Geoinformation II Vorlesung 10 06.07.00 Foliendesign: cand. geod. Jörg Steinrücken Institut für...

Post on 05-Apr-2015

109 views 3 download

Transcript of Geoinformation II Vorlesung 10 06.07.00 Foliendesign: cand. geod. Jörg Steinrücken Institut für...

Geoinformation IIVorlesung 10

06.07.00

Foliendesign: cand. geod. Jörg Steinrücken

Institut für Kartographie und GeoinformationProf. Dr. Lutz Plümer

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

22

Rasterstruktur

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

33

Raster

• zweidimensionales Array– Einträge: Pixel– Adressierung durch Index von Reihe und Spalte

• aber auch:– regelmäßige Tessellation (Landkarte) mit quadratischen

Maschen gleicher Größe

• Modellierung von Feldern– siehe GIS I, Felder und Objekte– sehr effiziente Speicherung– Ausgangspunkt der Bildverarbeitung / Photogrammetrie

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

44

Quadtrees

• Baum• jeder Knoten hat 0 oder 4 Nachfolger

– Nordwest– Nordost– Südwest– Südost

• Blattknoten sind homogen• Konstruktion eines Quadtrees für ein gegebenes

Raster

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

55

Region quadtree - Unterteilung

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

66

Region quadtree - Unterteilung

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

77

Region quadtree - Aufbau

inhomogen

inhomogen

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

88

Region quadtree - Aufbau

SWSONW

NO

NW NO

SW SO

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

99

Region quadtree - Aufbau

SWSONW

NO

NW NO

SW SO

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

1010

Region quadtree - Aufbau

SWSONW

NO

NW NO

SW SO

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

1111

Region quadtree - Aufbau

SWSONW

NO

NW NO

SW SO

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

1212

Region quadtree - Aufbau

SWSONW

NO

NW NO

SW SO

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

1313

Region quadtree - Aufbau

SWSONW

NO

NW NO

SW SO

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

1414

Region quadtree - Aufbau

SWSONW

NO

NW NO

SW SO

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

1515

Region quadtree - Aufbau

SWSONW

NO

NW NO

SW SO

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

1616

Region quadtree - Aufbau

SWSONW

NO

NW NO

SW SO

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

1717

Region quadtree - Aufbau

SWSONW

NO

NW NO

SW SO

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

1818

Unterteilung der Rasterstruktur

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

1919

Unterteilung der Rasterstruktur

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

2020

Varianten des Quadtrees

• für Punkte• für Polygone

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

2121

Punkte

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

2222

Punktstruktur

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12 13

14

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

2323

Point quadtree - Knotenstruktur

X Y NW NO SW SO Daten

X Y NW NO SW SO Daten

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

2424

Point quadtree - Aufbau

1

1NW NO

SW SO

NW NO SW SO

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

2525

Point quadtree - Aufbau

1

1

2

2

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

2626

Point quadtree - Aufbau

1

21

2

3

3

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

2727

Point quadtree - Aufbau

1

2 31

2

3

4

4

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

2828

Point quadtree - Aufbau

1

2 31

2

4

5

3

45

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

2929

Point quadtree - Aufbau

1

1

2

2 3

4

5

3

45

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

3030

Landkarte

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

3131

Motivation des PM-Quadtrees

• in folgenden Fällen ist leicht zu entscheiden, zu welcher Masche ein Punkt gehört:

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

3232

Ein Quadtree für Maschen

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

3333

PM1 quadtree

1. wie beim Quadtree wird die Ebene in Quadrate zerlegt

2. statt der Homogenitätsforderung gilt hier:1. Jedes Blatt des Quadtrees repräsentiert ein Quadrat, das

höchstens einen Knoten enthält.2. Ein Blatt, das einen Knoten enthält, darf nur Kanten

enthalten, die zu diesem Knoten inzident sind3. Ein Blatt, das keinen Punkt enthält, darf höchstens einen

Teil einer Kante enthalten

3. sind diese Bedingungen nicht erfüllt, wird das zugeordnete Quadrat in 4 gleich große Quadrate geteilt

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

3434

1. Jedes Blatt des Quadtrees repräsentiert ein Quadrat, das höchstens einen Knoten enthält.

2. Ein Blatt, das einen Knoten enthält, darf nur Kanten enthalten, die zu diesem Knoten inzident sind

3. Ein Blatt, das keinen Punkt enthält, darf höchstens einen Teil einer Kante enthalten.

PM1 quadtree

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

3535

PM1 quadtree

1. Jedes Blatt des Quadtrees repräsentiert ein Quadrat, das höchstens einen Knoten enthält.

2. Ein Blatt, das einen Knoten enthält, darf nur Kanten enthalten, die zu diesem Knoten inzident sind

3. Ein Blatt, das keinen Punkt enthält, darf höchstens einen Teil einer Kante enthalten.

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

3636

PM1 quadtree

1. Jedes Blatt des Quadtrees repräsentiert ein Quadrat, das höchstens einen Knoten enthält.

2. Ein Blatt, das einen Knoten enthält, darf nur Kanten enthalten, die zu diesem Knoten inzident sind

3. Ein Blatt, das keinen Punkt enthält, darf höchstens einen Teil einer Kante enthalten.

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

3737

PM1 quadtree

1. Jedes Blatt des Quadtrees repräsentiert ein Quadrat, das höchstens einen Knoten enthält.

2. Ein Blatt, das einen Knoten enthält, darf nur Kanten enthalten, die zu diesem Knoten inzident sind

3. Ein Blatt, das keinen Punkt enthält, darf höchstens einen Teil einer Kante enthalten.

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

3838

PM1 quadtree

1. Jedes Blatt des Quadtrees repräsentiert ein Quadrat, das höchstens einen Knoten enthält.

2. Ein Blatt, das einen Knoten enthält, darf nur Kanten enthalten, die zu diesem Knoten inzident sind

3. Ein Blatt, das keinen Punkt enthält, darf höchstens einen Teil einer Kante enthalten.

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

3939

PM1 quadtree

1. Jedes Blatt des Quadtrees repräsentiert ein Quadrat, das höchstens einen Knoten enthält.

2. Ein Blatt, das einen Knoten enthält, darf nur Kanten enthalten, die zu diesem Knoten inzident sind

3. Ein Blatt, das keinen Punkt enthält, darf höchstens einen Teil einer Kante enthalten.

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

4040

PM1 quadtree

1. Jedes Blatt des Quadtrees repräsentiert ein Quadrat, das höchstens einen Knoten enthält.

2. Ein Blatt, das einen Knoten enthält, darf nur Kanten enthalten, die zu diesem Knoten inzident sind

3. Ein Blatt, das keinen Punkt enthält, darf höchstens einen Teil einer Kante enthalten.

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

4141

Punkt- in-Landkarte

Sie haben drei Verfahren kennengelernt:• Zerlegung der Maschen in Streifen (Trapeze)• Bounding Boxes• PM-Quadree

– Zerlegung der Ebene in Quadrate

• Grundsätzlicher Unterschied– Zerlegung des Objekts und Aufbau einer Zugriffsstruktur für das

Objekt

• Trapezverfahren

– Zerlegung des Raumes (der Ebene) und Schaffung einer Zugriffsstruktur für den Raum

• PM-Quadtree

Schönen Dank für Ihre Aufmerksamkeit und

Auf Wiedersehen

Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00Lutz Plümer - Geoinformation II - SS 2000 - Vorlesung 10 - 06.07.00

4343

Nächste Woche

• Seminarvorstellung– Konzept– Anforderungen– Themenvergabe

• Dauer: 10 Uhr c.t. bis 12 Uhr• Teilnahme ist obligatorisch