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数据处理和图形编辑
 

随着数据采集工作的完成,在计算机上对数据进行处理和图形编辑处理是数字化测图必不可少的操作。数据处理的目的是为了消除数字化过程中引入的错误,以及将数字化数据重新组织,完成离散化的数据格式向图形数据格式的转换,以便于图形编辑处理。以下将就数据处理和图形编辑的过程和任务作—介绍。
    一、数据处理
    数据处理的过程与步骤。数据处理随使用的系统和技术的不同有很大的差异。但是其处理的内容和任务大体一致,它包括:数据编辑、图幅处理、数据模型的转换、图形文件的生成和数据提取等。因此,数据处理包含着编辑处理和用户处理两个概念。前者是为了建立净化的空间数据库,又称为数据编辑;后者是为了建立满足用户需要的数据文件,又称为数据提取或解释操作。它们都是针对数据本身完成的操作,不涉及内容的分析。
    1.数据编辑
    无论是全野外数字化采集或利用数字化仪对已有图纸进行数字化采集的数据,都不可避免地会引入—些错误,如点数据位的重复、坐标值差异、连码关系不符合图形处理拓扑一致性的要求等,往往需要对数据进行重新组织,一般包括数字化文件的连接,将图幅数据分割为更小的或更便于处理的块。将空间数据按原要求或按照属性进行重新组织,以及将数据组织为可以互换的格式等,其内容取决于输入文件和输出结果的性质。
    当原始的数字化文件输入编辑站,就要进行多工序的编辑检查,它包括:目视检查,用于检查一些显著的错误,例如线段的丢失、线段过长等。机器检查,用于进行数字化数据拓扑一致性的;逻辑检验,将弧连接成多边形以及进行数字化限差的检查等。图形检查指对着数字化原图进行图形的详细检查。
    在编辑阶段,当需要将几幅图并为较大的数据库时,需要按照数据库的编辑要求进行空间数据的编辑处理,其中主要是边沿边匹配。进行数据合并时,有时还需要对数字文件进行重新格式化。
    当文件或数据库的全部编辑任务完成以后,首先要将这种净化后的数据存人新的存储介质,然后再提供利用。
    2.图幅数据的处理
    如前所述,计算机处理房地产图的数据源极其广泛,对于全野外或对航摄像片的数据采集具有很大的灵活性,无需象传统测图作业那样各组间按图幅进行测绘,然后再接边,数据采集可按区域进行,在进行图形编辑和图形输出时,按图幅进行。这样必须有整个测区的图幅信息,即图幅号、测图比例尺、图幅的长、宽及左下角坐标。当使用数字化仪对地图进行图数转换时,由于数字化仪桌面坐标系与地图直角坐标系不一致,以及地图图纸的变形等原因,进行图幅数据的处理还要进行数字化坐标的变换,它包括数据比例尺的变换,变形误差的消除、投影类型的转换以及坐标的旋转和平移。
    (1)测区图幅信息的建立
    在处理外业数据之前,您必须建立起测区的图幅信息。图幅在这里是—种广义的概念,它仅表示处理数据的范围。因此在一个测区内,各图幅的比例尺可以相同,也可以不同,图幅可以是标准图幅,也可以是非标准图幅(如分丘图、分层分户图等),这完全取决于处理数据的范围和成图类型。
    测区图幅信息包含如下内容:图幅横向长、图幅纵向长、成图比例尺、起始图幅号、横向图幅数、纵向图幅数等。
    (2)数字化坐标的变换
    把点的坐标从一个系统转换到另一个系统的过程称之为坐标转换。数字化过程中的坐标转换方法有三种:相似变换、仿射变换和投影变换。现分别讨论如下:
    a.相似变换
    设X、Y为某—点在数字化仪坐标系统中的坐标,X、Y为该点在地面坐标系统中的坐标,那么相似变换公式为:
    
    以上三种变换是互相联系的,相似变换是仿射变换的特例,而仿射变换又是投影变换的特例。或者说,投影变换包括了其它两种变换方法。
    坐标变换的目的除了把点的坐标从数字化仪坐标系统中转换到地面坐标系中外,另—个目的是要改正图形的变形。相似变换只改正图面在各个方向的均匀变形部分,仿射变换考虑了x方向和y方向上不同的变形因子,而投影变换可以改正在更多方向上的不同变、形因子。
    为了进行变换,需要有一组控制点,它们的地面坐标和桌面坐标都是已知的。用它们来确定变换公式中的参数。相似变换公式中有四个参数,至少需要两个控制点。而确定仿射变换参数至少需三个参数,投影变换则需要四个控制点。如果有更多的控制点,可以采用最小二乘原理来确定变换参数。
    2、图形文件的生成
    数据处理的最终目的是生成图形。图形文件生成过程是指对数字化采集的地物点数据进行处理,形成图形编辑系统所要求的点、线、面拓扑数据结构,从而进一步对地物图形进行各种处理,如交互式编辑,图形输出等。在进行图形生成前,一定要进行错误检查,特别是连码中的各种错误。图形文件一般是按图幅来组织的,这就要求每—图幅对应唯一的图幅号,并在相应图幅基础上,按一定规则自动生成图形文件名。
    二、计算机图形交互编辑
    图形的编辑与管理是计算机处理房地产图形不可缺少的一部分,以下就计算机图形编辑处理的基本原理和方法作—介绍。
    (一)计算机图形交互技术
    交互式图形输入技术,是设计一个图形编辑系统时所必须使用的技术,只有使用这些技术,图形编辑系统才能真正做到和用户进行交互作用,才能进行有效的人机对话。使用了图形交互技术可随时随地让用户知道自己在作什么,也让计算机知道用户想要作什么,以便计算机帮助用户更好地按照自己想象的方式完成各项工作。
    1.反馈技术
    反馈技术是交互性图形学的一个重要组成部分。使用反馈技术可减少用户对自己动作效果的不确定性。例如:当用户选择一个符号并想删掉它时如没有反馈信息,他就无法知道图的其它部分是否也随之删掉了。图形反馈会告诉他哪些部分将受到影响,如改变受影响部分的线形和颜色等。另外,文字反馈还能帮助用户使用不太熟悉的程序,向用户提供必要的提示和帮助信息。
    2.定位技术
    定位技术是—种最基本的图形输入技术。定位就是用户先把光标移到屏幕上所希望的—个区域,然后通过按钮和敲键的方式通知计算机,使计算机记录下光标所在的位置。
    3.橡皮筋技术
    这种技术使得用户完成定线工作之前就能找到线的位置。在画连续圆弧曲线时,这种技术很有用。因为在不能完全根据输入点的位置来确定图形的形状是否正确的情况下,使用橡皮筋技术可以帮助用户选择点的最佳位置,随时知道圆弧的形状、椭圆长短轴的比例等信息。
    4.牵引技术(拖拽技术)
    牵引技术被用来定位符号。牵引技术就是把所选择的符号加到光标上,由用户移动光标的方法把它拽到所希望的位置。在许多应用中,牵引技术可使用户在给出插入位置之前确认插入图形是否正确,看到将要插入的图形符号与其它图形部分的相对位置,帮助用户确定插入点。
    5.文字定位技术
    文字定位技术常用于含有文字的图形设计中。文字定位也有两种方式:—种是文字的位置由计算机自动选择的,另一种则允许用户对所要写出的文字用定位符号的办法定位。
    6.选项技术
    选项在用户手里是提供与数据库对话或做模式选择的工具。利用这—工具,用户能移动、删除或拷贝选择项或对选择项作非图形操作,如询问它的属性或与其它部分关系等。一般可采用以下几种方式进行选项:
    (1)使用选择域
    选择域即把光标换成一个很小的矩形框,小到只选择—个实体,当把这个选择域指向一个要被选择的实体时,用户可按键通知计算机将该实体从数据库中检索出来,利用图形反馈技术帮助用户识别。
    (2)定义边界矩形
    以两个外角点定义—个矩形,把所要选择的信息全部包括在里面,选择完后用反馈信息通知用户。
    (3)利用多功能键选项选择其中的一个实体:先把光标移到要选项的位置,按功能键通知计算机检索出光标附近功能键所选的项来。
    (二)图形显示与变换
    1.图形显示
    我们知道要在计算机屏幕上显示图形或进行图形编辑需要用到屏幕坐标,而屏幕坐标系是与地面坐标系完全不一样的一个坐标系统。因此,解决图形显示的基础工作就是坐标转换,具体方法如前面所述。
    2.图形变换
    为了便于编辑修改,有时需要对图形进行局部放大、移动或缩小等操作来改变人的视点,这就要求能实现图形的变换。
    (1)图形放大
    用鼠标在屏幕上确定出一矩形放大区域(左键拖拽)(xAnehor,yAnchor)—(xPoint,yPoint),并转换为新地地面坐标范围    (Xmin,Ymin)—(Xmax,Ymax),从而实现图形的局部放大。
    (2)图形缩小
    增大地面坐标范围,即xmin=Xmin-dx,ymin=Ymin-dy
    xmax=Xmax=dx, ymax=Ymax=dy
    并重新确定坐标转换关系,即可达到图形缩小的目的。
    (3)图形移动
    图形移动实际上是将地面坐标范围(Xmin,Ymin)—(Xmax,Ymax),向某方向移动,使xmin=Xmin+dx,ymin=Ymin+dy     xmax=Xmax+dx,ymax=Ymax+dy 移动的方向和距离可以用鼠标在屏幕上确定(左键拖拽)。
    (4)恢复上图
    图形多次变换以后,有时需要恢复成变换前的图形状态,这就是恢复上图功能。前面提到决定视图范围和大小是地面坐标范围(Xmin,Ymin)—(Xmax,Ymax)。要能实现图形恢复功能,只要在每次变换后将以上四个数据保存起来,恢复时取出,重新进行仿射变换,得到原来的坐标映射关系,重新显示即可。
    (三)图形注记
    图形注记是各种地图中不可缺少的内容,而房地产测量较其它专业测量相比,·房地产要素的表示较大程度是通过注记方式表示出来的。房地产图中注记的内容主要有图幅号、界址点号、丘号、幢号、单位名称、控制点号、地物名称、产别、结构、层次、建筑年代等,对不同的注记内容应该采用不同的方法处理。
    1.界址点号和控制点号的注记方法
    点号的注记相对要简单些,只要从有关库中读取到点号后,根据点的坐标确定注记位置,然后以当前字体大小或以不同比例尺给定的字体大小注出点号即可。
    2.丘号和幢号的注记方法
    《房产测量规范》规定了丘号和幢号的编立和注记方式,丘号和幢号的注记内容应根据《房产测量规范》采用交互式注记。而注记定位,则可根据—定的算法,由计算机自动确定。
    3.单位名称和地物名称的注记方法
    为进行单位名称和地物名称的注记,可专门建立一个注记库,库结构如下表。并实现对注记的一系列操作,包括在任意点增加注记、修改注记、删除注记和移动注记。
    
    4.门牌号的注记
    门牌号的注记可采用连续注记的方法,在开始输人起始门牌号,其它的按门牌号顺序,用鼠标移动定位进而实现注记。

 
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