《地理信息系统原理》第四章-空间数据表达课件.ppt

1、现实世界现实世界抽象、综合抽象、综合空间对象空间对象（空间实体、空间目标）（空间实体、空间目标）1.0维空间对象：维空间对象：点状地物；结（节）点2.一维空间对象：一维空间对象：拓扑弧段；无拓扑弧段；线状地物3.二维空间对象：二维空间对象：无拓扑面片；有拓扑面片；面状地物；象元4.三维空间对象：三维空间对象：体状地物；体元1）点）点点关系点关系相合；相合；分离；分离；一点为其它诸点的几一点为其它诸点的几何中心；何中心；一点为其它诸点的地一点为其它诸点的地理重心。理重心。2）点）点线关系线关系点在线上：可以计算点点在线上：可以计算点的性质，如拐点等；的性质，如拐点等；线的端点：起点和终点；线的端

2、点：起点和终点；线的交点；线的交点；点与线分离：可计算点点与线分离：可计算点到线的距离。到线的距离。3）点）点面关系面关系点在区域内，可以记数点在区域内，可以记数和统计；和统计；点为区域的几何中心；点为区域的几何中心；点为区域的地理重心；点为区域的地理重心；点在区域的边界上；点在区域的边界上；点在区域外部。点在区域外部。4）线）线线关系线关系重合；重合；相接：首尾环接或顺序相接：首尾环接或顺序相接；相接；相交：相交：平行。平行。5）线）线面关系面关系区域包含线：可计算区区域包含线：可计算区域内线的密度；域内线的密度；线穿过区域：线穿过区域：线环绕区域：对于区域线环绕区域：对于区域边界，可以搜索

3、其左右边界，可以搜索其左右区域名称；区域名称；线与区域分离。线与区域分离。6）面）面面关系面关系包含：如岛的情形；包含：如岛的情形；相交：可以划分子区，相交：可以划分子区，并计算逻辑与、或、非并计算逻辑与、或、非和异或；和异或；相邻：计算相邻边界的相邻：计算相邻边界的性质和长度；性质和长度；分离：计算距离、引力分离：计算距离、引力等。等。三类地物：点面线方向字体排列指针与线相交的角度如果是简单点符号符号字符大小简单点文字说明结点唯一识别符比例尺方向x，y 坐标其它有关的属性点实体类型序列号有关的属性如果是文字说明如果是结点唯一标识码线标识码起始点终止点坐标对序列显示信息非几何属性线实体多边形矢

4、量编码，不但要表示位置和属性，更重要的是能表达区域的拓扑特征，如形状、邻域和层次结构等，以便使这些基本的空间单元可以作为专题图的资料进行显示和操作。NEXT12345678910111213141516171819202122232425262728293031标识码标识码属性码属性码空间对象编码唯一连接几何和属性数据数据库独立编码点:(x,y)线:(x1,y1),(x2,y2),(xn,yn)面:(x1,y1),(x2,y2),(x1,y1)点位字典点:点号文件线:点号串面:点号串存储方法存储方法简单的矢量数据结构简单的矢量数据结构拓扑数据结构拓扑数据结构 拓扑变换拓扑变换（橡皮变换）（橡皮

5、变换）拓扑变换拓扑变换（橡皮变换）（橡皮变换）u拓扑关联：拓扑关联：（不同类要素之不同类要素之间间）如：结点与弧段：）如：结点与弧段：V9与与L5,L6,L3；多边形与弧段：多边形与弧段：P2与与L3,L5,L2拓扑邻接：拓扑邻接：(同类元素之间同类元素之间)多边形之间、结点之间。多边形之间、结点之间。邻接矩阵邻接矩阵 重叠：重叠：-邻接：邻接：1 不邻接：不邻接：0 u拓扑关联：拓扑关联：u拓扑邻接拓扑邻接指面状实体包含了哪些线、指面状实体包含了哪些线、点或面状实体。点或面状实体。简单包含简单包含多层包含多层包含等价包含等价包含N1B2N2N4N3B3B4B1A1A2A6A5A4A3A7A8

6、N5A8B1B2B3B4A1A2A3A4A5A6A7N1N2N3N4N5M面弧点面-弧拓扑面弧段弧-点拓扑弧起点弧-面拓扑弧左面点-弧拓扑点弧段终点右面这种数据结构最早是由美国人口统计局研制来进行人口普查分析和制图的，简称为DIME(Dual Independent Map Encoding)系统或双重独立式的地图编码法双重独立式的地图编码法 123456789101112131415161718192021222324252627282930313、弧段坐标文件、弧段坐标文件：1 1、弧段文件：弧、弧段文件：弧面，弧面，弧结点关系结点关系 4、面文件、面文件2 2、节点文件：、节点文件：结点

7、结点链关系链关系 在拓扑结构中，多边形（面）的在拓扑结构中，多边形（面）的边界被分割成一系列的线（弧、边界被分割成一系列的线（弧、链、边）和点（结点）等拓扑要链、边）和点（结点）等拓扑要素，点、线、面之间的拓扑关系素，点、线、面之间的拓扑关系在属性表中定义，多边形边界不在属性表中定义，多边形边界不重复。重复。12345678910111213141516171819202122232425262728293031拓扑:移动结点无拓扑:移动结点矢量数据结构（续）矢量数据结构（续）矢量数据结构（续）矢量数据结构（续）q属性特征类型属性特征类型l 类别特征：是什么类别特征：是什么l 说明信息：同类目

8、标的不同特征说明信息：同类目标的不同特征q属性特征表达属性特征表达l 类别特征：类型编码类别特征：类型编码l 说明信息：属性数据结构和表格说明信息：属性数据结构和表格q属性表的内容取决于用户属性表的内容取决于用户q图形数据和属性数据的连接通过目标识别符或内部记图形数据和属性数据的连接通过目标识别符或内部记 录号实现。录号实现。点：坐标对（点：坐标对（x,y）+识别符识别符线：坐标对系列线：坐标对系列(x1,y1).(xn,yn)及及有关属性、其它属性有关属性、其它属性面：首尾相同的坐标串面：首尾相同的坐标串关系表关系表几何位置坐标文件几何位置坐标文件连连接接点状对象目标标识目标标识 地物编码地

9、物编码坐坐 标标关联的线目标关联的线目标线状对象目标标识目标标识 地物编码地物编码坐坐 标串标串起点、终点、左面、右面起点、终点、左面、右面面状对象目标标识目标标识 地物编码地物编码边界目标号边界目标号空间对象地物编码地物名称制图颜色几何类型制图符号编码属性表明地物类型特征与制图属性是基于连续铺盖（Regular Tessellations）的，它是将连续空间离散化，以规则或不规则的铺盖覆盖整个空间。基于栅格模型的数据结构几种常见的规则铺盖是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征。用一个栅格单元表示；用沿线走向的一组相邻栅格单元表示，每个

10、栅格单元最多只有两个相邻单元在线上，各栅格的值相同；用记有区域属性的相邻栅格单元的集合表示，每个栅格单元可有多于两个的相邻单元同属一个区域。000000000000000000002000000000000000000000000000000000000000000000000600000000000066600000000006000000000006000600000060000000000744444477774777444487780840877808800800887888880000888800000888栅格数据模型(a)中a点与c点之间的距离是5个单位，但在(b)中，ac之间的

11、距离可能是7，也可能是4，取决于算法。如以像元边线计算则为7，以像元为单金大会则为4。同样，(a)中三角形的面积为6个平方单位，而(b)中则为7个平方单位，这种误差随像元的增大而增加。矢量数据优点优点：表示地理数据的精度较高表示地理数据的精度较高严密的数据结构，数据量小严密的数据结构，数据量小完整的描述空间关系完整的描述空间关系图形输出精确美观图形输出精确美观图形数据和属性数据的恢复、更新、图形数据和属性数据的恢复、更新、综合都能实现综合都能实现面向目标，不仅能表达属性，而且面向目标，不仅能表达属性，而且能方便的记录每个目标的具体属性能方便的记录每个目标的具体属性信息信息缺点：缺点：数据结构复杂数据结构复杂矢量叠置较为复杂矢量叠置较为复杂数学模拟比较困难数学模拟比较困难技术复杂，特别是软硬件技术复杂，特别是软硬件栅格数据优点优点：数据结构简单数据结构简单空间数据的叠置和组合方便空间数据的叠置和组合方便各类空间分析很易于进行各类空间分析很易于进行数学模拟方便数学模拟方便缺点：缺点：图形数据量大图形数据量大用大像元减少数据量时，精度和信用大像元减少数据量时，精度和信息量受损息量受损地图输出不美观地图输出不美观难以建立网络连接关系难以建立网络连接关系投影变换比较费时投影变换比较费时