地图代数实习报告

1、武汉大学实验报告院系：xxx专业：地理信息系统2013年12月23 0实验名称：地图代数实习指导教师：xx一、实验环境vc6.0 和 windows 系统二、实验思路1. 位图读取bmp阁像文件格式位图文件的组成结构名称位图文件头(bitmap-file header)bitmapfileheader位图信息头(bitmap-information header)bitmapinfoheader彩色表(color table)rgbquad图象数据阵列字节byte4-位阁文件头(bitmap-file header他含有关于文件类型、文件大小、阁象信思偏移量等信息4-位图信息头(bitmap-

2、information header) bitmapinfoheader 结构包含有位图文件的大小、压缩类型和颜色格式 4彩色表包含(color table)的元素与位阁所具有的颜色数相象素的颜色用rgbquad结构来定义4位图数据：在此部分记录着每点像索对应的颜色号2. 距离变换a) 距离变换是计算并标识空间点集各点(对参照体)距离的变挽(或过程)b) 棋盘距离棋盘距离指平而上a、b两点间取x, y两方向中的较大者作为距离，其数学表达式为:de(a, b) = max( i xa-xb | ,| ya-yb i )c) 曼哈顿距离曼哈顿距离也称出租车距离，他特别适合于求取矩形城市街区中两点间

3、出租车 经过的路程，它实际是指平而a、b两点间x, y两方向上的距离之和，其数学 表达式为：de(a, b)= |xa-xb |+ 1ya-y |2222222111221221o122 1o121112212222222棋盘距离曼口合顿距离d)欧氏距离de (a, b) = (xa-xb) 2+ (yayb) 2 1/2e）八边形距离棋盘距离、曼哈顿距离的综合，比前两种能够更准确地描绘欧氏平ifii并.r.依然 保持整数变换的特性。max（ | xa-xb |， | ya-yb | ）（棋盘距离）（xaxb） 2+ （yayb） 2 1/2 （欧氏距离）xa-xb1 +1 ya-yb i（曼

4、哈顿距离）3333222332212233210123322122332223333八边形距离（rosenfeld 1968）f）栅格距离p 1描述了一像元与w相邻像元的关系，中央栅格中心到周围栅格中心的距离。栅格矩形距离3x3模板栅格路径距离5x5模板g）求距类型外距变换：求任一空间点或全部空间点到最近实体的距离问题，这时， 实体内任-点（栅格）到实体的距离为0,与实体边相邻的栅格距实体 距离为1，其次为1.414, 2,-4.内距变换：求实体上全部点到周闸空间的最近距离，也即到非实体空阅 sir离条件距离变换：这类变换耍满足一定条件，例如f （x, y） =c, c为常数， 其他点在距离变

5、换中成为障碍。所谓障碍，即这些点木身无须算出距离， 也不能传递距离，距离增长或减少时只能绕过它h）距离变换步骤主要介绍棋盘距离变换，其他距离变换与棋盘距离变换类似，仅仅是距离模 板人小和模板值有所不同：步骤：i把实体所在栅格赋距离值0,并把其余所有栅格赋一个足够人的距离值 顺序访问各像元，以图左下角为原点，行号递增，列号递增。以所访问像元的左、下左、下中及下右的距离值推出所访问像元的距离值，外改 写它。设像元坐标为列兮i,行兮j，则距离d （i，j）由下式推出：dc(i，j、= niin« (z - l; -1) + dc (i - l j) + l,dc(i 一 1. j +1)

6、+1乂 (f. j-l) + l.dc(i，j)逆序访问各像元，以图左k为原点，右上角为起点，行号递减，列号递 增(以下同)，并改写sl离位：dc(ij) = min«(z +1. y +1) +1乂 (/ + l y) +1. < (/ +1. y -1) +1乂 (/，y +1) +1乂 (l y)采用与距离相应的色值，把上述各像元距离值改写为位图 注：栅格路径距离变换3x3第二步公式：dr (i，j) = niiii (dr (i-1，j-1) +v2 , cir (i-1，j) +1，dp. (i-1，j + 1)+v2 9 dr (i> j-1) +1，dp.

7、(i，j)第三步公式：cir (i, j) =niin (cir (i+1，j + 1) +v2 , dr (i + b j)+l，dr(i+l，j-1) + v2 , dp. (i，j + 1) +1，dp. (i，j )栅格路径距离变换5x5:第二步公式：cir (if j) =111111 (dr (i-1, j-1) +v2 , dr (i-1，j) +1，dr (i-1，j+1),dp (i，i-1) +1，dp (i，i)，dp (i-1，i-2) + v5 9 dp (i-1，i+2) +v，cir (i-2, j-1) +vj，dp. (i-2? j+1) +v5第三步公式：d

8、r (i，i) =111111 (dr (i+1，i+1) + v2 9 dr (i+1，j) +1，如(i+1，i-1) +v2 , <1r (ir j+1) +1，cir (i，j)，(i+2，j+1) +v5 > cir (i+2, j-1) +v5 ?dr (i+1, j+2) + >/5 9 dr (i+1，j-2)3. 形态变换 缓冲区变换阁形x的l缓冲区可定义为su该阁形距离不人于l的点集。对应地可定义内、外 l缓冲区，定义l1l2间的媛冲区为距离人于l1而不人于l2的点集，则取该内 缓冲区的过程或变换讨表示为b： (l)或b, (ll，l2)，取外缓冲区的过程

9、或变换 可表示为bo (l)或bo (li, l2)a) 加壳变换外缓冲区变换加売变换奋填乎凹部或缝隙即减凹的作川对阁形x的加壳变换k。(l)定义为：xk0 (l) =xud0 (x) -bo (l) = x + do (x) bo (l)b) 蜕皮变换内缓冲区变换蜕皮变换的作川是保凹减凸4-对阁形x的蜕皮变换ki (l)定义为：xk, (l) =xd, (x) b, (l) =x- d, (x) -b, (l)c) 缓冲区变换算法永根据不同性质缓冲区，使川相应距离尺度直接进行距离变换(内、外)， 得到全空间各点距离取距离位为1l的所柯像元进行缓冲区提取、成阁4. 反色变换即对像素值进行収反，其体数值为255-原色像素值for(int y=o;y<nheight;y+)/图像的行for(int x=o;x<nwidth;x+)/图像的列 lptempy*nwidth+x=255-lptempy*nwidth+x;5. 图像平滑压制、弱化或消除图像屮的细节、突变、边緣和噪声，就是图像平滑化，这里采用 的某点的九宫格t均值赋给该点的算法。fo