栅格数据和矢量数据压缩编码.ppt

几种典型数据的压缩与编码,2014年4月28日,目录：,数据压缩的定义栅格数据的压缩编码矢量数据的压缩编码,数据压缩：,定义：数据压缩是指在不丢失信息的前提下，缩减数据量以减少存储空间，提高其传输、存储和处理效率的一种技术方法。或按照一定的算法对数据进行重新组织，减少数据的冗余和存储的空间。分类：有损压缩和无损压缩,栅格结构编码方法：,直接栅格编码：,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，可以每行从左到右逐像元记录，也可以奇数行从左到右，偶数行从右到左记录，为了特殊目的还可以采用其他记录顺序。,链码：,（又称为freeman码）是用曲线起始点的坐标和边界点方向代码来描述曲线或边界的方法。有八个基本方向组成，方向代码分别为0,1,2,3,4,5,6,7，单位矢量的长度默认是一个栅格单元。,游程长度编码：,对于一幅栅格图像，常常有行（或列）方向上相邻的若干点具有相同的属性代码，因而可采取某种方法压缩那些重复的记录内容。,块码：,采用方形区域作为记录单元，数据编码由初始位置行列号加上半径，再加上记录单元的代码组成。,四叉树编码：,是根据栅格数据二维空间分布的特点，将空间区域按照4个象限进行递归分割（2n2 n，且n1），直到子象限的数值单调为止，最后得到一棵四分叉的倒向树。为了保证四叉树分解能不断的进行下去，要求图形必须为2n2 n的栅格阵列。n 为极限分割次数，n1是四叉树最大层数或最大高度。,五种编码比较：,直接栅格编码：简单直观，是压缩编码方法的逻辑原型（栅格文件）；链码：压缩效率较高，以接近矢量结构，对边界的运算比较方便，但不具有区域性质，区域运算较难；游程长度编码：在很大程度上压缩数据，又最大限度的保留了原始栅格结构，编码解码十分容易，十分适合于微机地理信息系统采用；块码和四叉树编码：具有区域性质，又具有可变的分辨率，有较高的压缩效率，四叉树编码可以直接进行大量图形图象运算，效率较高，是很有前途的编码方法。,矢量数据编码方法：,点实体编码：,空间信息：X,Y坐标,属性信息,简单点,文本点,结点,比例朝向,比例朝向字体文句,线指针线交汇编,线实体编码：,唯一标示码线标示码起始点终止点坐标对序列显示信息非几何属性,线实体编码,多边形矢量编码：,多边形环路法树状索引编码法拓扑结构编码法,多边形环路法：,由多边形边界的x,y坐标队集合及说明信息组成。,P1：x1，y1；x2，y2；x3，y3；x4，y4；x5，y5；x6，y6；P2：x7，y7；x8，y8；x9，y9；x10，y10；x11，y11；x5，y5；x6，y6P3：x12，y12；x13，y13；x14，y14；x15，y15,树状索引法：,树状索引法数据结构采用树状索引以减少数据冗余并间接增加邻域信息，具体方法是对所有边界点进行数字化，将坐标对以顺序方式存储，由点索引与边界线号相联系，以线索引与各多边形相联系，形成树状索引结构。,线与多边形之间的树状索引,点与线之间的树状索引,拓扑结构编码法：,双重独立式,链状双重独立式,双重独立式：,这种数据结构最早是由美国人口统计局研制来进行人口普查分析和制图的，简称为DIME(Dual lndependent Map Encoding)系统或双重独立式的地图编码法。双重独立式数据结构是对图上网状或面状要素的任何一条线段，用其两端的节点及相邻面域来予以定义。,因为在这种数据结构中，当编码数据经过计算机编辑处理以后，面域单元的第一个始节点应当和最后一个终节点相一致，而且当按照左侧面域或右侧面域来自动建立一个指定的区域单元时，其空间点的坐标应当自行闭合。如果不能自行闭合，或者出现多余的线段，则表示数据存储或编码有错。,例如，从上表中寻找右多边形为A的记录，则可以得到组成A多边形的线及结点如表29，通过这种方法可以自动形成面文件，并可以检查线文件数据的正确性。,链状双重独立式：,链状双重独立式数据结构是DIME数据结构的一种改进。在DIME中，一条边只能用直线两端点的序号及相邻的面域来表示，而在链状数据结构中，将若干直线段合为一个弧段（或链段），每个弧段可以有许多中间点。在链状双重独立数据结构中，主要有四个文件：多边形文件、弧段文件、弧段坐标文件、结点文件。,多边形文件主要由多边形记录组成，包括多边形号、组成多边形的弧段号以及周长、面积、中心点坐标及有关“洞”的信息等。,弧段文件主要有弧记录组成，存储弧段的起止结点号和弧段左右多边形号。,弧段坐标文件由一系列点的位置坐标组成，一般从数字化过程获取，数字化的顺序确定了这条链段的方向。,谢谢,