柵格資料結構與向量資料結構 理解 比較 轉換

2021-05-02 03:59:57 字數 1707 閱讀 7261

柵格資料結構

柵格結構是以規則的陣列來表示空間地物或現象分布的資料組織,組織中的每個資料表示地物或現象的非幾何屬性特徵。

柵格結構的顯著特點:屬性明顯,定位隱含,即資料直接記錄屬性的指標或資料本身,而所在位置則根據行列號轉換為相應的座標。

柵格資料的編碼方法:直接柵格編碼,就是將柵格資料看作乙個資料矩陣,逐行(或逐列)逐個記錄**;壓縮編碼,包括鏈碼(弗里曼鏈碼)比較適合儲存圖形資料;遊程長度編碼通過記錄行或列上相鄰若干屬性相同點的**來實現;塊碼是有成長度編碼擴充套件到二維的情況,採用方形區域為記錄單元;四叉樹編碼是最有效的柵格資料壓縮編碼方法之一,還能提高圖形操作效率,具有可變的解析度。

向量資料結構

向量資料結構是通過記錄座標的方式盡可能精確地表示點、線和多邊形等地理實體,座標空間設為連續,允許任意位置、長度和面積的精確定義。

向量結構的顯著特點:定位明顯,屬性隱含。

向量資料的編碼方法:

對於點實體和線實體,直接記錄空間資訊和屬性資訊;

對於多邊形地物,有座標序列法、樹狀索引編碼法和拓撲結構編碼法。座標序列法是由多邊形邊界的x,y座標對集合及說明資訊組成,是最簡單的一種多邊形向量編碼法,檔案結構簡單,但多邊形邊界被儲存兩次產生資料冗餘,而且缺少鄰域資訊;樹狀索引編碼法是將所有邊界點進行數位化,順序儲存座標對,由點索引與邊界線號相聯絡,以線索引與各多邊形相聯絡,形成樹狀索引結構,消除了相鄰多邊形邊界資料冗餘問題;拓撲結構編碼法是通過建立乙個完整的拓撲關係結構,徹底解決鄰域和島狀資訊處理問題的方法,但增加了演算法的複雜性和資料庫的大小。

向量柵格資料的比較

向量資料的優缺點:

優點為資料結構緊湊、冗餘度低,有利於網路和檢索分析,圖形顯示***、精度高;

缺點為資料結構複雜,多邊形疊加分析比較困難。

柵格資料的優缺點:

優點為資料結構簡單,便於空間分析和地表模擬,現勢性較強;

缺點為資料量大,投影轉換比較複雜。

兩者比較:

柵格資料操作總的來說容易實現,向量資料操作則比較複雜;

柵格結構是向量結構在某種程度上的一種近似,對於同一地物達到於向量資料相同的精度需要更大量的資料;在座標位置搜尋、計算多邊形形狀面積等方面柵格結構更為有效,而且易於遙感相結合,易於資訊共享;向量結構對於拓撲關係的搜尋則更為高效,網路資訊只有用向量才能完全描述,而且精度較高。對於地理資訊系統軟體來說,兩者共存,各自發揮優勢是十分有效的。

向量柵格相互轉換演算法

向量轉柵格:內部點擴散法,即由多邊形內部種子點向周圍鄰點擴散,直至到達各邊界為止;複數積分演算法,即由待判別點對多邊形的封閉邊界計算複數積分,來判斷兩者關係;射線演算法和掃瞄演算法,即由圖外某點向待判點引射線,通過射線與多邊形邊界交點數來判斷內外關係;邊界代數演算法,是一種基於積分思想的向量轉柵格演算法,適合於記錄拓撲關係的多邊形向量資料轉換,方法是由多邊形邊界上某點開始,順時針搜尋邊界線,上行時邊界左側具有相同行座標的柵格減去某值,下行時邊界左側所有柵格點加上該值,邊界搜尋完畢之後即完成多邊形的轉換。

柵格轉向量:即是提取具有相同編號的柵格集合表示的多邊形區域的邊界和邊界的拓撲關係,並表示成向量格式邊界線的過程。步驟包括:多邊形邊界提取,即使用高通濾波將柵格影象二值化;邊界線追蹤,即對每個弧段由乙個節點向另乙個節點搜尋;拓撲關係生成和去處多餘點及曲線圓滑

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