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1、4.1 空间数据处理内容 4.2 空间数据处理基础 4.3 空间数据的编辑 4.4 空间数据的坐标变换 4.5 空间数据格式的转换和数据共享 4.6 空间数据结构的转换 4.7 空间数据的内插,第4章 空间数据的处理,4.1 空间数据处理内容,空间数据编辑 图形数据的编辑； 属性数据的编辑 图形的幅面处理 图形的拼接；图形的分割；窗口的剪裁 空间数据坐标变换 投影变换；坐标变换；比例尺变换；几何校正 空间数据结构的转换 矢量向栅格的转换；栅格向矢量的转换 空间数据格式的转换 系统间数据格式的转换 空间数据的插值 点的内插； 区域的内插,4.2 空间数据处理基础,1、弧段和多边形的外接矩形 弧段
2、坐标链中最大最小值Xmin Ymin Xmax Ymax 组成的矩形称该弧段的外接矩形。 多边形坐标链中最大最小值Xmin Ymin Xmax Ymax 组成的矩形称该多边形的外接矩形。,外接矩形的应用,引入外接矩形可大大提高弧段求交、多边形求交速度 。判断外接矩形相交的逻辑表达式为： ( Xmin X1min Xmax ) AND ( Ymin Y1min Ymax ) OR ( Xmax X1max Xmin ) AND ( Ymax Y1max Ymin ) 其中Xmin， Ymin ， Xmax， Ymax ；X1min， Y1min ， X1max， Y1max 分别为两个外接矩形。
3、,2、点、线、面的捕捉和判断,1）点的捕捉设图幅上有一点A（x,y），要捕捉该点可设定一捕捉半径D（通常为几个象素），当你选择点 S（x,y）离A点距离小于D，认为，捕捉A点成功。实际中为避免作平方运算，常把捕捉区域设定成矩形。判断捕捉该点的逻辑表达式为：( Xmin Sx Xmax ) AND ( Ymin Sy Ymax ),A,A,2）线的捕捉,从理论上说，光标点坐标S（x,y）到弧段的各直线段之间距离d1,d2,d3中如有一个距离di满足di 1 图形整幅按比例缩小；当 0 s 1 图形整幅按比例放大；三维变换矩阵是4*4矩阵。,6、二维变换矩阵的一般形式,齐次坐标表示法就是用N+1维
4、向量来表示一个N维向量。在齐次坐标系统中，点(X,Y)用(X,Y,H)来表达，其中H为非零的一个任意数。,二、几何纠正,图形编辑可消除数字化产生的错误，但无法纠正图纸变形等误差。几何纠正是实现数字化数据的坐标转换和图纸变形的误差纠正。常用的几何纠正方法有高次变换、二次变换和仿射变换。仿射变换是使用最多的一种几何变换。,设x,y为数字化仪坐标，X,Y为理论坐标，m1、m2为横向和纵向的实际比例尺，两坐标系夹角为，数字化仪原点O相对于理论坐标系原点平移了a0、b0，则根据图形变换原理，得出仿射变换公式：,设 a1=m1cos b1=-m1sin a2=m2sin b2=m2cos,仿射变换是使用最
5、多的一种几何变换,变换方程为：X = a0 + a1x + a2yY = b0 + b1x + b2ya0、a1、a2、b0、b1、b2 为待定系数。理论上只要不在一条直线上的3个控制点坐标值和理论值，即可求得待定系数。实际上用4个以上控制点，通过最小二乘法进行处理，以提高处理精度。误差方程为： Ex = X (a0 + a1x + a2y)Ey = Y (b0 + b1x + b2y)X,Y为已知理论值，求误差最小。,在GIS中，每个软件都有自己的内部数据结构和存储形式，以表达、定义和存储空间对象。这对空间数据的共享带来了困难，为此提出了空间数据交换格式、空间数据交换标准等一系列问题。空间数
6、据格式的转换和数据共享用于提高数据获取和数据生产的效益，以实现数据的商品化和标准化。,4.5 空间数据格式的转换和数据共享,GIS空间数据结构的封闭性，长期以来一直是GIS的瓶颈，每个GIS软件系统必须耗费大量的时间进行数据转换工作，在尚未有统一的空间数据结构标准的前提下，这个问题对WebGIS来说较为突出。解决这个问题的关键是要制定统一的数据结构标准，利用第三方开发的一个高效转换中间界。在国内，尽管不少有识之士较早就开呼吁建立统一的空间数据标准，由于各方面的原因，这项工作进展缓慢。,优点: 易被接受; 缺点: 耗人力物力，难于实时更新。 如 MAPINFO的MID；ARC/INFO的E00；
7、AUTCAD的DXF；MGE的ASCII Loader间的交换,隐含,1）外部数据交换,2）通过数据交换标准,美国联邦空间数据委员会在1992年颁布了美国空间数据交换标准SDTS（Spatial Data Transfer Standard) 中国的数据交换标准CNSDTS,（1）空间数据的互操作 空间数据的互操作具有理论性、前瞻性和实用性。空间数据的互操作的内涵：系统间可自由交换信息；在网络环境下，可在异地，异种环境下相互通信和协作。 空间数据的互操作是系统集成的基础。,3) 制定出空间数据的互操作和OpenGIS协议,空间数据的互操作实质是制订出一套各方均能接受的空间数据操作函数API，各
8、厂商提出同API函数一致的驱动程序，使各方都能驱动对方的数据。,GIS系统B,GIS系统都有自己的内部数据结构和存储形式，以表达、定义和存储空间对象，使空间数据共享困难。 实现数据共享方法： 1）通过数据交换实现数据共享； 2）OPENGIS实现数据共享； 3）采用数据共享平台，C(Client)/S(server) 体系结构，数据放在Server上，应用软件放在Client上，使应用软件的的数据更新能及时反映到数据库中。但因采用了公共平台，各软件公司不愿丢掉自己的底层，这种共享要求SERVER管理大量基础地理数据，其功能要强。,(2) 空间数据的共享,3、国外空间数据交换标准,1）数字地理信息交换标准（DIGEST）它是数字地理信息工作组（DGIWG）的产品。DGIEG由来自北美和欧洲电力总部（SHAPE）组成。DIGEST可以处理栅格、矢量数据的转换（包括拓扑结构）。 2）开放的地理数据互操作性规范（OGIS）它是由开放的地理信息系统联合体（Open GIS Consortium）制定的，主要提供一个开发软件的框架，支持数据模型和应用开发，所开发的软件允许用户读取和处理多种地理数据。,
