武大资环GIS课件
和几何上融成一个连续一致的数据体 ? 图幅接边包括几何接边和逻辑接边
? 几何接边
? 调出需要接边的两幅或多幅图数据，以其中的一个作为活动图幅（或称活动
工作区），其它图幅的作为参考，沿图幅的边缘选取一定范围例如5厘米的空间目标。这些目标（主要是弧段）一般都终结于图廓边附近，以活动工作区的目标为基准，根据图廓边上弧段的结点坐标查找相邻图幅对应弧段，如果它们的地物编码相同，结点坐标在一定的容差范围内，则将两边的结点坐标取中数自动吻合，空间关系不变。如果地物编码不同，或超过接边的匹配容差，则需要进行人工编辑与接边
? 逻辑接边
? 逻辑接边包括两方面的含义，一是检查同一目标在相邻图幅的地物编码和属性赋值
是否一致，如果不一致，则进行人工编辑修改。这种逻辑接边容易处理。另一种逻辑接边的含义是将同一目标在相邻图幅的空间实体数据在逻辑上连在一起。例如长江可能跨越多个图幅，当要进行查询时，点取到某幅图的一段目标时要能够同时将多幅图内的长江一起显示出来，这就要在逻辑上建立某种联系。否则，由于每幅图的数据是单独存贮（见第六章），一般来说只能查询到该图幅内的空间数据（全关系型无缝数据库除外）。
? 为了进行空间目标的逻辑接边，可以有两种方案，一种是在图幅数据文件的
上一层，将有逻辑联系的空间目标，建立一个新的文件，即索引到它在每幅图的子目标，并建立双向指针（目标标识）。当在某一幅图点取子目标时，通过指针，指向上一层总目标文件的记录，这一条记录记录了所有该目标的子目标的目标标识，通过它即可显示整个目标
? 逻辑接边的另外一种方法是不建立总目标文件，也不在每幅图的空间目标的
数据文件中为逻辑接边的子目标建立索引，而是通过空间操作的方法，根据每个关键字如“长江”，让系统自动在周边图幅的文件中搜索到同一目标，从而在效果上，等同于建立了跨图幅空间目标的逻辑关系。 ? ? ? ?
6：坐标变换
产生原因：坐标系的不统一、数据变形、地图投影的差异等。 实质是建立两个平面点之间的一一对应关系。 包括几何纠正和投影转换。
相似变换
? 设XOY为新的平面直角坐标系如地面大地坐标系，xoy为旧的平面直角坐标
系如数字化仪坐标系，两坐标系之间的坐标轴夹角为?，0′相对于XOY坐标系原点的平移距离为A0，B0，两坐标系之间坐标的比例因子为m，则根据坐标变换原理，可写出变换公式为：
X= m（xcos?-ysin?）+A0 Y= m（xsin?+ycos?）+B0
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? 仿射变换
如果坐标在X、Y方向的比例因子不一致，或者说图纸存在仿射变形，此时需要采用仿射变换公式。令m1和m2分别表示X和Y方向的比例尺，则变换公式为： X=（m1cosα）x-（m1sinα）y+A0 Y=（m2sinα）x+（m2cosα）y+B0
其他
? 高次变换：
X=A0+A1x+A2y+A11x2+A12xy+A22y2+A Y=B0+B1x+B2x+B11x2+B12xy+B22y2+B ? 二次变换
X=A0+A1x+A2y+A11x2+A12xy+A22y2 Y=B0+B1x+B2x+B11x2+B12xy+B22y2
7：投影变换
? 当系统所使用的数据是来自不同地图投影的图幅时，必须按需求统一地图投影，需
要进行地图投影变换。 ? 基本原理：
X=f1(x,y) Y=f2(x,y) ? 基本方法：
? 解析变换法：找出两投影间的解析计算公式
正解变化法:又称直接变换法, 是通过两种投影之间的严密数学解析关系，直接由一种投影的数字化坐标精确变化到令一种投影的坐标
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反解变换法：又称间接变化法，以地理坐标（φ，λ）为中间媒介，先将一种投影坐标反解出地理坐标，然后再将其地理坐标代入另一种投影的坐标计算公式中，计算出新的投影坐标
? 数值变换法：通过选择若干个两种投影之间的同名点，采用多项式逼近的方
法来建立连着之间的关系，从而实现两者之间的坐标变换
数值解析变化法
8:矢量-栅格相互转换
1）矢量数据->栅格数据 点的栅格化
i=1+integer((Ymax-y)/dx) j=1+integer((x-Xmin)/dy) dx=(Xmax-Xmin)/J dy=(Ymax-Ymin)/I
其中(x,y)为矢量点位坐标；dx,dy为栅格单元的两个边长；Xmin,Ymin表示图幅范围的最小值，Xmax,Ymax表示图幅范围的最大值，I,J表示全图网格单元的行数和列数。
? 线段的栅格化 ? 面域的栅格化
? 种子点填充算法 ? 射线算法 ? 扫描线算法 ? 复数积分算法 ? 边界代数算法
2）栅格数据->矢量数据 ? 点 ? 线
? 二值化－>0、1
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? 细化->骨架图 ? 线追踪
? 面
? ? ? ? ?
二值化－>0、1 细化->骨架图 边界线追踪 拓扑关系生成
去处多余点并进行曲线光滑
第六讲 空间查询与空间分析
1. 2. 3. 4.
1， 空间查询
? 空间查询是GIS的最基本最常用的功能
? 能够根据图形查询到属性和根据属性条件查询到相应的图形 ? 根据空间关系的查询
? 几何参数查询
? 一般的GIS软件都提供了查询空间对象几何参数的功能。包括点的位置坐标，
两点间的距离，一个或一段线目标的长度，一个面状目标的周长或面积等
? 空间定位查询
? 空间定位查询是指给定一个点或一个几何图形，检索出该图形范围内的空间
对象以及相应的属性
? 按点查询：给定一个鼠标点位，检索出离它最近的空间对象，并显示它的属
性，回答它是什么，它的属性是什么
? 按矩形查询：给定一个矩形窗口，查询出该窗口内某一类地物的所有对象。
如果需要，显示出每个对象的属性表。在这种查询中往往需要考虑检索是包含在该窗口内的地物，还是只要该窗口涉及到的地物无论是被包含的还是穿过的都被检索出来。这种检索过程异常复杂，它首先需要根据空间索引，检索到哪些空间对象可能位于该窗口内，然后根据点在矩形内、线在矩形内、多边形位于矩形内的判别计算，检索出所有落入检索窗口内的目标 ? 按圆查询：给定一个圆或椭圆，检索出该个圆或椭圆范围内的某个类或某一
层的空间对象，其实现方法与按矩形查询类似
? 按多边形查询：用鼠标给定一个多边形，或者在图上选定一个多边形对象，
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空间查询 叠置分析 缓冲区分析 网络分析
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检索出位于该多边形内的某一类或某一层的空间地物，这一操作其工作原理与按矩形查询相似，但是它比前者要复杂得多，它涉及到点在多边形内、线在多边形内，多边形在多边形内的判别计算，这一操作也非常有用，用户需要经常查询某一面状地物，特别是行政区所涉及的某类地物，例如查询通过湖北省的主要公路
? 空间关系查询
? 空间关系查询包括空间拓扑关系查询和缓冲区查询。空间关系查询有些是通
过拓扑数据结构直接查询得到，有些是通过空间运算，特别是空间位置的关系运算得到 ? 邻接查询
? 多边形邻接查询：如查询与面状地物A相邻的所有多边形
? 第一步：从多边形与弧段关联的表中，检索出该多边形关联
的所有弧段；
? 第二步：从弧段关联的左右多边形的表中，检索出这些弧段
所关联的多边形，即为与A相邻的多边形
? 线与线的邻接查询例如查询所有与主河流A关联的支流
? 第一步：从线状地物表中查找出组成线状地物A的所有弧段
及关联的结点；
? 第二步：从结点表中查找出与这些结点相关联的弧段（线状
目标）即为与A关联的支流
? 包含关系查询
? 查询某一个面状地物所包含的某一类的空间对象。被包含的空间对
象可能是点状地物、线状地物或面状地物
? 它实际上与前面所述的按多边形的定位查询相似
? 穿越查询
? 往往需要查询某一条公路或一条河流穿越了哪些县、哪些乡，完成
这一操作，即可使用穿越查询
? 穿越查询一般采用空间运算方法执行。根据一个线状目标的空间坐
标，计算出哪些面状地物或线状地物与它相交
? 落入查询
? 有时我们需要了解一个空间对象它落在哪个空间对象之内。例如，
查询一个一等测量钢标落在哪个乡镇的地域内，以便找到相应行政机关给予保护
? 执行这一操作采用空间运算即可，即使用点在多边形内，线在多边
形内，或面在多边形内的判别方法
? 缓冲区查询
? 缓冲区查询与后面所述的缓冲区分析有一点差别，缓冲区查询不对
原有图形进行切割，只是根据用户需要给定一个点缓冲，线缓冲或面缓冲的距离，从而形成一个缓冲区的多边形，再根据前面所述的多边形检索的原理，检索出该缓冲区多边形内的空间地物
? 属性查询
? 查找：
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