第5讲栅格数据模型课件

,标题,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,内容提要,从栅格数据模型的定义入手,栅格数据模型的基础,定义、基本元素和类型,栅格数据结构,栅格数据压缩,数据转换与综合,矢量数据和栅格数据比较,内容提要从栅格数据模型的定义入手,栅格数据模型,定义,用规则格网来覆盖整个空间,网格像元值与该位置上的空间现象特征值对应,特点,规则网格：不限于正方形,空间位置隐含,连续,Mosaic,Dataset,栅格数据模型定义Mosaic Dataset,栅格数据类型,栅格数据源,Aerial photographs 航片,Satellite imagery from many sensors 卫星影像,DEM and scanned maps DEM和扫描图,Analytical data 分析数据，如 ph值,栅格数据类型栅格数据源,栅格数据模型,元素,由行、列、像元组成，用,二维数组,存储数据,列x坐标,行y坐标,行、列由网格左上角起始,像元值由行、列位置唯一决定,栅格数据模型元素由行、列、像元组成，用二维数组存储数据,栅格数据模型,表示,也可以表示地理实体，但精度不高,点 单个像元,线 一系列相邻像元,面 连续像元的集合,栅格数据模型表示也可以表示地理实体，但精度不高,栅格数据模型,像元值,每个像元带有一个值，如DEM是高程,像元值类型,整型：表示类别数据，例如：土地覆盖类型,浮点型：表示连续数据，例如：降雨量,No data,浮点型比整型占计算机存储资源,corn,wheat,fruit,clover,fruit,oats,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,1,1,1,1,4,4,5,5,5,1,1,1,1,1,4,4,5,5,5,1,1,1,1,1,4,4,5,5,5,1,1,1,1,1,4,4,5,5,5,1,1,1,1,1,4,4,5,5,5,2,2,2,2,2,2,2,3,3,3,2,2,2,2,2,2,2,3,3,3,2,2,2,2,2,2,2,3,3,3,2,2,4,4,2,2,2,3,3,3,2,2,4,4,2,2,2,3,3,3,栅格数据模型像元值每个像元带有一个值，如DEM是高程co,栅格数据模型,像元大小,分辨率,网格像元的大小,30m的网格像元表示实际面积900m,2,像元越小，分辨率和精度越高(表现的地物越细),存贮和处理成本随分辨率增加而上升,三者均衡,栅格数据模型像元大小分辨率,栅格数据模型,栅格波段,Comprehensive,1 or N Bands,1-64 bits per band,compressed or uncompressed,80+formats supported,pyramids(,rrd,ovr,internal),栅格数据模型栅格波段Comprehensive,栅格数据模型,空间参照,必须说明的是,原始栅格数据没有空间参照信息,但如果使用栅格数据，需要地理坐标位置，所以需要给栅格数据配置地理坐标,如何匹配？,432499,3877103,5,5,0,0,432619,3877223,NAD83 UTM 11N,左下角,右上角,栅格数据模型空间参照必须说明的是432499,3877,栅格数据类型,卫星影像,像元值：从地球表面反射或发射的光能,数字高程模型（DEM）,由等间隔海拔数据的排列组成,以点为基础的，可转换到栅格,数字正射影像（DOQ）,消除照相机镜头和地形起伏引起的位移,数字栅格图（DRG）,地形图的彩色扫描图像,二值扫描文件,地形图的黑白扫描图像,图形文件,照片等,特定GIS软件的栅格数据,ESRI Grid,ASCII码文件,以栅格数据存放的ASCII码文件,补充：,“,4D,”,产品包括,DEM,，,DOQ,，,DRG,，,DLG,栅格数据类型卫星影像 二值扫描文件补充：“4D”产品包括DE,栅格数据类型,Satellite,Imagery,Air Photos,Scanned Maps,栅格数据类型SatelliteAir PhotosScann,栅格数据模型,优点,高精度,文件大,数据结构简单,需要解决问题,有效存储,处理更快,容易检索,多个客户同时操作,上述问题都与,数据结构,、,数据压缩,有关,栅格数据模型优点,栅格数据结构,常用的三种数据结构,逐个像元编码（cell-by-cell encoding）,游程编码（run-length encoding）,四叉树（quad tree）,栅格数据结构常用的三种数据结构,逐个像元编码（,cell-by-cell encoding,）,存储格式,按矩阵逐个像元存放,像元值写成一个行列式文件,适用范围,单元值连续变化的数据,例如，数字高程模型、卫星影像,优点,最简单数据结构,缺点,存在重复像元值时，存储冗余,（行号，列号，像元值）,(1,1,1),(1,2,1),(1,3,1),(1,4,1),(1,5,2),(1,6,2),(1,7,3),(1,7,3),逐个像元编码（cell-by-cell encoding）存,游程编码（,run-length encoding,）,解决“逐个像元编码”的,单行,冗余,存储格式,合并相邻同值网格,以行、单元个数、单元值记录,优点,节约部分存储空间,缺点,还有跨行冗余,（行号：相同像元个数）,行1:4“1”，2“2”，2“3”,行2:5“1”，2“2”，1“3”,。,游程编码（run-length encoding）解决“逐个,四叉树（,quad tree,）,解决“游程编码”的跨行冗余,存储格式,将空间区域按照四个象限进行递归分割，直到子象限的数值相同为止,优点,存储面状数据,四叉树（quad tree）解决“游程编码”的跨行冗余,栅格数据结构,头文件,栅格数据的描述包含在头文件中,数据结构,区域范围,像元大小,波段数,无数据的值,栅格数据结构头文件栅格数据的描述包含在头文件中,栅格数据压缩,做法,减少栅格文件的数据量,目的,有利于数据传输和网络制图,压缩方法,无损压缩,精确还原原始图像，如游程编码格式、TIFF格式,数据量超大,有损压缩,无法精确还原原始图像，如JPEG格式,可以减少数据量,栅格数据压缩做法,数据转换与综合,栅格化,矢量数据转换为栅格数据,自动方式，且操作简单，大部分 GIS软件都提供,转换步骤,指定栅格文件的范围，指定栅格数据的分辨率，像元赋初值0,改变对应点的像元值，点赋值1，线赋线值，面赋值,多边形内填充多边形值,数据转换与综合栅格化,数据转换与综合,矢量化,栅格数据转换为矢量数据,自动提取目前做不到，依赖手工提取，操作复杂，耗时长,基本步骤,线的细化,线的提取,拓扑关系的重建,数据转换与综合矢量化,数据转换与综合,无论是栅格化，还是矢量化，都会产生误差,转换过程会丢失精度,栅格化的误差，通常取决于计算机算法、像元尺寸和边界的复杂性,尽量避免“过度”转换,数据转换与综合无论是栅格化，还是矢量化，都会产生误差,栅格数据模型,vs,矢量数据模型,栅格数据模型,空间位置由格网单元表示，可按正方形阵列存储格式，用矩阵处理,属性表示为单元值,数据来源,遥感影像(LANDSAT,SPOT),扫描图,数字高程模型,适合表示连续数据,高程,温度,土壤类型,土地利用,矢量数据模型,空间位置由x,y坐标表示，并形成线、面,属性表通过ID码链接到图形文件,数据来源,美国人口调查局DIME and TIGER,数字线划图DLG,人口数据(二维表),适合表示不连续边界,界址线,行政界线,交通,栅格数据模型 vs 矢量数据模型栅格数据模型矢量数据模型,