空间数据的处理.ppt

空间数据的处理第1页，共37页，星期日，2025年，2月5日本章内容4.1坐标变换4.2图形编辑4.3拓扑关系的自动建立4.4拓扑关系的编辑4.5空间插值4.6数据压缩与光滑4.7空间数据结构的转换第2页，共37页，星期日，2025年，2月5日4.1坐标变换一、几何变换（几何纠正）比例尺变换乘系数变形误差改正通过控制点利用高次变换、二次变换和仿射变换加以改正坐标旋转和平移即数字化坐标变换，利用仿射变换改正。二、投影变换解析变换数值变换解析—数值变换第3页，共37页，星期日，2025年，2月5日一、几何纠正其中A、B代表二次以上高次项之和。上式是高次曲线方程，符合上式的变换称为高次变换。式中有12个未知数，所以在进行高次变换时，需要有6对以上控制点的坐标和理论值，才能求出待定系数。1、高次变换2、二次变换当不考虑高次变换方程中的A和B时，则变成二次曲线方程，称为二次变换。二次变换适用于原图有非线性变形的情况，至少需要5对控制点的坐标及其理论值，才能解算待定系数。第4页，共37页，星期日，2025年，2月5日3、仿射变换实质是两坐标系间的旋转变换。设图纸变形引起x,y两个方向比例尺不同，当x,y比例尺相同时，为相似变换。特性：直线变换后仍为直线；平行线变换后仍为平行线；不同方向上的长度比发生变化。求解上式中的6个未知数，需不在一直线上的3对已知控制点，由于误差，需多余观测，所以，用于图幅定向至少需要四对控制点。一、几何纠正第5页，共37页，星期日，2025年，2月5日二、地图投影变换1、解析变换法1）反解变换法(又称间接变换法)假定原图点的坐标为x,y(称为旧坐标)，新图点的坐标为X，Y(称为新坐标)，则由旧坐标变换为新坐标的基本方程式为：2）正解变换法(又称直接变换法)第6页，共37页，星期日，2025年，2月5日2、数值变换法利用若干同名数字化点（对同一点在两种投影中均已知其坐标的点），采用插值法、有限差分法或多项式逼近的方法，即用数值变换法来建立两投影间的变换关系式。例如，采用二元三次多项式进行变换:通过选择10个以上的两种投影之间的共同点，并组成最小二乘法的条件式，进行解算系数。二、地图投影变换第7页，共37页，星期日，2025年，2月5日3、数值解析变换法当已知新投影的公式，但不知原投影的公式时，可先通过数值变换求出原投影点的地理坐标φ，λ，然后代入新投影公式中，求出新投影点的坐标。即：二、地图投影变换第8页，共37页，星期日，2025年，2月5日4.2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，GIS具备的图形编辑功能的要求是：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、修改等具有分层显示和窗口操作功能，便于用户的使用。本节内容包括：一、编辑操作二、关键算法第9页，共37页，星期日，2025年，2月5日一、编辑操作1）结点吻合(Snap)或称结点匹配、结点咬合，结点附和。方法：结点移动：用鼠标将其它两点移到另一点；鼠标拉框：用鼠标拉一个矩形，落入该矩形内的结点坐标通过求它们的中间坐标匹配成一致；求交点：求两条线的交点或其延长线的交点，作为吻合的结点；自动匹配：给定一个吻合容差，或称为咬合距，在图形数字化时或之后，将容差范围内的结点自动吻合成一点。一般，若结点容差设置合理，大多数结点能够吻合在一起，但有些情况还需要使用前三种方法进行人工编辑。1、结点的编辑第10页，共37页，星期日，2025年，2月5日2）结点与线的吻合编辑的方法：结点移动，将结点移动到线目标上。使用线段求交；自动编辑，在给定容差内，自动求交并吻合在一起。ABDCE在数字化过程中，常遇到一个结点与一个线状目标的中间相交。由于测量或数字化误差，它不可能完全交于线目标上，需要进行编辑，称为结点与线的吻合。3）需要考虑两种情况A、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）B、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）无结点有结点一、编辑操作第11页，共37页，星期日，2025年，2月5日4）清除假结点（伪结点）有些系统要将这种假结点清除掉（如ARC/INFO），即将目标A和B合并