第五章空间数据处理讲述.ppt

* ? 空间数据来源广泛，输入方法多样。因此，为了得到纯净统一的数据，必须进行空间数据的处理。 * 地理信息系统空间数据类型主要有矢量和栅格结构。矢量结构包含有拓扑信息，通常应用于空间关系的分析；栅格数据则易于表示面状要素，主要应用于空间分析和图象处理。由于栅格和矢量数据在GIS应用过程中各有其优缺点，所以，一般情况下，同一个GIS系统能够处理、存储栅格和矢量数据。对同一研究区域而言，有时为了分析处理问题的方便，需要实现栅格和矢量数据间的转换（如扫描图象的矢量化，地形图的栅格化）。 LOGO LOGO 2、细化 细化是消除线划横断面栅格数的差异，使得每一条线只保留代表其轴线或周围轮廓线（对多边形而言）位置的单个栅格的宽度。 对于栅格线划的细化方法，一般采用剥皮法。剥皮法的实质是剥掉等于一个栅格宽的一层，直到最后留下彼此连通的由单个栅格点组成的图形。 LOGO LOGO 3、跟踪 跟踪的目的是把细化后的栅格数据整理为从结点出发的线段或闭合的线条，并以矢量形式加以存储。 跟踪时，根据人为规定的有哪些信誉好的足球投注网站方向（如沿图幅边界的顺时针或逆时针方向），从起始点开始，在保证趋势的情况下对八个邻域进行有哪些信誉好的足球投注网站，依次得到相邻点，最终得到完整的弧段或多边形。 LOGO LOGO （二）栅格数据的矢量化举例（栅格数据） LOGO 栅格矢量化得到的弧段数据 LOGO 弧段数据自动生成多边形 LOGO 第三节 多元空间数据的融合 LOGO LOGO LOGO 第四节 空间数据的内插方法 点的内插 点的内插是研究具有连续变化特征现象（如地形、气温、气压等）的数值内插方法； 方法有：趋势面分析、分块内插 、移动平均法 、克里金法 区域的内插 区域的内插是研究根据一组分区的已知数据来推求同一地区另一组分区未知数据的内插方法； 方法有：叠置法；比重法。 LOGO LOGO 一、趋势面分析 趋势面分析是一种多项式回归分析技术。多项式回归的基本思想是用多项式表示线或面，按最小二乘法原理对数据点进行拟合。 1、当数据为一维时 1）线性回归: 2）二次或高次多项式： LOGO 2、当数据为二维时，二元二次或高次多项式 LOGO 二、分块内插 把整个内插空间划分成若干块，对各分块求出各自的曲面函数来刻画曲面形态。 1、线性内插 LOGO 2、双线性多项式内插 将内插点周围的4个数据点的数据值代入多项式，即可解算出系数a0、a1、a2 、a3 。 当数据按正方形格网点布置: LOGO 3、双三次多项式（样条函数）内插 样条函数通过所有的数据点，故可用于精确的内插；可用于平滑处理。 双三次多项式内插的多项式函数为： LOGO 将内插点周围的16个点的数据带入多项式，可计算出所有的系数。 LOGO 三、移动平均法 是以插值点为中心，定义一个函数去拟合周围的数据点，数据点的范围随插值点位置的变化而变化。 对每一个待插值点用一个多项式去拟合该点附近的表面，从而计算出该点的高程值。 LOGO 四、克里金法 克里金方法（Kriging）, 是以南非矿业工程师D.G.Krige (克里格)名字命名的一项实用空间估计技术，是地质统计学 的重要组成部分，也是地质统计学的核心。 LOGO 克里金（Kriging）内插法举例 高程数据 LOGO 设置参数 LOGO 插值结果 LOGO 三维显示 LOGO 第五节 矢量数据的压缩与光滑 一、矢量数据的压缩 矢量数据压缩的主要对象是线要素的中心轴线和面状要素的边界数据，常用的数据压缩方法有： （1）间隔取点法； （2）垂距法和偏角法； （3）Douglas—Peucker方法。 LOGO （一）间隔取点法 设曲线由折线点序列（Pl，P2…Pn)构成，其坐标值为（x1，y1）、（x2，y2）、…、（xn，yn），则任意相邻两点Pi，Pj间的距离为： LOGO 给定临界距离D0。 然后保留曲线始点，然后计算P2点与P1点之间的距离D21，若D21≥Do，则保留P2点，否则舍去P2点。 依此方法，逐一比较P3与前一点…以确定其取舍，但曲线的末尾点一定予以保留。 LOGO （二）垂距法和偏角法 这两种方法是按垂距或偏角的限差选取符合或超过限差的点。 利用曲线点序列中顺序的3点Pn-1，Pn ，Pn+1，把Pn-1与Pn+1点相连，计算Pn点到Pn-1与Pn+1连线的垂距(垂距法)或计算Pn点到Pn-1与Pn+1连线的夹角(偏角法)，并与规定的限差比较，以确定Pn点的取舍；然后顺序取下三个点继续处理，直到这条线结束。 LOGO （三）道格拉斯佩克方法（Douglas—Peucker） 该方法试图保持曲线走向并允许用户规定合理