3．4矢量与栅格数据转换

　　3．4．1栅格和矢量数据结构的比较与选择

　　空间数据的栅格结构和矢量结构是地理信息系统中记录空间数据的两种重要方法，栅格结构和矢量结构各有其优点和局限性，具体比较如下。

　　1．栅格数据结构

　　2．矢量数据结构

　　现在，大多数地理信息系统平台都支持这两种数据结构，而在应用过程中，根据具体的目的，选用不同的数据结构。例如，在集成遥感数据以及进行空间模拟运算（如污染扩散）等应用中，一般采用栅格数据为主要数据结构；而在网络分析、规划选址等应用中，通常采用矢量结构。

　　3．4．2栅格和矢量数据结构的数据转换

　　如上所述，在地理信息系统平台中，同时支持矢量结构和栅格结构。但是要建立同时基于这两种数据结构的空间分析模型是困难的，这就要求进行数据转换。目前矢栅转换的算法已经成熟，包括矢量转栅格算法和栅格转矢量算法。

　　对于点实体，每个实体由一个坐标对表示，其矢栅转换主要是坐标精度问题。线实体在由矢量结构转换为栅格结构时，除了计算曲线上结点外，还要通过直线方程计算相邻两点间的栅格点坐标。线实体的由栅格向矢量的转换类同于多边形，因此下面着重讨论多边形（面实体）的矢栅转换。

    （一）矢量数据向栅格数据转换

    多边形的矢量向栅格的转换又称为多边形填充，就是在矢量表示的多边形内部的所有格点上赋予正确的多边形编号，形成栅格数据阵列。

    常用的多边形填充算法有内部扩散算法、复数积分算法、射线算法、扫描算法等，这些算法一般速度较慢，效率不高。目前大多数GIS软件都采用了边界代数算法。

    使用边界代数算法进行多边形填充时，需要建立完整的拓扑结构，并且没有一条弧段能涵盖其相邻多边形的编码数值（左右码）。其算法流程如图3－8所示。

    该算法速度较快，占用计算机资源少，是一个比较优秀的多边形填充算法。

    （二）栅格数据向矢量数据转换

    多边形栅格格式向矢量格式的转换，是指提取以相同编码的栅格集合表示的多边形区域的边界，并且建立拓扑关系。

    通常栅格格式向矢量格式的转换包括以下4个基本步骤：

    （1）多边形边界提取。将栅格图像二值化或者以特殊数值表示边界点和结点。

    （2）边界线追踪。对每个边界弧段从一个结点向下一个结点搜索，直到连接成为边界弧段。

    （3）拓扑关系生成。对于矢量边界弧段，判断与原图上各多边形空间关系，形成完整的拓扑结构。

    （4）去除冗余点和曲线平滑，以除掉由于栅格数据引起的锯齿效果。