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1、,第二部分 地理信息系统的空间数据结构和数据库,（二） GIS的数据模型,概述 矢量数据结构 栅格数据结构 矢量栅格一体化数据结构,概述 层次数据模型 网状数据模型 关系数据模型,1,含义：指自然界现象和社会经济事件中不能再分割的单元。 特征： 属性特征用以描述事物或现象的特征 空间特征用以描述事物或现象的地理位置以及空间相互关系 时间特征用以描述事物或现象随时间的变化,地理实体的概念及特征,1、概述,（一） 空间数据结构,2,属性数据描述空间数据的属性特征的数据，也称非几何数据； 几何数据描述空间数据的空间特征的数据，也称位置数据、定位数据； 关系数据描述空间数据之间的空间关系的数据，主要是
2、指拓扑关系。拓扑关系是一种对空间关系进行明确定义的数学方法。,地理实体数据的类型,1、概述,3,（一） 空间数据结构,1、概述,4,（一） 空间数据结构,主要以矢量数据结构和栅格数据结构两种形式存储。,空间数据结构,5,（一） 空间数据结构,矢量数据结构 矢量数据的图形表示,6,（一） 空间数据结构,矢量数据结构 矢量数据的图形表示,1）点实体：记录点坐标和属性代码； 2）线实体：记录两个或一系列采样点的坐标，并加属性代码； 3）面实体：记录边界上一系列采样点的坐标，由于多边形封闭，边界为闭合环，加面域属性代码。,7,（一） 空间数据结构,矢量数据结构,矢量数据的获取方式,1）由外业测量获得，
3、可利用测量仪器自动记录测量成果(常称为电子手薄)，然后转到地理数据库中。 ）由栅格数据转换获得，利用栅格数据矢量化技术，把栅格数据转换为矢量数据。 3）跟踪数字化，用跟踪数字化的方法，把地图变成离散的矢量数据。,8,（一） 空间数据结构,矢量数据结构,矢量数据表示,）矢量数据自身的存贮和处理。 ）与属性数据的联系。 ）矢量数据之间的空间关系(拓扑关系)。,9,（一） 空间数据结构,矢量数据结构,矢量数据表示,1)简单数据结构,10,（一） 空间数据结构,矢量数据结构,2)拓扑数据结构,拓扑元素 点(结点)孤立点、线的端点、面的首尾点、链的连接点等。 线(链、弧段、边)两结点间的有序弧段。 面(
4、多边形)若干条链构成的闭合多边形。,11,（一） 空间数据结构,12,（一） 空间数据结构,3 栅格数据结构,栅格结构又称为网格结构（raster、grid cell）或像元结构（pixel）。在这种数据结构中，空间的二维投影平面被划分为大小均匀紧密相邻的规则格网阵列（通常为正方形），每个格网作为一个像元或像素，由行、列号定义，并包含一个表示该像素属性类型或量值的代码，或包含一个指向其属性记录的指针。 每个栅格的大小代表了定义的空间分辨率，每个栅格对应于一个特定的空间位置，栅格的值表达了这个实际位置的状态。,定义,13,14,（一） 空间数据结构,3 栅格数据结构,属性明显、定位隐含 操作简单
5、、易于处理 容易与遥感数据结合处理,特点,15,（一） 空间数据结构,3 栅格数据结构,栅格数据的图形表示,点实体：表示为一个像元； 线实体：表示为在一定方向上连接成串的相邻像元的集合； 面实体：表示为聚集在一起的相邻像元的集合。,16,（一） 空间数据结构,3 栅格数据结构,栅格数据的图形表示,17,（一） 空间数据结构,3 栅格数据结构,栅格数据的获取途径,1）来自于遥感数据 2）来自于对图片的扫描 3）由矢量数据转换而来 4）由手工方法获取,18,（一） 空间数据结构,3 栅格数据结构,栅格代码（属性值）的确定,1）中心归属法 2）长度占优法 3）面积占优法 4）重要性法,15,（一）
6、空间数据结构,4 矢量栅格一体化数据结构,矢量、栅格数据结构的优缺点,20,（一） 空间数据结构,4 矢量栅格一体化数据结构,采用填满线状目标路径和充填面状目标空间的表达方法作为一体化数据结构的基础。 概念：无论是点状地物、线状地物、还是面状地物均采用面向目标的描述方法，因而它可以完全保持矢量的特性，而元子空间充填表达建立了位置与地物的联系，使之具有栅格的性质。,矢栅一体化的概念,第二部分 地理信息系统的空间数据结构和数据库,2.2 GIS的数据模型,2.1.1 概述 2.1.2 矢量数据结构 2.1.3 栅格数据结构 2.1.4 矢量栅格一体化数据结构,2.1.1 概述 2.1.2 层次数据
7、模型 2.1.3 网状数据模型 2.1.4 关系数据模型,21,定义：数据库就是为了一定的目的，在计算机系统中以特定的结构组织、存储、管理和应用的相关联的数据集合。,22,2.2.1 概述,数据库作为一个复杂的系统，由以下三个基本部分构成： (1)数据集 (2)物理存储介质 (3)数据库软件,2.2.2 层次数据模型,它的特点是将数据组织成一对多关系的结构。 层次结构采用关键字来访问其中每一层次的每一部分。 层次数据库结构特别适用于文献目录、土壤分类、部门机构等分级数据的组织。,23,层次数据库模型,优点： 存取方便且速度快 结构清晰，容易理解 数据修改和数据库扩展容易实现 检索关键属性十分方
8、便 缺陷： 结构呆板，缺乏灵活性 同一属性数据要存储多次，数据冗余大（如公共边） 不适合于拓扑空间数据的组织,24,2.2.3 网状数据模型,网络模型用连接指令或指针来确定数据间 的显式连接关系，是具有多对多类型的数据组织方式 。 这种数据模型的基本特征是，结点数据之间没有明确的从属关系，一个结点可与其他多个结点建立联系，即结点之间的联系是任意的，任何两个结点之间都能发生联系，可表示多对多的关系。,25,E,V4,V3,V2,V1,d,c,b,e,a,26,网络数据库模型,优点： 能明确而方便地表示数据间的复杂关系 数据冗余小 缺陷： 网状结构的复杂，增加了用户查询和定位的困难。 需要存储数据间联系的指针，使得数据量增大 数据的修改不方便（指针必须修改）,27,2.2.4 关系数据模型,关系数据库模型是以记录组或数据表的形式组织 数据，以便于利用各种地理实体与属性之间的关系 进行存储和变换，不分层也无指针，是建立空间数 据和属性数据之间关系的一种非常有效的数据组织方法。,28,关系数据库模型,优点： 结构特别灵活，满足所有布尔逻辑运算和数学运算规则形成的查询要求 能搜索、组合和比较不同类型的数据 增加和删除数据非常方便 缺陷： 数据库大时，查找满足特定关系的数据费时 对空间关系无法满足,29,休息一会儿。,攀 登,30,
