第一篇：山西師范大學陳廷地理信息系統(tǒng)期末總結--1GIS表面建模方法

第一節(jié)

GIS表面建模方法:

一、表面柵格法

地形數(shù)據以附加高程值的均勻格網形式表達。

二、不規(guī)則三角網法(TIN):

格網記錄高程信息的兩種方式

采用像元中心點的值

采用整個像元的值

柵格數(shù)據集的優(yōu)點：

概念模型簡單,數(shù)據存儲也十分緊湊； 柵格模型有良好的處理柵格數(shù)據算法;柵格格式高程數(shù)據相對豐富,費用低廉;柵格數(shù)據集的缺點：

嚴格格網結構同多變的地形不相適應;當以規(guī)則間距的柵格進行內插時，源數(shù)據要發(fā)生改變；

在許多應用中無法很好地表達地物。TIN表示法優(yōu)點：

采點的不規(guī)則性，可以在地形變化顯著處改變取樣點密度，生成高效、精確的表面模型；

支持多種表面分析;

適合于大比例尺制圖應用;TIN表示法缺點：

計算與分析算法較復雜 改變數(shù)據精度時需重采樣

第二節(jié)

數(shù)據結構

? 數(shù)據結構：即數(shù)據組織的形式，是適合于計算機存儲、管理、處理的數(shù)據邏輯表達。

換句話說，是指相互之間存在一種或多種特定關系的數(shù)據元素以什么形式在計算機中存儲和處理。通常情況下，精心選擇的數(shù)據結構可以帶來更高的運行或者存儲效率。

空間數(shù)據結構

? 空間數(shù)據結構：對相互之間存在一種或多種特定關系的空間數(shù)據元素進行數(shù)據組織的形式。

對現(xiàn)實世界的空間數(shù)據表達可以采用矢量數(shù)據模型和柵格數(shù)據模型。相應的，空間數(shù)據結構也可以劃分為基于矢量模型和基于柵格模型的數(shù)據結構，簡稱為矢量數(shù)據結構和柵格數(shù)據結構。

第三節(jié)

矢量數(shù)據結構

? 矢量數(shù)據結構是利用歐幾里德（Eucild）幾何學中的點、線、面及其組合體來表示地理空間分布的一種數(shù)據組織形式。? 優(yōu)點：能很好的表達地理實體的空間分布特征，數(shù)據精度高，數(shù)據存儲的冗余度低。1.缺點：對于多層空間數(shù)據的疊合分析比較困難。

? 間拓撲關系分為實體數(shù)據結構和拓撲數(shù)據結構。

? 實體數(shù)據結構

? 分類：按是否明確表示地理實體間的空在實體數(shù)據結構中，空間數(shù)據按照基本的空間對象（點、線或多邊形）為單元進行單獨組織，其中不含有拓撲關系的信息。

? 實體數(shù)據結構的特點 ? 數(shù)據按點、線或多邊形為單元進行組織，數(shù)據編排直觀。

? 每個多邊形都以閉合線段存儲，多邊形的公共邊界被數(shù)字化兩次和存儲兩次，造成數(shù)據冗余和不一致； ? 實體數(shù)據結構的特點（續(xù)）

? 點、線和多邊形有各自的坐標數(shù)據，但沒有拓撲數(shù)據，互相之間不關聯(lián)； ? 島只作為一個單個圖形，沒有與外界多邊形的聯(lián)系。

? 實體數(shù)據結構的特點（續(xù)）? 非拓撲的點、線、面。顯示速度快，但是編輯不便。例如： ? 實體數(shù)據結構舉例

? 采用實體數(shù)據結構的有：ArcView GIS 的 Shape 文件和MapInfo的Tab文件等。? ESRI公司的Shapefile文件包含一個主文件（*.shp），一個索引文件（*.shx）和一個dbase(*.dbf)文件。每個文件的主要作用詳見教材（P49）。

Shapefile文件：數(shù)據文件簡單

拓撲數(shù)據結構

? 在拓撲數(shù)據結構中，點是獨立的，點連成線，線構成面。每條線始于起始節(jié)點，止于終止節(jié)點，并與左右多邊形鄰接。? 拓撲數(shù)據結構的基本元素：節(jié)點、弧段、多邊形。

? 拓撲數(shù)據結構的特點 ? 數(shù)據結構復雜，借用了拓撲學（Topology）的原理來描述空間事物，不僅記錄空間位置和幾何特性，還記錄空間關系。? 圖形的修改方便，可由軟件檢查數(shù)據輸入的錯誤，容易保證數(shù)據質量 ? 便于疊合分析、網絡分析等

? 建立拓撲關系需花計算時間（當?shù)貓D覆蓋范圍很大，數(shù)據量很大時）? 拓撲數(shù)據結構基本文件構成

? 在拓撲數(shù)據結構中，主要有弧段文件、節(jié)點文件、多邊形文件、弧段坐標文件等，其中弧段是數(shù)據結構的基本對象。? 拓撲數(shù)據結構舉例：Coverage文件 ? 拓撲數(shù)據結構

? 小結：矢量型數(shù)據結構的比較

柵格數(shù)據結構

? 定義：將空間分割成有規(guī)則的網格（每個格網稱為柵格單元）在各個柵格單元上給出相應的屬性值來表達地理實體的一種數(shù)據組織形式。

有關柵格的幾點說明：柵格的邊長 ? 柵格的邊長決定了柵格數(shù)據的精度。? 但是，當用柵格數(shù)據來表示地理實體時，不論格網邊長多小，與原實體特征相比較，信息都有丟失。這是由于復雜的實體采用統(tǒng)一的格網造成的。? 有關柵格的幾點說明：（2）柵格空間位置

? 空間位置用行和列標識。? 有關柵格的幾點說明：（4）柵格的取值 ? 有關柵格的幾點說明：（4）柵格的取值 ? 有關柵格的幾點說明：（4）柵格的取值 ? 柵格數(shù)據的組織方法（或存儲類型）

1、柵格矩陣結構：簡單直觀，是壓縮編碼方法的邏輯原型（柵格文件）；

2、游程（行程）編碼結構：在很大程度上壓縮數(shù)據，又最大限度的保留了原始柵格結構，編碼解碼十分容易，十分適合于微機地理信息系統(tǒng)采用；

3、四叉樹結構：具有區(qū)域性質，又具有可變的分辨率，有較高的壓縮效率，四叉樹編碼可以直接進行大量圖形圖象運算，效率較高，是很有前途的編碼方法。

4、柵格矩陣結構

? 柵格矩陣結構是一種用矩陣存儲柵格數(shù)據單元的存儲結構。

? 從柵格矩陣結構引出的問題：

? 在計算機中，如果矩陣的每個元素用一個雙字節(jié)表示，則一個圖層的全柵格數(shù)據所需要的存儲空間為m（行）×

n（列）×

2（字節(jié)）。

? 如：一個面積為100km2的區(qū)域，如果網格邊長取為1m，每個網格用一個雙字節(jié)表示，則一個圖層的要素就占用200 兆字節(jié)的存儲空間。因此，柵格數(shù)據的壓縮是柵格數(shù)據結構要解決的重要任務。? 游程（行程）編碼結構

? 游程：指柵格矩陣一行內相鄰同值柵格的數(shù)量，也稱行程。

? 游程編碼結構：指逐行將相鄰同值的柵格合并，記錄合并后柵格的值及合并柵格的數(shù)量（即游程的數(shù)據結構）。

? 目的：壓縮柵格數(shù)據量，消除數(shù)據間的冗余。

? 游程編碼的建立方法：將柵格矩陣的一行數(shù)據序列映射為相應的二元組序列。? 游程（行程）編碼結構 ? 游程編碼結構的特點

? 游程編碼能否壓縮數(shù)據量，主要取決于柵格數(shù)據的性質?？梢酝ㄟ^計算數(shù)據的冗余度進行測試。

? 游程編碼是一種無損壓縮方法，信息不丟失，通過解碼可以恢復為柵格矩陣結構。

? 為了提高系統(tǒng)對游程編碼數(shù)據序列的訪問效率，通常采用索引順序文件的方法來組織數(shù)據（如圖2-19）。? 四叉樹結構 ? 四叉樹結構存儲的原理：見教材56頁。將空間區(qū)域按照4個象限進行遞歸分割n次，每次分割形成2n×2 n個子象限，直到子象限的數(shù)值單調為止，該子象限就不再分割。凡屬性值都相同的子象限，不論大小，均作為最后的存儲單元。? 四叉樹編碼（續(xù)）? 四叉樹的存儲方法 ? 常規(guī)四叉樹（了解）? 線性四叉樹（了解）

曲面數(shù)據結構

? 曲面：指連續(xù)分布現(xiàn)象的覆蓋表面，具有這種覆蓋表面的要素有地形、降水量、溫度和磁場等。

? 表達和儲存這些要素的基本要求是必須便于計算連續(xù)現(xiàn)象在任一點的數(shù)值。? 兩種表達曲面的方法：不規(guī)則三角網（triangulated irregular network, TIN）和規(guī)則格網（Grid）

不規(guī)則三角網(TIN)? 將離散分布的實測數(shù)據點連成三角網，網中的每個三角形要求盡量接近等邊形狀，并保證由最近鄰的點構成三角形。（教材59頁圖2-22所示）? 狄洛尼（Delaunay）三角網在地形擬合方面運用的較普遍，因此常被用于TIN的生成。

? 不規(guī)則三角網數(shù)據結構的優(yōu)點：可方便的進行地形分析，例如坡度和坡向信息的提取，填挖方計算，陰影和地形通視分析，等高線自動生產和三維顯示。

規(guī)則格網的曲面數(shù)據結構

規(guī)則格網的曲面數(shù)據結構類似于矩陣形式的柵格數(shù)據，只是其屬性值為地面的高程或其它連續(xù)分布現(xiàn)象的數(shù)值。（見教材59頁圖2-22）

例子：從規(guī)則格網表達的數(shù)字高程模型（DEM）到不規(guī)則三角網表達的數(shù)字高程模型；從不規(guī)則三角網到等高線的生成。

2.4 空間數(shù)據結構的建立 矢量數(shù)據的輸入：(1)手工數(shù)字化法；(2)手扶跟蹤數(shù)字化法；(3)數(shù)據結構轉換法。

? 柵格數(shù)據的輸入：(1)手工網格法；(2)掃描數(shù)字化法；(3)分類影像輸入法；(4)數(shù)據結構轉換法。

? 曲面數(shù)據的輸入：空間插值法。? 上述具體內容我們通過實驗來介紹。

小結

以上均以高程為例介紹GIS中地表建模的方法，實際上，以上方法還可以擴展到等壓面、等降水量面、等人口密度線等表面的建模。

第二篇：山西師范大學陳廷總結攝影與構圖第二章攝影構圖

第二章攝影構圖

第一節(jié) 攝影構圖的定義及基本要求

一.定義：

運用相機鏡頭的成像特征和攝影造型手段來構成一定的畫面，以揭示一定的內容。

在對攝影構圖的認識問題上，有兩點應特別引起注意:

一）辯證的認識攝影構圖的形式與內容的統(tǒng)一

攝影構圖是用“一定的形式來揭示一定的內容”。因此在攝影構圖的過程中，要時時提防脫離內容而去追求“表現(xiàn)形式”。所謂“形式與內容的統(tǒng)一”就是要求拍攝者充分運用最生動、最適當?shù)男问絹斫沂疽欢ǖ膬热荨?/p>

二）攝影構圖是一種“藝術性的學問”，而不是“技術性的學問”。

即“藝無定規(guī)”、“畫有法，而無定法”就是這個道理。

在攝影構圖中的一些所謂“規(guī)律”、“規(guī)則”，都是指一般情況而言，僅僅符合人的“視覺”效果，只是針對一定的內容才適用。

二.攝影構圖的基本要求：

攝影靠畫面的“線、形、色、虛、實”等形式表現(xiàn)攝影的對象、內容。因此攝影構圖的畫面往往要求通過“簡潔、完整、平衡、生動”的效果，以揭示一定的內容。

簡潔：主體突出，陪體適當，賓主分明

所謂主體：是指要表現(xiàn)的對象或主題思想的主要體現(xiàn)者；突出：就是要醒目，即一目了然。所謂陪體：就是主體前后左右的景物?！斑m當”就是與主體有關聯(lián)、有助于襯托主體的景物。

這里需要指出的是：一是不能陪體壓倒主體，令人有喧賓奪主之感；二是不能賓主不分；

三)不能完全舍去陪體，使主體變成“簡單”的畫面。

完整：畫面中主體必須給人一種完整感，完整并非要求完全。人的視覺具有下意識自動延伸的功能，不“完全”的影像也能給人以“完整感”。如：肖像、半身像。

穩(wěn)定：平衡、穩(wěn)定的物體，人的視覺感受舒適，安定；反之，就感到別扭、不安定。

穩(wěn)定的基本要求：水平線要水平；垂直線要垂直；影像影調要平衡。

生動：含義極為廣泛、豐富。各種各樣的構圖要素，運用得恰到好處，都會產生生動的效果。只有形式與內容統(tǒng)一的生動，才是真正的生動。如笑。