第二章 1-2节 城市地理信息系统的技术及方法

城市地理信息系统

UrbanGeographicInformationSystem

四川农业大学资源环境学院李豪GIS——通向数字地球的桥梁第二章UGIS的技术和方法2.1UGIS数据的获取2.2UGIS数据处理2.3城市空间数据库技术2.4WebUGIS原理与方法2.1UGIS数据的获取2.1.1UGIS的数据组成及其特点2.1.2UGIS空间数据获取四川农业大学创办于1906年，位于雅安市雨城区新康路46号，占地总面积约4500亩，学校现有各类全日制在校生28000余人。时间（时间数据）地点（空间数据）属性（属性数据）属性（属性数据）元数据（MetaData）元数据（MetaData）

“Meta”是一个希腊语词根，意思是“改变”，“Metadata”一词的原意是关于数据变化的描述一般都认为元数据就是“关于数据的数据”，即对数据的描述元数据的内容

1）对数据集的描述，对数据集中各数据项、数据来源、数据所有者等的说明

2）对数据质量的描述，如数据精度、数据的逻辑一致性、数据完整性、分辨率等

3）对数据处理信息的说明，如量纲的转换等

4）对数据转换方法的描述

5）对数据库的更新、集成等的说明元数据的主要作用帮助数据生产单位有效地管理和维护空间数据提供有关数据生产单位数据存储、数据分类、数据内容、数据质量及数据销售等方面的信息，便于用户查询、检索地理空间数据提供通过网络对数据进行查询检索的方法或途径，以及与数据交换和传输有关的辅助信息帮助用户了解数据，以便就数据是否能满足其需求作出正确的判断元数据的获取数据元数据的获取是个较复杂的过程，可以概括为三个阶段和五种方法三个阶段数据收集前：根据要建设的数据库的内容而设计的元数据；数据收集中：随数据的形成同步产生数据收集后：在上述数据收集到以后，根据需要产生的，包括：数据处理过程描述、数据的利用情况、数据质量评估、浏览文件的形成、拓扑关系、影像数据的指示体及指标、数据集大小、数据存放路径等获取的方法键盘输入、关联表、测量法、计算法和推理法2.1.1UGIS的数据组成及其特点非空间数据空间数据空间数据（SpatialData）又称几何数据，是用来表示物体位置、形态、大小、分布等各方面的信息，是对现实世界中的具有定位意义的事物和现象的定量描述2.1.1.1空间数据结构空间数据矢量数据(图形)栅格数据(图像)矢量格式1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647中国土地覆盖类型遥感综合分类图(栅格格式)708090100110120130901001101204030203040501矢量（图形）数据结构是通过记录地理实体坐标（坐标对、坐标串和封闭的坐标串）的方式精确的表示点、线、面、体等实体空间位置和形状。矢量数据结构简单数据结构（点、线、面、体）拓扑数据结构：点相对独立，点连成线，线构成面曲面数据结构（TIN数据结构）点实体（Point）美国佛罗里达州地震监测站2002年9月该州可能的500个地震位置由一对坐标（x，y）表示，抽象的点，有位置没有形状也没有大小，如：井位、钻孔、高程点等简单数据结构线实体（Line）有长度，但无宽度和高度，用一串有次序的坐标表示，如：河流、街道、等高线等度量实体距离香港城市道路网分布简单数据结构面实体（Area）具有长和宽的目标通常用来表示自然或人工的封闭不规则多边形，如地块、高程面等一般分为连续面和不连续面中国土地利用分布图（连续面）简单数据结构不连续面面是由线围起来的封闭的不规则多边形注意：实际使用时也要受存储量的限制如小比例尺地图数据库中的河流不能表示出实际的宽度变化；大比例尺地图数据库中的房屋边界，也往往略去一些小的转折面目标的表达体实体（Volume）有长、宽、高的目标通常用来表示人工或自然的三维目标，如建筑、矿体等三维目标空间实体实际上是点、线、面、体多种要素的复杂组合，即空间实体常常被认为由一些基本的空间单元组合生成；这种组合既表示了不同类型的空间关系，也同时组合成不同的实体类型实体类型组合

实体类型组合图例（2）拓扑数据结构在地理信息系统中用拓扑关系来描述并确定空间的点、线、面之间关系及属性，并可实现查询和检索拓扑（Topology）——来源于希腊文关心的是空间的点、线、面之间的联接关系，而不管实际图形的几何形状。几何形状相差很大的图形，它们的拓扑结构却可能相同四色定理加州俄勒冈内华达亚利桑那犹他拓扑结构的空间元素拓扑学是几何学的一个分支，其基本元素：结点（Node）：3条或3条以上弧段（坐标链）的交点弧段（Arc）：相邻两结点之间的坐标链。多边形（Polygon）（图斑或面）：有限弧段组成的封闭区起点终点中间点弧段1弧段3弧段2弧段4点:面:弧:地理数据的拓扑关系拓扑邻接：元素之间的拓扑关系拓扑关联：元素之间的拓扑关系拓扑包含：元素之间的拓扑关系不同类同类同类不同级邻接：同类元素之间的拓扑关系，N1/N4，P1/P3……关联：不同类元素之间的拓扑关系，N1/C1、C3、C6，N2/C1、C2、C5……包含：同类但不同级的元素之间的拓扑关系，P2包含P4

空间拓扑结构邻接相交重合相离包含点—点点—线点—面线—面面—面线—线拓扑关系：空间对象的位置及与相邻对象的空间关系（3）曲面数据结构（不规则三角网TIN）2栅格（图像）数据结构用密集正方形（或三角形，多边形）将地理区域划分为网格阵列，其中每个栅格也称“像元”或“像素”。根据所表示的信息，各个像元可用不同的“灰度值”来表示，但每个像元被认为是内部一致的基本单元。栅格数据文件类型：TIF、JPG、IMG……

栅格数据单元可以是三角形、四边形、六边形。不同几何特征：相同方向性——正方形和六边形；可再分性——正方形和三角形对称性——六边形

栅格数据结构：坐标系与描述参数Y：列X：行西南角格网坐标（XWS，YWS）格网分辨率位置由行，列号定义，属性为栅格单元的值22122332333233323332点：由单个栅格表达线：由沿线走向有相同属性取值的一组相邻栅格表达面：由沿线走向有相同属性取值的一片栅格表达

栅格数据表示的是二维表面上的地理数据的离散化数值在栅格数据中，地表被分割为相互邻接、规则排列的地块，每个地块与一个象元相对应栅格数据的比例尺就是栅格(像元)的大小与地表相应单元的大小之比，当像元所表示的面积较大时，对长度、面积等的量测有较大影响。每个象元的属性是地表相应区域内地理数据的近似值，因而有可能产生属性方面的偏差栅格数据表示的空间是不连续的，且与实物存在一定的偏差。上图说明：本为一直线（图A），却表示为图B中的折线栅格（图像）数据AB34二值图像如果一个图像的灰度值只有两种，通常用“1”表示前景元素，用“0”表示背景元素，则这个图像也称“二值图像”典型的栅格数据结构有：遥感影像、数字高程模型DEM和数字正射影像DOMJejuIsland，2000.4.6矢量+栅格矢量数据优点：表示地理数据的精度较高严密的数据结构，数据量小完整的描述空间关系图形输出精确美观图形数据和属性数据的恢复、更新、综合都能实现面向目标，不仅能表达属性，而且能方便的记录每个目标的具体属性信息缺点：数据结构复杂矢量叠置较为复杂数学模拟比较困难技术复杂，特别是软硬件栅格数据优点：数据结构简单空间数据的叠置和组合方便各类空间分析很易于进行数学模拟方便缺点：图形数据量大用大像元减少数据量时，精度和信息量受损地图输出不美观难以建立网络连接关系投影变换比较费时

在GIS建立过程中，应根据应用目的要求、实际应用特点、可能获得的数据精度以及地理信息系统软件和硬件配制情况，在矢量和栅格数据结构中选择合适的数据结构。矢量数据结构是人们最熟悉的图形表达形式，对于线划地图来说，用矢量数据来记录往往比用栅格数据节省存贮空间。相互连接的线网络或多边形网络则只有矢量数据结构模式才能做到，因此矢量结构更有利于网络分析（交通网，供、排水网，煤气管道，电缆等）和制图应用。矢量数据表示的数据精度高，并易于附加对制图物体的属性的描述。矢量数据只能在矢量式数据绘图机上输出。矢量数据结构与栅格数据结构的选择

栅格数据结构是一种影像数据结构，适用于遥感图像的处理。它与制图物体的空间分布特征有着简单、直观而严格的对应关系，对于制图物体空间位置的可探性强，并为应用机器视觉提供了可能性，对于探测物体之间的位置关系,栅格数据最为便捷。

一般来说，大范围小比例的自然资源、环境、农业、林业、地质等区域问题的研究，城市总体规划阶段的战略性布局研究等,使用栅格模型比较合适。城市分区或详细规划、土地管理、公用事业管理等方面的应用，矢量模型比较合适。矢量数据结构与栅格数据结构的选择456711最短路径生成102.1.1.2非空间数据解译、调查城市专题属性数据质量描述数据时间因素等属性语义信息实体属性数据统计数据城市结构化数据数字、文本、声音、影像、图表等形式结构化数据是对属性信息的语义描述，反映空间实体的本质特征，是空间实体相互区别的重要标识城市结构化数据被记录信息的类型,格式等属性是固定的,如:空间实体的名称、类型、数量，社会经济统计调查数据，影像成像设备、像幅、分辨率、灰度级等由于城市结构化数据中专题属性数据占有很大的比重,所以直接称其为属性数据学号姓名课程名称成绩10001张三数据库8910002李四Java基础9810003王平网页设计78学号姓名考试情况课程名称成绩10001张三数据库8910002李四Java基础9810003王平网页设计782.1.2UGIS的数据获取2.1.2.1二维数据的获取

2.1.2.2三维城市模型数据获取

数据采集在GIS中的地位以数据为处理线索硬件∶软件∶数据=1∶2∶7汽油数据UGIS数据采集原始数据内部数据空间数据输入属性数据的输入空间数据的输入UGIS数据的输入是指将系统外部的原始数据传输给系统内部，并将这些数据从外部格式转换为便于系统处理的内部格式的过程。

2.1.2.1二维数据的获取数据来源与采集方法

数字化技术与方法数据采集空间数据野外实地测量地图数字化遥感数据获取以GPS为数据源遥感数据获取现场调查社会调查已有的各类统计资料属性数据野外测量全球定位系统（GPS）63全球定位系统（GPS）

GPS技术是依靠导航卫星来决定地球上某一位置坐标的技术。GPS所采集的数据X，Y，Z坐标点，这些点的信息可以以文本的形式存储，然后根据数据库和GIS软件的要求，使用一些很简单的程序便能够将其转换成有拓扑关系的图形。实时动态（差分）测量遥感

利用遥感仪器不直接接触被研究的目标，感测目标特征（一般是指反射或发射电磁波）的信息。将遥测得到的光学图象或数字图像经过几何纠正、信息增强、信息提取及信息复合和分类等影像处理便能得到所需要的信息。用遥感技术获取信息有范围大、速度快、信息广的特点，长期在地球轨道上运行的遥感卫星可时时刻刻地向地面传送探测到的信息。ASTER、LANDSAT（TM、ETM）、MODIS、SPOT5、QuickBird、CBERS……地图与经济数据

野外测量：全站仪、GPS、移动测绘系统特点：精度高、效率较低适合范围：小范围UGIS数据采集或局部数据更新空间数据采集设备数字化设备：数字化仪、扫描仪、摄影测量设备特点：范围大，速度快使用范围：大面积UGIS数据采集、资源普查等数字化仪数字摄影测量工作站扫描仪空间数据采集——流程计划调查编辑处理评价准备收集数字化数字化的步骤确定数字化技术路线数字化地图（2）数字化技术与方法1.确定数字化技术路线数字化方式数字化精度要求选取数字化底图选取数字化要素要素分层分幅数字化UGIS是以图层方式管理地图，点、线、面等地理实体按其性质的不同分别归入不同的图层进行分层管理要素分层数据分层的原则1、特征类型：点、线、面分别处于不同层2、特征的逻辑分组：相关的地物位于同一层，如河流水系组织在一个层面上，道路组织在一个层面上，尽管其都是以线特征来表示的3、应使处理更加方便分层：道路中心线道路中心线：高速路、城市道路和对外交通道路的中心线（一般用于相关信息的查询及检索）居民地：包括单栋房屋、楼房和街区分层：居民地分层：开放空间绿地：风景名胜、城市公园、居住区公园、小游园等各层叠加后图像（1）有利于空间数据和属性数据的连接（2）有利于组织所需要的各种城市专题地图（3）有利于提高图形的显示速度要素分层优点主要有两种作业方式：数字化仪的手扶跟踪数字化扫描矢量化特点：简便、效率高，但精度比野外测量低2.地图数字化（1）用数字化仪数字化地图数字化仪用数字化仪数字化地图的技术路线结束关闭数字化仪端口关闭数据文件否打开通讯端口打开数据文件初始化数字化仪输入控制点及其坐标读取x,y坐标值图形显示x,y坐标值输入无误保存数据文件删除该实体，返回上实体的尾结点选择合适的地图投影和建立适当的坐标系1将地图进行扫描根据数字化仪、地图种类、用户的要求不同，可得到二值图像、灰度影像和彩色影像扫描的分辨率一般在300-500dpi2数据纠正（2）扫描矢量化3矢量化完全手工矢量化交互式矢量化

自动矢量化85①完全手工跟踪把扫描获得的图像作为底图显示出来，操作员用鼠标在屏幕上进行操作，这和手扶跟踪数字化输入很相似

扫描转换拼接子图块裁剪地图屏幕跟踪矢量化矢量图合成、编辑纸质地图空间数据库地图配准②交互式（半自动矢量化）是由操作人员用鼠标点一下屏幕上需要矢量化的线条，软件沿着栅格线条找到线的一个端点或在与其他线条相交处停下来，提示操作员，由操作员控制需要进一步矢量化的方向或下一点，计算机则自动地记录下有关的关键点并连成线③自动矢量化方法是由软件自动完成指定区域内的栅格数据的矢量化。自动矢量化之前，若栅格数据中有注记等其他不需要矢量化的部分，要先将其清除二值化细化矢量化冗余去除断线修复要素提取符号识别属性赋值自动矢量化图像上的点的灰度置为0或255，也就是讲整个图像呈现出明显的黑白效果。即将256个亮度等级的灰度图像通过适当的阀值选取而获得仍然可以反映图像整体和局部特征的二值化图像ArcMap软件

MapGIS软件Coreldraw软件

R2V软件

4.属性数据的输入及其与空间数据的连接属性数据如何输入？属性数据一般采用键盘输入，输入的方式有两种：一种是对照图形直接输入（先建立属性数据表结构，再输入数据）；另一种方式是从其他统计数据库中导入属性，根据关键字（例如ID）与图形数据自动连接92属性数据的输入e.g.ArcGIS软件1.逐要素输入法2.计算法ArcGIS:FieldCalculator3.条件输入法4.外部表格连接法(Join)

通过对所有要素或所选定要素采用相同的方法进行计算而获得属性值只对满足某些条件的要素输入属性值通过公共字段，将外部表格中的数据连接到属性表中图形编辑属性数据的编辑拓扑查错与拓扑编辑（3）空间数据的编辑图形编辑

是指纠正数据采集中出现的各种空间位置错误，主要包括图形位置编辑及图形间关系的编辑。

结点不达结点超出碎多边形

常见数字化错误：错误多边形边沿不匹配

处理方式图形编辑：GIS软件大都提供了此功能，可以通过删除（目标、属性等），修改（平移、拷贝、剪切、延长、分解、合并），插入等方法进行处理自动纠错：一些GIS软件如ArcGIS，可以通过设置合适的容差，改正结点不达或超出、碎多边形以及边沿不匹配等问题常见数字化错误的处理方式属性数据的编辑两类主要问题：二是属性数据不准确。

一是属性数据与地理要素不关联；首先使数据处于可编辑状态，在图形上选定编辑对象，打开属性表，找出要修改的属性字段，然后输入正确的属性，保存后关闭属性表即可。编辑处理的一般过程：2.1.2.2三维城市模型数据获取三维城市模型数据获取的自动化水平已经成为三维城市地理信息系统建设的瓶颈之一数据精度成本建模效率选用何种数据源和建模方法？GoogleEarth——用户最多的三维GIS软件GoogleEarth以三维地球的形式把大量卫星图片、航拍照片和模拟三维图像组织在一起，使用户从不同角度浏览地球。GoogleEarth的数据主要来源于商业遥感卫星影像和航片，包括DigitalGlobe公司的QuickBird，IKOONOS及法国SPOTS特点：GoogleEarth仰仗其强大的技术实力和经验，以操作简单、用户体验超群的优势吸收了全球近十分之一的人口使用发展历程：Google于2004年10月收购了Keyhole公司，随之次年6月推出GoogleEarth系列软件产品方式：GoogleEarth客户端软件提供三个版本：个人免费版、Plus版、Pro版以及企业级解决方案，用于在企业内部安排GoogleEarth应用Skyline——最昂贵的三维GIS平台SkylineGoogleKeyhole

Skyline与Googleearth

技术同源花开两支

Skyline公司成立于1996年，技术起源于以色列军方，在美国进行产品商业化，是全球最早专注研究三维数字地球技术的公司之一在全球范围实施众多成功案例：如数字法国、SkylineGlobe公众服务、数字武夷山拥有目前最先进的三维及网络海量数据传输技术专利，GoogleEarth采用该专利……TerraExplorer3D可视化用户端分析工具开放式API数据出版可使用本地数据利用TerraGate可通过网络使用远程数据TerraGate网络3D地理信息系统数据服务器将3D数据输入TerraExplorer支持大型数据库可支持几千个同时的用户影像数据直接发布工具DirectConnect基于流的矢量服务器(SFS)TerraBuilder通过图像和地形数据建立3D模型将地理信息系统数据融入其原始格式支持OGC标准支持多处理器并行运算SkylineGlobe基于网页服务提供免费的在线服务“商业”产品企业解决方案CityMaker——国产数字城市三维地理信息平台CityMaker™数字城市技术由清华城市规划设计研究院数字城市研究所（THUPDI）和北京伟景行数字城市科技有限公司联合开发，是面向3DGIS应用推出的平台级解决方案。经过自2002年成立以来多年的研究和开发，已成为目前行业内技术最成熟和应用最为广泛的三维数字城市可视化技术平台，为国内外诸多城市级的数字化城市建设提供完整的三维数字城市解决方案（数字斯图加特、虚拟圆明园、上海世博会虚拟现实系统……）是面向规划设计师和建筑师的三维辅助设计软件，它将虚拟可视化技术融入设计过程，让设计师在三维环境下进行城市的设计、评估、分析和交流。它可以与3dsMAX等建模软件配合使用，支持材质编辑和物体运动编辑，支持火焰、喷泉、爆炸和雨雪等虚拟现实效果的制作等。CityMakerBuilder是城市级海量3DGIS数据生产与维护的平台，具备海量、多元数据的集成、管理能力，支持导入3DS、OSG、MDB等模型数据，以及SHP、DWG等矢量数据，并支持IMG、SID、ECW、TIF等多种格式的影像数据导入，与数据库方式的栅格数据的直接读取三维城市模型数据源传统地面测量（GPS、全站仪）远距离获取的数据（卫星影像、航空影像、机载激光扫描等）近距离获取的数据（近景摄影、近距激光扫描、人工测量）利用现有数据三维城市建模方法基于二维GIS的三维城市建模基于影像的三维城市建模基于激光扫描的三维城市建模基于摄影测量的三维城市建模将2DGIS中的建筑物轮廓线与建筑物高度（由层数计算或其他方式得到）结合，用简单几何体表达建筑物外形特征。这种方法最简便，同时三维数据量最少，但也与实际相差最大使用高分辨率卫星影像/航空影像进行交互式提取。由于影像真实地反映了城市建筑的所有顶部信息，同时也反映了建筑物的部分侧面信息以及大部分建筑物附属信息，因而可以运用数字化结合人工交互的方式获取建筑物的外形特征。这种方法能较真实地获取所需要的信息，但由于需要人工干预，工作量也是相当大的在地面使用激光扫描仪与GPS，通过测距求算获取。这种方式获取速度也较快，且所获取几何信息相当精确，但工作量相当大利用解析测图仪或全数字摄影测量工作站可以便捷地从高分辨率航空影像上获取三维城市模型数据．包括数字地面模型、数字正射影像、城市固定地物的三维模型数据，所以目前摄影测量方法是获取三维城市模型数据主要方法特征编码数据3DS/MAX三维设计模型三维建模与编辑平台实地拍摄纹理影像三维城市景观模型数据转换、模型编辑、纹理映射、属性定义多媒体属性数据正射影像数字高程模型贴面纹理影像图象处理三维城市建模流程图襄樊市城市规划精细建模效果

空间数据的坐标变换空间数据格式与结构的转换多源空间数据的融合空间数据的压缩与编码空间数据的内插方法图幅数据边沿匹配处理2.2空间数据处理2.2空间数据处理空间数据的坐标变换空间数据格式与结构的转换多源空间数据的融合空间数据的压缩与编码空间数据的内插方法图幅数据边沿匹配处理数据压缩（DataCompression）是指在一定的数据存储空间要求下，将相对庞大的原始数据重组为满足特定条件的数据集合，并且能够使得从该数据集合中恢复出来的信息与原始数据相一致，或者能够获得与原始数据一样的使用品质空间数据压缩的必要性减少数据冗余节约存贮空间提高运算与显示效率2.2.1空间数据的压缩（1）

概述空间数据的压缩，即从所取得的数据集合S中抽出一个子集A，这个子集作为一个新的信息源，在规定的程度范围内最好地逼近原集合，而且具有最大的压缩比a

以矢量曲线为例，式中：m为曲线的原点数；n为曲线经压缩后的点数分类根据数据质量级别来分：无损（lossless）压缩，有损（lossy）压缩根据数据类型来分：图像数据压缩，矢量数据压缩，文本数据压缩技术分类通用数据压缩（均为无损压缩）多媒体数据压缩（无损和有损压缩）基于统计模型的压缩技术基于字典模型的压缩技术Huffman编码算术编码LZ77LZ78LZW图像压缩音频和视频压缩MPEG等二值图像CCITTJBIG等灰度图像FELICSJPEG等彩色图像RLE编码JPEG等矢量图像PostScriptWMFCAD等JPG格式TIF格式评价准则：压缩后的数据质量数据的压缩程度压缩算法的复杂度（2）矢量数据的压缩间隔取点法垂距法偏角法道格拉斯-普克法（Douglas-Peucker）转换坐标存储类型偏移量压缩有损压缩1.间隔取点法2.垂距法垂距法：以当前采样点到其它两个相邻采样点连线的距离作为判断该点去留的标准a.算法具体过程：设置合适的距离限差阈值Dmax作为判断标准。按从起点到终点的顺序，依次计算曲线中间点到其相邻两点连线的距离Di，若Di>Dmax，则该点保留，否则删除。移向下一个采样点，重复第二步，直到所有中间点判断结束为止。P0P1P2P3P4d1d2d3d3´删除保留了应该被删除的点(P3)示意图当d3<Dmax<d3´即会发生此种情况P0P1P2P3删除d1h2´h2删除删除了应该被保留的点(P2)当d2´<Dmax<d2即会发生此情况b.算法的主要缺点：曲线反转或曲线起点和终点互换后，运算结果可能不一致。有可能保留距离小于限差阈值的采样点。有可能删除距离大于限差阈值的采样点。iPi-1PiPi+1Pi+2McMaster角度限差算法示意图iPi-1PiPi+1Pi+2McMaster-Jenks角度限差改进算法示意图d1d2----以当前点的上一个采样点与当前点以及当前点下一点的连线的夹角作为判断当前点取留的标准。3偏角法算法具体过程：设Pi为当前点，Pi+1为当前点下一点，Pi-1为当前点上一点设置合适的角度限差阈值max作为判断标准。计算当前点Pi对应的角度i，如果i>max则该点保留，否则删除。移向下一点Pi+1，如果上一步Pi被保留，则只需重复第二步中操作；如果Pi被删除，则以Pi-1代替Pi作为Pi+1的上一采样点，然后重复第二步操作。对所有剩余中间点重复第三步，直到曲线终点的上一点即倒数第二个点为止。

道格拉斯—普克（Douglas—Peucker)法道格拉斯—普克算法a.算法具体过程：首先，设置一个合适的距离限差阈值Dmax。连接曲线的起点和终点构成一条直线。计算其它各中间采样点到当前所连接直线的距离，并找出距离最大的点，设其距离为dmax。若dmax>Dmax，保留该点并以该点为界限将曲线分为两部分，将每部分作为独立曲线看待进行递归抽样；否则，删除全部中间点，当前曲线抽样结束。将曲线最初的首末点和递归抽样过程中产生的各级分界点作为最终抽样后的保留数据点。××√b.算法的优缺点：给定曲线与距离限差阈值，抽样结果唯一。即抽样结果与曲线的位置无关。需要计算采样点到多级不同连线之间的距离，并且在同一层次抽样过程中需要寻找最大距离点，因此计算量相对较大。距离限差异阈在整个抽样过程中为一定值，没有考虑原始采样点疏密程度对抽样效果的影响。影像数据压缩的可能性是因为像素之间存在着较强的相关性从统计观点上看，某像素的灰度值总是和周围其他像素的灰度值有某种关系，应用编码方法提取并减少这种相关性，便可实现影像数据的压缩从信息论观点来看，影像压缩就是减少影像信息中无用的冗余信息。（3）栅格数据的压缩位图的压缩解码后生成的新图像常用的栅格数据无损压缩直接栅格编码链式编码游程长度编码块状编码常规四叉树编码线性四叉树编码八叉树编码霍夫曼编码基本思想：将栅格数据看作一个数据矩阵，逐行（或逐列）逐个记录代码，可以从左到右逐个记录像元，也可以奇数行从左到右记录，偶数行从右到左记录。记录为：

aabbcdbbaabbaacc，也记录为：aabbbbdcaabbccaa。特点：存储方式简单直观，处理方便，但数据量较大。直接栅格编码游程长度编码法（Run-LengthEncoding）基本思想：一幅栅格图像中，在行（列）方向上相邻的像元往往具有相同的属性值，因而可采用某种方法来压缩这些重复的属性值游程用一对数字表达，其中，第一个值表示游程属性值，第二个值表示游程累计长度。每一个新行都以一个新的游程开始2255275577755555游程编码（2，2）（5，4）（2，1）（7，2）（5，4）（7，3）（5，4）（5，4）优缺点对于具有足够多的连续要素串的图像有效，特别适用于二值图像的压缩，而对于像素值在局部区域经常发生变化的图像反而会增大数据量常规四叉树编码法（QuadtreeEncoding）基本思想：首先把一幅图像或一幅栅格地图等分成四部分（四个象限），顺时针编码如果检查到某个子区的所有格网都含有相同的值（灰度或属性值），那么，这个子区域就不