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1、地图数据处理 线状符号生成算法线状符号生成算法 线状符号是表示沿着线状延伸分布的物体或制图现线状符号是表示沿着线状延伸分布的物体或制图现象的符号，如表示交通线，境界线等的符号，其长度与象的符号，如表示交通线，境界线等的符号，其长度与地图比例尺有关。地图比例尺有关。（1 1）线状符号信息块）线状符号信息块 信息块方法把各类线状符号看作是由沿线状要素信息块方法把各类线状符号看作是由沿线状要素中中轴线轴线重复串接符号单元而成重复串接符号单元而成 。LL图图4-5 4-5 线状符号的符号单元线状符号的符号单元 每一单元由每一单元由线符线符部分和部分和点符点符部分组成，部分组成，线符中的点符部分只是部分
2、线符才有，它线符中的点符部分只是部分线符才有，它仅是在一定部位，仅是在一定部位，并以线符延伸方向为并以线符延伸方向为x轴轴（曲线的（曲线的x长轴），并没有什么变形，长轴），并没有什么变形，按单元距离按单元距离L L，重复配置；而线符部分，重复配置；而线符部分，以线符中心线为配置轴线，单元长一样，以线符中心线为配置轴线，单元长一样，但需在但需在弯曲部位弯曲部位进行一定的进行一定的压缩和拉伸压缩和拉伸，象一根理想的橡皮条一样，这一现象，数象一根理想的橡皮条一样，这一现象，数学上称为学上称为伦移变换伦移变换。(2)(2)线状符号程序块线状符号程序块 线状符号的程序块绘制，其已知条件是中心轴线及需线状
3、符号的程序块绘制，其已知条件是中心轴线及需配置线状符号结构尺寸。配置线状符号结构尺寸。 绘制该符号要解决两个问题：绘制该符号要解决两个问题：一是一是确定每一条横短线确定每一条横短线的位置？即确定横短线与中轴线的交点坐标；的位置？即确定横短线与中轴线的交点坐标；二是二是绘横短绘横短线延伸到何处？即确定横短线两端点的坐标。线延伸到何处？即确定横短线两端点的坐标。4.4.面状符号生成算法面状符号生成算法 面状符号是指地图上用来表示呈面状分布的面状符号是指地图上用来表示呈面状分布的地物或地理现象的符号。地物或地理现象的符号。这些符号的共同特点这些符号的共同特点就是在面域内填绘不同方向、不同间隔、不同就
4、是在面域内填绘不同方向、不同间隔、不同粗细的粗细的“晕线晕线”，或填充规则与不规则分布的，或填充规则与不规则分布的个体符号、花纹或颜色来反映这些现象的质量个体符号、花纹或颜色来反映这些现象的质量特征和数量差异。特征和数量差异。 (1)(1)面状符号信息块面状符号信息块 面状符号信息块中存储的是填充符号的面状符号信息块中存储的是填充符号的单单元信息元信息，它的结构类似于线状符号中线，它的结构类似于线状符号中线线信线信息块，但需增加三种信息：息块，但需增加三种信息：行距行距、行向倾角行向倾角、排列方式排列方式。行向倾角指晕线方向与。行向倾角指晕线方向与X轴夹角，轴夹角，地图中有时有两组相交的晕线，
5、故有可能有两地图中有时有两组相交的晕线，故有可能有两种倾角；排列方式一般有种倾角；排列方式一般有“井井”型、型、交错交错和和散散列列三种三种 。（2 2）面状符号程序块）面状符号程序块 面状符号的图案千差万别，但晕线填充是其基本形式。面状符号的图案千差万别，但晕线填充是其基本形式。所谓所谓“晕线晕线”，即是一组平行的等间距的平行线。，即是一组平行的等间距的平行线。 1 1）在多边形内填绘晕线）在多边形内填绘晕线 图形编辑 数据组织 点的定位 线的定位 面的定位数据组织 GIS中的空间数据通常是分层存取的，通常可分为控制点、独立地物、居民地、境界、水系、地貌、植被等。在进行图形编辑时，需确定在什
6、么数据层(或哪几个数据层)进行操作，以便对选定数据层的数据进行编辑。 无论空间数据库是用数据库管理还是用文件管理，都必须要为图形编辑的实现提供空间数据的读取、存储等基本功能。 由于GIS空间数据所涉及的地理区域较大，空间数据量是海量，因而每次编辑都针对全部空间数据进行是不现实的，因为这样的查询和编辑操作所需的时间是不能忍受的，所以，都需要采用建索引的方法，索引通常是分层建立的，主要方法有四叉树索引和格网索引。数据组织 建立了索引文件后的图形编辑，不仅要修改原始的空间数据，而且要修改相关的索引文件。 在对空间数据进行删除操作时，通常不直接删除空间数据库中的相关数据，而只是在相应的索引文件中作一标
7、志，只有在重新整理数据库时，才进行真正的删除。 在对建立了拓扑关系的矢量数据进行图形编辑时，往往会破坏原有的拓扑关系，这时需要拓扑重构。也可以先对图形编辑所涉及的局部区域进行拓扑重构，然后与原区域进行相关处理，以获取全图的拓扑关系数据。 四叉树索引四叉树索引 最小外包矩形MBR就是包围图元，且平行于X，Y轴的最小外接矩形。MBR到底有什么用处呢？因为，图元的形状是不规则的，而MBR是平行于X，Y轴的规则图形，设想一下，如果所有的图元都是平行于X，Y轴的矩形，那针对这样的矩形进行几何上的任何判断，是不是要简单很多呢？ 四叉树索引 GIS空间操作的步骤 没有空间索引，我们无疑要对集合中的每个图元进
8、行精确几何运算，而这样的运算是复杂的，是非常占用CPU的，所以需要空间索引， 原始图像数据集合借助空间索引过滤阶段过滤后图像数据子集精确几何运算阶段符合条件的图元集合四叉树索引 四叉树索引就是递归地对地理空间进行四分，直到自行设定的终止条件（比如每个节点关联图元的个数不超过3个，超过3个，就再四分），最终形成一颗有层次的四叉树。图中有数字标识的矩形是每个图元的MBR，每个叶子节点存储了本区域所关联的图元标识列表和本区域地理范围，非叶子节点仅存储了区域的地理范围。 在地图上画一个矩形，判断地图上哪些图元落在这个矩形里或者和这个所画矩形相交 。1，首先，从四叉树的根节点开始，把根节点所关联的图元标
9、识都加到一个List里。2，比较此矩形范围与根节点的四个子节点（或者叫子区域）是否有交集（相交或者包含），如果有，则把相应的区域所关联的图元标识加到List集合中，如果没有，则以下这颗子树都不再考虑。3，以上过程的递归，直到树的叶子节点终止，返回List。4，从List集合中根据标识一一取出图元，先判断图元MBR与矩形有无交集，如果有，则进行下面的精确几何判断，如果没有，则不再考虑此图元 点的定位点的定位 图形编辑是在计算机屏幕上进行的，因此首先应把图幅的坐标转换为当前屏幕状态的坐标系和比例尺。设光标点为S(x,y)，图幅上某一点状要素的坐标为A(X，Y)，则可设一捕捉半径D(通常为35个象素
10、，这主要由屏幕的分辩率和屏幕的尺寸决定)。若S和A的距离d小于D则认为捕捉成功，即认为找到的点是A，否则失败，继续搜索其它点。d可由下式计算： 但是由于在计算d时需进行乘方运算，所以影响了搜索的速度，因此，把距离d的计算改为： 即把捕捉范围由圆改为矩形，这可大大加快搜索速度，如所示。线的定位 设光标点坐标为S(x,y)，D为捕捉半径，线的坐标为(x1,y1),(x2,y2),(xn,yn)。通过计算S到该线的每个直线段的距离di，若min(d1,d2,dn-1)D，则认为光标S捕捉到了该条线，否则为未捕捉到。在实际的捕捉中，可每计算一个距离di就进行一次比较，若diD，则捕捉成功，不需再进行下
11、面直线段到点S的距离计算了。 线的定位 为了加快线捕捉的速度，可以把不可能被光标捕捉到的线以简单算法去除。对一条线可求出其最大最小坐标值Xmin，Ymin，Xmax，Ymax，对由此构成的矩形再向外扩D的距离，若光标点S落在该矩形内，才可能捕捉到该条线，因而通过简单的比较运算就可去除大量的不可能捕捉到的情况。 对于线段与光标点也应该采用类似的方法处理。即在对一个线段进行捕捉时，应先检查光标点是否可能捕捉到该线段。即对由线段两端点组成的矩形再往外扩D的距离，构成新的矩形，若S落在该矩形内，才计算点到该直线段的距离，否则应放弃该直线段，而取下一直线段继续搜索。线的定位线的定位点S(x,y)到直线段
12、(x1,y1),(x2,y2)的距离d的计算公式为： 线的定位 计算量较大，速度较慢，因此可按如下方法计算。即从S(x,y)向线段(x1,y1)(x2,y2)作水平和垂直方向的射线，取dx,dy的最小值作为S点到该线段的近似距离。由此可大大减小运算量，提高搜索速度。计算方法为： 面的定位 面的捕捉实际上就是判断光标点S(x,y)是否在多边形内，若在多边形内则说明捕捉到。判断点是否在多边形内的算法主要有垂线法或转角法 。数据变换 二维图形变换 1 平移变换 2 比例变换 3 旋转变换 4 错切变换 5 对称变换曲线光滑 地图数据是离散的，现实世界是连续的，以河流为例，计算机中存储的是线状地物的特征点，如果直接把原始数据在图面上描绘出来，得到的是转折明显的折线集合，影响了地图的艺术表达效果，所以需要对曲线进行光滑处理。 线性迭代光滑法 正轴抛物线加权平均法 斜轴抛物线加权平均法 五点求导分段三次多项式插值算法 三次参数样条曲线ABCAB1234123456线性迭代光滑法线性迭代光滑法 又叫抹角法，简单易懂，容易用计算机实现，但是由于抹角，所绘制的曲线不经过原节点而向内收缩，所以线性迭代光滑法对制图上要求曲线严格通过已知点时，这种方法不适用，对于绘制定位精度要求不高的曲线时可以采用。 一般迭代四次即可。