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地理空间数据和空间分析是地理信息系统不同于传统信息系统的主要特征，空间数据模型及其空间分析的相关理论和方法一直是GIS领域的研究重点。当年，受限于计算机的软硬件配置条件，针对以点、线、面为特征的二维地理空间实体，栅格数据在数据存储、数据精度等方面与矢量数据相比不具优势，GIS矢量数据和基于矢量的空间分析一直是GIS发展的主流。前人在基于栅格的空间分析方面也做过相关研究，但因数据精度等问题难以满足实际应用。近年来，计算机配置的极大提高有效弥补了栅格算法的各种弊端，栅格数据处理简单高效的优势得到进一步体现，基于栅格数据的空间分析理论与方法受到人们的重视。
游程编码是一种重要的压缩编码方法，现有研究多侧重于栅格数据的压缩存储，直接用于栅格空间分析的较少。若能提供一套基于游程压缩编码数据的空间运算方法，将其应用于各种栅格空间分析，将有效降低栅格数据对计算机内存容量的依赖，进一步提高栅格数据精度和栅格运算效率，并满足实际应用，具有一定的研究意义。
基于以上思路，研究主要完成了以下方面的工作：
1.提出一种适用于空间分析的游程编码数据结构。常规游程编码结构多侧重于栅格数据的高效压缩存储，而用于游程单元的各种空间运算则较为不便，研究提出一种游程编码结构，该结构基于链表排序，采用实数值记录游程单元坐标，提高了数据精度与运算效率。
2.研究游程编码数据与常见矢量而状数据的相互转换方法。游程编码数据是一种中间类型的栅格数据，研究实现面状矢量数据的栅格游程化方法，将其直接转换为游程编码数据表示。同时，实现了游程编码数据向矢量面状数据的转换，这包括边界追踪生成面要素和面弧关系的构建。
3.以游程编码数据为基础，研究实现了游程编码下的基本空间运算方法。游程编码的运算与常见栅格运算不同，常见栅格运算直接基于网格单元，而游程单元的运算不仅包含属性运算，还包含空间坐标运算，可以分为游程编码的“交”、“并”、“差”运算和属性运算，这类空间运算是实现栅格空间分析的基础。
4.研究并实现了游程编码运算在叠置分析和缓冲区分析两类典型空间分析方法的算法设计与应用。以游程的空间运算为基础，将其用于叠置分析和缓冲区分析算法的设计，包括点、线、多边形与多边形的叠置分析和点、线、面要素集的缓冲区生成等。
研究表明：①与常规栅格编码相比，将游程编码方法引入相关空间分析算法的设计，无论是从数据存储量还是算法运算效率上，游程编码数据都更具优势。随着计算机内存耗用的降低，可以进一步提升网格行列的数目，在算法设计中将网格行列值提升到几十万成为可能，数据精度得到更好的保证。②游程编码的“交”、“并”、“差”运算和相关属性运算可以一次处理多个栅格单元，较好的提升了栅格运算的效率。而这几类空间运算能够完成常见的基本栅格代数运算和逻辑运算，具有一定的适用性，便于向栅格空间分析功能扩展。③以叠置分析和缓冲区分析算法设计为例，测试数据表明游程编码在这类空间分析功能上，数据精度和算法效率能够满足常见应用。