栅格数据是最简单、最直观的一种空间数据结构，它是将地面划分为均匀的网格，每个网格作为一个像元，像元的位置由所在行、列号确定，像元所含有的代码表示其属性类型或仅是与其属性记录相联系的指针。在栅格结构中，一个点（如房屋）由单个像元表达，一条线（如道路）由具有相同取值的一组线状像元表达，一个面状地物（如旱地）由若干行和列组成的一片具有相同取值的像元表达。图9-11(a) 、(b) 、(c)分别为用栅格像元素表示点、线、面实体的示意图。如图9-11(a)中的“4”代表点像元（点实体）;图9-11(b)中的若干个“6”所代表的点像元相连构成线状像元（线实体）;同样,图9-11(c)中若干个相同的像元代码（6，7或4）所组成的区域代表面实体。 00000000 00060000 7776666600000000 00600000 7777766600000000 06000000 7777776600004000 06000000 4447666600000000 00600000 4444466600000000 00066000 4446666600000000 00000666 0044666600000000 00000000 00006600 a b c图 9-11 用栅格像元表示点、线、面实体
栅格数据的编码方法:栅格数据的编码方法有多种，常见的有栅格矩阵法、行程编码、块码和四叉树编码等，而四叉树编码是一种更有效地压编数据的方法。四叉树编码又称为四分树、四元树编码。它把 2×2 像元组成的阵列当作树的根结点，树的高度为n级（最多为n级）。每个结点有分别代表西北、东北、西南、东南四个象限的四个分支,如图9-12 (a)。四个分支中要么是树叶，要么是树叉。树叶用方框表示，它说明该四分之一范围或全属多边形范围（黑色）或全不属多边形范围即在多边形以外（空心四方块），因此不再划分这些分枝；树叉用圆圈表示，它说明该四分之一范围内，部分在多边形内，另一部分在多边形外，因而继续划分，直到变成树叶为止。四叉树编码正是划分，逐步分解为包含单一类型的方形区域，其最小的方形区域为一个栅格像元。图像区域划分的原则是将区域分为大小相同的象限，而每一个象限又可根据一定规则判断是否继续等分为次一层的四个象限。其终止判据是，不管是哪一层上的象限，只要划分到仅代表一种地物或符合既定要求的几种地物时则不再继续划分，否则一直分到单个栅格像元为止。图9-11(c)所示的栅格数据，经过四叉树编码得到的四叉树如图9-12 (b)所示。四叉树编码有许多优点：①容易而有效地计算多边形的数量特征；②阵列各部分的分辨率是可变的，边界复杂部分四叉树较高即分级多，分辨率也高，而不需表示的细节部分则分级少， 分辨率低。因而既可精确表示图形结构又可减少存储量；③栅格到四又树及四又树到简单栅格结构的转换比其它压缩方法容易；④多边形中嵌套不同类型小多边形的表示较方便。四叉树编码的最大缺点是，树状表示的变换不具有稳定性，相同形状和大小的多边形可能得出不同四叉树结构，故不利于形状分析和模式识别。1313320
