第五讲空间数据处理PPT讲稿.ppt

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1、第五讲空间数据处理第五讲空间数据处理第1页，共54页，编辑于2022年，星期三第五讲 空间数据处理1.1.基本算法基本算法2.2.图形编辑图形编辑3.3.属性编辑属性编辑4.4.图形的裁剪与合并图形的裁剪与合并5.5.图幅接边图幅接边6.6.坐标变换坐标变换7.7.投影变换投影变换8.8.矢栅转换矢栅转换 第2页，共54页，编辑于2022年，星期三基本算法基本算法设在平面笛卡尔坐标系中的两点设在平面笛卡尔坐标系中的两点a a（x x1 1，y y1 1）和）和b b（x x2 2，y y2 2）两点的距离两点的距离两点的方向线两点的方向线不考虑线的方向不考虑线的方向考虑线的方向，怎么办？考虑线

2、的方向，怎么办？第3页，共54页，编辑于2022年，星期三基本算法基本算法点到线目标的距离点到线目标的距离 设设有有一一直直线线段段l l，两两端端点点的的坐坐标标为为（x xA A，y yA A）和和（x xB B，y yB B）,另另一一给给定定点点P P的的坐坐标标为为（x xP P，y yP P）。根根据据解解析析几几何可知直线方程为：何可知直线方程为：ax+by+c=0 ax+by+c=0 其中其中a=ya=yB B-y-yA Ab=xb=xA A-x-xB Bc=yc=yA Ax xB B-x-xA Ay yB B此种方法求得的为点到直线的垂直此种方法求得的为点到直线的垂直距离，垂

3、足可能在线的延长线上，距离，垂足可能在线的延长线上，这不是我们所需要的？如何解决？这不是我们所需要的？如何解决？第4页，共54页，编辑于2022年，星期三基本算法基本算法线的长度或者面的周长线的长度或者面的周长线目标的长度和面目标的周长，实际上是所有线段两点之间距离的总和线目标的长度和面目标的周长，实际上是所有线段两点之间距离的总和 面的面积面的面积是所有边与是所有边与X X或者或者Y Y轴构成的直角梯形的代数和轴构成的直角梯形的代数和 第5页，共54页，编辑于2022年，星期三基本算法基本算法多边形的重心多边形的重心重心是分别求多边形顶点重心是分别求多边形顶点x x坐标和坐标和y y坐标的平

4、均值坐标的平均值 重心不一定是在多边形内，有时重心在多边形外重心不一定是在多边形内，有时重心在多边形外 第6页，共54页，编辑于2022年，星期三基本算法基本算法线相交（交点）线相交（交点）设有两条线段设有两条线段ABAB和和CDCD，它们的端点坐标分别为（，它们的端点坐标分别为（x xA A，y yA A），（），（x xB B，y yB B），（），（x xC C，y yC C），（），（x xD D，y y D D）求出的交点可能不是在两条线之间，而求出的交点可能不是在两条线之间，而 y y在它们的延长线上在它们的延长线上 也可能两条线平行，而没有交点也可能两条线平行，而没有交点 如何解

5、决？如何解决？第7页，共54页，编辑于2022年，星期三基本算法基本算法曲线光滑处理曲线光滑处理张力样条张力样条分段三次多项式分段三次多项式分段圆弧分段圆弧切线方向内插法切线方向内插法五点法五点法第8页，共54页，编辑于2022年，星期三基本算法基本算法曲线化简（压缩）曲线化简（压缩）DouglasDouglasPeuckerPeucker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，且计算量较大第9页，共54页，编辑于2022年，星期三基本算法基本算法曲线化简（压缩）曲线化简（压缩）垂距法垂距法每每次次顺顺序序取取曲曲线线

6、上上的的三三个个点点，计计算算中中间间点点与与其其它它两两点点连连线线的的垂垂线线距距离离d d，并并与与限限差差D D比比较较。若若d dD D，则则中中间间点点去去掉掉；若若dDdD，则则中中间间点点保保留留。然然后后顺顺序序取取下下三三个个点点继继续续处处理理，直直到到这条线结束这条线结束。第10页，共54页，编辑于2022年，星期三基本算法基本算法曲线化简（压缩）曲线化简（压缩）光栏法光栏法 定定义义一一个个扇扇形形区区域域，通通过过判判断断曲曲线线上上的的点点在在扇扇形形外外还还是是在在扇扇形形内内，确确定定保保留留还是舍去还是舍去。第11页，共54页，编辑于2022年，星期三基本算

7、法基本算法平行线处理平行线处理直线段的平行线直线段的平行线若线段若线段ABAB的斜率为的斜率为k=tgk=tg其中其中是是ABAB的方向角，则距的方向角，则距ABAB为为d d的平行线与过的平行线与过A A、B B两点法线的交点为两点法线的交点为AA、BB，则：，则：其中（其中（xaxa，yaya），（），（xbxb，ybyb），（），（xaxa，yaya），（），（xbxb，ybyb）分别是）分别是A A、B B、AA和和BB的坐标。的坐标。第12页，共54页，编辑于2022年，星期三基本算法基本算法点在多边形中的判断点在多边形中的判断点在多边形内的判别最直接的方法是铅重线法或者说平行线法或

8、者说点在多边形内的判别最直接的方法是铅重线法或者说平行线法或者说射线法，即从需判别的点开始划一任一方向的直线，（该直线可以是射线法，即从需判别的点开始划一任一方向的直线，（该直线可以是铅直线或平行线），然后计算它所通过多边形的交点，当交点的个数铅直线或平行线），然后计算它所通过多边形的交点，当交点的个数是奇数时，该点在多边形内，若是偶数，表明它在多边形外是奇数时，该点在多边形内，若是偶数，表明它在多边形外 第13页，共54页，编辑于2022年，星期三基本算法基本算法点在多边形中的判断点在多边形中的判断但是使用射线法有时候可能失效，产生判断错误。当射线通过多边形的拐点或某但是使用射线法有时候可能

9、失效，产生判断错误。当射线通过多边形的拐点或某一条边时，这时按统计通过多边形边界交点的奇偶数，产生错误的判断结果一条边时，这时按统计通过多边形边界交点的奇偶数，产生错误的判断结果 第14页，共54页，编辑于2022年，星期三基本算法基本算法线与多边形求交线与多边形求交线与多边形是否相交，需要判断每条线段与多边形的边界线段线与多边形是否相交，需要判断每条线段与多边形的边界线段是否有交点是否有交点如果没有任何交点，再判断端点是在多边形内还是多边形外，如果没有任何交点，再判断端点是在多边形内还是多边形外，如果两端点在多边形外，线段又与多边形不相交，则该线段相如果两端点在多边形外，线段又与多边形不相交

10、，则该线段相离多边形，如果两点都在多边形内，并且与多边形边界没有交离多边形，如果两点都在多边形内，并且与多边形边界没有交点，则该线段在多边形内点，则该线段在多边形内如果有一个或多个交点，该线段与多边形相交，部分在多边形如果有一个或多个交点，该线段与多边形相交，部分在多边形内，部分在多边形外内，部分在多边形外即使两个点都在多边形内如即使两个点都在多边形内如GHGH或都在多边形外如或都在多边形外如IJIJ，它们都可能，它们都可能与多边形相交与多边形相交所以判断线与多边形是否相交，仅判别端点是不够的，必须判断线状目标的所以判断线与多边形是否相交，仅判别端点是不够的，必须判断线状目标的每一段与多边形边

11、界的每一段是否有交点每一段与多边形边界的每一段是否有交点 第15页，共54页，编辑于2022年，星期三基本算法基本算法多边形与多边形相交判断多边形与多边形相交判断两个多边形是否相交需要判断两个多边形边界的所有线段相互两个多边形是否相交需要判断两个多边形边界的所有线段相互之间是否有交点。之间是否有交点。如果没有任何交点，它们可能相分离，也可以一个多边形在另一个多如果没有任何交点，它们可能相分离，也可以一个多边形在另一个多边形之内边形之内两个多边形边界线段只要存在一个交点则表明两个多边形相交两个多边形边界线段只要存在一个交点则表明两个多边形相交如果它们公共一条边界，则它们相邻如果它们公共一条边界，

12、则它们相邻 第16页，共54页，编辑于2022年，星期三基本算法基本算法区域填充区域填充种子法种子法第17页，共54页，编辑于2022年，星期三基本算法基本算法区域填充区域填充扫描线法扫描线法8第18页，共54页，编辑于2022年，星期三图形编辑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，图形编辑是一交互处理过程，GIS GIS具备的图

13、形编辑功能的要求是：具备的图形编辑功能的要求是：1 1）具有友好的人机界面，即操作灵活、易于理解、响应迅速等；）具有友好的人机界面，即操作灵活、易于理解、响应迅速等；2 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；）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 3）具有分层显示和窗口操作功能，便于用户的使用。）具有分层显示和窗口操作功能，便于用户的使用。第19页，共54页，编辑于2022年，星期三图形编辑图形编辑点的选择点的选择设光标点为设光标点为S(x,y),S(x,y),某一点状要素的坐标为某一点状要素的坐标为A(XA(X，Y)Y)

14、可设一捕捉半径可设一捕捉半径D(D(通常为通常为3 35 5个象素，这主要由屏幕的分辩率和屏幕的尺寸决定个象素，这主要由屏幕的分辩率和屏幕的尺寸决定)若若S S和和A A的距离的距离d d小于小于D D则认为捕捉成功，即认为找到的点是则认为捕捉成功，即认为找到的点是A A，否则失败，继续搜索其它点。，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，把距离乘方运算影响了搜索的速度，因此，把距离d d的计算改为的计算改为：捕捉范围由圆改为矩形，这可大大加快搜索速度。捕捉范围由圆改为矩形，这可大大加快搜索速度。第20页，共54页，编辑于2022年，星期三图形编辑图形编辑线的选择线的选择设光

15、标点坐标为设光标点坐标为S(x,y)S(x,y)，D D为捕捉半径，线的坐标为为捕捉半径，线的坐标为(x(x1 1,y,y1 1),(x),(x2 2,y,y2 2),),(x(xn n,y,yn n)。通过计算。通过计算S S到到该线的每个直线段的距离该线的每个直线段的距离d d。.若若min(dmin(d1 1,d,d2 2,d dn-1n-1)D D，则认为光标，则认为光标S S捕捉到了该条线，否则为未捕捉到。捕捉到了该条线，否则为未捕捉到。第21页，共54页，编辑于2022年，星期三图形编辑图形编辑面的选择面的选择实际上就是判断光标点实际上就是判断光标点S(x,y)S(x,y)是否在多

16、边形内，若在多边形内则说明捕捉到。是否在多边形内，若在多边形内则说明捕捉到。垂线法垂线法 垂线法的基本思想是从光标点引垂线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实际上可以是任意方向的射线)，计算，计算与多边形的交点个数。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。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：加快速度的方法：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

17、和判断。面，否则放弃对该多边形的进一步计算和判断。第22页，共54页，编辑于2022年，星期三图形编辑图形编辑结点咬合结点匹配结点咬合结点匹配结点移动结点移动用鼠标拉一个矩形，落入在这矩形内的结点坐标符合成一致，即求它们的中用鼠标拉一个矩形，落入在这矩形内的结点坐标符合成一致，即求它们的中点坐标点坐标 通过求交点的方法通过求交点的方法 自动匹配自动匹配 第23页，共54页，编辑于2022年，星期三图形编辑图形编辑结点与线的咬合结点与线的咬合在数字化过程中，经常遇到一个结点与一个线状目标的中间相交，这时由于测量在数字化过程中，经常遇到一个结点与一个线状目标的中间相交，这时由于测量误差，它也可能不

18、完全交于线目标上，而需要进行编辑，称为结点与线的咬合误差，它也可能不完全交于线目标上，而需要进行编辑，称为结点与线的咬合结点移动结点移动 线段求交线段求交 自动编辑的方法自动编辑的方法 第24页，共54页，编辑于2022年，星期三图形编辑图形编辑伪结点的删除伪结点的删除由仅有两个线目标相关联的结点称为假结点由仅有两个线目标相关联的结点称为假结点有些系统要将这种假结点清除掉，有些系统并不要求清除假结点有些系统要将这种假结点清除掉，有些系统并不要求清除假结点 这些所谓的假结点并不影响空间查询、空间分析和制图这些所谓的假结点并不影响空间查询、空间分析和制图方法：线段或者弧断合并方法：线段或者弧断合并

19、 需要考虑两种情况需要考虑两种情况A A、要求坐标一致，而不建立拓扑关系；如要求坐标一致，而不建立拓扑关系；如 高架桥（不需打断，直接移动）高架桥（不需打断，直接移动）B B、不仅坐标一致，且要建立之间的空间关联关系；如不仅坐标一致，且要建立之间的空间关联关系；如 道路交叉口（需要打断）道路交叉口（需要打断）第25页，共54页，编辑于2022年，星期三图形编辑图形编辑伪结点的删除伪结点的删除由仅有两个线目标相关联的结点称为假结点由仅有两个线目标相关联的结点称为假结点有些系统要将这种假结点清除掉，有些系统并不要求清除假结点有些系统要将这种假结点清除掉，有些系统并不要求清除假结点 这些所谓的假结点

20、并不影响空间查询、空间分析和制图这些所谓的假结点并不影响空间查询、空间分析和制图方法：线段或者弧断合并方法：线段或者弧断合并 第26页，共54页，编辑于2022年，星期三图形编辑图形编辑删除与增加结点删除与增加结点第27页，共54页，编辑于2022年，星期三图形编辑图形编辑移动一个结点移动一个结点第28页，共54页，编辑于2022年，星期三图形编辑图形编辑删除一条弧断删除一条弧断第29页，共54页，编辑于2022年，星期三图形编辑图形编辑数据检查与清理数据检查与清理第30页，共54页，编辑于2022年，星期三图形编辑图形编辑Redo and UndoRedo and Undo对于一个实用的地理

21、信息系统软件，对于一个实用的地理信息系统软件，UndoUndo与与RedoRedo功能是必要的功能是必要的然而这一功能的实现对于空间数据的编辑来说是相当困难的然而这一功能的实现对于空间数据的编辑来说是相当困难的因为它不象字处理系统那样，在进行文本编辑时只要记录编辑操作和编辑的因为它不象字处理系统那样，在进行文本编辑时只要记录编辑操作和编辑的字符即可进行字符即可进行UndoUndo与与RedoRedo这里除了要记录编辑的操作和编辑目标的空间坐标以外，还要记录它的目标标识，这里除了要记录编辑的操作和编辑目标的空间坐标以外，还要记录它的目标标识，以及空间拓扑关系以及空间拓扑关系 第31页，共54页，

22、编辑于2022年，星期三属性编辑属性编辑类似于关系数据库的编辑类似于关系数据库的编辑第32页，共54页，编辑于2022年，星期三图形的裁剪图形的裁剪 矩形裁剪矩形裁剪排除没有交点的方法排除没有交点的方法第33页，共54页，编辑于2022年，星期三 图形的裁剪图形的裁剪 矩形裁剪矩形裁剪求交求交第34页，共54页，编辑于2022年，星期三 图形的裁剪图形的裁剪 多边形裁剪多边形裁剪第35页，共54页，编辑于2022年，星期三 图形的裁剪图形的裁剪 多边形裁剪多边形裁剪逐边裁剪法逐边裁剪法 第36页，共54页，编辑于2022年，星期三 图形的合并图形的合并 线线合并线线合并方法方法面面合并面面合并

23、方法方法P1P2P第37页，共54页，编辑于2022年，星期三 图幅接边图幅接边 由由于于空空间间数数据据采采集集的的误误差差和和人人工工操操作作的的误误差差，两两个个相相邻邻图图幅幅的的地地图图的的空空间间数数据据在在结结合合处处可可能能出出现现逻辑裂隙与几何裂隙。逻辑裂隙与几何裂隙。逻逻辑辑裂裂隙隙指指的的是是当当一一个个地地物物在在一一幅幅图图的的数数据据文文件件中中具具有有地地物物编编码码A A，而而在在另另一一幅幅图图的的数数据据文文件件中中却却具具有有地地物物编编码码B B，或或者者同同一一个个物物体体在在这这两两个个数数据据文文件件中中具具有有不不同同的的属属性性信信息息，如如公

24、公路路的的宽宽度度，等等高高线的高程等。线的高程等。几何裂隙指的是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。几何裂隙指的是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。在在地地理理信信息息系系统统和和机机助助制制图图中中，需需要要把把单单独独数数字字化化的的相相邻邻图图幅幅的的空空间间数数据据在在逻逻辑辑上上和和几几何何上上融融成成一个连续一致的数据体一个连续一致的数据体图幅接边包括几何接边和逻辑接边图幅接边包括几何接边和逻辑接边 第38页，共54页，编辑于2022年，星期三 图幅接边图幅接边 几何接边几何接边调调出出需需要要接接边边的的两两幅幅或或多多幅幅图图数数据据，以以其

25、其中中的的一一个个作作为为活活动动图图幅幅（或或称称活活动动工工作作区区），其其它它图图幅幅的的作作为为参参考考，沿沿图图幅幅的的边边缘缘选选取取一一定定范范围围例例如如5 5厘厘米米的的空空间间目目标标。这这些些目目标标（主主要要是是弧弧段段）一一般般都都终终结结于于图图廓廓边边附附近近，以以活活动动工工作作区区的的目目标标为为基基准准，根根据据图图廓廓边边上上弧弧段段的的结结点点坐坐标标查查找找相相邻邻图图幅幅对对应应弧弧段段，如如果果它它们们的的地地物物编编码码相相同同，结结点点坐坐标标在在一一定定的的容容差差范范围围内内，则则将将两两边边的的结结点点坐坐标标取取中中数数自自动动吻吻合合

26、，空空间间关关系系不不变变。如如果果地地物物编编码码不不同同，或或超超过过接接边边的的匹匹配配容容差，则需要进行人工编辑与接边差，则需要进行人工编辑与接边 超限需人工接边第39页，共54页，编辑于2022年，星期三 图幅接边图幅接边 逻辑接边逻辑接边逻逻辑辑接接边边包包括括两两方方面面的的含含义义，一一是是检检查查同同一一目目标标在在相相邻邻图图幅幅的的地地物物编编码码和和属属性性赋赋值值是是否否一一致致，如如果果不不一一致致，则则进进行行人人工工编编辑辑修修改改。这这种种逻逻辑辑接接边边容容易易处处理理。另另一一种种逻逻辑辑接接边边的的含含义义是是将将同同一一目目标标在在相相邻邻图图幅幅的的

27、空空间间实实体体数数据据在在逻逻辑辑上上连连在在一一起起。例例如如长长江江可可能能跨跨越越多多个个图图幅幅，当当要要进进行行查查询询时时，点点取取到到某某幅幅图图的的一一段段目目标标时时要要能能够够同同时时将将多多幅幅图图内内的的长长江江一一起起显显示示出出来来，这这就就要要在在逻逻辑辑上上建建立立某某种种联联系系。否否则则，由由于于每每幅幅图图的的数数据据是是单单独独存存贮贮（见见第第六六章章），一一般般来来说说只只能能查查询询到到该该图图幅幅内内的的空空间间数数据据（全全关关系系型型无无缝缝数数据据库除外）。库除外）。第40页，共54页，编辑于2022年，星期三 图幅接边图幅接边 逻辑接边

28、逻辑接边为为了了进进行行空空间间目目标标的的逻逻辑辑接接边边，可可以以有有两两种种方方案案，一一种种是是在在图图幅幅数数据据文文件件的的上上一一层层，将将有有逻逻辑辑联联系系的的空空间间目目标标，建建立立一一个个新新的的文文件件，即即索索引引到到它它在在每每幅幅图图的的子子目目标标，并并建建立立双双向向指指针针（目目标标标标识识）。当当在在某某一一幅幅图图点点取取子子目目标标时时，通通过过指指针针，指指向向上上一一层层总总目目标标文文件件的的记记录录，这这一条记录记录了所有该目标的子目标的目标标识，通过它即可显示整个目标一条记录记录了所有该目标的子目标的目标标识，通过它即可显示整个目标 第41

29、页，共54页，编辑于2022年，星期三 图幅接边图幅接边 逻辑接边逻辑接边逻逻辑辑接接边边的的另另外外一一种种方方法法是是不不建建立立总总目目标标文文件件，也也不不在在每每幅幅图图的的空空间间目目标标的的数数据据文文件件中中为为逻逻辑辑接接边边的的子子目目标标建建立立索索引引，而而是是通通过过空空间间操操作作的的方方法法，根根据据每每个个关关键键字字如如“长长江江”，让让系系统统自自动动在在周周边边图图幅幅的的文文件件中中搜搜索索到到同同一一目目标标，从从而而在在效效果果上上，等等同同于于建立了跨图幅空间目标的逻辑关系。建立了跨图幅空间目标的逻辑关系。第42页，共54页，编辑于2022年，星期

30、三坐标变换l产生原因：坐标系的不统一、数据变形、地图投影的差异等。产生原因：坐标系的不统一、数据变形、地图投影的差异等。l实质是建立两个平面点之间的一一对应关系。实质是建立两个平面点之间的一一对应关系。l包括几何纠正和投影转换。包括几何纠正和投影转换。第43页，共54页，编辑于2022年，星期三坐标变换坐标变换 相似变换相似变换设设XOYXOY为为新新的的平平面面直直角角坐坐标标系系如如地地面面大大地地坐坐标标系系，xoyxoy为为旧旧的的平平面面直直角角坐坐标标系系如如数数字字化化仪仪坐坐标标系系，两两坐坐标标系系之之间间的的坐坐标标轴轴夹夹角角为为，00相相对对于于XOYXOY坐坐标标系系

31、原原点点的的平平移移距距离离为为A A0 0，B B0 0，两两坐坐标标系系之之间间坐坐标标的的比比例例因因子子为为m m，则则根根据据坐坐标标变变换换原原理理，可可写写出出变换公式为：变换公式为：X=mX=m（xcosxcos-ysin-ysin）+A+A0 0Y=mY=m（xsinxsin+ycos+ycos）+B+B0 0 第44页，共54页，编辑于2022年，星期三坐标变换坐标变换 仿射变换仿射变换 如如果果坐坐标标在在X X、Y Y方方向向的的比比例例因因子子不不一一致致，或或者者说说图图纸纸存存在在仿仿射射变变形形，此此时时需需要要采采用用仿射变换公式。令仿射变换公式。令m1m1和

32、和m2m2分别表示分别表示X X和和Y Y方向的比例尺，则变换公式为：方向的比例尺，则变换公式为：X=X=（m1cosm1cos）x-x-（m1sinm1sin）y+A0y+A0Y=Y=（m2sinm2sin）x+x+（m2cosm2cos）y+B0 y+B0 第45页，共54页，编辑于2022年，星期三其他其他高次变换：高次变换：X=AX=A0 0+A+A1 1x+Ax+A2 2y+Ay+A1111x x2 2+A+A1212xy+Axy+A2222y y2 2+A+AY=BY=B0 0+B+B1 1x+Bx+B2 2x+Bx+B1111x x2 2+B+B1212xy+Bxy+B2222y

33、 y2 2+B+B二次变换二次变换X=AX=A0 0+A+A1 1x+Ax+A2 2y+Ay+A1111x x2 2+A+A1212xy+Axy+A2222y y2 2Y=BY=B0 0+B+B1 1x+Bx+B2 2x+Bx+B1111x x2 2+B+B1212xy+Bxy+B2222y y2 2坐标变换坐标变换 第46页，共54页，编辑于2022年，星期三l当系统所使用的数据是来自不同地图投影的图幅时，必须按需求统一地图当系统所使用的数据是来自不同地图投影的图幅时，必须按需求统一地图投影，需要进行地图投影变换。投影，需要进行地图投影变换。l基本原理基本原理：X=fX=f1 1(x,y)(

34、x,y)Y=fY=f2 2(x,y)(x,y)投影变换投影变换第47页，共54页，编辑于2022年，星期三l基本方法：基本方法：解析变换法：找出两投影间的解析计算公式解析变换法：找出两投影间的解析计算公式正解变化法正解变化法:又称直接变换法又称直接变换法,是通过两种投影之间的严是通过两种投影之间的严密数学解析关系，直接由一种投影的数字化坐标精确变密数学解析关系，直接由一种投影的数字化坐标精确变化到令一种投影的坐标化到令一种投影的坐标反解变换法：又称间接变化法，以地理坐标（反解变换法：又称间接变化法，以地理坐标（，）为中间媒介，先将一种投影坐标反解出地理坐标，然后为中间媒介，先将一种投影坐标反解

35、出地理坐标，然后再将其地理坐标代入另一种投影的坐标计算公式中，计再将其地理坐标代入另一种投影的坐标计算公式中，计算出新的投影坐标算出新的投影坐标x,y,X,Y解析关系式解析关系式x,yX,Y解析关系式投影变换投影变换第48页，共54页，编辑于2022年，星期三l基本方法：基本方法：数值变换法：通过选择若干个两种投影之间的同名点，采用多项式逼近的方法数值变换法：通过选择若干个两种投影之间的同名点，采用多项式逼近的方法来建立连着之间的关系，从而实现两者之间的坐标变换来建立连着之间的关系，从而实现两者之间的坐标变换数值解析变化法数值解析变化法x,yX,YX,Y数值变换解析变换投影变换投影变换第49页

36、，共54页，编辑于2022年，星期三l在地理信息系统中，栅格数据与矢量数据各有千秋，在地理信息系统中，栅格数据与矢量数据各有千秋，它们互相补充，必要时可互相转换，这是由地理信息它们互相补充，必要时可互相转换，这是由地理信息系统处理方式以及这两种数据格式各自的特点所决定系统处理方式以及这两种数据格式各自的特点所决定的；的；l包括矢量数据包括矢量数据-栅格数据和栅格数据栅格数据和栅格数据-矢量数据。矢量数据。矢量矢量-栅格转换栅格转换第50页，共54页，编辑于2022年，星期三1.1.矢量数据矢量数据-栅格数据栅格数据l点的栅格化点的栅格化 i=1+integer(Ymax-y)/dx)i=1+i

37、nteger(Ymax-y)/dx)j=1+integer(x-Xmin)/dy)j=1+integer(x-Xmin)/dy)dx=(Xmax-Xmin)/J dx=(Xmax-Xmin)/J dy=(Ymax-Ymin)/I dy=(Ymax-Ymin)/I 其其中中(x,y)(x,y)为为矢矢量量点点位位坐坐标标；dx,dydx,dy为为栅栅格格单单元元的的两两个个边边长长；Xmin,YminXmin,Ymin表表示示图图幅幅范范围围的的最最小小值值，Xmax,YmaxXmax,Ymax表表示示图图幅幅范范围围的的最最大大值值，I,JI,J表表示示全全图图网网格单元的行数和列数格单元的行

38、数和列数。矢量矢量-栅格转换栅格转换第51页，共54页，编辑于2022年，星期三1.1.矢量数据矢量数据-栅格数据栅格数据l线段的栅格化线段的栅格化矢量矢量-栅格转换栅格转换第52页，共54页，编辑于2022年，星期三1.1.矢量数据矢量数据-栅格数据栅格数据l面域的栅格化面域的栅格化种子点填充算法种子点填充算法射线算法射线算法扫描线算法扫描线算法复数积分算法复数积分算法边界代数算法边界代数算法矢量矢量-栅格转换栅格转换第53页，共54页，编辑于2022年，星期三2.2.栅格数据栅格数据-矢量数据矢量数据l点点l线线二值化二值化00、1 1细化细化-骨架图骨架图线追踪线追踪l面面二值化二值化00、1 1细化细化-骨架图骨架图边界线追踪边界线追踪拓扑关系生成拓扑关系生成去处多余点并进行曲线光滑去处多余点并进行曲线光滑矢量矢量-栅格转换栅格转换第54页，共54页，编辑于2022年，星期三