名校gis课件第4章 空间数据的获取与处理new - 文档下载

1、文档下载免费文档下载亿万文档 免费下载输入文档名称 论文论文 研究生考试研究生考试 资格考试资格考试 IT计算机IT计算机 高等教育高等教育 教学研究教学研究 经管营销经管营销 总结/汇报总结/汇报 工作范文工作范文 行业资料行业资料 考试资料考试资料 学术论文学术论文 当前位置：文档下载免费文档下载 > 名校gis课件第4章+空间数据的获取与处理new 免费下载此文档名校gis课件第4章+空间数据的获取与处理new第 4章4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6空间数据的处理空间数据处理内容 空间数据处理基础 空间数据的仿射变换 空间数据结构的转换 空间数据的压缩 空间数据的内插

2、4.1 空间数据处理内容空间数据编辑 图形数据的编辑； 属性数据的编辑 图形的幅面处理 图形的拼接；图形的分割；窗口的剪裁 空间数据坐标变换 投影变换；坐标变换；比例尺变换；几何校正 空间数据结构的转换 矢量向栅格的转换；栅格向矢量的转换 空间数据格式的转换 系统间数据格式的转换 空间数据的插值 点的内插； 区域的内插4.2 空间数据处理基础1、弧段和多边形的外接矩形弧段坐标链中最大最小值Xmin Ymin Xmax Ymax 组成的矩形称该弧段的外接矩形。?多边形坐标链中最大最小值Xmin Ymin Xmax Ymax 组成的矩形称该多边形的外接矩形。?外接矩形的应用引入外接矩形可大大提高弧

3、段求交、多边形求交速 度 。判断外接矩形相交的逻辑表达式为： ( Xmin X1min Xmax ) AND ( Ymin Y1min Ymax ) OR ( Xmax X1max Xmin ) AND ( Ymax Y1max Ymin ) 其中Xmin， Ymin ， Xmax， Ymax ； X1min， Y1min ， X1max， Y1max 分别 为两个外接矩形。2、点、线、面的捕捉和判断1）点的捕捉设图幅上有一点A（x,y），要捕捉该点可设 定一捕捉半径D（通常为几个象素），当你选择 点 S（x,y）离A点距离小于D，认为，捕捉A 点成功。实际中为避免作平方运算，常把捕捉区 域设

4、定成矩形。判断捕捉该点的逻辑表达式为： ( Xmin Sx Xmax ) AND ( Ymin Sy Ymax )AA2）线的捕捉从理论上说，光标点坐标S（x,y）到弧段的各 直线段之间距离d1,d2,d3中如有一个距离 di满足di<D ，认为该弧段被捕捉到。 ?通过外接矩形可大大缩小寻找目标的范围； ?进一步捕捉3）多边形的捕捉多边形的捕捉实际上是求光标点S（x,y）是否 在多边形内。 ?通过外接矩形可大大缩小寻找目标的范围 ； ?进一步捕捉。4）点、弧段、多边形的位置判断点、弧段、多边形的位置判断方法，其基本原 理同点、弧段、多边形的捕捉类似，只是在对 点、弧段、多边形的判断时，有

5、时要进一步定 量化。如求离点D（x,y）最近的一弧段、求穿 过多边形的弧段等。3、 弧段的求交在GIS中弧段的求交是一种基本工作，在拓 扑关系建立、图形叠置分析、缓冲区建立、图 形显示等很多地方均要用到弧段求交算法。假 定两条弧段分别有m和n个坐标点，则求两条 弧段的交点就要进行（m-1）*(n-1)次直线 求交和判断直线是否相交的运算。为提高速度 ?弧段求交初步判断 ?直线求交运算 多边形求交与之类似4.3 空间数据的仿射变换图形编辑可消除数  字化产生的错误，但无 法纠正图纸变形等误差。几何纠正是实现数字化数据的坐标转换和图纸变形的误差纠正。常用的几何纠正方法有高次变换、二次变

6、换和仿射变换。 仿射变换是使用最多的一种几何变换。仿射变换是使用最多的一种几何变换设x,y为数字化仪坐标，X,Y为理论坐标，m1、 m2为横向和纵向的实际比例尺，两坐标系夹角为， 数字化仪原点O相对于理论坐标系原点平移了a0、 b0，则根据图形变换原理，得出仿射变换公式： X ? a0 ? (m1 cos )x ? (m 2 sin)yY ? b0 ? (m1 sin)x ? (m 2 cos )y设 a1=m1cos b1=-m1sin a2=m2sin b2=m2cos变换方程为： X = a0 + a1x + a2y Y = b0 + b1x + b2y a0、a1、a2、b0、b1、b

7、2 为待定系数。 理论上只要不在一条直线上的3个控制点坐标值和 理论值，即可求得待定系数。实际上用4个以上控制 点，通过最小二乘法进行处理，以提高处理精度。误差方程为： Ex = X (a0 + a1x + a2y)Ey = Y (b0 + b1x + b2y)X,Y为已知理论值，求误差最小。4.4 空间数据结构的转换一、矢量数据向栅格数据转换概念实质上是将矢量图上点、线、面实体的坐 标数据转为规则的格网数据再给予填充。矢量数据向栅格数据转换要将矢量表示的多边形转成栅格数据，使多边形内部所有栅 格赋于多边形号。坐标(行列)=？1、矢量到栅格数据的转换步骤1）选择单元的大小和形状，确定栅格的行和

8、列； 2）将点和线实体角点的笛卡尔坐标转换到预定分辨 率和已知位置的矩阵中； 3）利用单根扫描线（沿行或列）或一组相连接的扫 描线去测试线性要素与单元边界的交叉点，并记录穿 过交叉点的栅格单元个数； 4）测试多边形时，先测试角点，再对剩下线段进行 二次扫描，到达边界位置时，记录其位置与属性值。栅格尺寸确定? 矢量数据转换成栅格数据后，图形的几何精度必然要降 低，所以选择栅格尺寸的大小要尽量满足精度要求，使之不过多地损失地理信息。为了提高精度，栅格需要细化，但栅格细化，数据量将以平方指数递增，因此，精 度和数据量是确定栅格大小的最重要的影响因素。 ? 栅格尺寸确定 计算若干个小多边形的面积S（i

9、1，2，n）；求最小多边形的面积 S min；求栅格尺寸L = 1/2 *（ S min ）1/2。网格边界的确定A+ +HAH/2H=1/2*（minAi）1/2栅格元素大小和数量的确定1）栅格行列数确定 矢量数据向栅格 数据转换前，还要根据研究区域 的分辨率要求，确定栅格行列数。 j= xmax- xmin ?x i= ymax- ymin ?yi j其中 i,j,分别为y,x, 方向的栅格数；Xmin, xmax ymin, ymax 为矢量数据的数值范围；?x, ?y 分别  按需要确定的为每个栅格单元的边长。栅格行列数确定EXAMPLE如一研究区域X方向长15公里，Y方向长

10、30公里， 现有该区域的1:1万比例尺的矢量图，要将其转成栅 格结构图，要求栅格的最低分辨率是30m*30m。 栅格数的确定： 行数 I=30km/30m=1000格 列数 J=15km/30m=500格矢量图栅格图2）栅格单元的归属中心点法 B 长度优先法 B 面积优先法 B 重要性优先法 AA A B BABA边界确定法实现矢栅转换1、点的转换? I p ? 1 ? ?y / D y ? ? ? J p ? 1 ? ?x / D x ?2、线的转换 线的转换实质是找出组成曲线的直线段对应的栅格 串 (1) 首先将A，B点转成栅格； (2) 确定行列值的范围； (3) 求直线中间栅格，实质是

11、由行求列。 以一个栅格为例, 已知i行,求j 列 ? i行同直线相交的y值 ? 由y值从直线方程求x值 ? 由x值求对应的j3、区域的填充? 射线法 ? 内部扩充法8方向扩散法三、栅格数据向矢量数据转换从栅格单元转换到几何图形的过程称为矢量 化，矢量化过程要保证以下两点： ? 转换物体正确的外形 点：某个单元的值与周围不同，代表点； 线：具有相同属性值的连续的单元格，将其搜索 出来并细化处理，成为一条线； 面：将具有同一属性的单元归为一类，再检测两 类不同属性的边界作为多边形的一条边。 ? 保持栅格表示出的连通性与邻接性；1、栅格数据向矢量数据转换的典型过程 ?多边形边界提取；?边界线追踪；?

12、去除多余点及曲线光滑； ?拓扑关系生成? 多边形边界提取二值化59细化2 2 124 192 5 19245 212 110 350 12 5 6 810 156 141 737 110 135 4 6 135 201 8 5 4 7 6 4 7 166 21 127 12 256 211138 144 9 5 3 1 0178 29 132 1123 214 133 244 155 43 7 167 22 12 3 5 5 2 9 1 5 0剥皮法：其实质是从数字图像上，由上而下，自左 到右一次选3× 3个像元，进行分析，以不影响其 连通性为原则决定中心像元是否可以剥离，逐次排 下

13、去，可以将线条带剥离成单个像元的细线。? 多边形边界提取二值化细化2 3 4 5 10 11 12 16 21 24 28 33 34 35 38 42 43 46 50? 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 ? 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，形成完整的拓扑结构，并 建立与属性数据的联系。 ? 去除多余点及曲线圆滑：由于搜索是逐个栅格进行的，必须去除由此造成的多余点记录，以减少冗余。边界线追踪1、从左向右，从上向下搜索线划起始点，并记下坐标。

14、2、朝该点的8个方向追踪点，若  没有，则本条线的追踪 结束，转(1)进行下条线的追踪；否则记下坐标。 3、把搜索点移到新取的点上，转2。拓扑化点端点中间点结点?孤立点：8邻城中没有为1的象元。 ?端点：8邻城中只有一个为1的象元。 ?结点：8邻城中有三个或三个以上为1的象元。4.5 空间数据的压缩与综合数据压缩的目的节省存贮空间 节省处理时间数据压缩途径压缩软件:原数据信息基本不丢失而且可以大大节 省存贮空间，缺点是压缩后的文件必须在解压缩 后才能使用。 数据消冗处理:原数据信息不会丢失，得到的文件 可以直接使用，缺点是技术要求高，工作量大， 对冗余度不大的数据集合效用小。用数据子

15、集代替数据全集:在规定的精度范围内， 从原数据集合中抽取一个子集，缺点以信息损失 为代价，换取空间数据容量的缩小。常见空间数据的压缩方法曲线数据的压缩 面域栅格数据的压缩 面域邻接线段的删除特征点筛选法： 筛选抽取曲线特 征点，并删除全 部多余点以达到 节省存贮空间的 目的。常见空间数据的压缩方法曲线数据的压缩 面域栅格数据的压缩 面域邻接线段的删除通过压缩编码技术 来消除冗余数据： ?链码 ?游程长度编码 ?块码 ?四叉树编码 ?小波算法常见空间数据的压缩方法曲线数据的压缩 面域栅格数据的压缩 面域邻接线段的删除数据属性的重新分 类和空间图形的化 简需要对数据进行 压缩 ?相邻界线的删除 ?

16、共同属性的合并曲线数据的压缩1. 间隔取点法每隔k个点取一点，或每隔一规定的距离取一点，但首 末点一定要保留。这种方法可大量压缩数字化使用连续 方法获取的点和栅格数据矢量化而得到的点，但不一定 能恰当地保留方向上曲率显著变化的点。2. 垂距法这种方法是按垂距的限差选取符合或超过限差的点，其方 法如图所示。P2点的垂距大于限差，应保留；P3点的垂 距小于限差，予以舍弃。 P2P1 P3P43. 合并法（偏角法）这个方法是沿着边界线，逐点计算通过当前点Pj的两条 直线Lj1和Lj2之间的夹角aj，其中Lj1是经过Pj和Pj-k0 两点的直线，而Lj2是经过Pj和Pj+k0这两点的直线。若 |aj|

17、小于某一阈值a0，那么就认为Pj是一应保留点。Pj Pj-2jPj+24. 分裂法(道格拉斯普克法) 这个方法可用以下几步来描述：(1) 在给定的曲线的两端之间连一直线。(2) 对曲线上每一点计算它与直线的垂直距离。 若所有这些距离均小于某一阈值o，那么就用它 来表示原曲线。 (3) 若(2)中条件不满足，含有最大垂直距离的点 Pj为保留点将原曲线分成两段曲线，对它们递归 地重复使用分裂法。  道格拉斯普克法图中，实线为原曲线，虚线为压缩后的曲线。栅格数据的压缩小波变换波分析是把信号分解成低频al和高频dl两部分，在分解中， 低频al中失去的信息由高频dl捕获。在下一层的分解中，又

18、将al分解成低频a2和高频d2两部分，低频a2中失去的信息由 高频d2捕获，如此类推下去，可以进行更深层次的分解。空间数据的综合面域邻接线段的删除4.6 数据的插值?现有离散曲面的分辨率、像元大小、方向 与要求不符； ?现有连续曲面的数据模型与要求不一致； ?现有数据不能完全覆盖所要求的区域空间插值的理论假设是：空间位置上越靠近 的点，越可能具有相似的特征值，而距离越 远的点，其特征值相似的可能性越小。What is interpolation? Spatial interpolation calculates an unknown val ue from a set of sample po

19、ints with known values that are distributed across an area. The distance from the cell with unknown value to the sample cells contributes to its final value estimation.The unknown value of the cell is based on the values of the sample points as well as the cell's relative distance from those sam

20、ple points.基本概念?插值 已知点全部通过构造的函数 求符合函 数的其它点 ?逼近 已知点整体上接近构造的函数 求符合 函数的其它点 ?拟合 插值逼近的统称 ?光滑 一阶导数连续内插和外推Sampled pointsEstimated points1. 离散空间：空间具有跳跃特征（土地利用类 型），重要变化发生在边界上，边界内的变化则是均匀的，同质的，即在各个方面都是相同的。邻近元法：以最相邻近图元的特征值表征未知图 元的特征值。 2. 连续空间：空间具有渐变特征（地形表面）， 内插技术必须采用连续的空间渐变模型实现这些连续变化，可用一种平滑的数学表面加以描述。这类技术可分为整体拟合

21、和局部拟合技术两大类。1. 连续空间的插值? 整体拟合技术：拟合模型是由研究区域内所有 采样点上的全部特征观测值建立的。通常采用 的技术是整体趋势面拟合。这种内插技术一般 用于模拟大范围内的变化，而不能提供内插区 域的局部特性? 局部拟合技术：则是仅仅用邻近的数据点来估 计未知点的值，而不受局部范围外其它点的影 响。这类技术包括双线性多项式内插、样条函 数、移动拟合法等等。构造整体曲面函数计算方法?距离倒数权重法? ?样条函数法（Spline）Kriging法 趋势面法（Trend）?ArcView具有常用的空间插值功能，IDW和Spline法。?ArcGIS具有以上的IDW、Spline、K

22、riging法距离倒数权重法（IDW法）? Inverse Distance Weighted ? 通用，简单 ? 以距离的倒数为权重， 距离  越小、影响越大。 ? 常用与地形生成。样条函数法（Spline）? 用样条函数方程Spline 方程拟和。? 橡皮钉子? Spline 函数的表达式 ? 表面的总体曲率最小。 不适合于在短距离内有 较大变化的表面。? 适用于地下水位、高程、 The Spline method of 大气污染。 interpolation estimatesunknown values by bending a surface through known v

23、alues.Kriging法? Kriging法：点与点之 间在距离、方向上存 在相互影响关系，可 以预先知道 ? 计算量大，取样地点 有限制， ? 用于土壤成份、地质 构造。When you interpolate a surface using Kriging, the distance and direction of every point pair is quantified to provide information on the spatial autocorrelation of the sample point set. Next, a best-fit model is

24、automatically applied to the data and the unknown values are predicted.趋势面法（Trend）? 与Spline函数法相类 似 ? 区别在于采用多项式 回归（最小二乘法）? 事物的起伏规律大致知道，适用于社会经济指标的空间连续特征。三次趋势面模型1)单点移动插值以待定点为中心进行插值。 移动拟合法是典型的逐点内 插法。对每一个待定点取用 一个多项式曲面拟合该点附 近的地表面，此时取待定点 作平面坐标的原点，并用待 定点为圆心，以R为半径的圆 内诸数据点来定义函数的待 定系数。被插点2) 趋势面插值? 线性插值Zp= a0 +

25、a1x+a2y ? 双线性多项式插值 Zp= a0 +a1x+a2y+a3xy? 双三次多项式插值Zp ? f(x, y)? a1x y ? a 2 x y ? a 3 xy ? a 4 y ? a 5 x y ? a 6 x y ? a 7 xy ? a 8 y3 3 2 3 3 3 3 2 2 2 22? a 9 x 3 y ? a10x 2 y ? a11xy ? a12y ? a13x 3 ? a14x 2 ? a15x ? a1616个点在插值区用双三次多项式即样条函数模拟地表 面。待定点高程为设数据点按正方形格网排列，每一格网作为分块单元，取 格网间隔为单位长度并取左下角的数据点为

26、坐标原点，待 定点坐标0x1，0y1。由于分块单元上4个格网节点的 信息（x,y,z）只能列出4个方程式，而函数的待定参数却共 有16个，因此把各数据点处在x方向的斜率 , y方向的斜率 和曲面的扭曲参与来定义函数的待定值。Word文档免费下载：名校gis课件第4章+空间数据的获取与处理new名校gis课件第4章+空间数据的获取与处理new文档免费下载（下载1-6页，共6页） 我要评论TOP相关主题· our new home 课件our new home 课件· gis数据获取gis数据获取· 好课件吧好课件吧· ppt课件ppt课件· 课件

27、网课件网· 莲山课件莲山课件· 泉水课件泉水课件· 课件背景课件背景相关内容名校gis课件第4章 空间数据的获取与处理new名校gis课件第4章 空间数据的获取与处理newgis考研,花钱买的课件,某名校的,对gis考研很有用,学校就不透露了 第4章 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 空间数据的处理空间数据处理内容 空间数据处理.第4章 空间数据的获取与处理new第4章 空间数据的获取与处理new格式:ppt 关键词:暂无1/2 同系列文档 第1章 . 第2章 空间数据的坐标与投. 第3章 GIS的. 第4章 空间数据的获取与处理new 隐藏>

28、> 第4章 .GIS课件第6章 空间数据采集与处理GIS课件第6章 空间数据采集与处理获取下载券 GIS课件第6章 空间数据采集与处理 在这里,读懂GIS在这里,读懂GIS隐藏>> 第6 章 空间数据采集与处理整个地理信息系统就是围绕着空间数据的采集,处理.名校gis课件第2章 空间数据的坐标与投影名校gis课件第2章 空间数据的坐标与投影gis考研,花钱买的课件,某名校的,对gis考研很有用,学校就不透露了 第2章 GIS数据的坐标与投影 2.1 地理空间 2.2 地球的表示 2.3 地图坐标 2.4 GIS投影.名校gis课件第6章 空间分析名校gis课件第6章 空间分析

29、gis考研,花钱买的课件,某名校的,对gis考研很有用,学校就不透露了 第六章 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 空间分析 空间分析的内容 空间数据的基本运算 .第4章 空间数据的获取与处理第4章 空间数据的获取与处理中科院GIS讲座中科院GIS讲座隐藏>> 第4章 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 空间数据的获取与处理空间数据的获取 空间数据处理内容 空间数据.名校gis课件第5章 空间数据库名校gis课件第5章 空间数据库gis考研,花钱买的课件,某名校的,对gis考研很有用. 第5章 空间数据的管理 5.1 5.2 5.3

30、5.4 .是数据库的查询,查询语言从数据 库中请求获取信息的.名校gis课件第3章 GIS的数据结构名校gis课件第3章 GIS的数据结构gis考研,花钱买的课件,某名校的,对gis考研很有用,学校就不透露了 第3章 GIS的数据结构主要内容: 1 地理空间数据表达 空间实体的表达(点、线、面实体的矢量.地理信息系统gis第4章 GIS数据采集和数据处理地理信息系统gis第4章 GIS数据采集和数据处理格式:ppt 关键词:暂无1/2 同系列文档 地理信息系统gis第0章 课程. 地理. 第4章 GIS数据采集和数据处理空间信息的获取是一个空间信息系统建设的首要任务.第4章 空间数据的处理-1第4章 空间数据的处理-1格式:ppt 关键词