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一种新的栅格数据矢量化方法
A Novel Approach for Raster Data Vectorization

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张星月 1   汪闽 2   蒋圣 2  
文摘 栅格数据矢量化是遥感和地理信息系统一体化集成的关键技术之一。在以往的研究中，对“岛”，尤其是多层嵌套岛的处理还不够完善。本文提出了一种新的矢量化方法，其步骤如下：（1）提取端点和结点。使用2×2模板匹配窗口对图像进行一次遍历，提取出端点和结点以及它们之间的连接信息；（2）形成弧段。利用端点和结点的连接信息来形成非闭合弧段和闭合弧段；（3）建立多边形。对于闭合弧段在某种意义上就是一个简单多边形，只需将弧段的结点转换为多边形的结点就可形成由它组成的简单多边形，对于非闭合弧段，则使用左转算法来形成由它们组成的简单多边形；（4）对“岛”进行处理。由于可能发生一个多边形同时被多个多边形包含的情况，为了建立正确的拓扑关系，需要对这种包含关系进行分析，找到岛的最小包含多边形。实验证明，本算法较好地对“岛”的问题进行了处理，并且速度较快，能够满足实际应用的要求。
其他语种文摘 Raster data vectorization is one of the key techniques for the integration of remote sensing and GIS. Although it＇ s a traditional problem with a lot of algorithm proposed, there still exist many defects including, e. g. , the problem of the ＂island＂, especially the multi-nested ＂island＂ in many vectorizing methods. In this paper, an improved algorithm for raster data vectoriation is proposed. This method includes four main steps. The first step is to extract the vertices and nodes. Moving through the image using a 2 x 2 template window, we can extract the vertices and nodes and their connection information. The second step is to construct the arcs. We use the connection information to construct the non-closed and closed arcs. The third step is to build the polygons. With left-turn algorithm, we can build simple polygons from non-closed arcs. Besides, since closed arcs correspond to simple polygons, we only have to convert a vertex of an arc to a vertex of a polygon. The last step is to deal with the ＂islands＂. We judge containing relationship among these polygons. Since a polygon may be contained by several parent polygons, we should find its minimal containing parent and then deal with the ＂islands＂. The main advantages of the proposed algorithm include the follows. 1 ） Algorithm efficiency is relatively fast. 2） It isn＇ t sensitive to the size of raster data, but only sensitive to the number of the nodes and vertexes. 3） It can build the correct topology and then solve the problem of multi-nested ＂island＂. Our method is validated with many successful experiments when applied in vectorizing the remote sensing classification imagery.
来源 地球信息科学 ,2008,10(6):730-735 【扩展库】
关键词 栅格数据 ; 矢量数据 ; 矢量化
地址

1. 北京师范大学, 遥感科学国家重点实验室;;虚拟地理环境教育部重点实验室, 北京, 100875  

2. 南京师范大学, 虚拟地理环境教育部重点实验室, 江苏, 南京, 210046

语种 中文
ISSN 1560-8999
学科 测绘学;普通生物学
基金 国家自然科学基金 ;  国家863计划 ;  中国科学院遥感应用研究所/北京师范大学遥感科学国家重点实验室基金
文献收藏号 CSCD:3449129

参考文献 共 14 共1页

1.  黄波. 矢量、栅格相互转换的新方法. 遥感技术与应用,1995,10(3):61-65 CSCD被引 21 次    
2.  沈掌泉. 栅格转换矢量的一种新方法—结点搜索法. 中国图象图形学报,1998,3(4):318-321 CSCD被引 7 次    
3.  沈掌泉. 基于拓扑关系原理的栅格转换矢量方法的研究. 遥感学报,1999,3(2):38-42 CSCD被引 20 次    
4.  吴华意. 无边界游程编码及其矢栅直接相互转换算法. 测绘学报,1998,27(1):63-68 CSCD被引 24 次    
5.  唐宏. 一种新的矢量化方法. 北京测绘,1999(3):13-15 CSCD被引 4 次    
6.  章孝灿. GIS中基于“栅格技术”的栅格数据矢量化技术. 计算机辅助设计与图形学学报,2001,13(10):895-900 CSCD被引 15 次    
7.  扶卿化. 栅格数据矢量化及其相关问题的解决方法技术. 地球信息科学,2004,6(4):85-89 CSCD被引 1 次    
8.  谢顺平. 基于游程编码的GIS栅格数据矢量化方法. 测绘学报,2004,33(4):323-327 CSCD被引 20 次    
9.  谢顺平. 实现栅格图形和图像数据矢量化提取的游程轮廓追踪法. 遥感学报,2004,8(5):465-470 CSCD被引 14 次    
10.  陈仁喜. 遥感分类栅格图的快速矢量化方法. 遥感学报,2006,10(3):326-331 CSCD被引 16 次    
11.  张宏. 地理信息系统算法基础,2006 CSCD被引 57 次    
12.  郭达志. 地理信息系统基础与应用,1997 CSCD被引 11 次    
13.  徐少平. 一种基于R树和四叉树的移动对象空间数据库混合索引结构. 计算机与数字工程,2006,34(3):54-57 CSCD被引 2 次    
14.  陈述彭. 地理信息系统导论,1999 CSCD被引 234 次    
引证文献 6 篇

1 马林兵 非均质栅格Voronoi图生成方法研究 地理与地理信息科学,2009,25(5):39-42
CSCD被引 3 次

2 王昌 矢量栅格一体化数据结构设计与应用 计算机工程,2010,36(20):88-89,101
CSCD被引 2 次

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