【教学课件】第二节栅格数据结构

1、 数据结构的定义 空间数据参照系 空间数据的表达 一、栅格结构有关概念 1.栅格结构：栅格结构是将地理空间划分成 若干行、若干列，称为一个象元阵列，其 最小单元称为象元或象素。每个象元的位 置由行列号确定，其属性则以代码表示。 以栅格数据结构表示的地理空间关系称为 图像。 2. 象元栅格单元 遥感影像：MSS 7979米 SPOT 1010米 TM 3030米 QuickBird 0.61 0.61米 影像分辨率 扫描图象：150DPI、300DPI、600DPI 计算机屏幕分辨率：640780 800600 1024768 3.象元阵列：反映某一空间分布的系列象元 队列，其行、列确定每个象元

2、的空间位置。 4. 象元属性：栅格单元值 地理要素的属性特征 5. 栅格结构的特点：属性明显，定位隐含 栅格结构的数据获取途径 栅格数据的取值方法 人工采样、将矢量地图转换为栅格地图、扫描、影像 中心点法 面积占优法 长度占优法 重要性法 中心点法 此法常用于具有连续渐变分布 特性的要素，如地形 数字高程模型 DEM (Digital Terrain Modal) 1.直接编码无压缩编码 将栅格数据看作是一个数据矩阵，逐行 或逐列逐个记录代码 5,5 A,A,B,B,B A,C,C,C,A D,C,C,A,A D,D,C,A,A D,D,A,A,A 2.链式编码边界链码 它是从某一起点开始用沿

3、八个基本方向 前进的单位矢量链来表示线状地物或多 边形的边界。 E / 0 EN /7 N / 6 WN / 5 W / 4 WS / 3 ES / 1 S / 2 3,1,7,0,1,2,3,4,5,64,1,6,7,0,1,2,3,4,5 所谓游程是指按行的顺序连续且属性值 相同的若干栅格。 游程长度的记录方式有两种 记录每个游程起（迄）列号 记录每个游程象元数 逐行记录每个游程 的迄点列号 5，5 A，2，B，5 A，1，C，4，A，5 D，1，C，3，A，5 D，2，C，3，A，5 D，2，A，5 记录每个游程象元数 5，5 A，2，B，3 A，1，C，3，A，1 D，1，C，2，A，

4、2 D，2，C，1，A，2 D，2，A，3 记录每个游程象元数 5，5 2，A 3，B 1，A 3，C 1，A 1，D 2，C 2，A 块式编码是将游程扩大到两维情况，把 多边形范围划分成若干具有同一属性的 正方形，然后对各个正方形进行编码。 块式编码的数据结构由初始位置（行列 号）、半径和属性代码组成。 M M R M M M M M 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 M M R M M M M M M M R R M R M M M R R R R R R M M R R R R R R M M R R R R R R M M R R R R R R M M

5、M R R R R R M M M M R R M M M M M R R M R M M M R R R R R R M M R R R R R R M M R R R R R R M M R R R R R R M M M M R R M M M M M R R R R R M 1，1，2，M；1，3，1，R；1，4，1，M； 1，5，1，M；1，6，1，M；1，7，2，M 2，3，2，R；2，5，1，M；2，6，1，R 3，1，1，M；3，2，1，R；3，5，3，R； 3，8，1，M 4，1，1，M；4，2，3，R; 4，8，1，M 5，1，1，M；5，8，1，M M M R M M M

6、 M M 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 M M R R M R M M M R R R R R R M M R R R R R R M M R R R R R R M M R R R R R R M M M M R R M M M M M R R R R R M 四叉树又称四元树或四分树，是最有效 的栅格数据压缩编码方法之一。 四分树将整个图像区域逐步分解为一系 列方形区域，且每一个方形区域具有单 一的属性。最小区域为一个象元。 区域分割原则： 将欲分解区域等分为四个象限，再根据 各个象限的象元值是否单一决定要不要 再分。如果单一则不再分割，否则同法 再分，直

7、到所有象限的象元属性值相同 为止。 M M R M M M M M M M R R M R M M M R R R R R R M M R R R R R R M M R R R R R R M M R R R R R R M M M R R R R R M M M M R R M M M 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 区域分割方法 M M R M M M M M M M R R M R M M M R R R R R R M M R R R R R R M M R R R R R R M M R R R R R R M M M R R R R R M M M

8、 M R R M M M 在四叉树中，不能再分的结点称为叶子结点， 可再分的结点称为树杈结点 树杈结点 叶子结点 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 M M R M M M M M M M R R M R M M M R R R R R R M M R R R R R R M M R R R R R R M M R R R R R R M M M R R R R R M M M M R R M M M 四叉树编码方法 NW （0）NE （1） NW （2）SE （3） 0层 1层 2层 3层 记录每个叶子结点的地址和属性 0 1 2 3 20 2122 23 200201202 203 230231 232233 美国马里兰大学四叉树编码方法 0层 1层 2层 3层 012 3 20 2122 23 200201202 203230231 232233 该方法用二进制（共32位）记录每个叶结点的地址 和属性值，其中