【23云大考研】838综合地理考研冲刺知识点讲解！

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今天给大家讲一下地信的一些内容，当然因为时间问题没法讲的那么详细，只能给大家把重点知识点讲解一下，希望大家能够有一个大体的概念，对重点进行学习巩固。

空间数据的处理

一、空间数据的坐标变换

几何纠正：
几何纠正是指对数字化原图数据进行的坐标系转换和图纸变形误差的改正，以实现与理论值的一一对应关系；
几何纠正的方法包括仿射变换、相似变换、二次变换和高次变换等。


仿射变换
①仿射变换的作用仿射变换可以对坐标数据在x和Y方向进行不同比例的缩放，同时进行扭曲、旋转和平移。

②仿射变换的特性仿射变换具有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的特性。

地图投影
地图投影的基本原理地图投影就是依据一定的数学法则，将不可展开的地表曲面映射到平面上或可展开成平面的曲面上，最终在地表面点和平面点之间建立一一对应的关系。在实践中是采用经度、纬度表示的地球表面上的点位与平面直角坐标或极坐标表示的平面上的点位，通过一定的数学关系式建立起对应的联系。

地图投影的类型
①按变形的性质地图投影分为等角投影、等面积投影和任意投影。

②按投影面与地球的相对位置关系地图投影分为正轴投影、斜轴投影和横轴投影等。

③按投影面的形状地图投影分为圆锥投影、圆柱投影和方位投影等。

④按投影面和地球的空间逻辑关系地图投影分为相切和相割两类投影。

常见投影：高斯克吕格、墨卡托、兰伯特、UTM

高斯-克吕格投影
高斯-克吕格投影的原理高斯一克吕格投影是等角横切椭圆柱投影，从几何意义上来看，就是假想用一个椭圆柱横向套在地球椭球外面，并与某一子午线相切，椭圆柱的中心轴位于地球椭球的赤道上。按高斯一克吕格投影所规定的条件，将中央经线两侧一定经差范围内的经纬线投影到椭圆柱面上，并将此椭圆柱面展为平面，即得高斯-克吕格投影。

高斯-克吕格投影的特点
a.中央经线上没有任何变形，中央经线投影后保持长度不变;
b.除中央经线上的长度比为1外，其他任何点上长度比均大于1;
c. 在同一条纬线上，离中央经线越远，变形越大，最大值位于投影带的边缘;
d.在同一条经线上，纬度越低，变形越大，变形最大值位于赤道.上;
e.投影属于等角性质，故没有角度变形，面积比为长度比的平方;
f. 长度比的等变形线平行于中央子午线。

投影转换
地图投影转换主要研究从--种地图投影变为另--种地图投影的理论和方法。其实质是建立两平面之间点的一一对应关系。
投影转换的方法包括解析变换、数值变换和解析-数值变换等。

投影转换的方式包括正解变换和反解变换。

二、空间数据结构的改变

由矢量向栅格的转换
当数据采集采用矢量数据，而空间分析采用栅格数据时，需要将矢量数据转换为栅格数据；
由矢量数据向栅格数据的转换方法，根据原数据文件的不同，可以分别应用：
基于弧段数据的栅格化方法；
基于多边形数据的栅格化方法。

由栅格向矢量的转换
当由栅格数据分析的结果通过矢量绘图机输出，或者将栅格数据加入矢量数据库时，都需要将栅格数据转换为矢量数据；
由栅格数据向矢量数据的转换，根据图像数据文件和再生栅格数据文件的不同，可以分别采用：
基于图像数据的矢量化方法；
基于再生栅格数据的矢量化方法。

基于多边形数据的栅格化
基于多边形数据的栅格化是针对实体结构的多边形矢量数据。它是以非拓扑的实体多边形作为栅格化的处理单元，将一个多边形的内部栅格单元赋予多边形的属性值，具体实现方法包括:内点填充法、边界代数法和包含检验法等。


a.内点填充法
按线的栅格化方法把多边形的边界栅格化，在多边形的内部找一点作为内点， 从该点出发，向外填充多边形区域，直到边界为止。


b.边界代数法
沿着多边形实体的边界环绕多边形一圈，当向上环绕的时候，把边界左边一行中所有的栅格单元的数值都减去属性值;当向下环绕的时候，把边界左边--行中所有的栅格单元的数值都加上属性值，则多边形外部的栅格正负数值抵消，而多边形内部的栅格被赋予属性值。


c.包含检验法
对每个栅格单元，逐个判定其是否包含在某个实体多边形之内，若包含在某个多边形之内，则将多边形的属性值赋给该栅格单元。“点在多边形内”的判定可以通过检验夹角之和的方法或铅垂线法来实现。


基于图像数据的矢量化方法图像数据是不同灰阶的影像，通过扫描仪按一定的分辨率进行扫描采样，得到不同灰度值表示的数据。因为矢量只能允许横断面保持一个栅格的宽度，需要对图像数据进行二值化、细化和跟踪等矢量化步骤。


①二值化
线画图形扫描后产生图像栅格数据，这些数据是按从0~255的不同灰度值量度的，为将256级不同的灰度压缩到2个灰度形成二值图，要在最大与最小灰度之间定义阙值，根据公式使灰度图像二值化。
②细化
细化是消除线画横断面栅格数的差异，使得每-一条线只保留代表其轴线或周围轮廓线位置的单个栅格的宽度。细化可分为“剥皮法”和“骨架法”两大类。剥皮法的实质是从曲线的边缘开始，每次剥掉等于-一个栅格宽的一层，直到最后留下彼此连通的由单个栅格点组成的图形。
③跟踪
跟踪的目的是将细化处理后的栅格数据转换为从节点出发的线段或闭合的线条，并以矢量形式存储线段的坐标。跟踪时，从起始点开始，根据八个邻域进行搜索下-一个相邻点的位置，记录坐标，直到完成全部栅格数据的矢量化。


栅格数据的矢量化方法栅格数据的矢量化针对栅格数据中的多边形进行，其步骤如下:



①在栅格数据中搜索多边形边界弧段相交处的节点位置,这些节点通常是相邻栅格单元不相同的属性值个数大于等于3的栅格处;
②从搜索出的节点里任选--个作为起始跟踪节点，顺着栅格单元属性值不同的两个栅格单元之间进行多边形边界弧段的跟踪，记录每一步跟踪的坐标， 直到另一个节点为止;
③重复上述过程，做到所有的边界弧段都被生成;
④将跟踪得到的弧段数据连接组织成多边形，即完成多边形栅格数据的矢量化。

三、空间数据的压缩


空间数据的压缩，即从所取得的数据集合S中抽出一个子集A，这个子集作为一个新的信息源，在规定的程度范围内最好地逼近原集合，而且具有最大的压缩比a曲线上点的压缩方法：


道格拉斯-普克法；
自然综合法则法；
垂距法 。
面域栅格数据的压缩方法：
游程编码法；
四叉树编码压缩法。


基于矢量的压缩基于矢量的压缩通常是对线状实体上点的数量的压缩，其中最常用的是道格拉斯-佩克算法，该算法的原理是:


①拟定-一个阈值， 然后生成一条连接折线首尾节点的直线段，并计算原始折线上的点到直线段的垂直距离。
②假如所有折线上的点到直线段的距离都小于预先设定的阆值，这条直线段就被用来代替原来的那条折线。
③假如有些点的距离大于國值，距离最远的那一点保留，并将原折线分成两段。对两段折线重复上述过程，最后保留下来的点就是经过数据压缩的折线。