【23云大考研】838綜合地理考研沖刺知識點講解！

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今天給大家講一下地信的一些內容，當然因為時間問題沒法講的那么詳細，只能給大家把重點知識點講解一下，希望大家能夠有一個大體的概念，對重點進行學習鞏固。

空間數據的處理

一、空間數據的坐標變換

幾何糾正：
幾何糾正是指對數字化原圖數據進行的坐標系轉換和圖紙變形誤差的改正，以實現與理論值的一一對應關系；
幾何糾正的方法包括仿射變換、相似變換、二次變換和高次變換等。


仿射變換
①仿射變換的作用仿射變換可以對坐標數據在x和Y方向進行不同比例的縮放，同時進行扭曲、旋轉和平移。

②仿射變換的特性仿射變換具有直線變換后仍為直線、平行線變換后仍為平行線、不同方向. 上的長度比發生變化的特性。

地圖投影
地圖投影的基本原理地圖投影就是依據一定的數學法則，將不可展開的地表曲面映射到平面上或可展開成平面的曲面上，最終在地表面點和平面點之間建立一一對應的關系。在實踐中是采用經度、緯度表示的地球表面上的點位與平面直角坐標或極坐標表示的平面上的點位，通過一定的數學關系式建立起對應的聯系。

地圖投影的類型
①按變形的性質地圖投影分為等角投影、等面積投影和任意投影。

②按投影面與地球的相對位置關系地圖投影分為正軸投影、斜軸投影和橫軸投影等。

③按投影面的形狀地圖投影分為圓錐投影、圓柱投影和方位投影等。

④按投影面和地球的空間邏輯關系地圖投影分為相切和相割兩類投影。

常見投影：高斯克呂格、墨卡托、蘭伯特、UTM

高斯-克呂格投影
高斯-克呂格投影的原理高斯一克呂格投影是等角橫切橢圓柱投影，從幾何意義上來看，就是假想用一個橢圓柱橫向套在地球橢球外面，并與某一子午線相切，橢圓柱的中心軸位于地球橢球的赤道上。按高斯一克呂格投影所規定的條件，將中央經線兩側一定經差范圍內的經緯線投影到橢圓柱面上，并將此橢圓柱面展為平面，即得高斯-克呂格投影。

高斯-克呂格投影的特點
a.中央經線上沒有任何變形，中央經線投影后保持長度不變;
b.除中央經線上的長度比為1外，其他任何點上長度比均大于1;
c. 在同一條緯線上，離中央經線越遠，變形越大，最大值位于投影帶的邊緣;
d.在同一條經線上，緯度越低，變形越大，變形最大值位于赤道.上;
e.投影屬于等角性質，故沒有角度變形，面積比為長度比的平方;
f. 長度比的等變形線平行于中央子午線。

投影轉換
地圖投影轉換主要研究從--種地圖投影變為另--種地圖投影的理論和方法。其實質是建立兩平面之間點的一一對應關系。
投影轉換的方法包括解析變換、數值變換和解析-數值變換等。

投影轉換的方式包括正解變換和反解變換。

二、空間數據結構的改變

由矢量向柵格的轉換
當數據采集采用矢量數據，而空間分析采用柵格數據時，需要將矢量數據轉換為柵格數據；
由矢量數據向柵格數據的轉換方法，根據原數據文件的不同，可以分別應用：
基于弧段數據的柵格化方法；
基于多邊形數據的柵格化方法。

由柵格向矢量的轉換
當由柵格數據分析的結果通過矢量繪圖機輸出，或者將柵格數據加入矢量數據庫時，都需要將柵格數據轉換為矢量數據；
由柵格數據向矢量數據的轉換，根據圖像數據文件和再生柵格數據文件的不同，可以分別采用：
基于圖像數據的矢量化方法；
基于再生柵格數據的矢量化方法。

基于多邊形數據的柵格化
基于多邊形數據的柵格化是針對實體結構的多邊形矢量數據。它是以非拓撲的實體多邊形作為柵格化的處理單元，將一個多邊形的內部柵格單元賦予多邊形的屬性值，具體實現方法包括:內點填充法、邊界代數法和包含檢驗法等。


a.內點填充法
按線的柵格化方法把多邊形的邊界柵格化，在多邊形的內部找一點作為內點， 從該點出發，向外填充多邊形區域，直到邊界為止。


b.邊界代數法
沿著多邊形實體的邊界環繞多邊形一圈，當向上環繞的時候，把邊界左邊一行中所有的柵格單元的數值都減去屬性值;當向下環繞的時候，把邊界左邊--行中所有的柵格單元的數值都加上屬性值，則多邊形外部的柵格正負數值抵消，而多邊形內部的柵格被賦予屬性值。


c.包含檢驗法
對每個柵格單元，逐個判定其是否包含在某個實體多邊形之內，若包含在某個多邊形之內，則將多邊形的屬性值賦給該柵格單元。“點在多邊形內”的判定可以通過檢驗夾角之和的方法或鉛垂線法來實現。


基于圖像數據的矢量化方法圖像數據是不同灰階的影像，通過掃描儀按一定的分辨率進行掃描采樣，得到不同灰度值表示的數據。因為矢量只能允許橫斷面保持一個柵格的寬度，需要對圖像數據進行二值化、細化和跟蹤等矢量化步驟。


①二值化
線畫圖形掃描后產生圖像柵格數據，這些數據是按從0~255的不同灰度值量度的，為將256級不同的灰度壓縮到2個灰度形成二值圖，要在最大與最小灰度之間定義闕值，根據公式使灰度圖像二值化。
②細化
細化是消除線畫橫斷面柵格數的差異，使得每-一條線只保留代表其軸線或周圍輪廓線位置的單個柵格的寬度。細化可分為“剝皮法”和“骨架法”兩大類。剝皮法的實質是從曲線的邊緣開始，每次剝掉等于-一個柵格寬的一層，直到最后留下彼此連通的由單個柵格點組成的圖形。
③跟蹤
跟蹤的目的是將細化處理后的柵格數據轉換為從節點出發的線段或閉合的線條，并以矢量形式存儲線段的坐標。跟蹤時，從起始點開始，根據八個鄰域進行搜索下-一個相鄰點的位置，記錄坐標，直到完成全部柵格數據的矢量化。


柵格數據的矢量化方法柵格數據的矢量化針對柵格數據中的多邊形進行，其步驟如下:



①在柵格數據中搜索多邊形邊界弧段相交處的節點位置,這些節點通常是相鄰柵格單元不相同的屬性值個數大于等于3的柵格處;
②從搜索出的節點里任選--個作為起始跟蹤節點，順著柵格單元屬性值不同的兩個柵格單元之間進行多邊形邊界弧段的跟蹤，記錄每一步跟蹤的坐標， 直到另一個節點為止;
③重復上述過程，做到所有的邊界弧段都被生成;
④將跟蹤得到的弧段數據連接組織成多邊形，即完成多邊形柵格數據的矢量化。

三、空間數據的壓縮


空間數據的壓縮，即從所取得的數據集合S中抽出一個子集A，這個子集作為一個新的信息源，在規定的程度范圍內最好地逼近原集合，而且具有最大的壓縮比a曲線上點的壓縮方法：


道格拉斯-普克法；
自然綜合法則法；
垂距法 。
面域柵格數據的壓縮方法：
游程編碼法；
四叉樹編碼壓縮法。


基于矢量的壓縮基于矢量的壓縮通常是對線狀實體上點的數量的壓縮，其中最常用的是道格拉斯-佩克算法，該算法的原理是:


①擬定-一個閾值， 然后生成一條連接折線首尾節點的直線段，并計算原始折線上的點到直線段的垂直距離。
②假如所有折線上的點到直線段的距離都小于預先設定的閬值，這條直線段就被用來代替原來的那條折線。
③假如有些點的距離大于國值，距離最遠的那一點保留，并將原折線分成兩段。對兩段折線重復上述過程，最后保留下來的點就是經過數據壓縮的折線。