栅格数据结构压缩
实验一栅格数据结构压缩
一实验目的
1、理解并掌握栅格数据结构及其压缩编码方法；
2、利用QBasic程序编程实现行程编码数据文件的解压缩，全栅格数据文件的行程编码；
3、利用QBasic程序编程实现全栅格数据文件和行程编码文件屏幕显示。
二、实验数据
行程编码文件：111.txt
全栅格数据文件：222.txt
行程编码数据文件：333.txt
三、实验内容
1、解行程编码
将行程编码数据文件111.txt释放为全栅格数据文件，将结果在屏幕上显示并存入111OK.txt。
2、行程压缩
将全栅格数据文件111OK.txt用行程编码方式进行压缩，将结果在屏幕上显示并存入000.txt。
3、全栅格数据文件图形显示
将全栅格数据文件222.txt以图形方式在屏幕上显示。
4、行程编码文件图形显示
将行程编码数据文件333.txt以图形方式在屏幕上显示。
实验一
Cls
Dim m(20, 3)
Open "111.txt" For Input As #1
Do Until EOF(1)
For i = 1 To 20
For j = 1 To 3
Input #1, m(i, j)
Print m(i, j)
Next j
Next i
Loop
n = 1
Open "111ok.txt" For Output As #2
For i = 1 To 20
If i > 1 Then
If (m(i, 1) <> m(i - 1, 1)) Then
Print #2, " "
End If
End If
For j = 1 To m(i, 3)
Print w(i, 2);
Print #2, m(i, 2);
Next j
Next i
End
实验二
CLS
DIM A(8, 8)
OPEN "111ok.txt" FOR INPUT AS #1
DO UNTIL EOF(1)
FOR i = 1 TO 8
FOR j = 1 TO 8
INPUT #1, A(i, j)
PRINT A(i, j)
NEXT j
NEXT i
LOOP
n = 1
OPEN "000.txt" FOR OUTPUT AS #2
FOR i = 1 TO 8
FOR j = 1 TO 7
IF A(i, j) = A(i, j + 1) THEN
n = n + 1
ELSE
PRINT A(i, j), n, i: PRINT #2, A(i, j), n, i: n = 1 END IF
NEXT j
PRINT A(i, j), n, i: PRINT #2, A(i, j), n, i: n = 1
NEXT i
END
实验三
Cls
Screen 13
Dim M(8, 8)
Open "222.txt" For Input As #1
Do Until EOF(1)
For i = 1 To 8
For j = 1 To 8
Input #1,M(i, j)
Next j
Next i
Loop
For i = 1 To 8
For j = 1 To 8
IF M(i, j) = 9 Then
Line (i, j)-(i + 1, j + 1), 4, BF
End IF
If M(i, j) = 1 Then
Line (i, j)-(i + 1, j + 1), 5, BF End IF
If M(i, j) = 7 Then
Line (i, j)-(i + 1, j + 1), 10, BF End IF
Next j
Next i
实验四
CLS
DIM m(8, 3)
OPEN "333.txt" FOR INPUT AS #1
DO UNTIL EOF(1)
FOR i = 1 TO 20
FOR j = 1 TO 3
INPUT #1, m(i, j)
NEXT j
NEXT i
LOOP
screen 13
for i=1 to 20
line ( m(i,1), 1 ) - ( m(i,1), m(i,3) ),4,b
print (m(i,1),1), m(i,2),7
next i
END
arcgis栅格数据空间分析实验报告
实验五栅格数据的空间分析 一、实验目的 理解空间插值的原理，掌握几种常用的空间差值分析方法。 二、实验内容 根据某月的降水量，分别采用IDW、Spline、Kriging方法进行空间插值，生成中国陆地范围内的降水表面，并比较各种方法所得结果之间的差异，制作降水分布图。 三、实验原理与方法 实验原理：空间插值是利用已知点的数据来估算其他临近未知点的数据的过程，通常用于将离散点数据转换生成连续的栅格表面。常用的空间插值方法有反距离权重插值法（IDW）、 样条插值法（Spline）和克里格插值方法（Kriging）。 实验方法：分别采用IDW、Spline、Kriging方法对全国各气象站点1980年某月的降水量进行空间插值生成连续的降水表面数据，分析其差异，并制作降水分布图。 四、实验步骤 ⑴打开arcmap，加载降水数据，行政区划数据，城市数据，河流数据，并进行符号化， 对行政区划数据中的多边形取消颜色填充 ⑵点击空间分析工具spatial analyst→options，在general标签中将工作空间设置为实验数据所在的文件夹
⑶点击spatial analyst→interpolate to raster→inverse distance weighted，在input points 下拉框中输入rain1980，z字段选择rain，像元大小设置为10000 点击空间分析工具spatial analyst→options，在extent标签中将分析范围设置与行政区划一致，点击spatial analyst→interpolate to raster→inverse distance weighted，在input points下拉框中输入rain1980，z字段选择rain，像元大小设置为10000 点击空间分析工具spatial analyst→options在general标签中选province作为分析掩膜，点击spatial analyst→interpolate to raster→inverse distance weighted，在input points下拉框中输入rain1980，z字段选择rain，像元大小设置为10000
Mapgis实验报告
地图屏幕数字化 巨鹿整饰 一、实习目的 掌握栅格图像配准、图像格式转换、图例板建立、属性结构建立及地图屏幕数字化的方法和步骤。 二、实习内容 利用给定的土地利用遥感影像图（文件名巨鹿整饰.JPG），转换为MapGIS 的Msi格式，配准并通过鼠标手工跟踪显示在屏幕上的栅格图象来创建矢量地图对象。 三、实习要求 地图屏幕数字化按层进行，地图要素分层及文件名如下： 1.线状地物（线状要素，文件名XZDW） 2.地类界限（线状要素，文件名DLJX） 3.行政界限（线状要素，文件名XZJX） 4.地物注记（点状要素，文件名DWZJ） 5.地类图斑（面状要素，文件名DLTB） 四、实习步骤 1．格式转换 MAPGIS所支持的是MSI影像格式，因此在数字化之前必须将其他格式的数据转换为MSI影像格式。这步工作是在MAPGIS的图像分析模块中进行的。在图像分析模块窗口中，打开文件菜单，鼠标单击数据输入子菜单，在出现的文件转换窗口中添加要转换的图像文件，并在转换数据类型栏中选择JPG文件，点击文件转换命令，图像被转换为MSI格式。 图1 2.影像校正 该操作在图像处理模块中完成。图像配准是进行适量化前非常重要的一个步骤，MapGIS的图像配准是在图像处理的镶嵌配准模块中进行的。 2.1输入控制点
在图像配准对话框的图像上选择一点（经纬线交点）并单击鼠标，按下空格键，然后在弹出的编辑控制点对话框中键入该点对应的实际坐标值（经纬度）（如图所示）。每个控制点有一个标号，指示控制点的名称，如“P t1”等。一般输入4个控制点，但应当注意其中任意三个控制点不能在一条直线上。 图2 图3
GIS矢量数据和栅格数据知识点
栅格数据和矢量数据 矢量数据 定义： ?矢量数据结构通过记录空间对象的坐标及空间关系来表达空间对象的位置。 ?点：空间的一个坐标点； ?线：多个点组成的弧段； ?面：多个弧段组成的封闭多边形； 获取方法 ?定位设备（全站仪、GPS、常规测量等） ?地图数字化 ?间接获取 ●栅格数据转换 ●空间分析（叠置、缓冲等操作产生的新的矢量数据） 矢量数据表达考虑内容 ?矢量数据自身的存储和管理 ?几何数据和属性数据的联系 ?空间对象的空间关系（拓扑关系） 矢量数据表达 ?简单数据结构 ?拓扑数据结构 ?属性数据组织 矢量数据结构编码方式 实体式 索引式 双重独立式 链状独立 栅格数据 定义 以规则像元阵列表示空间对象的数据结构，阵列中每个数据表示空间对象的属性特征。或者说，栅格数据结构就是像元阵列，每个像元的行列号确定位置，用像元值表示空间对象的类型、等级等特征。 每个栅格单元只能存在一个值。 对于栅格数据结构 ●点：为一个像元 ●线：在一定方向上连接成串的相邻像元集合。 ●面：聚集在一起的相邻像元集合。 获取方式： ●遥感数据 ●图片扫描数据 ●矢量数据转换 ●手工方式 栅格数据坐标系 栅格数据压缩编码方案 栅格数据的分层
栅格数据的组织方法 栅格数据特点 编码方式： 直接编码—无压缩编码 链式编码—便界编码 游程长度编码 块式编码 四叉树编码 矢量数据优点： ?表示地理数据的精度较高 ?严密的数据结构，数据量小 ?完整的描述空间关系 ?图形输出精确美观 ?图形数据和属性数据的恢复、更新、综合都能实现 ?面向目标，不仅能表达属性，而且能方便的记录每个目标的具体属性信息缺点： ?数据结构复杂 ?矢量叠置较为复杂 ?数学模拟比较困难 ?技术复杂，特别是软硬件 栅格数据优点： ?数据结构简单 ?空间数据的叠置和组合方便 ?各类空间分析很易于进行 ?数学模拟方便 缺点： ?图形数据量大 ?用大像元减少数据量时，精度和信息量受损 ?地图输出不美观 ?难以建立网络连接关系 ?投影变换比较费时 ?矢量数据结构是一种常见的图形数据结构，它用一系列有序的x、y坐标对表示地理实体的空间位置。 ?矢量结构的特点：属性隐含，定位明显 ?矢量型数据结构按其是否明确表示各地理实体的空间相互关系可分为实体型和拓扑型两大类。 实体型与拓扑型数据结构比较 ?两者都是目前最常用的数据结构模型 实体型代表软件为MapInfo 拓扑型代表软件为ARC/INFO ?它们各具特色 实体型虽然会产生数据冗余和歧异，但易于编辑。 拓扑型消除了数据的冗余和歧异，但操作复杂，甚至会产生新的数据冗余。
GIS矢量数据分析与栅格数据分析实验
G I S矢量数据分析与栅格 数据分析实验 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
本科学生实验报告姓名尹永义学号 专业地理科学班级 2014B ＿ 实验课程名称地理信息系统概论（实验） 实验名称矢量数据分析与栅格数据分析 指导教师及职称速绍华（讲师） 开课学期 2014 ＿至＿ 2015＿学年＿下学期云南师范大学旅游与地理科学学院编印
3、实验理论依据或知识背景： 矢量数据分析矢量数据以点、线和面空间要素为输入数据。 分析结果的准确性取决于空间特征的位置及形状的准确性。 拓扑关系是一些矢量数据分析（如建立缓冲区和叠置分析）的一个因素。 基于邻近（Proximity）概念，建立缓冲区可把地图分为两个区域：一个区域位于所选地图要素的指定距离之内，另一个区域在指定距离之外。 在指定距离之内的区域称为缓冲区。 围绕点建立缓冲区产生圆形缓冲区。围绕线建立缓冲区形成一系列围绕每条线段的长条形缓冲带。围绕多边形建立缓冲区则生成由该多边形边 界向外延伸的缓冲区。 对线要素建立缓冲区未必在线两侧都有缓冲区，可以只在线的左侧或右 侧建立缓冲区。 缓冲距离（又叫缓冲大小）未必为常数，可以根据给定字段取值而变 化。 缓冲区边界也可以被融合掉，使得缓冲区之间没有叠置区。 地图叠置操作是将两个要素图层的几何形状和属性组合在一起，生成新 的输出图层。 输出图层的几何形状代表来自各输入图层的要素的几何交集。 输出图层的每个要素包含所有输入图层的属性组合，而这种组合不同于 其邻域。 所有叠置方法都是基于布尔连接符的运算，即AND、OR 和 XOR。 若使用 AND 连接符，则此叠置操作为求交（Intersect）。 若使用 OR 连接符，则此叠置操作称为联合（Union）。 若使用 XOR 连接符，则此叠置操作称为对称差异（Symmetrical Difference）或差异（Difference）。 若使用以下表达式 [（Input Layer）AND（Identity Layer）] OR （Input Layer），则该叠置操作称为识别（Identity）或减去 （Minus）。 模式分析是关于二维空间点要素空间分配的研究。 在整体水平上，模式分析可以揭示某分布模式是随机、离散还是集聚 的。 在局部水平上，模式分析可以检测出分布模式中是否含有高值或低值的局部集聚。 模式分析包括点模式分析、量测空间自相关的莫兰指数（Moran’s I）和量测高/低聚集度的G 统计量。 栅格数据分析 栅格数据分析是基于栅格像元和栅格的。 栅格数据分析能在独立像元、像元组或整个栅格全部像元的不同层次上进行。 一些栅格数据运算使用单一栅格，而另一些则使用两个或更多栅格数 据。 栅格数据分析也应考虑像元数值类型（数字型数值，类别型数值）。
MAPGIS图像配准-图像校正
MAPGIS图像配准 . MAPGIS图像配准 2.1. 栅格图像 1.打开MapGIS主界面，点击“图像处理”----“图像分析”模块。 2.点击“文件”--“数据输入”，将其他栅格图像(bmp,jpg,tif等)转换为msi格式，选择转换数据类型，点击添加文件，添加要转换的文件到转换文件列表中，点击转换即可。 以下操作是在镶嵌融合菜单下进行 2.打开参照图像或者是点、线、面文件 3.系统会自动显示4个控制点，可以对控制点进行修改，也可以删除控制点后自己添加 4.开始添加控制点。 选添加控制点命令。利用右键切换放大和指针，左键选控制点位置，左右键来回切换进行选点，确保精度，用空格确定；然后在参照文件上选与控制点相对应的位置，方法同上，用空格确定，将有对话框提示，确定即可。 5.用以上方法继续添加其它的控制点，控制点数至少四个。可以选控制点预览命令，浏览控制点，保存控制点文件。 6.选中校正预览命令 7.选校正参数命令进行设置，默认即可。 8.选影像精校正命令，即可生成所需文件。 2.2. 矢量矫正 1.打开MapGIS主界面，打开误差校正模块。 2.打开需要配准的图层 3.打开菜单“控制点”->“设置控制点参数”，设置参数，可以选择完控制点之后统一输入理论坐标。 4.打开菜单“控制点”->“选择采集文件”，即控制点从所选择的图层文件中选取。 5.打开菜单“控制点”->“添加校正控制点”，弹出是否新建控制点文件的对话框，选择“是” 6.然后在工作区中添加控制点（一般选择坐标格网交叉点或者道路交叉点，水系交叉点等显著地物），如此重复添加控制点，一般不少于4个控制点。 7.打开菜单“控制点”->“编辑校正控制点”，弹出如下对话框，在理论X,理论Y值中输入对应控制点的理论值
GIS空间分析报告
本 科学生 设计报告 姓名 任富祖＿ 学号＿＿ 专业 地理信息科学 班级2013级GIS 课程名称 GIS 空间分析 指导教师 董 铭 开课学期 2015至2016学年＿上 学期 上课时间 2015 年＿9-12 月 云南师范大学旅游与地理科学学院 云南师范大学 2015-2016学年 上学期统一考试 《GIS 空间分析》期末试卷（非制卷） 专业 GIS 课程名称 GIS 空间分析 任课教师 董铭 班级 2013GIS 姓名 任富祖 学号
SQL中输入大于1000小于1600，如图二。 图二 然后得出了高程数据1000米-1600米的栅格数据，如图三。 图三 2、坡度 Arctoolbox-Spatial Analyst tools-suface-Slope 用来提取坡度，得出坡度的分布栅格数据，如图四。 图四 然后将坡度重分类，将数据等值分成三类，以5和15为中间两个分割点，如图五。 图五 然后将5-15的值设为1，其余设为nodata，然后输出栅格，如图六。 图六 输出栅格如图七所示。 图七 3、水文图 三七畏多水，那么我们建立出水系，然后以1000米为缓冲区，即得出了三七不适宜生长的区域，然后通过擦除可得出适宜的区域，那么首先我们需要先进行水文分析，水文分析的第一步为填洼，如图八。 图八 得出了填洼后的DEM数据，然后进行流向的提取，如图九。 提取出流向，然后提取流量，如图十所示。 图十 然后通过栅格计算器，来得出河网，阈值取3000。如图十一。 图十一 然后得出了河网的形状，如图十二。 图十二 通过转换工具，让栅格的河网，转化为矢量的河网，用到conversion工具中from 栅格to polyline。如图十三。 图十三 得出矢量数据河网，如图十四所示。 图十四 然后用到Analyst tool下proximity中的buffer工具，提取缓冲区，如图十五设置参数。 图十五 得到了水系旁边1000米的缓冲区，如图十六。 图十六 这时用到之前配准后数字化的文山polygon，用来擦除（Eraze）缓冲区，得到了矢量的擦除掉缓冲的图形，用这个在来掩膜（Extract by mask）文山的DEM，得到如图十七所示的适宜三七生长的区域。 图十七 4、温度 用到八个点要素，这八个点为文山州的八个县城，其年均温度非常容易得到，那么我们添加字段，将八县的年均温度输入，如图十八。 图十八 然后我们需要用到插值法来获取全图的温度分布，这时用IDW（反距离权重插值法），参数设置如图十九。 图十九 得到了温度的分布图形，如图二十。
mapgis光栅文件坐标配准
光栅文件坐标配准流程 一、原始纸质图扫描光栅文件 上图为河北西郝庄铁矿区一张纸质1:2000储量估算图扫描后的jpg格式光栅文件（也可为tif、jpg、bmp格式），要在Mapgis中进行光栅文件坐标配准 二、光栅文件坐标配准。 1、生成标准图框。 1）“实用服务”模块→投影变换→系列标准图框→用键盘生成矩形图框，出现以下对话框：
2）以光栅图内图廓左下角X及Y值作为起始公里值，以内图廓右上角X及Y坐标值作为结束公里值，单位为公里。 原图左下角X及Y坐标值为： X=527.65；Y=4084.6； 原图右上角X及Y坐标值为： X=528.60；Y=4085.90；
3）“坐标系”选“国家坐标系”，“矩形分幅方法”选“任意公里矩形分幅” 4）X坐标值前两位38为3度带带号，原图比例尺为1:2000，网格间距xd及yd均为0.2，网格线类型选“绘制实线坐标线”，各参数输入结果如下图所示： 点击确定，图框自动生成如下图。
“确定” 6）指定存放目录→以“图框”名将点、线、区文件全部存在指定的文件夹中 2、生成MAPGIS内部msi影像文件 1）返回MAPGIS主界面→图像处理→图像分析，
2）文件→数据输入，出现如下对话框： 3）“转换数据类型”处选择要转换光栅文件的类型（如JPG、tif、bmp等）→点“添加文件[F]”选择要转换的光栅文件→“目标文件目录”处点“…”指定转换后的msi影像文件存放目录→点“转换[V]”即生成msi影像文件。
3、光栅文件校正 1）文件→打开影像→选定以上生成的msi影像文件→打开，则装入msi影像文件 2）镶嵌融合→打开参照文件→参照点/线/区文件→选定前面
矢量、栅格数据结构的优缺点
§2.4 矢量栅格一体化数据结构 一、矢量、栅格数据结构的优缺点 矢量数据结构可具体分为点、线、面，可以构成现实世界中各种复杂的实体，当问题可描述成线或边界时，特别有效。矢量数据的结构紧凑，冗余度低，并具有空间实体的拓扑信息，容易定义和操作单个空间实体，便于网络分析。矢量数据的输出质量好、精度高。 矢量数据结构的复杂性，导致了操作和算法的复杂化，作为一种基于线和边界的编码方法，不能有效地支持影像代数运算，如不能有效地进行点集的集合运算(如叠加)，运算效率低而复杂。由于矢量数据结构的存贮比较复杂，导致空间实体的查询十分费时，需要逐点、逐线、逐面地查询。矢量数据和栅格表示的影像数据不能直接运算(如联合查询和空间分析)，交互时必须进行矢量和栅格转换。矢量数据与DEM(数字高程模型)的交互是通过等高线来实现的，不能与DEM 直接进行联合空间分析。 栅格数据结构是通过空间点的密集而规则的排列表示整体的空间现象的。其数据结构简单，定位存取性能好，可以与影像和DEM数据进行联合空间分析，数据共享容易实现，对栅格数据的操作比较容易。 栅格数据的数据量与格网间距的平方成反比，较高的几何精度的代价是数据量的极大增加。因为只使用行和列来作为空间实体的位置标识，故难以获取空间实体的拓扑信息，难以进行网络分析等操作。栅格数据结构不是面向实体的，各种实体往往是叠加在一起反映出来的，因而难以识别和分离。对点实体的识别需
要采用匹配技术，对线实体的识别需采用边缘检测技术，对面实体的识别则需采用影像分类技术，这些技术不仅费时，而且不能保证完全正确。 通过以上的分析可以看出，矢量数据结构和栅格数据结构的优缺点是互补的（图2-4-1），为了有效地实现GIS中的各项功能(如与遥感数据的结合，有效的空间分析等)需要同时使用两种数据结构，并在GIS中实现两种数据结构的高效转换。 在GIS建立过程中，应根据应用目的和应用特点、可能获得的数据精度以及地理信息系统软件和硬件配置情况，选择合适的数据结构。一般来讲，栅格结构可用于大范围小比例尺的自然资源、环境、农林业等区域问题的研究。矢量结构用于城市分区或详细规划、土地管理、公用事业管理等方面的应用。 完
GIS空间分析的功能和广泛应用
一、GIS空间分析的功能 前面已经介绍过GIS，大家已经知道空间分析就是对分析空间数据有关技术的统称。所以我们根据作用的数据性质不同，可以经空间分析分为： 1、空间图形数据的拓扑运算； 2、非空间属性数据运算； 3、空间和非空间数据的联合运算。 空间分析赖以进行的基础是仰仗于地理空间数据库，其运用的手段包括各种几何的逻辑运算、数理统计分析，代数运算等数学手段，最终的目的是解决人们所涉及到地理空间的实际问题，提取和传输地理空间信息，特别是隐含信息，以辅助决策。 GIS中可以实现空间分析的基本功能，包括空间查询与量算，叠加分析、缓冲区分析、网络分析等，并描述了相关的算法，以及其中的计算公式。 1、叠加分析 叠加分析至少要使用到同一区域，具有相同坐标系统的两个图层。所谓叠加分析，就是将包含感兴趣的空间要素对象的多个数据层进行叠加，产生一个新要素图层。该图层综合了原来多层实体要素所具有的属性特征。叠加分析的目标是分析在空间位置上有一定关联的空间对象的空间特征和专题属性之间的相互关系。多层数据的叠加分析，不仅仅产生了新的空间对象的空间特征和专题属性之间的相互关系，能够发现多层数据间的相互差异、联系和变换等特征。 根据GIS数据结构的不同，将GIS叠加分析分为基于矢量数据的叠加分析和基于栅格数据的叠加分析。 在GIS的矢量数据结构中，地理孔吉对象由点、线、面等要素来表示，所以基于矢量数据的叠加分析又可以分为点与多边形的叠加分析、线与多边形的叠加分析和多边形间的叠加分析三大类。
点与多边形的叠加，就是研究某一矢量数据层中的点要素位于另外一个矢量数据层中的哪个多边形内，这呀就可以根据点与多边形的空间关系，确定给点要素添加哪些属性特征。 线与多边形叠加，就是研究矢量数据层中的线要素与其他数据层中的多边形要素之间的关系，进而判定线要素与多边形的相离、相交、包含等空间关心。 多边形的叠加，就是要研究两个或多个多边形矢量数据层的叠加操作，生成一个新的多边形数据层。 栅格数据的叠加分析可以表达为地图代数的元算的过程。所谓地图代数，就是指在GIS中将数据层作为方程变量的函数运算，通常情况下都是指栅格数据层运算。栅格数据中，地理实体都是通过规则网格单元来表示的，层与层之间的叠加操作是通过逐个网格单元之间的运算来实现的。在栅格数据叠加分析中，地图代数运算又分为代数运算与逻辑运算。 栅格叠加分析与多边形叠加分析一样，是求两组或两组以上空间图形的交集，但是多边形叠加分析得到的是合成多边形，而栅格叠加分析得到的是合成数据串，这些合成的数据文件是进一步进行空间聚类或聚合的依据。 类型叠加：将两组或两组以上的地理编码数据，求它们的交集，以建立新的数据文件，根据分析任务，设置命令，得到最后的类型叠加结果。 统计叠加：将区域界线(政区、自然区域或经济区域等)，与专题数字地图叠加，建立的合成数据串，作出各区专门内容的数量统计。动态分析：将同一种要素在不同时期的两组属性数据叠加，建立合成数据串，它们之差就是该要素在该时段内的变化，在土地利用动态监测中，常要使用这种分析方法。 2、缓冲区分析 缓冲区是根据点、线、面地理实体，建立起周围一定宽度范围内的扩展距离图，缓冲区的作用是用来限定所需处理的专题数据的空间范围。一般认为缓冲区以内的信息均是与构成缓冲区的核心实体相关的，及邻接或关联关系，而缓冲区以外的数据与分析无关。
栅格数据结构和矢量数据结构空间分析
一、矢量、栅格数据结构的优缺点 矢量数据结构可具体分为点、线、面，可以构成现实世界中各种复杂的实体，当问题可描述成线或边界时，特别有效。矢量数据的结构紧凑，冗余度低，并具有空间实体的拓扑信息，容易定义和操作单个空间实体，便于网络分析。矢量数据的输出质量好、精度高。 矢量数据结构的复杂性,导致了操作和算法的复杂化，作为一种基于线和边界的编码方法，不能有效地支持影像代数运算，如不能有效地进行点集的集合运算（如叠加），运算效率低而复杂。由于矢量数据结构的存贮比较复杂，导致空间实体的查询十分费时，需要逐点、逐线、逐面地查询。矢量数据和栅格表示的影像数据不能直接运算（如联合查询和空间分析），交互时必须进行矢量和栅格转换。矢量数据与DEM数字高程模型）的交互是通过等高线来实现的，不能与DEM 直接进行联合空间分析。 栅格数据结构是通过空间点的密集而规则的排列表示整体的空间现象的。其数据结构简单，定位存取性能好，可以与影像和DEM数据进行联合空间分析，数据共享容易实现，对栅格数据的操作比较容易。 栅格数据的数据量与格网间距的平方成反比，较高的几何精度的代价是数据量的极大增加。因为只使用行和列来作为空间实体的位置标识，故难以获取空间实体的拓扑信息，难以进行网络分析等操作。栅格数据结构不是面向实体的，各种实体往往是叠加在一起反映出来的，因而难以识别和分离。对点实体的识别需要采用匹配技术，对线实体的识别需采用边缘检测技术，对面实体的识别则需采用影像分类技术，这些技术不仅费时，而且不能保证完全正确。
通过以上的分析可以看出，矢量数据结构和栅格数据结构的优缺点是互补的（图2-4-1 ），为了有效地实现GIS中的各项功能（如与遥感数据的结合，有效的空间分析等）需要同时使用两种数据结构，并在GIS中实现两种数据结构的高效转换。 在GIS建立过程中，应根据应用目的和应用特点、可能获得的数据精度以及地理信息系统软件和硬件配置情况，选择合适的数据结构。一般来讲，栅格结构可用于大范围小比例尺的自然资源、环境、农林业等
矢量、栅格数据结构的优缺点
§矢量栅格一体化数据结构 一、矢量、栅格数据结构的优缺点 矢量数据结构可具体分为点、线、面，可以构成现实世界中各种复杂的实体，当问题可描述成线或边界时，特别有效。矢量数据的结构紧凑，冗余度低，并具有空间实体的拓扑信息，容易定义和操作单个空间实体，便于网络分析。矢量数据的输出质量好、精度高。 矢量数据结构的复杂性，导致了操作和算法的复杂化，作为一种基于线和边界的编码方法，不能有效地支持影像代数运算，如不能有效地进行点集的集合运算(如叠加)，运算效率低而复杂。由于矢量数据结构的存贮比较复杂，导致空间实体的查询十分费时，需要逐点、逐线、逐面地查询。矢量数据和栅格表示的影像数据不能直接运算(如联合查询和空间分析)，交互时必须进行矢量和栅格转换。矢量数据与DEM(数字高程模型)的交互是通过等高线来实现的，不能与DEM直接进行联合空间分析。 栅格数据结构是通过空间点的密集而规则的排列表示整体的空间现象的。其数据结构简单，定位存取性能好，可以与影像和DEM数据进行联合空间分析，数据共享容易实现，对栅格数据的操作比较容易。 栅格数据的数据量与格网间距的平方成反比，较高的几何精度的代价是数据量的极大增加。因为只使用行和列来作为空间实体的位置标识，故难以获取空间实体的拓扑信息，难以进行网络分析等操作。栅格数据结构不是面向实体的，各种实体往往是叠加在一起反映出来的，因而难以识别和分离。对点实体的识别需要采用匹配技术，对线实体的识别需采用边缘检测技术，对面实体的识别则需采用影像分类技术，这些技术不仅费时，而且不能保证完全正确。
通过以上的分析可以看出，矢量数据结构和栅格数据结构的优缺点是互补的（图2-4-1），为了有效地实现GIS中的各项功能(如与遥感数据的结合，有效的空间分析等)需要同时使用两种数据结构，并在GIS中实现两种数据结构的高效转换。 在GIS建立过程中，应根据应用目的和应用特点、可能获得的数据精度以及地理信息系统软件和硬件配置情况，选择合适的数据结构。一般来讲，栅格结构可用于大范围小比例尺的自然资源、环境、农林业等区域问题的研究。矢量结构用于城市分区或详细规划、土地管理、公用事业管理等方面的应用。 精
MAPGIS实验五、地形图的镶嵌配准
MAPGIS上机操作练习六：地形图的镶嵌配准内容：将给定的三个地形图分别进行镶嵌配准； 目的：使学生熟练掌握对地形图镶嵌配准的方法、步骤，理解镶嵌配准的意义及其重要性。 步骤： 一、生成与给定地形图的方里网相一致的图框； （1）打开投影变换窗口，点击“参数设置——缺省经纬线参数”， （2）点击“系列标准图框”，根据你要绘制的图幅要求选择比例尺。 输入地形图左下角的经纬度，即起点经纬度，注意：上面是纬度，下面是经度，输入格式是DDDMMSS，即如果是120°30＇45〃，
就直接输入1203045，并选择椭球参数，椭球参数的确定查看地形图的坐标说明。 （3）点击“图框文件名”，设置图框存放的路径，注意：图框的生成同时生成3个文件，*.wt,*.wl,*.wp，即同时生成点线面文件。（4）点击确定后，对“图框参数输入”进行设置 注意：一定要深刻理解6项图框参数的选择
使“将左下角平移为原点”、“旋转图框底边水平”两项不选。点击确定。 上面即是1:5万地形图的图幅号，中间即是当前生成的图，上下左右是当前生成图的上下左右的地形图的图幅号。
仔细检查生成的图框的坐标值是否与地形图的坐标一致，如果完全一致，说明生成的图框是正确的，可以进行下一步镶嵌配准。 二、镶嵌配准：打开图像分析窗口 （1）通过打开影像文件；
（2）然后点击“镶嵌融合——打开参照文件——参照点文件、参照线文件”
（3）点击“镶嵌融合——删除所有控制点” （4）点击“镶嵌融合——控制点浏览，添加控制点”，一般要先采源点（需配准的地形图），后采目标点（标准图廓），先采图廓点（先右下
利用MAPGIS软件进行空间数据配准指导说明书
一、实验学时 2学时 二、实验目的 1.掌握MapGIS平台的标准图幅框的生成办法； 2.掌握MapGIS平台的栅格图像的几何配准方法； 3.掌握MapGIS平台的标准图框与栅格图像叠加方法； 4.掌握MapGIS平台的矢量文件的几何配准方法。 三、预习内容 熟悉实验内容及步骤。 四、实验设备 五、实验内容 1.利用MapGIS平台制作标准图幅框 实验目的：掌握MapGIS平台制作标准图幅框的方法。以1：1万地形图为例进行操作。 操作指导： （1） MapGIS主菜单“实用服务”→“投影变换”，打开投影变换模块； （2）“参数设置”“缺省经纬线参数”，设置参数，线宽：2，线颜色：学号后两位（学号后两位少于10的取个位） （3）“系列标准图框”→“生成1：1万图框”； （4）根据“长沙市.jpg”文件左下角的经纬度参数，设置“1:1万图框” 的相关参数，如下图。特别别注明，“椭球体参数”和“起点经纬度” 这两项参数设置非常重要，不能出错。
（5）在步骤（4）设置好后，点击“确定”按钮，出现“图框参数输入” 对话框，在此对话框中输入相关内容，取消“将左下角平移为原点” 和“旋转图框底边水平”两项； （6）生成标准图幅框，并对其进行浏览查看，记录其四个角点的经纬度坐标信息、图幅编号
2.利用MapGIS平台对栅格文件进行几何配准 实验目的：掌握MapGIS平台打开栅格图像文件的方法，熟悉并掌握栅格图像文件几何配准的方法。 操作指导： （1） MapGIS主菜单“图像处理”→“图像分析”，打开图像分析模块； （2）“文件”→“数据输入”，将栅格图像转换成MapGIS可直接读取并处理的msi格式文件； （3）“文件”→“打开影像”，打开上一步骤转换的msi格式文件； （4）“镶嵌融合”→“添加控制点文件”，对控制点文件进行命名，并保存到相应位置 （5）“镶嵌融合”→“控制点信息”，查看系统自定义的控制点，这些控制点的实际地理坐标不明确，无益于几何配准，因此要删除，方法： “镶嵌融合”→“删除所有控制点” （6）根据“长沙市.jpg”文件中方里网坐标，对该影像添加相应控制点。 方法：将地图定位到需要添加控制点的位置，点击菜单“镶嵌融合” →“添加控制点”，然后会出现一个放大的小窗口，将鼠标移动到小 窗口，点击鼠标右键可以放大/缩小到合适位置，使鼠标在指针状态 时点击鼠标左键，然后在键盘上敲击空格键，在弹出的窗口中输入 X,Y相应坐标。（注：X、Y坐标值分别输入地形图中的经度和纬度方 里网座标，X坐标去掉带号，如下图所示，其X，Y坐标值分别为396000，
栅格数据编码方法分为两大类
?栅格数据编码方法分为两大类：1直接栅格编码2压缩编码方法a链码b游程长度编码c块码d 四叉树直接编码就是将栅格数据看作一个数据矩阵，逐行（或逐列）逐个记录代码，可以每行都从左到右逐个象元进行记录，也可以奇数行地从左到右而偶数行地从右向左记录，为了特定目的 还可采用其他特殊的顺序栅格数据编码方法直接栅格编码： ?将栅格数据看作一个数据矩阵，逐行记录代码数据。A A A A A B B B A ABB A A B B ?1）每行都从左到右记录；AAAAABBBAABBAABB ?2）奇数行从左到右，偶数行从右到左； ?栅格数据量大，格网数多，由于地理数据往往有较强的相关性，即相邻象元的值往往是相同的。 所以，出现了各种栅格数据压缩方法。 ?压缩编码的目的就是用尽可能少的数据量记录尽可能多的信息，其类型分为 ?信息无损编码 ?编码过程中没有任何信息损失，通过解码操作可以完全恢复原来的信息 ?信息有损编码 ?为了提高编码效率，最大限度地压缩数据，在压缩过程中损失一部分相对不太重要的信息，解码时这部分难以恢复1、行程编码（游程编码）：将原始栅格阵列中属性值相同的连续若干个栅格单 元映射为一个游程。游程的结构为（A,P) 整数对。块码是游程长度编码扩展到二维的情况，采用 方形区域作为记录单元，每个记录单元包括相邻的若干栅格，数据结构由初始位置（行、列号） 和半径，再加上记录单位的代码组成。采用方形区域作为记录单元，每个记录单元包括相邻的若 干栅格。将栅格数据（线状地物面域边界）表示为矢量链的记录）首先定义一个3x3窗口，中间栅格的走向有8种可能，并将这8种可能0~7进行编码。 ?2）记下地物属性码和起点行、列后，进行追踪，得到矢量链.其基本分割方法是将一幅栅格地图或图像等分为四部分。逐块检查其栅格属性值(或灰度)。如果某个子区的所有栅格值都具有相同 的值。则这个子区就不再继续分割，否则还要把这个子区再分割成四个子区。这样依次地分割， 直到每个子块都只含有相同的属性值或灰度为止。四叉树编码又称为四分树、四元树编码。它是 一种更有效地压编数据的方法。它将2n×2n像元阵列连续进行4等分，一直分到正方形的大小正好与象元的大小相等为止（如下图），而块状结构则用四叉树描述，习惯上称为四叉树编码。 基本思想：将2n×2n象元组成的图像(不足的用背景补上) 按四个象限进行递归分割，并判断属性是否单一，单一：不分。 不单一：递归分割。最后得到一颗四分叉的倒向树。四叉树的树形表示：用一倒立树表示这种分割和分割结果。根：整个区域高：深度、分几级，几次分割叶：不能再分割的块树叉：还需分割的块每个树叉均有4个分叉，叫四叉树。1）常规四叉树 记录这棵树的叶结点外，中间结点，结点之间的联系用指针联系每个结点需要6个变量：父结点指针、四个子结点的指针和本结点的属性值。2）线性四叉树记录叶结点的位置，深度（几次分割）和属性.地址码（定位码、Mort on码）四进制、十进制优点： ·存贮量小，只对叶结点编码，节省了大量中间结点的存储，地址码隐含着结点的分割路径和分割次数。·线性四叉树可直接寻址，通过其坐标值直接计算其Mort on码，而不用建立四叉树。·定位码容易存储和执行实现集合相加等组合操作。四进制的Mor ton码1、方法1：四叉树从上而下（形成）（从整体开始）由叶结点找Mor ton码。 A、分割一次，增加一位数字，大分割在前，小分割在后。所以，码的位数表示分割的次数。 B、每一个位均是不大于3的四进制数，表达位置。由Mor ton找出四叉树叶结点的具体位置。2、方法2：四叉树自下而上合并的方法1）计算每个栅格对应的M Q M Q=2*I b+Jb I,J化为二进制I b,Jb看最大的I,J,不足在前补零。 起始行列号从0计。2)按码的升序排成线性表，放在连续的内存块中。3）依次检查每四个相邻的M Q对应的属性值，相同合并（不同码位去掉），不同则存盘,直到没有能够合并的子块为止。坐标序列法由多形边界的x、y坐标对集合及说明信息组成，是最简单的一种多边形矢量编码拓扑结构编码法 n要彻底解决邻域和岛状信息处理问题必须建立一个完整的拓扑关系结构，这种结构应包括以下内容：唯一标识，多边形标识，外包多边形指针，邻接多边形指针，边界链接，范围（最大和最小x、y坐标值，即外包矩形信息）。采用拓扑结构编码可以较好地解决空间关系查询等问题，但增加了算法的复杂性和数据库的大小。编码方法：点实体,线实体,多边形n点实体
栅格结构的建立
§2.3 栅格数据结构 三、栅格结构的建立 要建立一个栅格数据结构需要明确三个内容：数据来源（即获取数据的途径），栅格系统的确定和栅格代码的确定。 （一）栅格数据的获取途径 栅格数据的获取方式通常有： 1、来自于遥感数据 通过遥感手段获得的数字图像就是一种栅格数据。它是遥感传感器在某个特定的时间、对一个区域地面景象的辐射和反射能量的扫描抽样，并按不同的光谱段分光并量化后，以数字形式记录下来的象素值序列。 2、来自于对图片的扫描 通过扫描仪对地图或其它图件的扫描，可把资料转换为栅格形式的数据。具体为：扫描仪扫描专题图的图像数据得到每个像元的（行、列、颜色（灰度）），定义颜色与属性对应表，用相应属性代替相应颜色，得到每个像元的（行、列、属性），再进行栅格编码、存贮，即得到该专题图的栅格数据。 3、由矢量数据转换而来 通过运用矢量数据栅格化技术，把矢量数据转换成栅格数据。这种情况通常是为了有利于GIS中的某些操作，如叠加分析等，或者是为了有利于输出。 4、由手工方法获取 在专题图上均匀划分网格，逐个网格地确定其属性代码的值，最后形成栅格数据文件。 （二）栅格系统的确定
栅格系统的确定包括栅格坐标系的确定和栅格单元尺寸的确定（图2-3-4）。 1、栅格坐标系的确定 表示具有空间分布特征的地理要素，不论采用什么编码系统，什么数据结构(矢、栅)都应在统一的坐标系统下，而坐标系的确定实质是坐标系原点和坐标轴的确定。 由于栅格编码一般用于区域性GIS，原点的选择常具有局部性质，但为了便于区域的拼接，栅格系统的起始坐标应与国家基本比例尺地形图公里网的交点相一致，并分别采用公里网的纵横坐标轴作为栅格系统的坐标轴。 2、栅格单元的尺寸 栅格单元的尺寸确定的原则是应能有效地逼近空间对象的分布特征，又减少数据的冗余度。格网太大，忽略较小图斑，信息丢失。一般讲实体特征愈复杂，栅格尺寸越小，分辨率愈高，然而栅格数据量愈大，按分辨率的平方指数增加，计算机成本就越高，处理速度越慢。 具体可采用保证最小多边形的精度标准来确定尺寸的方法。 (三)栅格代码（属性值）的确定
GIS空间分析复习提纲及答案
空间分析复习提纲 一、基本概念(要求：基本掌握其原理及含义，能做名词解释) 1、空间分析：是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在于提取和传输空间信息。 2、空间数据模型：以计算机能够接受和处理的数据形式，为了反映空间实体的某些结构特性和行为功能，按一定的方案建立起来的数据逻辑组织方式，是对现实世界的抽象表达。分为概念模型、逻辑模型、物理模型。 3、叠置分析：是指在同一地区、同一比例尺、同一数学基础、不同信息表达的两组或多组专题要素的图形或数据文件进行叠加，根据各类要素与多边形边界的交点或多边形属性建立多重属性组合的新图层，并对那些结构和属性上既互相重叠，又互相联系的多种现象要素进行综合分析和评价；或者对反映不同时期同一地理现象的多边形图形进行多时相系列分析，从而深入揭示各种现象要素的内在联系及其发展规律的一种空间分析方法。 4、网络分析：网络分析是通过研究网络的状态以及模拟和分析资源在网络上的流动和分配情况，对网络结构及其资源等的优化问题进行研究的一种空间分析方法。 5、缓冲区分析：即根据分析对象的点、线、面实体，自动建立它们周围一定距离的带状区，用以识别这些实体或主体对邻近对象的辐射范围或影响度，以便为某项分析或决策提供依据。其中包括点缓冲区、线缓冲区、面缓冲区等。 6、最佳路径分析：也称最优路径分析，以最短路径分析为主，一直是计算机科学、运筹学、交通工程学、地理信息科学等学科的研究热点。这里“最佳”包含很多含义，不仅指一般地理意义上的距离最短，还可以是成本最少、耗费时间最短、资源流量（容量）最大、线路利用率最高等标准。 7、空间插值：空间插值是指在为采样点估计一个变量值的过程，常用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面，它包括内插和外推两种算法。，前者是通过已知点的数据计算同一区域内其他未知点的数据，后者则是通过已知区域的数据，求未知区域的数据。 8、空间量算：即空间量测与计算，是指对GIS数据库中各种空间目标的基本参数进行量算与分析，如空间目标的位置、距离、周长、面积、体积、曲率、空间形态以及空间分布等，空间量算是GIS获取地理空间信息的基本手段，所获得的基本空间参数是进行复杂空间分析、模拟与决策制定的基础。 9、克里金插值法：克里金插值法是空间统计分析方法的重要内容之一，它是建立在半变异函数理论分析基础上，对有限区域内的区域变化量取值进行无偏最优估计的一种方法，不仅考虑了待估点与参估点之间的空间相关性，还考虑了各参估点间的空间相关性，根据样本空间位置不同、样本间相关程度的不同，对每个参估点赋予不同的权，进行滑动加权平均，以估计待估点的属性值。 二、分析类(要求：重点掌握其原理及含义，能结合本专业研究方向做比较详细的阐述) 1、空间数据模型的分类？ 答：分为三类： ①场模型：用于表述二维或三维空间中被看作是连续变化的现象； ②要素模型：有时也称对象模型，用于描述各种空间地物； ③网络模型：一种某一数据记录可与任意其他多个数据记录建立联系的有向图结构的数据模型，可 以模拟现实世界中的各种网络。
mapgis地图矢量化实验报告心得体会
mapgis地图矢量化实验报告心得体会 篇一：MAPGIS综合实验报告 MAPGIS综合报告 目录 一、实验目的 (02) 二、实验过程 栅格图像配准 (03) 2.图像二值化 (05) 矢量化 (06) 4.图形编辑 (11) 5.属性编辑 (19) 6.图文互查 (21) 7.对说获得的数据进行利用和分析 (24) 8.自定义制图符号 (31) 9.输出不同比例尺地图 (35) 三、实验总结 (41) MAPGIS实验综合报告 一、实验目的。 MAPGIS是通用的工具型地理信息系统软件，具有强大的空
间数据的图形显示、各类地图制图的制作功能，作为个来．数学信息的可视化转换工具，可以讲数字形式的地理信息以直观的图形形式在屏幕上显示，能自动进行线段跟踪、结点平差、线段接点裁剪与延伸，多边形拓扑结构的自动生成，还可以消除图幅之间元的街边误差，为地学信息的综合分析提供了一个理想的桌面式地理信息系统。所以，在将图矢量化时应用MAPGIS软件是十分便捷的，同时综合了此软件的 基础操作和方法，能培养我们的自出探究能力和中和分析能力。对于我们来说这是我们以后能熟练运用MAPGIS的开始，路还很长，我们需要不断的摸索、不断的钻研才能完全掌握它。下面针对这一次的实验成果中来谈一谈如何运用MAPGIS。 二、实验过程。 栅格图像配准 装载图像 准备工作 使用纸质地图，在扫描仪中扫描为图像 打开MAPGIS“图像处理”——“图像分析”如图所示 如图 在点击图像分析模块的菜单“文件” -> “数据输入”，将其他栅 格图像（mpg，jpg ，tif 等）转换为MapGIS 的栅格添 加文“），选转换数据类型，点击 .msi 格式（图像
GIS和CAD和CASS配准方法
地图数字化的两种作业模式： 1.数字化仪进行地图数字化。 2.扫描获取栅格图像后进行矢量化。 你说的是应该是第二种扫描矢量化。基本过程如下： 1. 扫描图件：使用扫描仪对纸质地形图进行扫描，获取黑白栅格图像（tiff 格式图像） 2. 校正图像：使用CAD绘制好地形图对应的坐标网格图框，使用imageattach命令将栅格图像插入CAD，然后使用ALIGN命令，依次拾取四点源坐标（栅格图像坐标）和目标坐标（图框实际坐标），将栅格图像的坐标方格与CAD绘制的实际坐标方格对齐。 螂肅膇袁羂蚅肈3.图像矢量化：以校正好的栅格图像为底图，使用CAD绘图命令，将底图中的各种地物、地貌和注记符号绘制出来。 膇蚈蚀蒃蒄蕿袃GIS（ArcGIS\MAPGIS\MapInfo）和CAD和CASS配准方法 膈蕿羄薇肀螁芃本文介绍常见一些软件配准方法，包括ARCGI、MAPGIS、MAPINFO、CAD配准方法等。常见一些软件配准方法介绍. 1.ARCGIS软件配准 1.1.栅格图像配准 1>.打开ArcMap，增加Georeferencing工具条。 2>. 把需要进行纠正的影像增加到ArcMap中，会发现Georeferencing工具条中的工具被激活。在view/data frame properties的coordinate properties中选择坐标系。如果是大地（投影）坐标系选择predefined中的Projected coordinate system，坐标单位一般为米。如果是地理坐标系（坐标用经纬度表示）表示则选择Geographic coordinate system。 3>.纠正前可以去掉“auto adjust”前的勾。在校正中我们需要知道一些特殊点的坐标。如公里网格的交点，我们从图中均匀的取几个点，不少于7个。在实际中，这些点要能够均匀分布在图中。 4>.首先将Georeferencing工具条的Georeferencing菜单下Auto Adjust不选择。 5>.在Georeferencing工具条上，点击Add Control Point按钮。 6>.使用该工具在扫描图上精确到找一个控制点点击，然后鼠标右击，Input X and Y输入该点实际的坐标位置。采用地理坐标系时应输入经纬度，经纬度用小数表示，如110°30'30'应写成110.508(=110+30/60+30/60/60)。 7>.用相同的方法，在影像上增加多个控制点，输入它们的实际坐标。 8>.增加所有控制点后，在Georeferencing菜单下，点击Update Display。 9>.更新后，就变成真实的坐标。 10>.在Georeferencing菜单下，点击Rectify，将校准后的影像另存。 1.2. 矢量矫正空间校正（spatial adjustment）是个常用的工具，但许多新手不太明白如何使用它，下面简单说一下它的使用方法。