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栅格、矢量结构在空间数据融合中的技术及应用初探
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来源： 作者：国学 发布时间：1969-12-31
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4.2 几何位置纠正
对于相同坐标系统和比例尺的数据而言，由于技术、人为或者经频繁的数据转换甚至是由于不同软件的因素，数据的精度会有差别。在融合过程中，需要进行几何位置的统一。如对精度要求不高，为了提高工作效率，在允许范围内，应该以当前系统的数据精度为准，对另一种或几种数据的几何位置进行纠正。如为了获得较高的精度，应以精度高的数据为准，对精度低的数据进行纠正。
4.3 地图数据要素重新统一定义
融合后的空间矢量数据，应重新对要素分层、编码、符号系统、要素取舍等问题进行综合整理，统一定义。
⑴ 统一分类分层、编码。对于空间数据，一般都按地图要素进行分层，如水系、交通、地形地貌、注记等，而每层又可根据需要分为点、线、面三类，并采用编码的方式来表述其属性。对融合到当前系统的数据，应根据地图要素或具体需要，以当前数据为标准或重新制定统一的要素层和要素编码。
⑵ 统一符号系统。这是目前矢量数据转换的一个难点，由于各GIS软件对符号的定义不同，在符号的生成机制上可能差别很大，经转换后的数据在符号的统一上有一定难度，而且在符号的准确性上可能与原数据有差距。
⑶ 数据的综合取舍。同一区域不同格式的空间矢量数据，要涉及到相同要素的重复表示问题，应综合取舍。一般有以下原则：详细的取代简略的，精度高的取代精度低的，新的取代旧的等等，但有时为了突出某种专题要素，或为了适应某种需要，应视具体情况综合取舍。 國學參考
数据转换模式的弊病是显而易见的，由于缺乏对空间对象统一的描述方法，转换后很难完全准确地表达原数据的信息，经常性地造成一些信息丢失，如Arc/Info数据的拓扑关系，经过格式转换后可能已经不复存在了。
5 矢量数据和栅格数据的融合
空间数据的栅格结构和矢量结构是模拟地理信息的截然不同的两种方法。过去人们普遍认为这两种结构互不相容。原因是栅格数据结构需要大量的计算机内存来存储和处理，才能达到或接近与矢量数据结构相同的空间分辨率，而矢量结构在某些特定形式的处理中，很多技术问题又很难解决。栅格数据结构对于空间分析很容易，但输出的地图精确度稍差；相反矢量数据结构数据量小，且能够输出精美的地图，但空间分析相当困难等等。目前两种格式数据的融合已变得可能而且在广泛应用。在GIS工程中，很多的GIS系统已经集成化，能够对矢量和栅格结构的空间数据进行统一管理。而在数字制图中，两种数据结构的融合也在广泛应用。
5.1 栅格图象与线划矢量图融合
这是两种结构数据简单的叠加，是GIS里数据融合的最低层次。如遥感栅格影像与线划矢量图叠加，遥感栅格影像或航空数字正射影像作为复合图的底层。线划矢量图可全部叠加，也可根据需要部分叠加，如水系边线、交通主干线、行政界线、注记要素等等。这种融合涉及到两个问题，一是如何在内存中同时显示栅格影像和矢量数据，并且要能够同比例尺缩放和漫游；二是几何定位纠正，使栅格影像上和线划矢量图中的同名点线相互套合。如果线划矢量图的数据是从该栅格影像上采集得到，相互之间的套合不成问题；如果线划矢量图数据由其他来源数字化得到，栅格影像和矢量线划就难以完全重合。这种地图具有一定的数学基础，有丰富的光谱信息和几何信息，又有行政界线和其他属性信息，可视化效果很好。如目前的核心要素DLG与DOM套合的复合图已逐渐成为一种主流的数字地图。 zgwww.com
5.2 遥感图像与DEM的融合
这是目前生产数字正射影像地图DOM常用的一种方法。在JX4A、VIRTUOZO等数字摄影测量系统中，利用已有的或经影像定向建模获取的DEM，对遥感图像进行几何纠正和配准。因为DEM代表精确的地形信息，用它来对遥感、航空影像进行各种精度纠正，可以消除遥感图像因地形起伏造成图像的像元位移，提高遥感图像的定位精度；DEM还可以参与遥感图像的分类，在分类过程中，要收集与分析地面参考信息和有关数据，为了提高分类精度，同样需要用DEM对数字图像进行辐射校正和几何纠正。
6 数据融合问题的展望
在数字制图中，栅格图像之间的融合已经在各种部门广泛应用，特别是在遥感图像的处理上，其技术手段也比较成熟；栅格图像与矢量图形的融合在目前也相对比较简单，而且在各种GIS软件中都比较容易解决。他们的发展方向主要应从应用的角度去丰富它们的融合方式，拓展它们的应用领域。而结构复杂、对软硬件都有很高要求的各种格式的矢量数据之间的融合是目前GIS的难点，也是主要的研究方向。最好的办法当然是能设计一种能融合多种数据结构的空间数据模型及其数据格式的 “万能”软件，这样才能真正实现不同格式的矢量数据的统一。目前的研究也正朝着这个方向努力，主要有以下两种趋势： 地理文摘
6.1 数据互操作模式
数据互操作模式是OpenGIS consortium (OGC) 制定的规范。OGC为数据互操作制定了统一的规范，从而使得一个系统同时支持不同的空间数据格式成为可能。根据OGC颁布的规范，可以把提供数据源的软件称为数据服务器（Data Servers），把使用数据的软件称为数据客户（Data Clients），数据客户使用某种数据的过程就是发出数据请求，由数据服务器提供服务的过程，其最终目的是使数据客户能读取任意数据服务器提供的空间数据。OGC规范逐渐成为一种国际标准，将被越来越多的GIS软件以及研究者所接受和采纳。其主要特点是独立于具体平台，数据格式不需要公开，代表着数据共享技术的发展方向。数据互操作规范为多源数据集成带来了新的模式，但这一模式在应用中存在一定局限性：首先，为真正实现各种格式数据之间的互操作，需要每个每种格式的宿主软件都按照着统一的规范实现数据访问接口，在一定时期内还不现实；其次，一个软件访问其他软件的数据格式时是通过数据服务器实现的，这个数据服务器实际上就是被访问数据格式的宿主软件，也就是说，用户必须同时拥有这两个GIS软件，并且同时运行，才能完成数据互操作过程。
6.2 直接数据访问模式
直接数据访问指在一个GIS软件中实现对其他软件数据格式的直接访问，用户可以使用单个GIS软件存取多种数据格式。直接数据访问不仅避免了频繁的数据转换，而且在一个GIS软件中访问某种软件的数据格式不要求用户拥有该数据格式的宿主软件，更不需要该软件运行。直接数据访问提供了一种更为经济实用的多源数据集成模式。目前使用直接数据访问模式实现多源数据集成的GIS软件主要有两个，即： Intergraph 推出的GeoMedia系列软件和中国科学院地理信息产业发展中心研制的超图SuperMap。GeoMedia、SuperMap实现了对大多数GIS/CAD软件数据格式的直接访问，包括：MGE、Arc/Info 、MicroStation DGN等。
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