第三章 2空间数据结构的转换

复习题1、我国常用的地图投影有哪几种？分别在什么比例尺下使用？2、高斯-克吕格投影坐标的特点？6度分带和3度分带？6度分带和3度分带的带号如何计算？分别适用的比例尺矢量数据：定位明显，属性隐含栅格数据：属性明显，定位隐含空间数据结构的转换2.鉴于矢量和栅格数据的特点，一般对它们的应用原则是：1）数据采集采用矢量数据结构，有利于保证空间实体的几何精度和拓扑特性的描述；2）而空间分析则主要采用栅格数据结构，有利于加快系统数据的运行速度和分析应用的进程。由矢量向栅格的转换(栅格化)2.1需要考虑哪些方面的问题？•栅格大小•矢量数据的几何类型•坐标系统网格尺寸的确定设一个区域的矢量数据中面积最小的矢量多边形的面积为A，当网格边长为H时，该多边形可能丢失；当边长为H/2时，该多边形得到表示。DPossibility1Possibility2Certainity栅格化可以分别针对点、线和面来进行，其中，点的栅格化是线和面的栅格化的基础。要将矢量数据的平面直角坐标转换成栅格数据以行和列表示的栅格坐标，首先要建立矢量数据的平面直角坐标系和栅格坐标系之间的对应关系。（一）点的栅格化点的变换只要这个点落在某一个栅格中，就属于那个栅格单元，其行、列号I、J可由下式求出：I=1+INT[（Ymax-Y）/ΔY]J=1+INT[（X-Xmin）/ΔX]式中INT表示取整函数。栅格点的值用点的属性表示。XY（0，0）JIxminxmaxyminymaxΔYΔXo（二）线的栅格化－扫描线法①将直线段两端点坐标转换为行、列号②求出两端点的行数差和列数差③若行数差小于或等于列数差，则逐列求出本列中心线与过这两个端的直线的交点④若行数差大于列数差，则逐行求出本行中心线与过这两个端点的直线的交点⑤将交点坐标转换为行、列号由于GIS中的线实体是由顺次连接一组坐标点形成的折线段表达的，所以线的栅格化可以分解成折线的每一个线段的栅格化。对于一条线段的栅格化，先使用点栅格化的方法，栅格化线段的两个端点，然后再栅各化线段中间的部分。线的栅格化示例：设两个端点的行、列号已经求出，其行号为3和7，则中间网格的行号必为4、5、6。其网格中心线的Y坐标应为：Yi=Ymax-ΔY·(I-1/2)而与直线段交点的X坐标为：Xi=[(X2-X1)/(Y2-Y1)](Yi-Y1)+X1••YX34567（X1，Y1）（X2，Y2）（三）面（多边形）的栅格化根据多边形矢量数据的不同结构，栅格化有两种不同的方法，即：基于弧段数据的栅格化和基于多边形数据的栅格化，分别采用不同的算法实现。1、基于弧段数据的栅格化算法基于弧段数据的栅格化方法是针对拓扑结构的矢量数据进行栅格化的方法。其方法与线段栅格化的方法类似。对整个要进行栅格化的范围按行或列作中心扫描线，对其中的任一条扫描线，求与所有矢量多边形的边界弧段的交点，记录其坐标，并用点的栅格化方法求出交点的栅格坐标行列值，再根据弧段的左右多边形信息判断交点左右多边形的数值。最后通过对一行所有交点按其坐标x值从小到大进行排序，并参照左右多边形配对情况，逐段生成栅格数据。直到全部扫描线都完成从矢量向栅格的转换为止。111111133111111133111111333111112333111122333111222333112222333222222333222222333222223333一行扫描线生成的栅格交点列左多边形右多边形10012412362348302、基于多边形数据的栅格化－包含检验法对于每个栅格单元，逐个判定其是否包含在某个实体多边形之内，若包含在某个多边形之内，则将多边形的属性值赋给该栅格单元。包含检验法实现的关键在于“点在多边形内”。“点在多边形内”的判定可以通过检验夹角之和的方法或铅垂线法来实现。检验夹角之和YXOPABCYXOPABC0点P位于多边形外;2点P位于多边形内;多边形的栅格化－射线法N＝1N＝2N＝2N＝3外部点偶数表示栅格点在多边形之外；奇数表示栅格点在多边形之内N＝0N:交点个数射线法的特殊情况相切相切相切重合不连通基于多边形数据的栅格化－内点填充法首先按线的栅格化方法把多边形的边界栅格化，然后在多边形的内部找一点作为内点，从该点出，向外填充多边形区域，直到边界为止。由矢量向栅格的转换内部点扩散法由栅格向矢量的转换(矢量化)将栅格数据进行数据压缩，将面状栅格数据转换为由矢量数据表示的多边形边界。将遥感图像处理所提取的分类图像转换为矢量结构。将扫描仪获取的图像栅格数据存入矢量形式的空间数据库。2.2点的矢量化点：X,Y坐标（x1，y1）（x2，y2）点：行列号点的矢量化yxYXO00,OxyIJ000.50.5XXJDYYID基于图像数据的矢量化方法灰度图二值化细化跟踪ArcGIS数据格式转换的实现