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基于栅格数据的图像差异分析算法研究

作　者: 马洪波
导　师: 陈志泊
学　校: 北京林业大学
专　业: 森林经理
关键词: 栅格数据 时空数据模型 线性四叉树编码 游程编码
分类号: P208
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要


随着GIS应用领域的扩大和时态GIS的发展,GIS栅格数据在模拟和预测土地荒漠化扩展、森林病虫害防治、火灾蔓延等领域中得到了较多的使用,但这些栅格数据具有很明显的时间特性,也就是呈时间序列分布特点。显然,在对这些时序栅格数据进行存储管理时,由于栅格数据的数据量很大,所以不可能存储时间序列中的全部数据,必须研究和找出有效的算法对时序栅格数据进行处理,从而达到不仅能减少数据存储量,而且还能满足时态GIS对时空数据的历史回溯和模拟预测的目的。 本研究从时态GIS对时序栅格数据管理的实际需求出发,采用地理信息系统中基态修正时空数据模型的思想,以美国ESRI公司的ArcView软件中的ASCII文件格式为研究对象,分别采用线性四叉树编码和游程编码两种栅格数据压缩编码方式进行了基于栅格数据的差异性分析算法的探索和研究。并以宁夏盐池地区土地荒漠化蔓延栅格数据为实验数据,在宁夏盐池地区土地荒漠化时空数据管理系统中对该算法进行了验证,实现了对同一地区、同一主题、不同时期之间栅格数据的差异分析功能,为GIS栅格数据的时空数据管理提供有力的支持。

全文目录


摘要  3-7
1 引言  7-21
  1．1 地理信息系统及其发展现状  7-13
    1．1．1 什么是地理信息系统  7-8
    1．1．2 地理信息系统的迅速发展  8
    1．1．3 地理信息系统的应用现状  8-12
    1．1．4 地理信息系统中的数据结构  12-13
  1．2 栅格数据及其应用现状  13-16
    1．2．1 什么是栅格数据结构  13
    1．2．2 栅格数据的应用  13-16
      1．2．2．1 栅格数据在城市规划及土地利用领域中的应用  13-14
      1．2．2．2 栅格数据在森林病虫害防治领域中的应用  14
      1．2．2．3 栅格数据在水文模型中的应用  14-15
      1．2．2．4 栅格数据在森林火灾模型中的应用  15
      1．2．2．5 栅格数据在荒漠化治理中的应用  15-16
    1．2．3 栅格数据管理中的时态性  16
  1．3 时态地理信息系统  16-19
    1．3．1 时态地理信息系统概述  16-17
    1．3．2 时空数据模型的分类  17-19
      1．3．2．1 序列快照模型(Sequentsnapshots)  17-18
      1．3．2．2 基态修正模型(Base State With Amendments)  18
      1．3．3．3 时空复合模型(Space-timecomposite)  18-19
      1．3．3．4 时空立方体模型(Space-timecube)  19
  1．4 基于栅格数据的差异存储算法研究的目的和意义  19-21
2 基于栅格数据的差异分析算法  21-54
  2．1 什么是基于栅格数据的差异分析算法  21-22
    2．1．1 基于栅格数据的差异分析算法的前提  21
    2．1．2 算法研究的数据基础  21-22
  2．2 栅格数据的压缩编码处理  22-28
    2．2．1 栅格数据的压缩编码方法  23-28
      2．2．1．1 游程编码  23-24
      2．2．1．2 四叉树编码  24-26
      2．2．1．3 链式编码  26-27
      2．2．1．4 块式编码  27-28
      2．2．1．5 压缩编码方式的选择  28
  2．3 基于线性四叉树编码的栅格数据差异分析算法  28-40
    2．3．1 基态修正时空数据模型的总体思想  29
    2．3．2 基于线性四叉树编码的栅格数据差异分析算法的总体思想  29-33
      2．3．2．2 栅格地址码转成 MQ编码  29-30
      2．3．2．3 基于线性四叉树编码的差异分析算法的总体思想  30-33
    2．3．3 基于线性四叉树编码的栅格数据差异分析算法详细说明  33-40
      2．3．3．1 基于线性四叉树编码的差异分析算法的数据准备  33-35
      2．3．3．2 基于线性四叉树编码的差异分析算法  35-40
  2．4 基于游程编码的栅格数据差异分析算法  40-54
    2．4．1 基于游程编码的栅格数据差异分析算法的总体思想  40-45
      2．4．1．1 栅格地址码转成游程编码  41-42
      2．4．1．2 基于游程编码的差异分析算法的总体思想  42-45
    2．4．2 基于游程编码的栅格数据差异性分析算法的详细说明  45-54
      2．4．2．1 基于游程编码的差异分析算法的数据准备  45-46
      2．4．2．2 基于游程编码的差异分析算法  46-54
3 应用案例  54-61
  3．1 实验数据  54
  3．2 开发环境及工具  54
  3．3 实现功能  54-58
  3．4 差异分析算法的效果  58-61
4 结论  61-62
参考文献  62-65
个人简介  65-66
导师简介  66-67
致谢  67

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 测绘学 > 一般性问题 > 测绘数据库与信息系统
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