《GIS原理》第3章作业.doc

成都信息工程学院资源环境学院GIS原理作业章节第三章空间数据结构姓 名学 号班 级GIS原理作业 学号： 姓名：GIS原理作业1、在矢量数据结构、栅格数据结构中，如何表示点、线、面对象？ 答：矢量数据结构通过记录实体坐标及其关系，尽可能精确地表示点、线、多边形等地理实体，坐标空间设为连续，允许任意位置、长度和面积的精确定义。在栅格结构中，点用一个栅格单元表示；线状地物沿线走向的一组相邻栅格单元表示，每个栅格单元最多只有两个相邻单元在线上；面或区域用记有区域属性的相邻栅格单元的集合表示，每个栅格单元可有多于两个的相邻单元同属一个区域。2、简要说明矢量数据结构中，链状双重独立编码结构中面对象空间信息的表示方式及拓扑关系的表示方式？ 答：链状双重独立编码结构主要有4个文件：多边形文件，弧段文件，弧段点文件，点坐标文件。多边形文件主要由多边形记录组成，包括多边形号，组成多边形的弧段号以及周长，面积，中心点坐标及有关“洞”的信息等。多边形文件也可通过软件自动检索各有关弧段生成，并同时计算出多边形的周长和面积以及中心点的坐标。当多边形中含有“洞”时，则此“洞”的面积为负，并在总面积中减去，其组成的弧段号前也为负号。弧段文件主要由弧记录组成，存储总弧段的起止节点和弧段左右多边形号。弧段点文件由一系列点的位置坐标组成，一般从数字化过程获取，数字化的顺序确定了这条链段的方向。点坐标文件由节点记录组成，存储每个节点的节点号，节点坐标及与该节点连接的弧段。点坐标文件一般通过软件自动生成，因为在数字化的过程中，由于数字化操作的误差，各弧段在同一节点处的坐标不可能完全一致，需要进行匹配处理。当其偏差在允许范围内时，可取同名节点的坐标平均值。如果偏差过大，则弧段需要重新数字化。3、有一栅格数据文件按行方向由左到右、自上而下直接栅格编码表示为：1，0，0，0，0，0，0；1，1，1，0，0，0，0；3，3，1，0，0，0，0；3，3，3，1，0，0，0。分析并回答下列问题。1）、表示面状地物的代码有哪些？2）、假设方向代码分别表示为：东=0，东北=1，北=2，西北=3，西=4，西南=5，南=6，东南=7，行、列坐标从1开始。写出线状地物的链式编码。3）、按行方向写出游程编码方案。答：（1）表示地物的代码有0和3。（2）特征码起点行起点列链码1116,0,0,6,7（3）(1,1,1,1),(1,2,1,0),(1,3,1,0),(1,4,3,0),(1,7,1,0),(2,1,1,1),(2,2,1,1),(2,3,1,1),(2,7,1,0),(3,1,2,3),(3,3,1,1),(3,7,1,0),(4,3,1,3),(4,4,1,1),(4,5,1,0), (4,6,1,0), (4,7,1,0).4、写出下列栅格的线性四叉树进行编码（Morton码）以及压缩数据二维行程编码。3AAAAABBBAABBAABBMD码属性值0A3B4A6B8A12BMD码属性值0A1A2A3B4A5A6B7B8A12B5、使用矢量表示的面对象，需要转换成栅格数据结构，简要说明转换算法的基本思路？答：（1）内部点扩散算法：该算法由每一个多边形一个内部点（种子点）开始向其八个方向的领点扩散，判断各个新加入点是否再多边形边界上,如果是边界上，则该新加入点不作为种子点，否则把非边界的邻点作为新的种子点与原油种子点一起进行新的扩散运算，并将该种子点赋以该多边形的编号。重复上述过程直到所有种子点填满该多边形并遇到边界停止。（2）复数积分算法：对全部栅格阵列逐个栅格单元地判断该栅格归属的多边形编码，判别方法是由待判点对每个多边形的封闭边界计算复数积分，对某个多边形，如果积分值为2r，则该待判点属于此多边形，赋以多边形编号，否则在此多边形外部，不属于该多边形。（3）射线算法和扫描算法：射线算法可逐点判断数据栅格点在某多边形之外或在多边形内，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，如相交偶数次，则待判点在多边形外部，如为基数次，则待判点在该多边形内部。扫描算法是射线算法的改进，将射线改为沿栅格阵列列或行方向扫描线，判断与射线算法相似。（4）边界代数算法：边界代数多边形填充算法是一种基于积分思想的矢量格式向上个格式转换算法，它适合于记录拓扑关系的多边形矢量数据转换为栅格结构。单个多边形的情况，模仿积分求多边形区域面积的过程，初始化的栅格阵列各栅格值为零，以栅格行列为参考坐标轴，由多边形边界上某点开始顺时针搜索边界线，当边界上行时，位于该边界左侧的具有相同坐标的所有栅格被减去a；当边界下行时，该边界左边所有栅格点加一个值a；边界搜索完毕则完成了多边形的转换。多个多边形的情况，当边界弧段上行时，该弧段与左框图之间栅格增加一个值（左多边形编号减去右多边形编号）；当弧段下行时，该弧段与左匡图之间栅格增加一个值（右多边形编号减去左多边形编号）。6、栅格数据结构场模型的具体组织方式，为什么栅格结构表示的地表是不连续的，是量化和近似离散的数据？答：栅格单元的大小决定了在一个象元所覆盖的面积范围内地理数据的精度 ，网格单元越细