制点的实际位置（由控制点经纬度数值投影到输出地图上的）与估算位置（输入地图上数字化的）之间偏差的估量 一个控制点的RMS=sqrt[(actX-estX)2+(actY-estY)2] 平均RMS=sqrt[(在X和Y中偏差的平方和)/(控制点的数量)] 为确保几何变换的精确度，控制点的RMS误差必须控制在一定的容差值内。容差值依据源地图的精度和比例尺而异。 2.1.2 投影变换 （1）解析变换法 找出两投影间坐标变换的解析计算公式 A 正解 B 反解 （2）数值变换法 如果原投影点的坐标解析式不知道，或不易求出两投影之间坐标的直接关系，可以采用多项式逼近的方法，即用数值变换法来建立两投影间的变换关系式。例如，可采用二元三次多项式进行变换。二元三次多项式为： （3）数值解析变换法 当已知新投影的公式，但不知原投影的公式时，可先通过数值变换求出原投影点的地理坐标φ，λ，然后代入新投影公式中，求出新投影点的坐标。即: 2.2 图幅拼接 图幅尺寸 标准分幅地形图 一般先进行投影变换，从地形图使用的高斯—克吕格投影转换到经纬度坐标系中，然后再进行拼接。 2.3 拓扑生成(topology) 2.3.1 图形修改 2.3.2 建立拓扑关系 要求掌握 掌握：常用的两种地图数字化方法 掌握：空间数据录入后要经过哪些处理? 理解各处理过程的意义。 掌握: 曲线离散化的道格拉斯算法 理解：仿射变换的原理和作用 思 考 题 1. 栅格图像转换为矢量地图一般需要经过哪些步骤? 2. 请结合图形描述一下道格拉斯曲线离散化算法. 当前节点 NC 沿有哪些信誉好的足球投注网站方向不断向前走, 每次N0=NC都标志着一个多边形 P 边界的记录完毕. 而每次大循环结束都标志着一个弧段左右多边形的记录完毕. 图幅自动拼接(1) 拉框选择多个图幅 图幅自动拼接(2) 2.3.1 图形修改 造成数字化错误的具体原因： 1）遗漏某些实体； 2）某些实体重复录入； 3）定位的不准确。 数字化后的地图上，错误的具体表现形式： 1）伪节点（Pseudo Node） 2）悬挂节点（Dangling Node） 数字化后的地图上，错误的具体表现形式： 3）“碎屑”多边形或“条带”多边形（Sliver Polygon） 4）不正规的多边形 N1 е1 е2 е5 е6 е4 е7 е3 P1 P3 P2 P4 N4 N3 N5 N2 DIME结构，双重独立地图编码（美国人口普查局于1970年提出） a、多边形--组成弧段（多边形表） b、弧段--左右多边形，两端节点（弧段表） c、节点--相邻的弧段（节点表） 2.3.2 建立拓扑关系 几个概念： 1、弧段有方向，弧段A的起始节点称为首节点NS(A)，而终止节点为尾节点NE(A) 2、沿弧段前进方向，将其相邻的多边形分别定义为左多边形和右多边形PL(A)和PR(A) 3、 N0 搜寻的起始节点， NC 当前节点 多边形拓扑建立过程 PL(A)=null ？ 得到一条弧段A，所有弧段处理完毕，算法结束 N PR(A)=null ？ N 创建多边形P PL(A)=P N0 = NS(A) NC = NE(A