矢量数据主要压缩方法及比较

张旭

测绘工程 211305020021

摘要：矢量数据主要是指城市大比例尺地形图。此系统中图层主要分为底图层、道路层、单位层，合理的分层便于进行叠加分析、图形的无逢拼接以实现系统图形的大范围漫游。矢量数据一般通过记录坐标的方式来尽可能将地理实体的空间位置表现的准确无误，显示的图形一般分为矢量图和位图。本文介绍了矢量数据模型，阐述矢量数据压缩的概念，详细的对常见的矢量空间数据压缩方法了介绍与评价，并对一些改进方法做了介绍，希望通过本文的总结，大家能够更好地了解矢量数据及其压缩方法。

关键词：矢量数据，压缩方法

引言：矢量数据结构中，传统的方法是几何图形及其关系用文件方式组织，而属性数据通常采用关系型表文件记录，两者通过实体标识符连接。由于这一特点使得在某些方面有便利和独到之处，例如在计算长度、面积、形状和图形编辑、几何变换操作中，有很高的效率和精度。

 矢量空间数据压缩 

GIS中的矢量数据可分为点状图形要素、线状图形要素、面状图形要素。但从压缩的角度来看，矢量数据的压缩主要是线状图形要素的压缩,因为点状图形要素可看成是特殊的线状图形要素，面状图形要素的基础也是线状图形要素，需要由一条或多条线状图形要素围成。因此，线状图形要素的压缩就成为矢量数据压缩中最重要的问题。  

矢量数据压缩是从组成曲线的点集合A中抽取一个子集B，用这个子集B在一定的精度范围内尽可能地反映原数据集合A，而这个子集B的点数应尽可能少。 矢量数据压缩与化简的核心是在不扰乱拓扑关系的前提下对原始采样数据进行合理的删减。 

对矢量数据进行压缩除了能节约存贮空间，加快网络传输速度之外，其本质的原因在于原始的数据存在一定的冗余。这种数据冗余一方面是数据采样过程中不可避免产生的；另一方面是由于具体应用变化而产生，比如大比例尺的矢量数据用于小比例尺的应用时，就会存在不必要的数据冗余。因此应该根据具体应用来选择合适的矢量数据压缩与化简算法。

  2、 矢量数据压缩率与压缩误差 

压缩率和压缩误差是评价一个矢量数据压缩算法的基本要素。 分别以N和n表示矢量数据压缩前后的结点数。矢量数据压缩率为压缩后点的数量与压缩前点的数量之比,即η= (N-n) / N * 100%。 

目前，描述压缩误差的方法主要有三种，分别是最大位移距离、位移距离之和以及偏差面积。假设压缩前的曲线为Fs,„,Ft，压缩后的线段L。最大位移距离是指压缩前曲线Fs,„,Ft上的点到压缩后线段L的最大距离，通过最大位移距离可以控制压缩后的曲线的位移偏差。最大位移距离的具体计算公式为: 

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位移距离之和是指压缩前曲线Fs,„,Ft上的点到压缩后线段L的距离之和。位移距离之和具体计算公式为: 

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偏差面积是指偏差面积是指压缩前曲线Fs,…,Ft和压缩后线段L组成封闭图形的面积。偏差面积具体计算公式为：  

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