地理信息系统课件.pptx

空间数据结构与编码;第一节地理空间数据及其特征;2、GIS中的数据类型;2.遥感数据;二、地理数据的基本特征;二、地理数据的基本特征;;四、数据的测量尺度;四、数据的测量尺度;四、数据的测量尺度;四、数据的测量尺度;第二节地理空间数据的拓扑关系;2.拓扑关系的重要意义

在地理信息系统中，空间数据的拓扑关系，对地理信息系统的数据处理和空间分析具有重要的意义，主要表现在如下三个方面：

（1）根据拓扑关系可以确定地理实体间的相对空间位置，而无需利用坐标和距离；

（2）利用拓扑关系有利于空间要素的查询；

（3）可以利用拓扑数据重建地理事体。如建立封闭多边形，实现道路的选取，进行最佳路径的计算等。;1、拓扑邻接：元素之间的拓扑关系。

2、拓扑关联：元素之间的拓扑关系。

3、拓扑包含：元素之间的拓扑关系。;N1;2.地理空间数据拓扑关系应用价值;三、拓扑结构的表达;;;;二、地理空间信息的方向关系;三、地理空间信息的度量关系;第三节空间数据结构;常用的空间数据结构;;三、栅格数据结构

1定义：栅格结构是一种简单直观的空间数据结构，又称网格结构或像元结构，是将地球表面划分为大小相等的网格阵列，每个网格作为一个像元或像素由行、列定义，并包含一个代码表示该像素的属性类型或量值，或仅仅包含指向其属性记录的指针。

2特点：属性明显，定位隐含。

3获取方法：

(1)手工网格法；

(2)扫描数字化法；

(3)分类影像输入法；

(4)数据结构转换法。;;比较内容;;;;（4）多边形（面域）栅格化

①.左码记录法：要完成面域的栅格化，其首要前提是实现以多边形线段反映其周围面域的属性特征。目前一般采用的是左码记录法。其原理如图所示，有一闭合多边形，它将整个矩形面域分割成属性为1和0的两部分。转换的第一步工作即是要实现这个目标。;第一步，从数字化数据的第一点开始依次记录每一点左边面域的属性值（面域外为0，面域内为1）。记录方法可由计算机自动完成，这样，每一个多边形数字化点便实现了“三值化”，即坐标值、线段自身属性值及左侧面域属性值。

第二步，对多边形每一条边，按以上所述的线段栅格化的方法进行转换，得到如图所示的数据组成。;;②.部点扩散算法：

③.射线算法：由待判点向图外某点引射线，判断该射线与某多边形所有边界相交的总次数，如果相交偶数次，则待判点在该多边形外部，如为奇数次，则待判点在该多边形内部如图所示。;2.栅格数据向矢量数据的转换

栅格数据向矢量数据转换通常包括以下四个基本步骤：

⑴多边形边界提取

采用高通滤波将栅格图像二值化，并经过细化标识边界点，如图所示

①二值化。线划图形扫描后产生栅格数据，这些数据是按从0～255的灰度值量度的，设以G（i，j）表示，为了将这种256或128级不同的灰阶压缩到2两个灰阶，即0和1两级，首先要在最大和最小灰阶之间定义一个阙值，设阙值为T，则如果G（i，j）大于等于T，则记此栅格的值为1。如果G（i，j）小于T则记此栅格的值为0，得到一幅二值图，如图下图（a）。;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（对面状符号而言）位置的单个栅格的宽度，对于栅格线划的“细化”方法，可分为“剥皮法”和“骨架法”两大类。剥皮法的实质是从曲线的边缘开始，每次剥掉等于一个栅格宽的一层，直到最后留下彼此连通的由栅格点组成的图形。因为一条线在不同位置可能有不同的宽度，故在剥皮过程中必须注意一个条件，即不允许剥去会导致曲线不连通的栅格。这是这一方法的关键所在。其解决方法是，借助一个在计算机中存储的，由待剥栅格为中心的3×3栅格组合图（图下图）来决定。通过研究，其中只有格式2，3，4，5，10，11，12，16，21，24，28，33，34，35，38，42，43，46和50，可以将中心点剥去。这样，通过最多核查256×8个栅格，便可确定中间栅格点保留或删除，直到最后得到经细化处理后应予保留的栅格系列;⑵边界线追踪

边界线跟踪的目的就是将写入数据文件的细化处理后的栅格数据，整理为从结点出发的线段或闭合的线条，并以矢量形式存储于特征栅格点中心的坐标如图所示。跟踪时，从图幅西北角开始，按顺时针或逆时针方向，从起始点开始，根据八个邻域进行有哪些信誉好的足球投注网站，依次跟踪相邻点。并记录结点坐标，然后有哪些信誉好的足球投注网站闭曲线，直到完成全部栅格数据的矢量化，写入矢量数据库。

⑶拓扑关系生成

对于矢量表示的边界弧段，判断其与原图上各多边形空间关系，形成完整