[GIS算法] 栅格与矢量转换

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栅格转矢量

目的

1. 为了将栅格数据分析的结果，通过矢量绘图装置输出
2. 数据压缩的需要：将大量的面状栅格数据转换为由少量数据表示的多边形边界
3. 主要目的：将自动扫描仪获取的栅格数据加入矢量形式的数据库

基本步骤

1. 多边形边界提取：采用高通滤波将栅格图像二值化或以特殊值标识边界点
2. 边界线追踪：对每个边界弧段由一个结点向另一个结点搜索，通常对每个已知边界点需沿除了进入方向的其他7个方向搜索下一个边界点，直到连成边界弧段
3. 拓扑关系生成：对于矢量表示的边界弧段数据，判断其与原图上各多边形的空间关系，以形成完整的拓扑结构并建立与属性的联系
4. 去除多余及曲线圆滑：由于搜索是逐个栅格进行的，必须去除由此造成的多余点记录，以减少数据冗余

算法

双边界搜索算法

【思想】

1. 通过边界提取，将左右多边形信息保存在边界点上，每条边界弧段由两个并行的边界链组成，分别记录该边界弧段的左右多边形编号
2. 边界线搜索采用2*2栅格窗口，在每个窗口内的四个栅格数据的模式，可以唯一地确定下一个窗口的所有方向和该弧段的拓扑关系，极大加快了搜索速度，拓扑关系也很容易建立

【具体步骤】

1. 边界点和结点提取
2. 边界线搜索与左右多边形信息记录
3. 多余点去除