空间数据转换算法.ppt

,第3章 空间数据转换算法 3.1 矢量数据向栅格数据转换（P150） 3.2 栅格数据向矢量数据转换（P150） 3.3 GRID和TIN之间转换（P202）,3.1 矢量数据向栅格数据的转换,点状实体找出点矢量数据所在的栅格单元 线状实体找出组成曲线的直线段对应的栅格 多边形实体对多边形内部进行填充，找出组成多边形的栅格的集合。有多种算法，如： 边界代数算法 内部点扩散算法 射线算法 扫描算法,（一）点状实体的变换,（二）矢量线段的变换,首先计算所有弧段结点或中间点所在的格网位置，并赋予该结点正确的属性，然后根据点转换的算法完成弧段的栅格化。,（三）多边形数据的转换,1、边界代数算法,首先，将覆盖多边形的面域进行整体栅格化，并对栅格阵进行零初始化。,最后循环一周，回到起点，展开为全栅格数据结构，完成由矢量数据系统向栅格数据系统的转换,然后，由其边界上某一点开始顺时针方向搜索其边界线，当边界线段为上行时，对该线段左侧具有相同行坐标的所有栅格全部减去一个a【该弧的左多边形编号该弧的右多边形编号】；当边界线段为下行时，对该线段左侧具有相同行坐标的所有栅格全部加上一个a 【该弧的右多边形编号该弧的左多边形编号】；当边界线平行于栅格行行走时，不做运算。,闭合多边形,多边形矢量结构向栅格结构的转换,全栅格数据结构,2、内部点扩散算法,步骤 按一定栅格尺寸将矢量图经栅格化后，对矢量图内每个面域多边形分别选择一个内部点（种子点）； 从种子点开始，向其8个相邻栅格扩散，分别判断这8个栅格是否在多边形的边界上：若是，则该栅格不作为种子点；若不是，则该栅格作为新的种子点； 新种子点与原种子点一起进行新的扩散运算； 重复以上过程，直到所有新老种子点填满该多边形并遇到边界为止。,缺点：算法程序设计比较复杂，需要在栅格矩阵中进行搜索，当栅格尺寸取得不合理时，某些复杂图形的两条边界落在同一个或相邻的两个栅格内，会造成多边形不变通。,3、射线算法,逐个栅格判断是否位于某个多边形之内：由待定栅格向任意方向引射线，判断该射线与某多边形所有边界的相交总次数；如果相交偶数次，则待定点在该多边形的外部，如为奇数，则待定点在该多边形内部。,3.2.栅格数据向矢量数据的转换,点的栅格数据转换：将点的中心转换为矢量坐标；,线的栅格数据转换：提取弧段栅格序列点中心的矢量坐标的过程；,多边形的栅格数据转换：是将具有相同属性代码的栅格象元集合表示为以边界弧段以及边界的拓扑信息所确定的多边形区域。,3.2.栅格数据向矢量数据的转换,步骤： 多边形边界提取：采用高通滤波将栅格图像二值化或以特殊值标识边界点；,边界线搜索：逐弧进行，由某一节点开始沿某一方向进入，朝该点的8个邻域搜索其后续节点，直到连成弧段；,拓扑关系生成：对于已经用矢量表示的边界弧段，判断其与原图中各多边形的空间关系，形成完整拓扑结构并建立与属性数据的联系；,去除多余点并进行曲线圆滑：由于搜索是逐个栅格进行的，必然造成多余点记录，为减少数据冗余，必须去除。,方法：基于图像处理的矢量化算法 基于窗口匹配的矢量化算法,（一）基于图像处理的矢量化算法,主要用于点和线状地物特征的提取。步骤： (1)二值化：在一个设定的灰度阀值的基础上,对扫描获得的灰度图像进行0或1的简化处理。,(2)细化：方法有剥皮法和骨架法。剥皮法的原理指从线的边沿两侧开始,每次剥去一个栅格宽度的一层,直到最后仅剩下彼此相连的两个栅格宽的线划图形为止。,(3)跟踪：将细化后的栅格数据整理为从结点出发的弧段或封闭曲线，并以矢量的形式存储特征栅格点的坐标。 实施过程分为6步,（二）基于窗口匹配的矢量化算法,步骤： (1)边界点和节点提取：2*2的栅格窗口阵列作为搜索敞口，顺序沿行、列方向对栅格全图进行扫描。如果窗口内4个栅格有两个以上的属性编码，则该4个栅格为边界点并保留各栅格的原有属性编码；如果窗口内4个栅格有三个以上的不同属性编码，则标识为节点并保留各栅格的原有属性编码；若对角线上栅格属性编码两两相同，也属于不连通情况，作为节点处理。边界点有6种结构，节点有8种结构。,(2)边界搜索与左右多边形信息记录：逐条进行弧段搜索。,(3)去除多余点。,3.3 GRID和TIN之间转换,格网DEM转成TIN TIN向规则格网GRID转换,一、格网DEM转成TIN转换,保留重要点法（VIP） 启发丢弃法(DHDrop Heuristic),VIP方法示意,DH方法转换格网DEM