地图投影转换.ppt

计算机图形学演示稿 纪玉波制作(C) 二、地图投影及其转换 为什么要进行地图投影？ （1）什么是地图投影？ 与投影有关的地球模型 中国曾经用过的椭球体 （2）地图投影的分类 基于投影面与球面的分类 变形性质分类 常见变形性质的确定 中国地图投影系统 高斯投影的分带规定 常见的地图投影 （3）GIS常用的地图投影 1 Gauss投影 2 Mercatour投影 3 UTM 4 Lambert投影 5 Albers投影 四 地图投影转换 五 坐标计算转换 （4 ）地图投影转换 依据转换过程分类： ①正解变换 ②反解变换 根据转换方法分类： ①解析变换 ②数值变换 ③解析－数值变换 7－3 栅格与矢量数据结构的选择与转换 矢量数据到栅格数据的转换，称为矢量栅格化。 许多数据如行政边界、交通干线、土地利用类型、土壤类型等都是用矢量数字化的方法输人计算机或以矢量的方式存在计算机中，表现为点、线、多边形数据。然而，矢量数据直接用于多种数据的复合分析等处理将比较复杂，特别是不同数据要在位置上一一配准，寻找交点并进行分析。 相比之下利用栅格数据模式进行处理则容易得多。加之土地覆盖和土地利用等数据常常从遥感图象中获得，这些数据都是栅格数据，因此矢量数据与它们的叠置复合分析更需要把其从矢量数据的形式转变为栅格数据的形式。 具体转换步骤分如下几步： 1 准备好矢量数据或矢量地图； 2 构架一个与地图等大小的格网，根据精度需要与条件许可，选取好适当的格网密度或分辨率。知道像元边长△ ，则可以算出格网的行列数。 3 根据地图上的点、线、多边形相对这个格网的配置及其属性来确定数组变量每一个项元的数值。 上述三步中，第三步内容较多，需要专门说明： 1、点状对象的栅格化： 点的变换十分简单，只要这个点落在哪个网格中就是属于那个网格元素，根据该点状对象的特性赋予该像元属性值。 点行、列坐标i，j计算公式： 2、线状对象的栅格化（一）： 假定一线段两端点之间经过若干个网格元素(至少一个)，两端点坐标为(X1，Y1)，(X2，Y2)，则： 1 求出两端点所在的行列数； 2 得到线段与水平格网线（Y=k）所有交点。 3 对与交点邻接的所有网格组成的像元集合进行“单一连接”处理。 4 用直线的属性值(特征值)去填充处理后的网格像元。 单一连接定义： 1 、线条不中断，线上每两个像元间必须连接，或邻边连接，或顶角连接。 2 、任何三个像元不得两两间都相邻。 2、线状对象的栅格化（二） ： 假定一线段两端点之间经过若干个网格元素(至少一个)，两端点坐标为(X1，Y1)，(X2，Y2)，则： 1 先标出两端点的行数Ia、Ib；(Ia = Ib)； 2 确定下一行(Ia ＋1) 的中心坐标Y；(Ia +1 Ib) 3 将Y带入线段得到X； 4 由X、ΔX和Xmin求出这一点的J值 ； 5 对下一行重复2－4步，直至(Ib -1)行； 找到直线经过的每一网格，用直线的属性值(特征值)去填充这些网格，完成直线的转换。 对于曲线或多边形边上的每条直线作连续运算，可以完成曲线或多边形的交换。 3、面的栅格化方法： ①、内部点扩散法： 由一个内部的种子点，向其四个方向的邻点扩散，判断新加入的点是否在多边形边界上。如果是，不作为种子点；否则当作新的种子点，直到区域填满。 算法特点： 算法设计复杂，而且可能造成阻塞而使扩散不能完成。 ②、扫描法： 按扫描线的顺序，计算多边形与扫描线的相交区间，再用相应的属性值填充这些区间。 特点： 计算量较大，算法比较复杂。 ③、边填充法： I 、对于每一条扫描线和每条多边形边上的交点，将该扫描线上交点右方的所有像素取原属性值之补。 II、对于多边形每条边，将该边右方的所有像素取原属性值之补。 特点： 算法简单，但对于复杂图形，每一像素可能被访问多次，增加了运算量。 ④ 左码记录法 I 、对多边形的每一条边，从第一边开始依次记录每一边左边面域的属性值(面域外为O，面域内为1)。 需要注意的，对每一条边栅格化时，记录的点的坐标值每一行只记录一个。如线段ab只跨越了5行，所以最后只记录5个栅格点的坐标值、线段属性值和左侧面域属性值。 II、节点处理，使节点的栅格值唯一而准确。 处理多线相交节点； III 、排序，从第一行起逐行按列的先后顺序排序，这时，所得到的数据结构完全等同于栅格数据压缩编码的数据结构形式。 IV、展开为全栅格数据结构，完成由矢量数据向栅格数据的转换 。 三、栅格到矢量： 栅格向矢量转换处理的目的，是为了： 1 将栅格数据分析的结果，通过矢量绘图装置输出； 2 数据压缩的需要，将大量的面状栅格数据转换为由少量数据表示的多边形边界； 3 将自动扫描仪获取的栅格数据加入矢量形式的