地理信息系统(GIS) [分享]据说是武测地理信息系统笔记||做专业的GIS技术交流论坛

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飘渺

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发布于：2005-04-20 19:11

七形与多边形内点的匹配来检查等；? 6）对于属性数据，通常是在屏幕上逐表、逐行检查，也可打印出来检查；? 7）对于属性数据还可编写检核程序，如有无字符代替了数字，数字是否超出了范围，等等；? 8）对于图纸变形引起的误差，应使用几何纠正来进行处理。 §4.5 GIS的数据质量 一、GIS的数据质量的内容（类型） 1、GIS数据质量的基本内容 1）位置（几何）精度：如数学基础、平面精度、高程精度等，用以描述 几何数据的误差。 2) 属性精度：如要素分类的正确性、属性编码的正确性、注记的正确性 等，用以反映属性数据的质量。? 3) 逻辑一致性：如多边形的闭合精度、结点匹配精度、拓扑关系的正确 性等，由几何或属性误差也会引起逻辑误差。? 4) 完备性：如数据分类的完备性、实体类型的完备性、属性数据的完备 性、注记的完整性，数据层完整性，检验完整性等。? 5) 现势性：如数据的采集时间、数据的更新时间等。 误差的具体来源 阶段 误差来源 数据采集 实测误差，地图制图误差（制作地图的每一过程都有误差），航测遥感数据分析误差（获取、判读、转换、人工判读（识别要素）误差） 数据输入 数字化过程中操作员和设备造成的误差，某些地理属性没有明显边界引起的误差（地类界） 数据存贮 数字存贮有效位不能满足（由计算机字长引起，单精度、双精度类型） 空间精度不能满足 数据操作 类别间的不明确、边界误差（不规则数据分类方法引起） 多层数据叠加误差 多边形叠加产生的裂缝（无意义多边形） 各种内插引起的误差 数据输出 比例尺误差、输出设备误差、媒质不稳定（如图纸伸缩） 成果使用 用户错误理解信息、不正确使用信息4、误差传播 误差传播可分为三类： 1）代数（算术）关系 如差、倍数、线性关系，有一套成熟的经典测量误差理论处理。 2）逻辑关系 a、布尔逻辑关系：GIS中存在大量的逻辑运算，如 叠置分析。 b、不精确推理关系： 如专家系统中的不精确推理。 逻辑关系下的误差传播正处于研究中，需要借用信息论，模糊数学、人工智能、专家系统等学科有望解决。 二、 GIS数据质量的评价方法 1、直接评价法 1）用计算机程序自动检测 某些类型的错误可以用计算机软件自动发现，数据中不符合要求的数据项的百分率或平均质量等级也可由计算机软件算出。此外，还可检测文件格式是否符合规范、编码是否正确、数据是否超出范围等。 2）随机抽样检测 在确定抽样方案时，应考虑数据的空间相关性。 2、间接评价法-----（地理相关法和元数据法） 指通过外部知识或信息进行推理来确定空间数据的质量的方法。用于推理的外部知识或信息如用途、数据历史记录、数据源的质量、数据生产的方法、误差传递模型等。 3、非定量描述法 通过对数据质量的各组成部分的评价结果进行的综合分析来确定数据的总体质量的方法。 三、数字化的误差评价和质量控制 1、评价数字化误差的方法 1）自动回归法 由于跟踪数字化不仅是一个随机序列，而且是一个时间序列，因此可用数理统计中的时间序列分析法来确定数字化的误差。 2）ε－Band法 该方法适用于任何类型的GIS数据，关键是如何给出合理的ε值。 3）对比法 把数字化后的数据，用绘图机绘出，与原图叠合，选择明显地物点进行量测，以确定误差。除了几何精度外，属性精度、完整性、逻辑一致性等也可用对比法进行对照检查。 2、数字化过程中的质量控制 1）数字化预处理工作 包括对原始地图、表格等的整理、清绘。 2）数字化设备的选用 根据手扶数字化仪、扫描仪等设备的分辨率和精度等有关参数的进行挑选，这些参数不应低于设计的数据精度要求。 3）数字化对点精度（准确性） 数字化时数据采集点与原始点的重合程度，一般要求对点误差小于<st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue=".1" UnitName="mm">0.1mm</st1:chmetcnv>。 4）数字化限差 包括：采点密度（<st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue=".2" UnitName="mm">0.2mm</st1:chmetcnv>）、接边误差（<st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue=".02" UnitName="mm">0.02mm</st1:chmetcnv>）、接合距离(<st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue=".02" UnitName="mm">0.02mm</st1:chmetcnv>)、悬挂距离(<st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue=".007" UnitName="mm">0.007mm</st1:chmetcnv>)等。 5）数据的精度检查 输出图与原始图之间的点位误差，一般要求对直线地物和独立地物，误差小于<st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue=".2" UnitName="mm">0.2mm</st1:chmetcnv>，对曲线地物和水系，误差小于<st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue=".3" UnitName="mm">0.3mm</st1:chmetcnv>，对边界模糊的要素应小于<st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue=".5" UnitName="mm">0.5mm</st1:chmetcnv>。 四、数据处理中数据质量的评价 1、数字高程模型(DEM)的精度

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发布于：2005-04-20 19:15

八边
主要受原始资料的精度(采样密度、测量误差、地形类别、控制点等)和内插的精度(内插方法、地形类型、原始数据的密度等)的影响。
 DEM的内插精度主要受原始采样点的采样密度的影响，与不同的插值方法的关系不很大。但在DEM精度评定的标准方面、地貌逼真度方面、DEM的粗差探测等方面仍没有得到圆满的解决。
 目前,对DEM精度的评价常采用原始等高线与再生等高线叠合评价的方法。
2、矢量数据栅格化的误差
包括属性误差和几何误差两种。
 在矢量数据转换为栅格数据后，栅格数据中的每个象元只含有一个属性数据值，它是象元内多种属性的一种概括。象元越大，属性误差越大。
 几何误差是指在矢量数据转换成栅格数据后所引起的位置的误差，以及由位置误差引起的长度、面积、拓扑匹配等的误差。几何误差的大小与象元的大小成正比。
 其中矢量数据表示的多边形网用象元逼近时会产生较严重的拓扑匹配问题。
误差分析的一种方法：假设存在一幅理想的矢量地图，图上不同属性的制图单元由很细的线分开；对理想地图进行观测采样得到一幅具有规则格网的栅格地图，把这两幅图进行叠置比较。
3、多边形叠置产生的误差
多边形叠置误差计算的思路是，先计算单层图的误差，再计算叠置图的误差。会产生拓扑匹配误差、几何误差和属性误差。
1）拓扑匹配误差
 多边形叠置往往是不同类型的地图、不同的图层，甚至是不同比例尺的地图进行叠置，因此，同一条边界线往往是不同的数据，这样在叠置时必然会出现一系列无意义的多边形。所叠置的多边形的边界越精确，越容易产生无意义的多边形。这就是拓扑匹配误差。
 多边形叠置所形成的多边形的数量与原多边形边界的复杂程度有关。如果多边形之间具有统计独立性时，产生中等数量的多边形；如果是高度相关的，则产生大量无意义的多边形。-----需要合并无意义的多边形
合并无意义的多边形的方法：
A、用人机交互的方法把无意义的多边形合并到大多边形中；
B、根据无意义多边形的临界值，自动合并到大多边形中；
C、用拟合后的新边界进行合并。
?
2）几何误差：
新边界可能会偏离已制图的边界位置（或真实位置）。为了保证人们习惯上认为重要的边界线的精度，如境界、河流、主要道路等，处理时应对这些边界上的点加权使他们能尽可能地不被移动。
3）属性误差：
 实际上每个进行叠置的多边形本身的属性就是有误差的，因为属性值是分类的结果(如把植被分为不同的类别)，而分类就会产生误差。多幅图的叠置会使误差急剧增加，以至使叠置出的结果不可信。
§4.6 空间数据标准--数据共享
一、概述
1、目前影响数据共享的因素
体制上：行业数据保密政策。
技术上：不同系统对空间数据采用的数据结构和数据格式不同。
网络化程度：资源共享是网络主要功能之一，用户可共享网络分散在不同地点的各种软硬件。
2、空间数据标准：
 是指空间数据的名称、代码、分类编码、数据类型、精度、单位、格式等的标准形式。每个地理信息系统都必须具有相应的空间数据标准。
3、空间数据标准的状况：
 如果只针对某一地理信息系统设计空间数据标准，并不困难；如果所建立的空间数据标准能为大家所承认，为大多数系统所接受和使用，就比较复杂和困难。
目前，我国已有一些与GIS有关的国家标准，内容涉及数据编码、数据格式、地理格网、数据采集技术规范、数据记录格式等。
二、空间数据分类标准
1、原则：
1）遵循已有的国家标准，以利于全国范围内的数据共享。
2）遵循国务院有关部委以及军队正在使用的数据标准。
3）遵循各领域中普遍使用和认同的数据标准。
4）当各种数据标准相互矛盾时，应遵循由上而下的原则进行处理。
5）制定新的数据标准时，应尽可能参考同类标准。
2、目前我国已有的与GIS有关的关于空间数据分类的国家标准：
GB2260-95 《中华人民共和国行政区划代码》
GB13923-92 《国土基础信息数据分类与代码》
GB11708-89 《公路桥梁命名和编码规则》
GB14804-93 《1：500、1：1000、1：2000地形要素分类与代码》
等等。
三、空间数据交换标准
1、外部数据交换标准
特点：自动化程度不高，速度较慢等，但它可解决不同GIS之间的数据转换问题。它仍然是实现数据共享的主流方式。
2、空间数据互操作协议
特点：比外部数据交换标准方便，但由于各种软件存储和处理空间数据的方式不同，空间数据的互操作函数又不可能很庞大，因此往往不能解决所有问题。
3、空间数据共享平台
服务器存放空间数据采用客户机/服务器体系结构，各种GIS通过一个公共的平台在服务器存取所有数据，以避免数据的不一致性。
特点：思路较好，但现有的GIS软件各有自己的底层，要统一平台目前难以实现。
4、统一数据库接口
在对空间数据模型有共同理解的基础上，各系统开发专门的双向转换程序，将本系统的内部数据结构转换成统一数据库的接口。
特点：这种方式的前提，首先要求对现实世界进行统一的面向对象的数据理解，这不易实现的。
目前：外部数据交换标准仍是实现数据共享的主流方式。
四、我国空间数据交换格式
我国已发布了GIS的外部数据交换格式，包括矢量数据交换格式、栅格数据交换格式和数字高程模型交换格式标准。
五、GIS空间元数据（ Geospatial Metadata
1、空间元数据的定义和作用
1）定义：
 地理的数据和信息资源的描述性信息。它通过对地理空间数据的内容、质量、条件和其他特征进行描述与说明，以便人们有效地定位、评价、比较、获取和使用与地理相关的数据。

2）作用：
（a）用来组织和管理空间信息，并挖掘空间信息资源。
（b）帮助数据使用者查询所需空间信息。
（c）组织和维护一个机构对数据的投资。
（d）用来建立空间信息的数据目录和数据交换中心。
（e）提供数据转换方面的信息。
2、空间元数据的分类
1）高层元数据（数据集系列Metadata），描述整个数据集的元数据，包括数据集区域采样原则，数据库的有效期，数据的时间跨度、分辨率以及方法等。是用户用于概括性查询数据集的主要内容。
2）中层元数据（数据集Metadata），既可以作为数据集系列Metadata的组成部分，也可以作为后面数据集属性以及要素等内容的父Metadata数据集系列。全面反映数据集的内容。
3）底层元数据（要素、属性的类型和实例Metadata），包括最近更新日期，位置纲量，存在问题标识（如数据的丢失原因），数据处理过程等。是元数据体系中详细描述现实世界的重要部分。
3、空间元数据的内容
对空间元数据所要描述的一般内容进行层次化和范式化，指定出可供参考与遵循的空间元数据标准的内容框架。

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赌东道路人甲注册日期2003-11-14 发帖数122 QQ 铜币99枚威望0点贡献值0点银元0个加关注写私信	12楼^# 发布于：2005-04-21 23:38 <P>好东西</P><P> 谢谢了</P>
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发布于：2005-04-22 13:49

九 第一层是目录层，主要用于对数据集信息进行宏观描述，适合在数字地球的国家级空间信息交换中心或区域以及全球范围内管理和查询空间信息时使用。 第二层是空间元数据标准的主体，由八个基本内容部分和四个引用部分组成。 4、元数据的获取 数据收集前，得到的是根据要建设的数据库的内容而设计的元数据，包括数据类型、数据覆盖范围、使用仪器说明、数据变量表示、数据收集方法、数据时间、数据潜在利用等。 数据收集中，随数据的形成同步产生的元数据，例如在测量海洋要素数据时，测点的水平和垂直位置、深度、温度等是同时得到的。 数据收集后，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、数据集大小、数据存放路径等 。 六、空间数据的互操作 1、互操作含义 指异构环境下两个或两个以上的实体，尽管它们实现的语言、执行的环境和基于的模型不同，但它们可以互相通信和协作，以完成某一特定任务，这些实体包括程序、对象、系统运行环境等。 互操作地理信息处理，是指数字系统的这些能力： 1）自由地交换所有关于地球的信息，即所有关于地表上的、空中的、地球表面以下的对象的信息。 2）通过网络协作运行能够操作这些信息的软件。 概括为自由交换地理空间信息及协作运行空间信息处理的软件。 2、GIS互操作类型 1）软件的互操作，强调软件功能块间的相互调用； 2）数据的互操作，强调数据集之间相互透明的访问； 3）语义湖操作，强调信息的共享，在一定语义约束下（对地理现象共同的理解下）的互操作。 3、GIS 互操作问题 目前，所建立的GIS均被认为是信息孤岛，不同系统之间存在互操作问题，因为： 1）没有统一的标准，各自采用不同的数据格式、数据存储和数据处理方法； 2）系统的开发均建立在具体、相互独立和封闭的平台，且不同应用部门对地理现象有不同的理解，导致对地理信息有不同的定义，使得不同应用系统之间在共同协作时无法进行信息交流和数据共享。 4、急需实现异构GIS间的互操作 1）解决基础数据的共享问题的需要； 2）GIS应用趋向多学科综合和集成化； 3）GIS走向社会化的需要； 4）也是Internet GIS发展的需要。 5、GIS互操作现状 目前，主要有两种方法初步实现互操作： 1）OPEN GIS规范，通过规定统一的系统设计和开发软件工具的框架，OGC（Open GIS Consortium）OPEN GIS 协会为实现GIS间的互操作制定了OPEN GIS规范。 2）构件（组件）技术，构件（组件）技术也是实现互操作的可行方法。程序设计中的组件技术，可以在许多不同平台下使用，受之启发，可将GIS某功能包装成独立的组件，使之可以在不同的系统环境下调用。这样可实现系统功能的相互调用。 七、Open GIS规范 1、 含义： OGIS，也叫开放式地理数据交换规程，它是由开放地理信息系统协会（Open GIS Consortium）制定的一系列开放标准和接口。Open GIS规范是OGC规范的最高层次，是利用软件统一地表示地理数据和地理处理的规范系统。 2、目的： 在传统GIS软件与高带宽的异构地学处理环境中架起一座桥梁，具体通过信息基础设施，把地理空间数据和地理处理资源集成到主流的计算机技术中，促使可互操作的商业地理信息处理软件的广泛应用。 3、特点： 1）是一种统一的规范，使用户和开发者能进行互操作； 2）能克服烦琐的批处理及导入、导出障碍，在分布操作系统异构数据库环境下获取数据及数据处理功能资源； 3）由于Open GIS独立于具体平台，它只能是抽象层的概念描述，而不是具体的实现。 4、 多数据格式是多源空间数据集成的瓶颈，是OpenGIS出现的基础 1) 多语义性 由于地理系统的研究对象的多种类特点决定了地理信息的多语义性。一个GIS研究的决不会是一个孤立的地理语义，但不同系统解决问题的侧重点也有所不同，因而会存在语义分异问题。 2) 多时空性和多尺度 一个GIS系统中的数据源既有同一时间不同空间的数据系列；也有同一空间不同时间序列的数据。还会根据系统需要而采用不同尺度对地理空间进行表达，不同的观察尺度具有不同的比例尺和不同的精度。 3) 获取手段多源性 获取地理空间的数据的方法有多种多样，包括来自现有系统、图表、遥感手段、GPS手段、统计调查、实地勘测等。 4) 存储格式多源性 图形数据又可以分为栅格格式和矢量格式两类。传统的GIS一般将属性数据放在关系数据库中，而将图形数据存放在专门的图形文件中。不同的GIS软件采取不同的文件存储格式。 5、OpenGIS规范的作用 通过OpenGIS规范把商业部门、集成部门、用户、研究人员、数据提供商等连接到一起，通过必要的软件工具和通信技术，为各种用户提供对地理信息的共享和互操作。 6、 互操作地理信息的工作方式（OGIS框架） 如何实现OpenGIS规范，OpenGIS规范并没有提出具体的标准实施模式，其框架主要由三部分组成 1）开放的地理数据模型（Open Geodata Model,OGM） 包含认可的类型和结构集合（将地理现实抽象为实体（特征）和现象（层）），通过这一集合，可表示任何地理模型。 2）OGIS服务模型（Open Service Model，OSM） 定义地学数据服务的对象模型，由一组相互可操作的软件构件集组成，为对特征的访问提供对象管理、获取、操作、交换等服务设施。 3）信息群模型（Information Communities Model） 信息群指共享数据的用户群，可以是数据提供者、使用者。不同用户对数据理解不同，引起语义上交流障碍。 信息群模型，主要任务是解决具有统一的OGM（开放地理数据模型）及语义描述机制的一个信息部门内部以及不同OGM及语义描述的信息部门之间的数据共享问题。采用的主要方法是语义转换，使具有不同特征类定义以及语义模式的信息用户群之间实现语义的互操作。 §4-6 空间数据标准目录第五章 空间数据的处理 §5-1 坐标变换 一、图幅数据的坐标变换 1、比例尺变换：乘系数 2、变形误差改正： 通过控制点利用高次变换、二次变换和仿射变换加以改正 3、坐标旋转和平移 即数字化坐标变换，利用仿射变换改正。 4、投影变换： 三种方法。 二、几何纠正 1、高次变换 其中A、B代表二次以上高次项之和。上式是高次曲线方程，符合上式的变换称为高次变换。式中有12个未知数，所以在进行高次变换时，需要有6对以上控制点的坐标和理论值，才能求出待定系数。 2、二次变换 当不考虑高次变换方程中的A和B时，则变成二次曲线方程，称为二次变换。二次变换适用于原图有非线性变形的情况，至少需要5对控制点的坐标及其理论值，才能解算待定系数。 3、仿射变换

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发布于：2005-04-22 13:51

十 实质是两坐标系间的旋转变换。 设图纸变形引起x,y两个方向比例尺不同，当x,y比例尺相同时，为相似变换。 特性：? ·直线变换后仍为直线；? ·平行线变换后仍为平行线；? ·不同方向上的长度比发生变化。? 求解上式中的6个未知数，需不在一直线上的3对已知控制点，由于误差，需多余观测，所以，用于图幅定向至少需要四对控制点。 三、地图投影变换 假定原图点的坐标为x,y(称为旧坐标)，新图点的坐标为X，Y(称为新坐标)，则由旧坐标变换为新坐标的基本方程式为： 1、解析变换法? 1）反解变换法(又称间接变换法) 2）正解变换法(又称直接变换法) 2、数值变换法 利用若干同名数字化点（对同一点在两种投影中均已知其坐标的点），采用插值法、有限差分法或多项式逼近的方法，即用数值变换法来建立两投影间的变换关系式。 3、数值解析变换法 当已知新投影的公式，但不知原投影的公式时，可先通过数值变换求出原投影点的地理坐标φ，λ，然后代入新投影公式中，求出新投影点的坐标。即：? §5-2 图形编辑 图形编辑又叫数据编辑、数字化编辑，是指对地图资料数字化后的数据进行编辑加工，其主要的目的是在改正数据差错的同时，相应地改正数字化资料的图形。 图形编辑是一交互处理过程， GIS具备的图形编辑功能的要求是： 1）具有友好的人机界面，即操作灵活、易于理解、响应迅速等； 2）具有对几何数据和属性编码的修改功能，如点、线、面的增加、删除、修改等； 3）具有分层显示和窗口操作功能，便于用户的使用。 一、编辑操作 1、结点的编辑 1）结点吻合(Snap) 或称结点匹配、结点咬合，结点附和。 方法： A、 结点移动，用鼠标将其它两点移到另一点； B、 鼠标拉框，用鼠标拉一个矩形，落入该矩形内的结点坐标通过求它们的中间坐标匹配成一致； C、 求交点，求两条线的交点或其延长线的交点，作为吻合的结点； D、自动匹配，给定一个吻合容差，或称为咬合距，在图形数字化时或之后，将容差范围内的结点自动吻合成一点。 一般，若结点容差设置合理，大多数结点能够吻合在一起，但有些情况还需要使用前三种方法进行人工编辑。 2）结点与线的吻合 在数字化过程中，常遇到一个结点与一个线状目标的中间相交。由于测量或数字化误差，它不可能完全交于线目标上，需要进行编辑，称为结点与线的吻合。 编辑的方法： A、 结点移动，将结点移动到线目标上。 B、 使用线段求交； C、 自动编辑，在给定容差内，自动求交并吻合在一起。 3）需要考虑两种情况 A、 要求坐标一致，而不建立拓扑关系；如 高架桥（不需打断，直接移动） B、 不仅坐标一致，且要建立之间的空间关联关系；如 道路交叉口（需要打断） 4）清除假结点（伪结点） 由仅有两个线目标相关联的结点成为假结点。 有些系统要将这种假结点清除掉（如ARC/INFO），即将目标A 和B合并成一条，使它们之间不存在结点; 但有些系统并不要求清除假结点，如Geostar,因为它们并不影响空间查询、分析和制图。 2、图形编辑 包括用鼠标增加或删除一个点、线、面实体，移动、旋转一个点、线、面实体。 1）删除和增加一个顶点 删除顶点，在数据库中不用整体删除与目标有关的数据，只是在原来存储的位置重写一次坐标，拓扑关系不变。 增加顶点，则操作和处理都要复杂。不能在原来的存储位置上重写，需要给一个新的目标标识号，在新位置上重写，而将原来的目标删除，此时需要做一系列处理，调整空间拓扑关系。 2）移动一个顶点 移动顶点只涉及某个点的坐标，不涉及拓扑关系的维护，较简单。 3）删除一段弧段 复杂，先要把原来的弧段打断,存储上原来的弧段实际被删除，拓扑关系需要调整和变化. 3、数据检查与清理 数据检查指拓扑关系的检查，结点是否匹配，是否存在悬挂弧段，多边形是否封闭，是否有假结点。要求系统能将有错误或不正确的拓扑关系的点、线和面用不同的颜色和符号表示出来，以便于人工检查和修改。 数据清理则是用自动的方法清除空间数据的错误. 例如给定一个结点吻合的容差使该容差范围内的结点自动吻合在一起，并建立拓扑关系。给定悬挂弧段容差，将小于该容差的短弧自动删除。在Arc/info中用Data Clean 命令，在Geostar中选择整体结点匹配菜单。 4、撤消与恢复编辑 Undo,Redo功能是必要的。但功能的实现是困难的。当撤消编辑，即恢复目标，要恢复目标的标识和坐标、拓扑关系。这一处理过程相当复杂. 因此，有些GIS不在图形编辑时实时建立和维护拓扑关系，如Arc/Info等，而在图形编辑之后，发Clean 或Build命令重新建立拓扑关系。这样，在每次进行任何一次编辑，都要重新Clean 或Build，对用户不便。 二、关键算法 1、点的捕捉 设光标点为S(x,y)， 某一点状要素的坐标为A(X，Y) 可设一捕捉半径D(通常为3～5个象素，这主要由屏幕的分辩率和屏幕的尺寸决定)。 若S和A的距离d小于D则认为捕捉成功，即认为找到的点是A，否则失败，继续搜索其它点。 乘方运算影响了搜索的速度，因此，把距离d的计算改为： 捕捉范围由圆改为矩形，这可大大加快搜索速度。 2、线的捕捉 设光标点坐标为S(x,y)，D为捕捉半径，线的坐标为(x1,y1),(x2,y2),…(xn,yn)。通过计算S到该线的每个直线段的距离d。. 若min(d1,d2,…dn-1)＜D，则认为光标S捕捉到了该条线，否则为未捕捉到。 加快线捕捉的速度的方法： 1）在实际的捕捉中，可每计算一个距离di就进行一次比较，若di＜D，则捕捉成功，不需再进行下面直线段到点S的距离计算了。 2）把不可能被光标捕捉到的线，用简单算法去除。 3）对于线段也采用类似的方法处理。 4）简化距离公式： 点S(x,y)到直线段(x1,y1),(x2,y2)的距离d的计算公式为： 3、面的捕捉 实际上就是判断光标点S(x,y)是否在多边形内，若在多边形内则说明捕捉到。 判断点是否在多边形内的算法主要有垂线法或转角法。 垂线法的基本思想是从光标点引垂线(实际上可以是任意方向的射线)，计算与多边形的交点个数。 若交点个数为奇数则说明该点在多边形内；若交点个数为偶数，则该点在多边形外。 加快速度的方法：

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十一1）找出该多边形的外接矩形，若光标点落在该矩形中，才有可能捕捉到该面，否则放弃对该多边形的进一步计算和判断。 2）对不可能有交点的线段应通过简单的坐标比较迅速去除。 3）运用计算交点的技巧。 4、图形编辑的数据组织—空间索引 为加速检索，需要分层建索引，主要方法有格网索引和四叉树索引。 1）格网索引 a、每个要素在一个或多个网格中 b、每个网格可含多个要素 c、要素不真正被网格分割 ， 2）四叉树索引 线性四叉树和层次四叉树都可以用来进行空间索引。 A、线性四叉树，先采用Morton或Peano码，再根据空间对象覆盖的范围进行四叉树分割。 B、层次四叉树，需要记录中间结点和父结点与子结点之间的指针，若某个地物覆盖了哪个中间结点，还要记录该空间对象的标识。 §5-3 拓扑关系的自动建立 1、在图形采集和编辑中实时建立 （见龚建雅的书）二、多边形拓扑关系自动建立 1、链的组织 1）找出在链的中间相交的情况，自动切成新链； 2）把链按一定顺序存储，并把链按顺序编号。 2、结点匹配 1） 把一定限差内的链的端点作为一个结点，其坐标值取多个端点的平均值。 2）对结点顺序编号。 3、检查多边形是否闭合 通过判断一条链的端点是否有与之匹配的端点来进行. 多边形不闭合的原因： 1）由于结点匹配限差的问题，造成应匹配的端点未匹配； 2）由于数字化误差较大，或数字化错误，这些可以通过图形编辑或重新确定匹配限差来确定。 3）还可能这条链本身就是悬挂链，不需参加多边形拓扑，这种情况下可以作一标记，使之不参加下一阶段拓扑建立多边形的工作。 4、建立多边形 1）概念 a、顺时针方向构多边形：指多边形是在链的右侧。 b、最靠右边的链：指从链的一个端点出发，在这条链的方向上最右边的第一条链，实质上它也是左边最近链。a的最右边的链为d c、多边形面积的计算 2）建立多边形的基本过程 1° 顺序取一个结点为起始结点，取完为止；取过该结点的任一条链作为起始链。 2° 取这条链的另一结点，找这个结点上，靠这条链最右边的链，作为下一条链。 3° 是否回到起点：是，已形成一多边形，记录之，并转4°；否，转2°。 4°取起始点上开始的，刚才所形成多边形的最后一条边作为新的起始链，转2°；若这条链已用过两次，即已成为两个多边形的边，则转1°。 5、岛的判断 找出多边形互相包含的情况. 1°、计算所有多边形的面积。 2°、分别对面积为正的多边形和面积为负的多边形排序。 3°、从面积为正的多边形中，顺序取每个多边形，取完为止。若负面积多边形个数为0，则结束。 4°、找出该多边形所包含的所有面积为负的多边形，并把这些面积为负的多边形加入到包含它们的多边形中，转3°。 正面积多边形包含的负面积多边形是关键. 1°、找出所有比该正面积多边形面积小的负面积多边形。 2°、用外接矩形法去掉不可能包含的多边形。即负面积多边形的外接矩形不和该正面积多边形的外接矩形相交或被包含时，则不可能为该正面积多边形包含。 3°、取负面积多边形上的一点，看是否在正面积多边形内，若在内，则被包含；若在外，则不被包含。 6、确定多边形的属性 多边形以内点标识。内点与多边形匹配后,内点的属性常赋于多边形. §5-4 图形的裁剪、合并和图幅接边 一、图形的裁剪--开窗处理 1、方式： 正窗：提取窗口内的数据。 开负窗：提取窗口外的数据子集。 矩形窗和多边形窗。 2、算法： 包括点、线、面的窗口裁剪---计算机图形学。 而不规则多边形开窗------相当于多边形叠置处理。 二、图形合并---数据文件合并 一幅图内的多层数据合并在一起; 或将相邻的多幅图的同一层数据合并. 涉及到空间拓扑关系的重建。对于多边形，由于同一个目标在两幅图内已形成独立的多边形，合并时，需去除公共边界，属性合并，具体算法，删去共同线段。 实际处理过程是先删除两个多边形，解除空间关系后，删除公共边，再重建拓扑。 三、图幅接边—形成无缝数据库 几何裂缝：指由数据文件边界分开的一个地物的两部分不能精确地衔接。--几何接边 逻辑裂缝：同一地物地物编码不同或具有不同的属性信息，如公路的宽度，等高线高程等。---逻辑接边 1、识别或提取相邻图幅。--要求图幅编号合理 2、几何接边 3、逻辑接边 1）检查同一地物在相邻图幅的地物编码和属性值是否一致，不一致，进行人工编辑。 2）将同一地物在相邻图幅的空间数据在逻辑上连在一起。 §5-5 空间插值 空间插值: 内插:在已观测点的区域内估算未观测点的数据的过程； 外推:在已观测点的区域外估算未观测点的数据的过程.—--预测。 一、边界内插 首先假定任何重要的变化都发生在区域的边界上，边界内的变化则是均匀的、同质的。 边界内插的方法之一是泰森多边形法。 泰森多边形法的基本原理是，未知点的最佳值由最邻近的观测值产生。 二、趋势面分析 是一种多项式回归分析技术。多项式回归的基本思想是用多项式表示线或面，按最小二乘法原理对数据点进行拟合，拟合时假定数据点的空间坐标X、Y为独立变量，而表示特征值的Z坐标为因变量。 1、当数据为一维时， 1）线性回归: 2、数据是二维的 二元二次或高次多项式 三、局部内插 利用局部范围内的已知采样点的数据内插出未知点的数据。 1、线性内插 将内插点周围的3个数据点的数据值带入多项式，即可解算出系数a0、a1、a2 。 2、双线性多项式内插 将内插点周围的4个数据点的数据值带入多项式，即可解算出系数a0、a1、a2、a3 。 3、双三次多项式（样条函数）内插 是一种分段函数,每次只用少量的数据点，故内插速度很快；样条函数通过所有的数据点，故可用于精确的内插；可用于平滑处理。 双三次多项式内插的多项式函数为：

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飘渺

路人甲

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发布于：2005-04-22 13:52

十二四、移动平均法 在局部范围（或称窗口）内计算个数据点的平均值 二维平面的移动平均法也可用相同的公式，但位置Xi应被坐标矢量Xi代替。 窗口的大小对内插的结果有决定性的影响。 小窗口将增强近距离数据的影响； 大窗口将增强远距离数据的影响，减小近距离数据的影响。 当观测点的相互位置越近，其数据的相似性越强；当观测点的相互位置越远，其数据的相似性越低。 加权移动平均法:λi是采样点i对应的权值 加权平均内插的结果随使用的函数及其参数、采样点的分布、窗口的大小等的不同而变化。通 常使用的采样点数为6—8点。对于不规则分布的采样点需要不断地改变窗口的大小、形状和方向，以获取一定数量的采样点。 §5-6 数据压缩与光滑 一、数据压缩 矢量数据压缩 栅格数据压缩 1、 Douglas—Peucker 压缩效果好，但必须在对整条曲线数字化完成后才能进行，且计算量较大； 2、垂距法 每次顺序取曲线上的三个点，计算中间点与其它两点连线的垂线距离d，并与限差D比较。若d＜D，则中间点去掉；若d≥D，则中间点保留。然后顺序取下三个点继续处理，直到这条线结束。 压缩算法好，可在数字化时实时处理，每次判断下一个数字化的点，且计算量较小； 3、光栏法 定义一个扇形区域，通过判断曲线上的点在扇形外还是在扇形内，确定保留还是舍去。 算法简单，速度快，但有时会将曲线的弯曲极值点p值去掉而失真。 二、曲线光滑（拟合） 是假象曲线为一组离散点，寻找形式较简单、性能良好的曲线解析式。 插值方式：曲线通过给定的离散点。如拉格朗日插值，三次样条曲线 逼近方式：曲线尽量逼近给定离散点。如贝塞尔和B样条曲线。 一、矢量向栅格转换 点：简单的坐标变换 线：线的栅格化 面：线的栅格化 +面填充 （一）线的栅格化 1、DDA法(数字微分分析法)? 2、Bresenham算法 （二）面(多边形)的填充方法 1、内部点扩散法（种子扩散法）? 2、扫描法? 3、边填充算法 二、栅格向矢量转换 从栅格单元转换为几何图形的过程为矢量化； （一）要求（矢量化过程应保持）： 1） 栅->矢转换为拓扑转换，即保持实体原有的连通性、邻接性等； 2） 转换实体保持正确的外形。 （二）方法 方法一，实际应用中大多数采用人工矢量化法，如扫描矢量化，该法工作量大，成为GIS数据输入、更新的瓶颈问题之一。 方法二，程序转化转换（全自动或半自动） 过程为： 1、边界提取 2、二值化 3、二值图像的预处理 4、细化:1）剥皮法 2)骨架法 5、跟踪 6、拓扑化

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飘渺路人甲注册日期2004-10-24 发帖数235 QQ 铜币3枚威望0点贡献值0点银元0个加关注写私信	17楼^# 发布于：2005-04-22 13:53 <P>谢谢支持</P><P>全部结束</P><img src="images/post/smile/dvbbs/em02.gif" /><img src="images/post/smile/dvbbs/em02.gif" /><img src="images/post/smile/dvbbs/em04.gif" /><img src="images/post/smile/dvbbs/em04.gif" />
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呵呵路人甲注册日期2005-04-18 发帖数18 QQ 铜币3枚威望0点贡献值0点银元0个加关注写私信	18楼^# 发布于：2005-04-22 13:59 <P>好东西啊</P><P>谢谢楼主共享</P><img src="images/post/smile/dvbbs/em02.gif" /><img src="images/post/smile/dvbbs/em02.gif" /><img src="images/post/smile/dvbbs/em02.gif" /><img src="images/post/smile/dvbbs/em02.gif" /><img src="images/post/smile/dvbbs/em02.gif" />
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zhjm 路人甲注册日期2003-12-05 发帖数312 QQ 铜币54枚威望0点贡献值0点银元0个加关注写私信	19楼^# 发布于：2005-04-24 22:14 <img src="images/post/smile/dvbbs/em01.gif" /><img src="images/post/smile/dvbbs/em04.gif" /><img src="images/post/smile/dvbbs/em06.gif" /><img src="images/post/smile/dvbbs/em07.gif" />
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