分类后栅格数据特点分析及其矢量化算法_李飞.pdf

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1、第38卷第2期测绘科学Vol.38No.22013年03月ScienceofSurveyingandMappingMar.分类后栅格数据特点分析及其矢量化算法李飞，周晓光，李海欧，陈鑫镖(中南大学测绘与国土信息工程系，长沙410083)【摘要】本文分析了遥感分类后栅格数据的特点，设计了一种改进的遥感分类后栅格数据矢量化方法，采用VisualC++编程实现，用实际数据进行了实验验证，并对比已有方法分析了矢量化结果的时间效率。分析结果表明:采用本文方法能完成大型分类后图像的矢量化，在计算机内存中处理矢量化栅格图

2、的复杂度和速度得到提高，具有一定实用价值。【关键词】遥感分类图;栅格数据;矢量化;算法【中图分类号】TP751【文献标识码】A【文章编号】1009-2307(2013)02-0101-03完整拓扑关系，能够处理岛屿多边形，是一种高效的栅格1引言数据矢量化方法。如图1为算法思路图，首先采用2×2遥感数据作为GIS一种重要数据源而存在，最终目的大小的窗口遍历图像提取结点和坐标点及其连接信息，利是提取其中有用的专题信息，而专题信息的提取通过对遥用它们间的连接信息跟踪弧段，跟踪弧段过程中同时完成感图像分类来实现。专

3、题信息的信息量不大、图斑简单且结点弧段连接信息建立和弧段面域属性的获取，最后依据大、有较明显规律性，适合用矢量数据存储和管理，因此结点和弧段的连接信息组建多边形，并建立完整拓扑［1］关系。遥感数据专题信息矢量化提取成为GIS的重要内容。在近年矢栅一体化的技术研究中，高效的矢量栅格转换算法［2］占有重要地位。国内外矢量化的研究始于20世纪70年代，MontanariU在1970年首先提出了一种从数字化图像中提取多边形［3］轮廓的方法，Peuquet等人在1981年研究了数字制图数［4］据快速从栅格格式转换到矢

4、量格式的算法，Pi-wowar.JosephM等人于1990年研究了在GIS中空间数据栅［5］格矢量转换的边界连接算法。针对传统栅格矢量化方法中存在处理速度较慢，难形成拓扑关系，不能处理大型栅格图像的缺点，近年来出现了一些新的方法如散列线段聚［6］［7］［8］合法，有向边界法，基于栅格技术的矢量化方法，［9，10］基于拓扑关系的转换方法，无边界游程编码及其矢栅［11］［12］互转换算法，基于线性四叉树的矢量化方法，基于图1算法思路图［1，13］游程编码轮廓追踪的方法等。文献［6］和文献［7］的方法对边缘跟踪

5、法有一定改进，但未从根本上克服边缘跟2分类后栅格数据特点分析踪法的缺点，文献［8］－文献［10］的方法基于外存处理，过多的中间信息和外部访问使得算法速度受到影响，文献遥感影像经过［11］的方法额外的内存开销降低了游程的压缩效率，限分类算法的处理制了处理图形的规模和复杂度，文献［12］的方法为弥补后，同类地物聚集四叉树对栅格2维整体性的破坏而增加的过多处理开销制成图斑，像元所包约了处理效率的提高。另外，很多GIS和RS软件也支持含的灰度值信息转对遥感栅格影像的矢量化功能，但由于他们各自的局限变为类别信息。分性

6、，使得矢量化的结果必须经过大量编辑才能满足空间分类后的栅格数据是析等应用要求。对已有的各种方法分析可知:解决规模由不同编码组成的大、复杂度高的栅格图高效矢量化的问题是找到一种完全多种类型数据的集基于内存数据处理的方法。合，每一种类型由本文在总结前人方法的基础上，设计了一种改进的遥一个编码表示，每感分类后栅格数据矢量化方法，该方法可以完成大型栅格个像元具有一个惟图2遥感分类图图像的矢量化，完全基于内存处理，矢量化过程中即建立一编码(图2)。与原始遥感影像相比具有如下特点:数据层由3层或者更多层转变为了1层，灰

7、度值转变为了类型值，类型值由分类作者简介:李飞(1989-)，男，山西榆的类型数确定，原始遥感图像中灰度的渐变转变为分类图社人，硕士生，主要从事遥感分类后栅的图斑边界处类型值的突变。格数据矢量化、时空数据更新方面的对分类后栅格图的矢量化，就是要提取出组成每个图研究。斑的边界线，并由这些边界线连接成为具有拓扑关系的多E-mail:flee22@163.com边形。在矢量化过程中规定:具有2个连接方向的点为坐标点，而具有3个以上连接方向的点为结点。为了能够满收稿日期:2011-5-10足实际应用中对大图像的快速

8、矢量化要求，矢量化过程全基金项目:国家“863计划”重点项目部在内存中处理。大图像的矢量化采用图像分块处理的方式来实现。(2009AA122004);国家863计划资助项目(2012AA121301)102测绘科学第38卷结点的所有方向。3矢量化方法如从结点30开始追踪弧段(图4):在0方向，得到弧3.1提取结点、坐标点并建立连接信息段30→27;在1方向，得弧段30→29→……→26;在2方采用2×2大小窗口提