1、地圖數據結構兩種數據結構的比較及轉換兩種數據結構的比較 矢量數據的特點 位置明顯，信息隱含 柵格數據的特點 屬性明顯，位置隱含矢量數據特點 優點： 結構緊湊，容易定義和操作單個空間實體，冗余度低； 具有空間實體的拓撲信息，便于網絡分析； 圖形輸出質量好、精度高。 缺點： 結構較為復雜，導致了操作和算法的復雜化，不能有效的進行點集的集合運算； 空間實體的查詢十分費時，需要逐點、逐線、逐面的查詢柵格數據特點優點：數據結構結單，定位存取性能好；可以與影像和DEM數據進行聯合空間分析；數據共享容易實現；對柵格數據的操作比較容易；缺點：數據量與格網間距的平方成反比，較高的幾何精度的代價是數據量的極大增加

2、；以行和列作為空間實體的位置標志，難以獲取空間實體的拓撲信息，難以進行網絡分析等操作。柵格數據不是面向實體的，各種實體往往是疊加在一起反映出來的，因此難以識別和分離。對點實體、線實體和面實體的識別采用的技術不僅費時，而且不能保證識別的結果完全正確。柵格數據和矢量數據比較比較內容矢量結構柵格結構數據結構復雜、緊湊，冗余度低 簡單，冗余度高數據量小大圖形運算復雜簡單圖形精度高低影像格式不一致一致或接近數據共享不易實現容易實現拓撲和網絡分析容易實現不易實現疊置分析不易實現容易實現兩種數據結構的轉換 矢量數據向柵格數據的轉換 點的轉換 線的轉換 面的轉換點的轉換 1 確定柵格單元大小 x=（xmax-

3、xmin)/N， y=（ymax-ymin)/M 2 把坐標轉換為行列號 I=1+INT(Y0-Y)/ y J=1+INT(X-X0)/ xxyPIJ(x0,y0)線的轉換 1 八方向柵格化法 設直線段端點坐標為p1(x1,y1)、p2(x2,y2),首先得到直線段兩端點的行列號，求出兩端點的行數差和列數差。 如果行數差大于列數差，則逐行分別的求出該行中心線與直線段的交點，即： Y=yi X=(y-y1)*(x2-x1)/(y2-y1)-x1 再將該坐標用點的轉換方式轉換為相應的行列號 如果列數差大于行數差怎么辦？分帶法面的轉換柵格數據向矢量數據的轉換 為了便于進行柵格數據向矢量數據的轉換，需

4、要對原始柵格圖像進行二值化處理，這是因為通常掃描后的原始圖像是以不同灰度級存儲的，而太多的灰度值不便于進行矢量化處理，故需要進行壓縮，通常壓縮為兩級(0和1)，這個過程就是二值化點的轉換yPIJ(x0,y0)X=x0+(j-0.5)* x y=y0-(i-0.5)* y線的轉換 線狀柵格圖像通常具有一定的寬度并且寬窄不一，不便于直接進行矢量化，須在細化處理，提取中軸線的基礎上再矢量化。因此，線的矢量化包括細化、跟蹤和拓撲化等過程。細化 細化就是將線狀柵格像元陣列逐步剝除輪廓邊緣的點，使之成為線寬度只有一個像元的中軸線骨架圖形。細化后的圖形骨架即保留了原圖形的絕大部分特征，又便于下一步的矢量化處

5、理。對圖像進行細化處理，應符合下列基本要求： 線寬只有一個像元； 細化后的骨架應是原線畫的中軸線 保持原有線畫的連通性及特征 細化算法有很多：經典的細化算法 在3*3像元陣列中，凡是去掉后不會影響原柵格圖像拓撲連通性的像元都應該去掉；反之則應保留。3*3像元陣列共有512種情況，經過旋轉去除相同情況，共有51種情況。如圖只有如圖只有2、3、4、5、10、11、12、16、22、23、28、33、34、35、38、42、43、46、50可以將中心點剝去可以將中心點剝去查找表查找表為二值圖像處理提供了簡潔而有效的方法。考慮一個像素的乘鄰域。由于在這個鄰域范圍有個像素，每個像素有兩個狀態（二值圖像，

6、取，），那么整個鄰域不同狀態的總數量為9=512 .這樣，我們可以相對不同的情況（種），來安排對應的輸出值，而這種可能是事先預知的，給每一個單元（一共個單元）分別安排不同的權值， 也就是的不同冪次，。次冪某種狀態數值就是加權值的和。下面一種鄰域組合：它的值他的值這樣的話，我們通過一個數值，就可以表達一種乘鄰域的一種空間分布狀態。1111111111111111111111111柵格細化時, 先找到一個位于線劃柵格邊緣上的像元, 接著以此像元為中心, 按一定順序( 如順時針方向) 檢測其8 個鄰域的顏色值。通過檢測可以同時達到兩個目的,一是判斷本中心像元應不應該被置為“0”; 二是找到與本中心像

7、元相鄰的邊緣像元, 以便繼續“剝皮”和跟蹤。如此循環反復, 繼續找到下一個邊緣像元作為本中心像元, 一直跟蹤到線劃柵格一側邊緣的下一個邊緣像元為起始像元。按此方法得到細化柵格后, 再根據細化后柵格像元值的相鄰關系, 按順序連接成折線, 經過光滑等處理, 最后就能得到理想的矢量數據。上述方法中判定本中心像元是否應當被置為“0”的條件是不符合圖2 的圖形就置為“0”。像元置為非“0”的條件邊緣跟蹤與剝皮算法邊緣跟蹤與剝皮算法1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111

8、111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111

9、11111111111111111111111111111距離變換搜尋中軸線法111111222112321112322112321123211343211343211234321123421122321122211111111111122211232111232211232112321134321134321123432112342112232112221111111111112221123211123221123211232113432113432112343211234211223211222111111111111222112321112322112321123211343211343

10、21123432112342112232112221111111111112221123211123221123211232113432113432112343211234211223211222111111跟蹤骨架線 得到骨架線后，跟蹤就是把骨架線轉換為矢量圖形的坐標序列。 1從上到下，從左至右搜索骨架線的起點，記下坐標，并設置灰度值為負。 2 按該點的八鄰域方向跟蹤下一點，若沒有，跟蹤結束，轉第一步；若有，記下該點的坐標，并以此點為中心點按八鄰域跟蹤，此點灰度值設為負。拓撲化 為了在跟蹤時得到拓撲化的矢量數據，需要找出線的端點、節點和孤立點等。 端點：8個鄰域中只有一個值為1的像元。 節點

11、：8個鄰域中有三個或三個以上的值為1的像元 孤立點：8個鄰域中沒有值為1的像元 有了這些信息，跟蹤時就可形成節點和弧段等拓撲要素，從而得到拓撲化的矢量數據。000010001010010101000010000面的轉換 通過邊緣跟蹤與剝皮算法轉換多邊形的輪廓即可。 判斷矢量數據壓縮算法優劣的關鍵在于算法要判斷矢量數據壓縮算法優劣的關鍵在于算法要既能壓縮不必要的點位，又能最大限度保持曲線的既能壓縮不必要的點位，又能最大限度保持曲線的空間特征（如轉折、延伸等）。通過對比可得出：空間特征（如轉折、延伸等）。通過對比可得出：在大多數情況下道格拉斯在大多數情況下道格拉斯普克法的壓縮效果較普克法的壓縮效果

12、較好，但必須在對整條曲線數字化完成后才能進行，好，但必須在對整條曲線數字化完成后才能進行，且計算量較大；光欄法較復雜，但可在數字化時實且計算量較大；光欄法較復雜，但可在數字化時實時處理，且計算量較小，因此也是一種較好的壓縮時處理，且計算量較小，因此也是一種較好的壓縮算法；垂距法和間隔取點法算法的優點是運算簡單，算法；垂距法和間隔取點法算法的優點是運算簡單，速度快，缺點是可能導致化簡后曲線的形狀速度快，缺點是可能導致化簡后曲線的形狀“失失真真”。總結總結作業2s用種子填充算法以及掃描線算法，寫出以s作為種子點的填充順序！游程長度編碼方法線性四叉樹壓縮算法鏈碼計算機地圖制圖矢量數據處理算法計算機地

13、圖制圖矢量數據處理算法 點狀符號：點狀符號：是在地圖對象定位點上用幾何圖形表示地圖對象屬性的符號。點狀符號的屬性包括：點狀符號的屬性包括：圖形類型、符號大小、邊框顏色和填充顏色。幾何圖形一般有十字符、三角形、正方形、圓形和五角星等。 點狀符號的定位對點狀地圖對象就是其本身的位置，對面狀地圖對象就是中心點的位置。 線狀符號：線狀符號：是在線狀地圖對象或者面狀地圖對象的位置上用不同寬度和線型表示地圖對象屬性的符號。線狀符號的屬性包括：線條類型、線條寬度和線條顏色。其中線型可以是實線、虛線、點線、點劃線等。 面狀符號：面狀符號：是在面狀地圖對象的范圍內用不同填充模式和填充顏色表示地圖對象屬性的符號。

14、面狀符號的屬性包括：填充模式、填充顏色、是否加邊框、邊框的線條類型、邊框的線條寬度和邊框的線條顏色。地圖符號的大小地圖符號的大小動態尺寸：動態尺寸：是指隨著地圖縮放地圖符號大小是指隨著地圖縮放地圖符號大小也隨之縮放，符號的大小與圖形大小相對應；也隨之縮放，符號的大小與圖形大小相對應；如如MapinfoMapinfo、AutoCADAutoCAD均采用該模式。均采用該模式。固定尺寸：固定尺寸：是指隨著地圖縮放地圖符號大小是指隨著地圖縮放地圖符號大小保持不變，一般采用像素或者厘米作為地圖保持不變，一般采用像素或者厘米作為地圖符號的大小定義單位。如符號的大小定義單位。如ArcViewArcView采

15、用該模式。采用該模式。1. 1. 地圖符號化與地圖符號庫地圖符號化與地圖符號庫 （1 1）地圖符號化）地圖符號化 地圖符號化即是地圖符號化即是地圖數據地圖數據的符號化，它有兩的符號化，它有兩層含義：層含義：在地圖設計工作中在地圖設計工作中，是指利用符號將連續的數，是指利用符號將連續的數據進行分類、分級、概括化、抽象化的過程；據進行分類、分級、概括化、抽象化的過程；在數字地圖轉換為模擬地圖的過程中在數字地圖轉換為模擬地圖的過程中，是指將，是指將已處理好的矢量地圖數據恢復成可見的圖形，并已處理好的矢量地圖數據恢復成可見的圖形，并附之以不同符號表示的過程。附之以不同符號表示的過程。（2 2）地圖符號

16、庫）地圖符號庫 地圖符號的有序集合即是地圖符號庫。地圖符號的有序集合即是地圖符號庫。 地圖符號（庫）的建立可以基于矢量數據和地圖符號（庫）的建立可以基于矢量數據和柵格數據兩種方式，即矢量符號（庫）和柵格符柵格數據兩種方式，即矢量符號（庫）和柵格符號（庫）。號（庫）。矢量符號（庫）的構造一般可以采用三種方法：矢量符號（庫）的構造一般可以采用三種方法：信息塊法信息塊法、程序塊法程序塊法和和綜合法綜合法；柵格符號（庫）的構造一般只采用信息塊法。柵格符號（庫）的構造一般只采用信息塊法。 信息塊法信息塊法是用人工或程序將要繪制的是用人工或程序將要繪制的符號符號離散離散成坐標信息，用統一的結構和成坐標信息

17、，用統一的結構和方法進行描述，這些描述信息存放在數方法進行描述，這些描述信息存放在數據文件中形成符號庫。據文件中形成符號庫。 通常，一個符號構成一個信息塊，直通常，一個符號構成一個信息塊，直接表示符號圖形的每個細節。繪圖時只接表示符號圖形的每個細節。繪圖時只要通過程序處理符號數據文件中的信息要通過程序處理符號數據文件中的信息塊，即可完成符號的繪制。塊，即可完成符號的繪制。 程序塊法程序塊法是對每一類地圖符號編寫一個是對每一類地圖符號編寫一個繪圖子程序繪圖子程序，由這些子程序組成符號庫。繪，由這些子程序組成符號庫。繪圖時按照符號的編號調用庫中相應程序，輸圖時按照符號的編號調用庫中相應程序，輸入相

18、應參數，由程序根據參數及已知數據計入相應參數，由程序根據參數及已知數據計算矢量，從而完成地圖符號的繪制。算矢量，從而完成地圖符號的繪制。 程序塊法的關鍵在于對繪圖要素全面而程序塊法的關鍵在于對繪圖要素全面而精心的分類，準確的用數學表達式描述各類精心的分類，準確的用數學表達式描述各類符號及編程，并且選擇合適的參數。符號及編程，并且選擇合適的參數。 綜合法綜合法實際上是把信息塊法和實際上是把信息塊法和程序塊法相結合，其通用性更廣，程序塊法相結合，其通用性更廣，但實現的難度更大一些，多用于專但實現的難度更大一些，多用于專題地圖符號（庫）的設計。題地圖符號（庫）的設計。 2.2.點狀符號生成算法點狀符號生成算法 點狀符號是指定位于某一點的個體符號，又稱定點狀符號是指定位于某一點的個體符號，又稱定位符號，符號大小與地圖比例尺無關。在普通地圖上位符號，符號大小與地圖比例尺無關。在普通地圖上主要有控制點、獨立