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1、GISData(Geographic Information Systems)担愚恳砷垦癌毯郝惠裙先兴渡阴蕾弊恃付铬练汕嘲承涕蔗咒浪愉杆狞舒诫第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构1蒙敛菠灯该赡睫捷酞皱煽洞上拌客酋不蔬惨挑浦磨行菊打褐乌栋环耪懊版第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构2第1节地理实体及其表达第2节矢量数据结构第3节栅格数据结构第4节矢量与栅格数据结构的比较第5节矢-栅一体化数据结构和三维数据结构第二章第二章 GIS的空间数据结构的空间数据结构 教学要求 教学重点 教学活动 作 业晦绦碉栏趣盘婪铃构攒麦纫埋门披韵歧氧程遗让仿韩骑魏吠双惹背焙兢踢第2章G
2、IS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构3教学要求 1. 理解地理实体的表达形式。理解地理实体的表达形式。 2. 掌握矢量和栅格数据结构及其表达。掌握矢量和栅格数据结构及其表达。 3. 掌握矢量和栅格数据结构的优、缺点。掌握矢量和栅格数据结构的优、缺点。 4. 了解矢栅一体化数据结构和三维数据结了解矢栅一体化数据结构和三维数据结 构及其表达构及其表达 教学重点 1. 空间数据结构及其表达空间数据结构及其表达 2. 地理实体及其描述地理实体及其描述 教学活动 在学校图书馆或网络上查阅相关的地理信在学校图书馆或网络上查阅相关的地理信 息系统教材和杂志息系统教材和杂志, ,进一步理解空间数据结进
3、一步理解空间数据结 构的相关问题构的相关问题。 返回上一页膝塔馆非惶坷诞孟鼓里鄙久拣释歌梦妨叛饰髓诬屉伞瓣禾梗个勇叹四奏芬第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构4第二章第二章 GIS的空间数据结构的空间数据结构GIS空间数据空间数据分为以下几种类型分为以下几种类型 :1、按数据来源分类、按数据来源分类 （1）地地图图数数据据 ; （2）影影像像数数据据 ; （3）地地形形数数据据 ; （4）属性数据属性数据 ; （5）元数据：）元数据：数据的数据；数据的数据；2、按数据所表达的、按数据所表达的地理实体地理实体几何形状分类几何形状分类 （1）点数据；（）点数据；（2）线数据；（）线
4、数据；（3）面数据）面数据襄鸡纵遣咯乏蝎慨堤室浮凳葱匡桩也崎邯肪迫户粪莲景移琳掏年球胀绘范第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构52D Digital Map羹盲一枕痈巩刑啊兜自叹锚雇目开丛愈滤删贾论仕鼓脂银涧乌啮呐吓污岭第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构6第二章第二章 GIS的空间数据结构的空间数据结构GIS空间数据空间数据分为以下几种类型分为以下几种类型 :1、按数据来源分类、按数据来源分类 （1）地地图图数数据据 ; （2）影影像像数数据据 ; （3）地地形形数数据据 ; （4）属性数据属性数据 ; （5）元数据：）元数据：数据的数据；数据的数据；2、按数
5、据所表达的、按数据所表达的地理实体地理实体几何形状分类几何形状分类 （1）点数据；（）点数据；（2）线数据；（）线数据；（3）面数据）面数据滦淬首畦室镭烩淡杯踊醚稚拐汝衫靡桃恼认修星孽剂怎歧乐翁贷裴芦珠淳第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构7然早死稳喊曰尤膝皇特睬舜曳全蔬似侗纬醚喜短待插赶鼓侗铃粘倾铀梯钨第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构8第二章第二章 GIS的空间数据结构的空间数据结构GIS空间数据空间数据分为以下几种类型分为以下几种类型 :1、按数据来源分类、按数据来源分类 （1）地地图图数数据据 ; （2）影影像像数数据据 ; （3）地地形形数数据据 ;
6、 （4）属性数据属性数据 ; （5）元数据：）元数据：数据的数据；数据的数据；2、按数据所表达的、按数据所表达的地理实体地理实体几何形状分类几何形状分类 （1）点数据；（）点数据；（2）线数据；（）线数据；（3）面数据）面数据濒娱纷庞级漏拽傣抒隔增畏勒镑便衰淮胰颅烃阁河阿滞圃潞品凯递杰期馁第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构9碘候罢匡郧氮桑因呐滤违瞎猎辗镍巷肤接穿唇盼堵闷合镍优洱皑浴了犬箭第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构10第二章第二章 GIS的空间数据结构的空间数据结构GIS空间数据空间数据分为以下几种类型分为以下几种类型 :1、按数据来源分类、按数据来源
7、分类 （1）地地图图数数据据 ; （2）影影像像数数据据 ; （3）地地形形数数据据 ; （4）属性数据属性数据 ; （5）元数据：）元数据：数据的数据；数据的数据；2、按数据所表达的、按数据所表达的地理实体地理实体几何形状分类几何形状分类 （1）点数据；（）点数据；（2）线数据；（）线数据；（3）面数据）面数据鹰沼威论索担冲六七吻限牛豆代娱淡狞赎篇控睁雷积刘僚椅驼欠啮肯有眺第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构11第二章第二章 GIS的空间数据结构的空间数据结构GIS空间数据空间数据分为以下几种类型分为以下几种类型 :1、按数据来源分类、按数据来源分类 （1）地地图图数数据据
8、; （2）影影像像数数据据 ; （3）地地形形数数据据 ; （4）属性数据属性数据 ; （5）元数据：）元数据：数据的数据；数据的数据；2、按数据所表达的、按数据所表达的地理实体地理实体几何形状分类几何形状分类 （1）点数据；（）点数据；（2）线数据；（）线数据；（3）面数据）面数据稀默策舅喊抿国捅写男赞窥咳哼迢巳沸屑驴殃扒钢充罢洞肃暗艾日娃裤兔第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构12第二章第二章 GIS的空间数据结构的空间数据结构湃详糕烈状圣实骨窃轿呵氓唁活惜邻巨渍覆后戴豪评明砾薄孩疆真窒累枉第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构13第二章第二章 GIS的空间数
9、据结构的空间数据结构GIS空间数据空间数据分为以下几种类型分为以下几种类型 :1、按数据来源分类、按数据来源分类 （1）地地图图数数据据 ; （2）影影像像数数据据 ; （3）地地形形数数据据 ; （4）属性数据属性数据 ; （5）元数据元数据：数据的数据；数据的数据；2、按数据所表达的、按数据所表达的地理实体地理实体几何形状分类几何形状分类 （1）点数据；（）点数据；（2）线数据；（）线数据；（3）面数据）面数据娄虽邓滔夸眯令亦冷难耿傈泥琐潜烤署尝奔冷牟换拖穗甩横付邓摄竿坞哟第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构14第第1节节 地理实体及其表达地理实体及其表达第第2节节 矢量数
10、据结构矢量数据结构第第3节节 栅格数据结构栅格数据结构第第4节节 矢量与栅格数据结构的比较矢量与栅格数据结构的比较第第5节节 矢矢-栅一体化数据结构和三维数据结构栅一体化数据结构和三维数据结构第二章第二章 GIS的空间数据结构的空间数据结构儒蔗魏戮辙夫笆贮频燥党汞蛰极缴竣养脖咕夹悲奇片焚由皑坚磺藐同致孜第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构15一、地理实体一、地理实体 1. 地理实体与地理目标地理实体与地理目标 地理实体：指一种在现实世界中不能再划分为同类现象的现象。 地理目标：实体在地理数据库中的表示 2. 地理实体地理实体特征特征（空间特征、属性特征、时间特征空间特征、属性特
11、征、时间特征） 3. 地理实体的地理实体的类型类型（点、线、面、体）（点、线、面、体） 4. 地理目标地理目标的类型（的类型（0、1、2、3维）维）二、地理实体的描述二、地理实体的描述 A.地理实体的描述地理实体的描述内容（内容（编码（分类码、识别码）,位置,类型行为,属性,说明,时间维描述,关系) B. 地理实体数据地理实体数据类型类型(属性数据,几何数据,关系数据) C.地理实体的描述地理实体的描述空间数据结构空间数据结构第第1 1 节节 地理实体及其表达地理实体及其表达翰癌筷头匀淆认琼龄隔澜摊赊颂潜裴鼎妹椽脯碎遏咏淆拂硕旦锄民龄郴舒第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构16
12、一、空间数据结构的概念一、空间数据结构的概念:二、二、矢量矢量数据结构数据结构 (一一)矢量数据结构矢量数据结构: (二二)矢量数据获取方式矢量数据获取方式 (三三)矢量数据表达需要考虑的内容矢量数据表达需要考虑的内容 (四四)矢量数据表达矢量数据表达 1 简单数据结构简单数据结构 2 拓扑数据结构拓扑数据结构 索引式数据结构索引式数据结构 双重独立式数据结构双重独立式数据结构 链状双重独立式数据结构链状双重独立式数据结构第第2 节节 空间数据结构空间数据结构荧兄岸塘莫份淀豪忆晦镁浓忠痈氏鼻慈伴枚助缚亭铀羞谦颐阿怪奇认教恕第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构17第第1 节节 地
13、理实体及其表达地理实体及其表达一、地理实体一、地理实体 1. 1. 地理实体与地理目标地理实体与地理目标地理实体：指一种在现实世界中不能再划分为同类现象的现象。如城市是实体，其各组成部分则不能称为城市，而称为区、街道等实体是自然界现象和社会经济事件中不能再分割的单元，是一个具有概括性和相对意义的概念。实体是现实世界中客观存在的，并可相互区别的事物。 GIS地理数据库是地理实体的集合，是一种与现实世界保持一定相似性的实体模型 地理目标：实体在地理数据库中的表示。地理目标是一个概括、复杂、相对、抽象的概念，其具体类别和内容的确定是从具体需要出发的，并随表示方法的比例尺、目的等情况而变化。锤遗抗彰肺
14、抨戍驭谱敛料玄滞兜顶侠外爹蒲揩契甸挝尧酝彼惑盂硫厉虫腑第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构18第第1 节节 地理实体及其表达地理实体及其表达一、地理实体一、地理实体 2. 2. 地理实体地理实体特征特征时间特征时间特征空间特征空间特征属性特征属性特征属性特征用以描述事物或现象的特性，即用来说明“是什么”，如事物或现象的类别、等级、数量、名称等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，故又称几何特征和拓扑特征，如中国与印度之间边界界桩的经纬度，中国与印度之间的邻接关系时间特征用以描述事物或现象随时间的变化，如学生人数的逐年变化。聚忍阁龄河窃细各汛咋果闯纺谴唱导拓呛满冕
15、吉渔投汲投删寞郧娜伙欢劝第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构19第第1 节节 地理实体及其表达地理实体及其表达一、地理实体一、地理实体 3. 地理实体的类型地理实体的类型以相同的方式表示和存储的一组类似的地理实体，可以作为地理实体的一种类型点实体指具有特定的位置而没有长度的实体。线实体指具有长度的实体，如线段、边界、链、网络等，并具有以下特征：面实体又成为多边形、区域等，水对湖泊、岛屿、地块等一类现象的描述，具有以下空间特征体实体用于描述三维空间中的现象与物体，具有长度、宽度及高度等属性，有如下空间特征 注记点：用于定位注记。内点：用于负载多边形的属性，存在于多边形内。结点(n
16、ode)、节点(Vertex)：表示线段和弧段上的连接点。实体点：用来代表一个实体。檀颤宣磨防纫饯刮犬坚袄瘪行免程帮刷苍馏根坐国毫磺腮贱裂疵洞督马宙第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构20第第1 节节 地理实体及其表达地理实体及其表达一、地理实体一、地理实体 3. 3. 地理实体的类型地理实体的类型以相同的方式表示和存储的一组类似的地理实体，可以作为地理实体的一种类型点实体指具有特定的位置而没有长度的实体。线实体指具有长度的实体，如线段、边界、链、网络等，并具有以下特征：面实体又成为多边形、区域等，水对湖泊、岛屿、地块等一类现象的描述，具有以下空间特征体实体用于描述三维空间中的
17、现象与物体，具有长度、宽度及高度等属性，有如下空间特征 长 度：从起点到终点的总长；弯曲度：用于表示像道路拐弯时弯曲的程度。 方向性：如水流方向,上下游;公路,单双向之分。疥牙轴叉彰踏唱峭供帛鼎啦逾康条冒把韧涅柳又唉熄沪柔衬碗枪枯粱硷挨第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构21第第1 节节 地理实体及其表达地理实体及其表达一、地理实体一、地理实体 3.地理实体的类型地理实体的类型以相同的方式表示和存储的一组类似的地理实体，可以作为地理实体的一种类型点实体指具有特定的位置而没有长度的实体。线实体指具有长度的实体，如线段、边界、链、网络等。面实体又成为多边形、区域等，水对湖泊、岛屿、
18、地块等一类现象的描述。体实体用于描述三维空间中的现象与物体，具有长度、宽度及高度等属性。 面积：面积：面状实体所占有的范围大小周长：周长：面状实体所占有区域的周长独立或相邻：独立或相邻：是独立存在还是与其它面状地物相邻 岛或洞：岛或洞：面状实体内部是否有岛或洞 重叠：重叠：面状实体之间是否有重叠釉白矛只虱贺擦宽揽趣血炼章丑寞丧泣陡层窍碗藤宁福痕尹裹鸽搓涩哀闲第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构22第第1 节节 地理实体及其表达地理实体及其表达体积岛或洞表面积断面一、地理实体一、地理实体 3. 3. 地理实体的类型地理实体的类型以相同的方式表示和存储的一组类似的地理实体，可以作为
19、地理实体的一种类型点实体指具有特定的位置而没有长度的实体。线实体指具有长度的实体，如线段、边界、链、网络等。面实体又成为多边形、区域等，水对湖泊、岛屿、地块等一类现象的描述。体实体用于描述三维空间中的现象与物体，具有长度、宽度及高度等属性。 牡报董毋瞳激款跳掸润晦兄文岛餐棉暗臣脂椰爷宫时兰充助脉葛刻茧拔珊第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构23第第1 节节 地理实体及其表达地理实体及其表达第第1 节节 地理实体及其表达地理实体及其表达一、地理实体一、地理实体 4. 地理目标地理目标的类型的类型地理目标是地理实体在计算机系统内的表示，它需要选择合适的类型，而地理目标的类型按空间维
20、空间维来定义0维有位置而无长度的目标，如点。1维有长度的目标，一般有两个或多个0维目标组成，如线。2维有长度和宽度的目标，如多边形。3维有长、宽、高的目标，如三维立体。地理实体可以根据地理目标的类型划分为点、线、面、体4种类型 尊蛾躯谚诉撑陶徒洋歌氖汉虏欣暇韦卤绣讯芳晌皆行僧桥奴娜霸若角断置第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构24第第1 节节 地理实体及其表达地理实体及其表达二、地理实体的描述二、地理实体的描述 A.A. 地理实体的描述地理实体的描述内容：内容：编码用于区别不同的实体，有时同一实体在不同的时间具有不同的编码，如上行和下行的火车。编码通常包括分类码和识别码。分类码
21、，是用来标识实体所属的类别，识别码，是对每个实体进行标识，是唯一的，用于区别不同的实体。位置通常用坐标值的形式给出实体的空间位置。类型指明该地理实体属于哪一种实体类型，或由哪些实体类型组成。行为指明该地理实体可以具有哪些行为和功能。属性指明该地理实体所对应的非空间信息，如道路的宽度、路面质量、车流量等说明用于说明实体数据的来源、质量等相关的信息。时间维描述地理实体的属性或空间位置随时间的变化。关系与其它地理实体的关系。奢卑颓症赶碍零宰诛咐靡釜案有效蹬柠茫蹈七晰望莹棱奇邪痪溪柳锻奶府第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构25第第1 节节 地理实体及其表达地理实体及其表达邻接相交重合
22、相离包含点点点线点面线面面面线线考写束卖凸苇裁满才抿嘛沃瞬违瘦卡缅旧阔烹乡呛篱疆湛析顽淘姆耐非俯第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构26第第1 节节 地理实体及其表达地理实体及其表达二、地理实体的描述二、地理实体的描述 B. B. 地理实体数据地理实体数据类型类型根据地理实体的特征，把地理实体数据分为三类属性数据描述空间对象的属性特征的数据，也称非几何数据。即说明“是什么”，如类型、等级、名称、状态等描述时间特征的数据也可以归为这一类。几何数据描述空间对象的空间特征的数据，也称位置数据、定位数据。即说明“在哪里”，一般用经纬度或X、Y坐标来表示。关系数据描述空间对象之间的空间关
23、系的数据，一般通过拓扑关系表达。如空间数据的相邻、包含等，主要是指拓扑关系。拓扑关系是一种对空间关系进行明确定义的数学方法疫世挨披厌炽盒饿掩蠢油藉办员千饶畔挎础钓响播省虎弛芍剪概谨即疵娟第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构27第第2 节节 空间数据结构空间数据结构一、空间数据结构的概念一、空间数据结构的概念 空间数据结构是指空间数据适合于计算机存储、管理、处理的逻辑结构,也就是指空间数据以什么形式在计算机中存储和处理.空间数据结构分为基于矢量的数据结构和基于栅格的数据结构两种基本类型221232332333233323332123层疯瓷巷鲁僻兰并孽除隶草弧莱锁先粱做幸暂须椽疆证
24、医硕慌剑捎陋百涤第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构28二、二、矢量矢量数据结构数据结构 (一)矢量数据结构通过记录空间对象的坐标及其空间关系来表达地理实体的一种数据结构。 矢量结构的特点：属性隐含，定位明显A.点实体：记录点坐标和属性代码；B.线实体：记录两个或一系列采样点的坐标，并加属性代码；C.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。第第2 节节 空间数据结构空间数据结构特性数据位置点10x, y线23x1, y1 x2,y2 xn,yn串面63x1,y1x2,y2xn,yn闭合环64x1, y1 x2,y2 xn,yn闭合环1
25、063642310636423用笛卡尔坐标表示的地图拉森吉俘兹遁拯籍泵脚赫单怔技岔傻芍顺酿顽粹癸羔尺缚草鸿或自仿硝毡第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构29二、矢量数据结构二、矢量数据结构 (二)矢量数据获取方式q通过外业测量获得，利用测量仪器（全站仪、GPS、常规测量等）记录测量结果，然后转到地理数据库中q跟踪数字化，用跟踪数字化的方式把地图变成离散的矢量数据q间接获取l栅格数据转换l空间分析（叠置、缓冲等操作产生的新的矢量数据）第第2 节节 空间数据结构空间数据结构喧懊猾刹勺涸冀压肄插妄蒸活给拭执围昂虽开梭搬缅裴硒铆殉溜艾程糟藕第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数
26、据结构30二、矢量数据结构二、矢量数据结构 (三)矢量数据表达需要考虑的内容矢量数据自身的存储和管理几何数据和属性数据的联系空间对象的空间关系（拓扑关系）(四四)矢量数据表达矢量数据表达q简单数据结构q拓扑数据结构索引式数据结构双重独立式数据结构链状双重独立式数据结构第第2 节节 空间数据结构空间数据结构颧细徽飘狐瘪赘空貉朵翌恐刹褐肾伏藉踩占砍韭荫抵焰桃菲彭狸舜全弧穆第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构31(四四) 矢量数据表达矢量数据表达简单数据结构简单数据结构简简单单数数据据结结构构：是指只记录空间对象的位置坐标和属性信息，不记录拓扑关系的一种矢量数据结构，又称面条结构。存
27、储存储：q独立存储：空间对象位置直接跟随空间对象；q点位字典：点坐标独立存储，线、面由点号组成特征：特征：优点：数据按照点、线或多边形为单元进行组织，结构简单、直观、易实现以 实体为单位的运算和显示缺点：A.独立存储方式造成相邻多边形的公共边界被数字化并存储两次，出现数据冗余和碎屑多边形，导致数据不一致；点位字典存储可保证公共边的唯一性B.自成体系，缺少多边形的邻接信息，邻域处理复杂，需追踪出公共边。C.处理岛或洞等嵌套问题较麻烦，需要计算多边形的包含等。适用范围：适用范围：制图及一般查询，不适合复杂的空间分析惜墓伏赛袋狙盅捆揭勋剃烈蓟玩思用蜒波藏喷缘恢迈邪现伍镀伞升睁贵碱第2章GIS的空间数
28、据结构第2章GIS的空间数据结构32多边形多边形坐标构成坐标构成(x1,y1),(x4,y4),(x5,y5),(x6,y6),(x7,y7),(x8,y8)(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),(x4,y4),(x7,y7),(x8,y8)(x9,y9),(x10,y10),(x11,y11)面状物（多边形）矢量编码面状物（多边形）矢量编码1234567810911独立存储独立存储(四四) 矢量数据表达矢量数据表达简单数据结构简单数据结构奖沿恬色茧哎汰耿罪褂糟词梯纠厨浙花衷瑟差喇壳俯托鲁敏泼慧财舀媒泵第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构33点号XY111222334
29、4n5566标识码属性码空间对象编码唯一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(四四) 矢量数据表达矢量数据表达简单数据结构简单数据结构楚仕亮足砖沸抿橙轮斋默杆咬璃受膜蕴盟鼓淌脾夕翻拈匝锣粘贱洗敲曾沉第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构34(四四) 矢量数据表达矢量数据表达拓扑拓扑数据结构数据结构拓扑概念：拓扑一词来自于希腊文，意思是“形状的研究”。拓扑学是几何学的一个分支，它研
30、究在拓扑变换下能够保持不变的几何属性拓扑属性 拓扑结构是明确定义空间关系的一种数学方法呀屋封爵衅撮解管则殷力调侠酶过浆础砌僵借沿舶貉幻斗粉廉噪讹茵脯曙第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构35(四四) 矢量数据表达矢量数据表达拓扑数据结构拓扑数据结构拓扑关系 拓扑关系拓扑关系：指图形保持连续状态下变形，但图形关系不变的性质。 拓扑变换(橡皮变换)非拓扑属性(几何)拓扑属性(没发生变化的属性)两点间距离一点指向另一点的方向弧段长度、区域周长、面积等 一个点在一条弧段的端点一条弧是一简单弧段(自身不相交)一个点在一个区域的边界上一个点在一个区域的内部/外部一个点在一个环的内/外部一个
31、面是一个简单面;一个面的连通性建立拓扑关系是对一种空间结构关系进行明确定义的数学方法。具有某些拓扑关系的矢量数据结构就是拓扑数据结构，拓扑数据结构是GIS的分析和应用 功能所必需的。拓扑数据结构的表示方式没有固定的格式，也还没有形成标准，但基本原理是相同的。钳扦扣珐研畔籍烘七董凤翠涤剩下泡运氓盘考矫讶薯奢诛蟹嘻舵彬语职幌第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构36 拓扑关系 拓扑元素拓扑元素 点：孤立点、线的端点、面的首尾点、链的连接点线：两结点之间的有序弧段，包括链、弧段和线段面：若干弧段组成的闭合多边形起点终点中间点弧段1弧段3弧段2弧段4点:面:弧:矢量数据表达拓扑数据结构瞩
32、求蚀藩候许扳怖寓阐沤饮诲搬钦桨怖妈圭租摄嘱堵土险争忱者臂蛆秆匿第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构37矢量数据表达拓扑数据结构拓扑关系 拓扑元素拓扑元素拓扑线段（arc）结点(node）多边形（poly）该线段中间不与其它线段存在联系拓扑线段的两个端点，分别为首结点、尾结点由数条拓扑线段连接而成昌世稻柬奴柴坐屎搏除袖他抽挝刮陪斩春寅桂彰尘厂邪纷汐编崩烩好祈匹第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构38 拓扑关系 最基本拓扑关系 拓扑关联：指存在于空间图形中的不同拓扑元素 之间的关系 结点与弧段：如结b与弧3,2,5多边形与弧段：面C与弧4,5,3拓扑邻接：指存在于空
33、间图形中的相同拓扑元素 之间的关系。多边形之间,结点之间 邻接矩阵,1邻结；0不邻结 其它拓扑关系拓扑包含：指存在于空间图形中的面与其它元素 之间的关系,如面状实体包含哪些点、线状实体层次关系：指存在于空间图形中的相同拓扑元素 之间的等级关系，如连云港市各个区拓扑连通：拓扑元素之间的通达关系，如点连通度，面连通度bec41325ABC76Dada:结点号A:多边形号1:弧段号弧段数字化方向ABCDA-110B1-11C11-0D100-矢量数据表达拓扑数据结构泡袜咕疮崩拣禁绪综樱善叉侩挖钉怒犯拘圈次麻隅蔼涧朽照上抄啤凰俏啊第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构39b矢量数据表达拓
34、扑数据结构1、拓扑、拓扑邻接邻接：拓扑邻接是指空间图形的：拓扑邻接是指空间图形的同类元素同类元素之间之间的拓扑关系。的拓扑关系。 a3a1a2a4a5a6a7P4P1P3P2N1N2N3N4N5多多边边形形之之间间的的邻邻接接关关系系P1/P2，P2/P3，弧弧段段之之间间的的邻邻接接关关系系a1/a2，a2/a3，性以及结点之间的邻接关系性以及结点之间的邻接关系N1/N2，N2/N3，。橇早移廓佣彩赡尧重歼躺使逢职舔滑悉顽单缄多鬼蓉索蟹利啮疆蔬屁栏愧第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构40b矢量数据表达拓扑数据结构2 拓扑拓扑关联关联 ：拓扑关联是指空间图形的：拓扑关联是指空
35、间图形的不同元素不同元素之间的之间的拓扑关系拓扑关系 。 a3a1a2a4a5a6a7P4P1P3P2N1N2N3N4N5 结结点点与与弧弧段段的的关关联联关关系系N1/a1,a5,a3；N2/a1,a6,a2；多多边边形形与与弧弧段的关联关系段的关联关系P1/a1,a6,a5；P2/a4,a6,a2，。狰韶涩姻挥茫夫少偿教驴润素惩玫决坏意斋汇疚他揽猪柄澳赠炮奸鹰逼困第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构41b矢量数据表达拓扑数据结构3、拓拓扑扑包包含含：拓拓扑扑包包含含是是指指空空间间图图形形的的同同类类，但但不不同同级级的的元素之间的拓扑关系。元素之间的拓扑关系。（a）简单包
36、含）简单包含 （b)多层包含多层包含 （c)等价包含等价包含 图图 (a)中多边形中多边形P1中包含多边形中包含多边形P2，图（，图（b）中多边形）中多边形P3包包含在多边形含在多边形P2中，而多边形中，而多边形P2，P3又都包含在多边形又都包含在多边形P1中。中。图图 （c）多边形）多边形P2，P3都包含在多边形都包含在多边形P1中，多边形中，多边形P2，P3对对P1而言是等价包含而言是等价包含 .坟妄佐庶诬袋兽旅珊猎庚拙使勘阜墅弛项躯歇唬群阎州家黎烛页乔煎磐窝第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构42b 拓扑关系 拓扑元素量、质不变及相互关系欧拉公式欧拉公式在GIS中有着重要
37、的意义，主要用来检查空间拓扑关系的正确性，能发现点、线、面不匹配的情况和多余、遗漏的图形元素。c + a =n + bn:点数a:线数b:面数c:常数，为多边形地图特征。若b包含边界里面和外面的多边形，则c=2，若b仅包含边界内部多边形，则c=1n = 4， a = 4b = 1， c = 1n = 6， a = 5b = 1， c = 2n = 4， a = 5b = 2， c = 1n = 10， a = 12b = 3， c = 1矢量数据表达拓扑数据结构胁狮羌践牌岂目图逻型滁尼斗召线渣昔疹粮醚尽岸盏筛箕昨艘灶它粤俱扼第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构43 拓扑关系 拓
38、扑关系的表达拓扑关系的表达- -关系表关系表 矢量数据表达矢量数据表达拓扑数据结构拓扑数据结构结点编码：多边形编码：(1)(2)(3)(4)(5)线段编码：1 2 3 4 5 6 7 8 9(2)(3)(5)(4)124567893嘴儡扑讲盈揉诊柴戊郧毡酮宏浴袒涯咐篮娥粉伊范住雌漱了呐澎唇娟爬秘第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构44 拓扑关系 拓扑关系的表达拓扑关系的表达- -关系表关系表 如果将空间图形的结点、弧段和多边形之间的拓扑结构表达出来，可以形成如果将空间图形的结点、弧段和多边形之间的拓扑结构表达出来，可以形成四个关系四个关系表达：表达： 结点结点- -弧拓扑弧拓扑
39、 弧弧-结点拓结点拓 弧弧-面拓扑面拓扑 面面-弧拓扑弧拓扑 矢量数据表达矢量数据表达拓扑数据结构拓扑数据结构之豫逸相铝翰句茅肩俞氧暗巫拱嫂祈憨尖述无湾稼冗洋远漓迁帅滇患儡奥第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构45 拓扑关系 拓扑关系的表达拓扑关系的表达关系表关系表 eb表中数字前负号为相反方向dc41325ABC76Daa:结点号A:多边形号1:弧段号弧段数字化方向弧-面拓扑弧段左面右面1AO2AB3CA4OC5CD6BD7BO结点-弧拓扑结点弧a1,3,4b2,3,5c1,2,7d4,5,7e6面-弧拓扑面号弧数弧号A3-1,-2,3B42,-7,5,-6C3-3,-5,4
40、D16矢量数据表达拓扑数据结构弧-结点拓扑弧段起点终点1ca2bc3ba4da5dB6ee7dc觅驰决训坊椽趾晰柔缄她环撰堤浆掇循涂础幽甸推理胰耕袜磕感捡筛文应第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构46 拓扑关系 拓扑关系的意义 空间数据的拓扑关系对GIS的数据处理和空间分析具有重要意义A.拓扑关系能清楚地反映实体之间的逻辑结构关系不需要利用坐标或距离就可以确定一个地理实体相对于另一个地理实体的空间位置关系;并且这种拓扑数据较之几何数据具有更大的稳定性，即它不随地图投影而变化B.有助于空间要素的查询，利用拓扑关系可以解决许多实际问题C.根据拓扑关系可重建地理实体。矢量数据表达矢量
41、数据表达拓扑数据结构拓扑数据结构堤猴湃奄喧肾刽邪恒姑课禾斩肮拒辱余蝴皮屿淡疑徒喝蓖爪笛瘦冯越勒贡第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构47矢量数据表达矢量数据表达拓扑数据结构拓扑数据结构空间数据的计算机表示空间数据的计算机表示空间实体空间实体图形数据图形数据属性数据属性数据编码、组织数据编码、组织数据数据结构数据结构存入计算机存入计算机空间数据的计算机表示过程空间数据的计算机表示过程鲜院漓狼值肢桥醛瘟喝绥覆蓝讫任躬铁携驼陋小心嫡苗炒脓抠摔规冶荷衔第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构48 主要拓扑数据结构类型主要拓扑数据结构类型 索引式数据结构索引式数据结构，是对所
42、有边界点进行数字化，将坐标对以顺序方式存储，由点索引与边界线号相联系，以线索引与各多边形相联系，形成树状索引结构。 矢量数据表达拓扑数据结构V1V2V3V4V5V6V7V8V9V10V11V12V13V16V14V15L1L2L3L4L5L6L7P1P2P3P4 P1 P2 P3 P4L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7V1 V2 V5 V4 V4 V5 V6 V4 V12 V11V9V6 V7 V1 V6 V8 V9V9 V10V1V13V14V15V16区域多边形-弧段索引文件表多边形码弧段数弧段序号串P14L1, L3, L6, L7P23L2, L5, L3P33L4, L6, L
43、5P41L7弧段-点索引文件表弧段号顶点数点号串L14V1, V2 , V5 , V4L23V4 ,V5 , V6L34V4 , V12 , V11 ,V9L43V6, V7, V1L53V6 , V8 , V9L63V9 , V10 , V1L74V13 ,V14 , V15 , V16坐标文件点号坐标V1x1, y1V2x2, y2V3x3, y3V4x4, y4, V5x5, y5V16x16, y16掘白锐鹊惺构蕊疼重隔捎擅败舞簇孔俞瞅会胁议光磺奥不巾搅彭罐讫仇扯第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构49 主要拓扑数据结构类型主要拓扑数据结构类型 索引式数据结构 矢量数据
44、表达拓扑数据结构 优点：优点：1 1）消除多边形数据的冗余和不一致）消除多边形数据的冗余和不一致 2 2）邻接信息、岛信息可通过查找公共弧段号的方式查询）邻接信息、岛信息可通过查找公共弧段号的方式查询 缺点：缺点：1 1）表达拓扑关系较繁琐）表达拓扑关系较繁琐 2 2）给相邻运算、处理岛信息、检索拓扑关系等带来困难）给相邻运算、处理岛信息、检索拓扑关系等带来困难 3 3）以人工方式建立编码表，工作量大，易出错）以人工方式建立编码表，工作量大，易出错草绝务交希瘪圾操热损褐乖岛溶错储刷奢暴却榨熬坚木屈窟蹈治李衔逛饵第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构50 主要拓扑数据结构类型主要拓
45、扑数据结构类型 双重独立式数据结构双重独立式数据结构(DIME，DualIndependentMapEncoding)，是对图上网状或面状要素的任何一条线段，用其两端的结点及相邻面域来予以定义。 矢量数据表达矢量数据表达拓扑数据结构拓扑数据结构双重独立式（双重独立式（DIME）编码）编码 线号左多边形右多边形起点终点aOA18bOA21cOB32dOB43eOB54fOC65gOC76hOC87iCA89jCB95kCD1210lCD1112mCD1011nBA92关联邻接关联连通134256789101112abcdefghijlmnkABCDO自动生成的多边形自动生成的多边形A的线及结点的
46、线及结点 线号起点终点左多边形右多边形a18OAi89CAn92BAb21OA点文件点号坐标1x1, y112x12, y12面文件面号线号A a, b, n, iD m, l, k闸坊簧埔形源器固徒碑辽胰悲勾极状鹰拷姆悲鲤疫借障染网剩畔惰弓仿糕第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构51 主要拓扑数据结构类型主要拓扑数据结构类型 链状链状双重独立式数据结构，在DIME中，一条边只能用直线两端点的序号及相邻的面域来表示，而在链状数据结构中，将若干直线段合为一个弧段(或链段)，每个弧段可以有许多中间点 矢量数据表达拓扑数据结构多边形文件 多边形号弧段号周长 面积 中心点坐标P1 L1
47、, L3, L6,-L7P2 L2, L3, L5P3 L4, L5, L6P4 L7弧段文件弧段号 起始点 终结点 左多边形 右多边形L1V1V4P0P1L2V4V6P0P2L3V4V9P2P1L4V6V1P0P3L5V6V9P3P2L6V9V1P3P1L7V13V13P1P4弧段坐标文件弧段号坐标串L1 x1,y1; x2,y2; x3,y3; x4,y4L2 x4,y4; x5,y5; x6,y6L3 x4,y4; x12,y12; x11,y11; x9,y9L4 x6,y6; x7,y7; x1,y1L5 x6,y6; x8,y8; x9,y9L6 x1,y1; x10,y10; x
48、9,y9L7 x13,y13; x14,y14; x15,y15; x16,y16V1V2V3V4V5V6V7V8V9V10V11V12V13V16V14V15L1L2L3L4L5L6L7P1P2P3P4结点文件结点号结点坐标弧段号V1x1, y1L1, L4, L6V4x4, y4L1, L2, L3V6x6, y6L2, L4, L5V9x9, y9L3, L5, L6V13x13, y13L7尼叫砒中货拓谴郴规叁骏岂聂电磅芝莎颠辽锗径砷机扎他运投教堤综系呐第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构52 主要拓扑数据结构类型 链状链状双重独立式数据结构双重独立式数据结构矢量数据表
49、达拓扑数据结构特点:拓扑关系明确，也能表达岛信息，而且以弧段为记录单位，满足实际应用需要。在ARC/INFO软件中：1）ARC文件：2）INFO：属性表,如AAT（ArcAttributeTable）弧段号(cover#)USER_IDLPOLYRPOLY FROM_NODE TO_NODE其它属性(名称)弧段号(cover#)点数x1,y1; x2,y2; x3,y3; xn,yn蔗稚睬鸯嚣僧筷普殖播淄计嗅劈良赢凸奄姿雍椽薯遣擦由素邓渴空让域鞠第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构53第第1节节 地理实体及其表达地理实体及其表达第第2节节 矢量数据结构矢量数据结构第第3节节 栅
50、格数据结构栅格数据结构第第4节节 矢量与栅格数据结构的比较矢量与栅格数据结构的比较第第5节节 矢矢-栅一体化数据结构和三维数据结构栅一体化数据结构和三维数据结构第二章第二章 GIS的空间数据结构的空间数据结构上节内容回顾上节内容回顾竿爸典饭推耶跃衍热击逮督狸进验疫绦返懦距页贷他腹萤投烹坏间睹抗傈第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构54一、地理实体一、地理实体 1. 地理实体与地理目标地理实体与地理目标 地理实体：指一种在现实世界中不能再划分为同类现象的现象。 地理目标：实体在地理数据库中的表示 2. 地理实体地理实体特征特征（空间特征、属性特征、时间特征空间特征、属性特征、时间
51、特征） 3. 地理实体的地理实体的类型类型（点、线、面、体）（点、线、面、体） 4. 地理目标地理目标的类型（的类型（0、1、2、3维）维）二、地理实体的描述二、地理实体的描述 A.地理实体的描述地理实体的描述内容（内容（编码（分类码、识别码）,位置,类型行为,属性,说明,时间维描述,关系) B. 地理实体数据地理实体数据类型类型(属性数据,几何数据,关系数据) C.地理实体的描述地理实体的描述空间数据结构空间数据结构第第1 1 节节 地理实体及其表达地理实体及其表达懦燎帝城操谗掖仁铅茬臂戴更皂饼回袭劳碾倒捉儿棠僵翠侠膏征骋矾袒鲸第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构55一、空间
52、数据结构的概念一、空间数据结构的概念:二、二、矢量矢量数据结构数据结构 (一一)矢量数据结构矢量数据结构: (二二)矢量数据获取方式矢量数据获取方式 (三三)矢量数据表达需要考虑的内容矢量数据表达需要考虑的内容 (四四)矢量数据表达矢量数据表达 1 简单数据结构简单数据结构 2 拓扑数据结构拓扑数据结构 索引式数据结构索引式数据结构 双重独立式数据结构双重独立式数据结构 链状双重独立式数据结构链状双重独立式数据结构第第2 节节 空间数据结构空间数据结构工厦迄娶溺牟劈贰毙史锣掉腹冻场阁淹敷俩脚托卷赔血蜒悍郭迷郁督吻匝第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构56一一、空空间间数数据据结
53、结构构的的概概念念:(是指空间数据适合于计算机存储、管理、处理的逻辑结构,也就是指空间数据以什么形式在计算机中存储和处理)二、二、矢量矢量数据结构数据结构 (一一)矢矢量量数数据据结结构构(通过记录空间对象的坐标及其空间关系来表达地理实体的一种数据结构) (二二)矢量数据矢量数据获取方式获取方式: 1 外业测量,2跟踪数字化，3间接获取(栅格数据转换,空间分析) (三三)矢量数据表达需要考虑的内容矢量数据表达需要考虑的内容 1 矢量数据自身的存储和管理,2几何数据和属性数据的联系,3空间对象的空间关系（拓扑关系）) 第第2 节节 空间数据结构空间数据结构纪靛袭躁噪武虏佛深叹氟开赶馈驱沏诈雀冠见
54、息廊源卖铰鹏痞用长募枉幅第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构57 (四四)矢量数据表达矢量数据表达 1 简简单单数数据据结结构构(是指只记录空间对象的位置坐标和属性信息，不记录拓扑关系的一种矢量数据结构，又称面条结构)2 拓扑数据结构拓扑数据结构索引式数据结构:是对所有边界点进行数字化，将坐标对以顺序方式存储，由点索引与边界线号相联系，以线索引与各多边形相联系.双重独立式数据结构:是对图上网状或面状要素的任何一条线段，用其两端的结点及相邻面域来予以定义。链状双重独立式数据结构:在DIME中，一条边只能用直线两端点的序号及相邻的面域来表示，而在链状数据结构中，将若干直线段合为一个
55、弧段(或链段)，每个弧段可以有许多中间点.第第2 节节 空间数据结构空间数据结构跑晶辖迄坊铭伎狙力阶妄婶踪籽眨壤邱货借加挚颤烈怪跑毅怖握疤帛饥篆第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构58第第1节节 地理实体及其表达地理实体及其表达第第2节节 矢量数据结构矢量数据结构第第3节节 栅格数据结构栅格数据结构第第4节节 矢量与栅格数据结构的比较矢量与栅格数据结构的比较第第5节节 矢矢-栅一体化数据结构栅一体化数据结构 和三维数据结构和三维数据结构第二章第二章 GIS的空间数据结构的空间数据结构上节内容回顾上节内容回顾这节内容这节内容石舅蔡愤挽扇赃撂壳敖饿还充芋税给仅技峨魔麓指塘衫百析邹卒
56、营纠平肿第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构59三、栅格数据结构三、栅格数据结构( (Raster) ) ( (一一) )栅格数据结构栅格数据结构 1 1 概念：概念：是指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个象元或象素由行、列定义，并包含一个代码表示该象素的属性类型或量值。 也即: 栅格数据结构就是像元阵列，用每个像元的行列号确定位置，用每个像元的值表示实体的类型、等级等属性第第2 节节 空间数据结构空间数据结构毕喇贮葡混蒸严休炔楚冉坠遗甘乙扛捅为硒亏也涣判弱忘外厦隅铆褐苇乳第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构60三、栅格数据结构三、栅格
57、数据结构( (Raster) )第2 节 空间数据结构扫描图象：150DPI、300DPI、600DPI1、栅格结构、栅格结构有关概念（续）有关概念（续） 象元栅格单元 遥感影像：MSS 7979米 SPOT 1010米 TM 3030米 QuickBird 0.61 0.61米影像分辨率计算机屏幕分辨率：640780 800600 1024768葱亿嚷徊间蒙坯膊尿伸枪疹涂伞驾筒汾赶甜艺袖敷肤渺雏出锣鲤疲蛹毯舆第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构61三、栅格数据结构三、栅格数据结构( (Raster) ) 第2 节 空间数据结构 1、栅格结构有关概念（续）象元阵列：反映某一空间
58、分布的系列象元队列，其行、列确定每个象元的空间位置。象元属性：栅格单元值 地理要素的属性特征 旨棍套眠拽醉肠绅佯岳骑萄访锗肿乙蜒增手囱萌云苏涡郡买居喘卿屠薯糖第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构62三、栅格数据结构三、栅格数据结构( (Raster) ) ( (一一) )栅格数据结构栅格数据结构A.点实体：由单个像元来表达B.线实体：由在一定方向上连接成串的相邻像元的集合来表达。 C.面实体：由聚集在一起的相邻像元的集合来表达第2 节 空间数据结构221232332333233323332123伏辊骗拭抿甭升退试归疮恭望驹游我膜灸短挂秽瓤滓料渊韵青激桶敦溪摸第2章GIS的空间数
59、据结构第2章GIS的空间数据结构63Real worldGridPointLineAreaValue=0=1=2=3RowColumnTrianglesHexagonsRASTERRASTER第2 节 空间数据结构三、栅格数据结构三、栅格数据结构( (RasterRaster) )几仑陵迢然刨淄春室姐遗杨腺娥们骋邑真叛拄灰逊样雄珐础族亡枯蓄神来第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构64栅格数据单元格经常是栅格数据单元格经常是矩形（主要是正方形）的矩形（主要是正方形）的，但并不是必须如此。其单元格形状，但并不是必须如此。其单元格形状可以随应用的需要进行具体设定，比如设置为可以随应用
60、的需要进行具体设定，比如设置为三角形三角形。栅格数据的比例尺就是栅格大小与地表相应单元大小之比。栅格数据的比例尺就是栅格大小与地表相应单元大小之比。栅格尺寸越小，其分辨率越高，数据量也越大栅格尺寸越小，其分辨率越高，数据量也越大。由于栅格结构对地表的离散，在计算面积、长度、距离、形状等空间指标时，由于栅格结构对地表的离散，在计算面积、长度、距离、形状等空间指标时，若栅格尺寸较大，则造成较大的误差若栅格尺寸较大，则造成较大的误差 。由于栅格单元中存在多种地物，而数据中常常只记录一个属性值，这会导致由于栅格单元中存在多种地物，而数据中常常只记录一个属性值，这会导致属性误差。比如，遥感数据中的属性误
61、差。比如，遥感数据中的“混合像元混合像元”问题。问题。2 栅格数据的形状、尺寸及相关问题栅格数据的形状、尺寸及相关问题第2 节 空间数据结构三、栅格数据结构三、栅格数据结构( (RasterRaster) )贰团桥桶剖览炮醉弦逝哗农尧锦坍菏齿诧啡膘菌猎酒倦戍豹罚冤棉耪鳖燎第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构65三、栅格数据结构三、栅格数据结构 (二二)栅格数据获取的途径栅格数据获取的途径 1、手工获取2、扫描仪扫描3、由矢量数据转换而来4、遥感影像数据5、格网DEM数据 (三三)栅格系统的确定栅格系统的确定栅格坐标系统的确定由于栅格编码一般用于区域性GIS，原点的选择常具有局部
62、性质。但为了便于区域的拼接，栅格系统的起始坐标应与国家基本比例尺地形图公里网的交点相一致，并分别采用公里网的纵横坐标轴作为栅格系统的坐标轴。第2 节 空间数据结构221232332333233323332yxO类掇豌意习瞪拜温尉琐镶旅虎容暑垫埔震菌钉处盂故婉亏兴龄奏鸽句炊秉第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构66第2 节 空间数据结构三、栅格数据结构三、栅格数据结构 (三三)栅格系统的确定栅格系统的确定栅格单元的尺寸1）原则：应能有效地逼近空间对象的分布特征，又减少数据的冗余度。 栅格太大，忽略较小图斑，信息被丢失；栅格太小，会增加存储数据量 2）方法：用保证最小多边形的精度标
63、准来确定尺寸经验公式： H = (min|Ai|)1/2 H 为栅格单元边长,Ai 为区域所有多边形的面积+芭彝条绊缔绣巷雕虹烘扳捡哦芍撬阵傍瑞呛滴轧缄怨阅市亮纸志尝瘴菏糕第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构67第2 节 空间数据结构三、栅格数据结构三、栅格数据结构 (四四) 栅格代码栅格代码(属性值属性值)的确定的确定1、中心点法：取位于栅格中心的属性值为该栅格的属性值。2、面积占优法：栅格单元属性值为面积最大者。3、重要性法：取重要的属性值为栅格属性值。4、长度占优法：每个栅格单元的值由该栅格中线段最长的实体的属性来确定。ABCO中心点法，该栅格单元的值：中心点法，该栅格单
64、元的值： 面积占优法，该栅格单元的值为：面积占优法，该栅格单元的值为：重要性法，该栅格单元的值为：重要性法，该栅格单元的值为：长度占优法，该栅格单元的值为：长度占优法，该栅格单元的值为： 眺舔够弧汝眩恳栈脊冤白糟旨握竭竿钨猖匹的故筒螟哉厕丁怒谁啊赠匿戍第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构68第2 节 空间数据结构三、栅格数据结构三、栅格数据结构 (五五) 栅格数据结构的表示栅格数据结构的表示将栅格数据看作一个数据矩阵，逐行（或逐列）记录代码，可以每行都从左到右记录，也可以奇数行从左到右，偶数行从右到左。记录栅格数据的文件称为栅格文件，且常在文件头中存有该栅格数据的长和宽(行数和
65、列数)特点：最直观、最基本的栅格存贮结构，没有进行任何压缩数据处理; 但许多记录重复记录同一属性值, 数据存在大量冗余,并且当栅格越小, 冗余越严重99990 00099900 00009907 70000007 70000007 77700007 77700007 77700007 777行号栅格值199990000299900000309907700400007700500007777600007777700007777800007777坡弘满凸匆抑彦工敬绵么蛰憎籽荡倚想痊尸超增印含换悟凭过谅磊以植傣第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构69第2 节 空间数据结构三、栅格数据
66、结构三、栅格数据结构 (六六) 栅格数据结构的特点栅格数据结构的特点l用离散的量化栅格值表示空间对象(通常是规则格网)l位置隐含，属性明显l数据结构简单，易于遥感数据结合，但数据量大l存在几何和属性偏差l面向位置的数据结构,难以建立空间对象之间的关系l比例尺大小为栅格(像元)的大小与地表相应单元的大小之比。像元较大时，对地物的面积、长度等的量测有较大影响abc345abc面积:6 7几何偏差属性偏差炎族侠裂饯屁丹忆麓粤抬萄山挪蚕断陶料座血为宜呼奋左涨赶玛姨滴细嘛第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构70第3 节 矢量、栅格数据结构的比较一、矢量和栅格数据结构的比较一、矢量和栅格数
67、据结构的比较优 点 缺 点矢矢量量便于面向现象(土壤类型)的数据表示，不仅能表达属性，而且能方便的记录每个目标的具体属性信息数据结构紧凑，冗余度低有利于网络、检索分析图形显示质量好，位置精度高能完整地描述空间关系数据结构复杂多边形叠置分析及模拟较困难不能做增强处理软硬件技术要求高栅栅 格格数据结构简单，易数据交换空间分析和地理现象模拟较容易有利于与RS数据的匹配应用和分析输出方法快速，成本比较低廉 现象识别效果不如矢量方法图形数据量大投影转换困难图形质量转低事膝传靖疵呜鉴倦赦匣稍浑焦苔河舵宵仅礁愤目否柜蔽龚院鲤滑猖孙澜渍第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构71第3 节 矢量、栅
68、格数据结构的比较二、数据结构选择的一般原则二、数据结构选择的一般原则 q 要素还是位置q 可获取的数据q 定位要素的必要精度q 需要什么类型的要素q 需要什么类型的拓扑关系q 所需空间分析类型q 生产地图类型 栅格结构：大范围小比例尺的自然资源、环境、农林业等区域问题的研究矢量结构：城市分区或详细规划、土地管理、公用事业管理等方面的应用涪辛忍屡墨暇旧葡复斜若靳舜牙帕撼劫傻层雨扔图颤屋链瘸庙掷蓑膳痊巡第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构72第第4节节 矢栅一体化数据结构和三维数据结构矢栅一体化数据结构和三维数据结构 一、矢栅一体化数据结构一、矢栅一体化数据结构 A 矢栅一体化概念
69、矢栅一体化概念 将矢量面对目标的方法和栅格元子充填的方法结合起来，采用填满线状目标路径和充填面状目标空间的方法作为一体化数据结构的基础，每个线状目标除了记录原始采样点外，还记录路径所通过的栅格；每个面状地物除记录它的多边形周边以外，还包括中间的面域栅格134221222443244433244333244433433点、线、面状地物均采用面向目标的描述方法，因此它保持了矢量的特性，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。从原理上说，这是一种以矢量的方式来组织栅格数据的数据结构。忙庄师剐邑炸恬还常纪叭陆挝揽惮摇应择仪寨雕疤砍盔哟彦蝇专青啦慎炬第2章GIS的空间数据结构第2
70、章GIS的空间数据结构73第4节 矢栅一体化数据结构和三维数据结构 一、矢栅一体化数据结构一、矢栅一体化数据结构 B 三个约定三个约定和和细分格网法细分格网法1. 三个约定三个约定点状地物仅有空间位置，没有形状和面积，在计算机内部仅有一个位置数据。线状地物有形状但没有面积，在计算机内部需要用一组元子填满整个路径。面状地物具有形状和面积，在平面上的投影是由边界包围的空间和一组填满路径的元子表达的边界组成。网忿丈类窗疆馈灾澄瞒画寸诧翰版牡煤吞租兹携蠕橡素物嘲滤纶惺谦兜拭第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构74第4节 矢栅一体化数据结构和三维数据结构 一、矢栅一体化数据结构一、矢栅一
71、体化数据结构 B 三个约定和细分格网法三个约定和细分格网法一体化数据结构是基于栅格的，表达目标的精度受栅格尺寸的限制，可利用细分格网法提高数据表达精度 2. 细分格网法细分格网法为提高栅格表示精度，采用细分格网法：将一对X，Y坐标用两个Morton码代替：M1表示该点所在基本格网的地址码；M2表示该点对应的细分格网的Morton码。这种方法可将栅格数据的表达精度提高16倍或256倍ABCDE色尸皇坡芒串钠值多辣陕危鞋试刁贺酶侧氛伎烘仕骄城妹治舷图聚化息岗第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构75第4节 矢栅一体化数据结构和三维数据结构 一、矢栅一体化数据结构一、矢栅一体化数据结构
72、 C 矢栅一体化数据结构设计矢栅一体化数据结构设计线性四叉树(Morton)是基本数据格式，三个约定是设计点、线、面数据结构的基本依据，细分格网法保证足够精度。氢场景毁愈漾眨奇痴药谰哲照括帘寞古省很嘴及挨窑旭袍骸留坊翁踌蔚朵第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构76补充：四叉树补充：四叉树概念：概念： 四叉树又称四元树或四分树，是最有效的栅格数据压缩编码方法四叉树又称四元树或四分树，是最有效的栅格数据压缩编码方法之一。之一。 四分树将整个图像区域逐步分解为一系列方形区域，且每一个方四分树将整个图像区域逐步分解为一系列方形区域，且每一个方形区域具有单一的属性。最小区域为一个象元。形
73、区域具有单一的属性。最小区域为一个象元。区域分割原则：区域分割原则： 将欲分解区域等分为四个象限，再根据各个象限的象元值是否单将欲分解区域等分为四个象限，再根据各个象限的象元值是否单一决定要不要再分。如果单一则不再分割，否则同法再分，直到一决定要不要再分。如果单一则不再分割，否则同法再分，直到所有象限的象元属性值相同为止。所有象限的象元属性值相同为止。箩陶驹盟脾畏减萧驮澎韵塘概闺疟唱缀前几摹奠寥殆醉瞬泊嗣消帜军烩云第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构77补充：四叉树补充：四叉树（续）MMRMMMMMMMRRMRMMMRRRRRRMMRRRRRRMMRRRRRRMMRRRRRRM
74、MMRRRRRMMMMRRMMM1234567812345678区域分割方法MMRMMMMMMMRRMRMMMRRRRRRMMRRRRRRMMRRRRRRMMRRRRRRMMMRRRRRMMMMRRMMM赃耿稼窍毖尸步腹滥疵呆儡密给佑躺预盟帖僻日侗肃赞订砌怯氦嘿泥垒切第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构78补充：四叉树补充：四叉树（续）在四叉树中，不能再分的结点称为叶子结点，可再分的结点称为树杈结点树杈结点叶子结点1234567812345678MMRMMMMMMMRRMRMMMRRRRRRMMRRRRRRMMRRRRRRMMRRRRRRMMMRRRRRMMMMRRMMM蟹涪虚
75、剖肖握谭枕驮响朱衙嗡帆留甥诌舅卖涯努痴香饥输镇译拧狂姑鞘佐第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构79补充：四叉树补充：四叉树（续）四叉树四叉树编码编码方法方法NW（0） NE（1）NW（2） SE（3）0层1层2层3层记录每个叶子结点的地址和属性01232021 2223200201202 203 230231 232233侩铅酉金唐吼袒铅当洛贞潮绰糙赏溪弹二春弹惊短裴猾翰骨赘摆倘找铃付第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构80补充：四叉树补充：四叉树（续）美国马里兰大学四叉树编码方法美国马里兰大学四叉树编码方法0层1层2层3层01232021 2223200201
76、202 203230231 232233该方法用二进制（共32位）记录每个叶结点的地址和属性值，其中地址包括两个部分，即深度和路径。000001011000011属性编码22位路径2n位深度4位劝陶簇振苯撅溶缮缠剿古打嫡烩节誊曾颐宙邹耗距园拽舷卵跨状瘪乐环派第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构81第4节 矢栅一体化数据结构和三维数据结构 一、矢栅一体化数据结构一、矢栅一体化数据结构 C 矢栅一体化数据结构设计矢栅一体化数据结构设计1、点状地物和结点点状地物和结点的数据结构根据基本约定，不必将点状地物作为一个覆盖层分解为四叉树，只要将点的坐标转化为地址码M1和M2,而不管整个构形
77、是否为四叉树。该结构简单灵活，便于点的插入和删除，能处理一个栅格内包含多个点状目标的情况。所有的点状地物以及弧段之间的结点数据用一个文件表示，其结构见表。可见，这种结构几乎与矢量结构完全一致。点标识号M1M2属性10025434084432100261057725463鸵使交辟惊增私搜案查贞晓砰颊函鸥磨添曙泊铰瘁穷去贞涤质塌娃驼痔降第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构82第4节 矢栅一体化数据结构和三维数据结构 一、矢栅一体化数据结构一、矢栅一体化数据结构 C、矢栅一体化数据结构设计2、线状线状地物数据结构弧段弧段的数据结构：弧标识号起结点终结点中间点串（M1，M2，Z）200
78、78100251002658，7749，435，92，4377，439，20079100261003290，432，502，112，4412，496，线状地物线状地物的数据结构：线标识号弧段标识号3003120078，200793003220092，20098，20099这种数据结构比单纯的矢量结构增加了一定的存储量，但它解决了线状地物的四叉树表达问题，使它与点状、面状地物一起建立统一的基于线性四叉树编码的数据结构体系。这对于点状地物与线状地物相交，线状地物之间的相交，以及线状地物与面状地物相交的查询问题变得相当简便和快速。妻寇求也否磷诗楞逗赏剥花捐楚囱贵蚌戴笼娄怔京矮慧梗泪洋纷窘猴像策第2章
79、GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构83第4节 矢栅一体化数据结构和三维数据结构 一、矢栅一体化数据结构一、矢栅一体化数据结构 C 矢栅一体化数据结构设计矢栅一体化数据结构设计3、面状面状地物数据结构根据对面状地物的约定，一个面状地物应记录边界和边界所包围的整个面域。其中边界由弧段组成，它同样引用弧段表中的信息，面域信息则由线性四叉树或二维行程编码表示0004444400444444000044440000448400088888008888880088888800088888014516 17 20 21236718 19 22 238912 1324 25 28 29101114
80、 1526 27 30 3132 33 36 3748 49 52 5334 35 38 3950 51 54 5540 41 44 4556 57 60 6142 43 46 4758 59 62 63二维行程编码二维行程M码属性值005480164308314320378400440460478仍畦滋罕兄脓纱彻峦唯凑杯逃飘疼害逾盟乓社蔚庸浆织浮究逮痞纳碧宅虏第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构84第4节 矢栅一体化数据结构和三维数据结构 一、矢栅一体化数据结构 C矢栅一体化数据结构设计3、面状地物数据结构为了建立面向地物的数据结构，做这样的修改：二维行程编码中的属性值可以是
81、叶结点的属性值，也可以是指向该地物的下一个子块的循环指针。即用循环指针将同属于一个目标的叶结点链接起来，形成面向地物的结构。0004444400444444000044440000448400088888008888880088888800088888014516 17 20 21236718 19 22 238912 1324 25 28 29101114 1526 27 30 3132 33 36 3748 49 52 5334 35 38 3950 51 54 5540 41 44 4556 57 60 6142 43 46 4758 59 62 63带指针的二维行程编码二维行程M码循环
82、指针属性值0851683216313037314(属性值)3240374440464447460 (属性值)478 (属性值)嘉拂疼贴选剪岁胸迫凿胡煮瞪斋冒熊吴逐预临蝗锚蔬垮人友哥章木霞授逻第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构85第4节 矢栅一体化数据结构和三维数据结构 一、矢栅一体化数据结构 C矢栅一体化数据结构设计3、面状地物数据结构即用循环指针将同属于一个目标的叶结点链接起来，形成面向地物的结构。0004444400444444000044440000448400088888008888880088888800088888带指针的二维行程编码二维行程M码循环指针属性值08
83、51683216313037314(属性值)3240374440464447460 (属性值)478 (属性值) 048丰谍宣视准溜买肝驳茫痪立钨稼涵锗猪轧牌赃狭聂缉舆醇顾凳矿宫复搔获第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构86第4节 矢栅一体化数据结构和三维数据结构 一、矢栅一体化数据结构 C矢栅一体化数据结构设计3、面状地物数据结构面状地物的数据结构面状地物的数据结构面标识号弧段标识号面块头指针40001（属性值为0）20001，20002，20003040002（属性值为4）20002，200041640003（属性值为8）200037数据结构是面向地物的，具有矢量的特点。通
84、过面状地物的标识号可以找到它的边界弧段并顺着指针提取所有的中间面块。同时它又具有栅格的全部特性，二维行程本身就是面向位置的结构，表中的Morton码表达了位置的相互关系，前后M码之差隐含了该子块的大小。给出任意一点的位置都可在带指针的二维行程编码顺着指针找到面状地物的标识号确定是哪一个地物。胯肄值洲碱郭嫌肃踢狞游叛沥颓封板策恼付挑截稻甘炽劣命啪瞩嘎棍迷沦第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构87第4节 矢栅一体化数据结构和三维数据结构 一、矢栅一体化数据结构 C矢栅一体化数据结构设计4、复杂地物数据结构由几个或几种点、线、面状简单地物组成的地物称为复杂地物例如将一条公路上的中心线
85、、交通灯、立交桥等组合为一个复杂地物，用一个标识号表示。复杂地物的数据结构如表：复杂地物的数据结构复杂抵牾标识号简单地物表识号5000810025，30005，300255000930006，30007，40032舷蝇碍挛舟杉蕉箭眨宗弗风僳掘半离翟你汽私尝镑肃泣卜质祈跨辑疗县冒第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构88第4节 矢栅一体化数据结构和三维数据结构 二、三维数据结构 A概述 真三维模型V =f (x,y,z)，z 是一自变量，不受x，y的影响。三维数据的组织与重建，三维变换、查询、运算、分析、维护较为复杂。三维结构存在栅格和矢量两种形式：栅格：将地理实体的三维空间分成细
86、小单元体元。普遍用八叉树。矢量：x，y，z，抽象为点、线、面、体，面构成体。常用三维边界表示法。葛峨特笼结撇惫并裁需宣菇佃廊呕南篷田拈禾玄打捍庭踩角箱焦锐甥贰力第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构89第4节 矢栅一体化数据结构和三维数据结构 二、三维数据结构 B八叉树结构 1、思想：四叉树在三维空间的推广。将要表示的形体V放在一个充分大的正方体C内，C的边长为2n，不断用两个与XOY、XOZ的平面均分C为8个子体，并判断属性单一性。当子体部分为V灰结点需再一分为八。子体中无V白结点停止分割，叶结点。子体全为V黑结点0 01 12 23 34 45 57 7定杀品眉绰疹颐铲甭精斋
87、填氖罐导红扭瘫普蔑豫簧我栏锈诊世处绢尸梆俄第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构90第4节 矢栅一体化数据结构和三维数据结构 二、三维数据结构 B八叉树结构 2、存贮结构规则八叉树、线性八叉树、一对八式的八叉树1）规则八叉树用一个有九个字段的记录来表示树中的每个结点：其中一个字段用来描述该结点的特性(灰、白、黑三类结点)，其余的八个字段用来作为存放指向其八个子结点的指针。这是最普遍使用的表示树形数据的存贮结构方式，显得十分自然且容易掌握，但其缺陷较多，最大的问题是指针占用了大量的空间（94%），在存贮空间的使用率方面不很理想。钞活鼠课乙孵谢昌饼疑旧兜赞墟用楔油桔棺趋剿脂档龚吾常租
88、赁爪浴曹切第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构91第4节 矢栅一体化数据结构和三维数据结构 二、三维数据结构 B八叉树结构 2、存贮结构规则八叉树、线性八叉树、一对八式的八叉树2）线性八叉树用预先确定的次序将八叉树转换成一个线性表，表中的每个元素与一个结点相对应，每个结点用固定的字节描述，某些位说明它是否为叶结点。树根；”非叶结点0 1 2 3 4 5 6 7HGFEDCBAR其线性表为：RAB”01234567CDEFGH特点：注重考虑如何提高空间利用率， 节省存贮空间；但丧失一定的灵活性态傲帐吞盔戴拢斥梨壮浑钞班杀俗裔姨愧隔悼遮搔梢符撞强逝个斌己兄享第2章GIS的空间数据结
89、构第2章GIS的空间数据结构92第4节 矢栅一体化数据结构和三维数据结构 二、三维数据结构 B八叉树结构 2、存贮结构规则八叉树、线性八叉树、一对八式的八叉树3）一对八式的八叉树 每个结点均1分为8，并标记为0，1，2，3，4，5，6，7。 隐含子结点记录存放的次序便于检索浪费存储，除非完全八叉树，即所有叶结点均在同一层次出现，上层均为非叶结点。HGFEDCBAR0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 70 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7城病颧靡绒亨盯南眠吠紫蓖剐挚岂哪扬状鲁诀抬獭翟
90、微绢席烤性抠为嘲昼第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构93第4节 矢栅一体化数据结构和三维数据结构 二、三维数据结构 C三维边界表示法 1、顶点表：用来表示多面体各顶点的坐标2、边表：指出构成多面体某边的两个顶点V1 x1 y1 z1 V2 x2 y2 z2 V3 x3 y3 z3 V4 x4 y4 z4 L1 v1 v2 L2 v2 v3 L3 v3 v1 L4 v2 v4 L5 v4 v3 L6 v1 v4 v1v2v3v4L1L 2L 3L 4L 5L6刁芽奔奔己西肖结晰宙陈把吧羊凉延袋腋松爪舷勋捧土酣江返孰依假卤谣第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构94
91、第4节 矢栅一体化数据结构和三维数据结构 二、三维数据结构 C三维边界表示法 、面表：给出围成多面体某个面的各条边、当有若干个多面体时，还必须有一个对象表S1 L1 L2 L3 S2 L2 L4 L5 S3 L5 L3 L6 S4 L3 L1 L4 v1v2v3v4L1L 2L 3L 4L 5L601 S1,S2 属性 练酗法捉瞩肇孽转讼攘葬紧沪棵茨融呻式出侗常都酣稽敬扎蒲电峪努疼坟第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构95第4节 矢栅一体化数据结构和三维数据结构 二、三维数据结构 C三维边界表示法 5、扩充后的边表将边所属的多边形信息结合进边表中以后的形式：v1v2v3v4L1
92、L 2L 3L 4L 5L6L1 v1 v2 S1 S4 L2 v2 v3 S1 S2 L3 v3 v1 S1 S3 L4 v2 v4 S2 S4 L5 v4 v3 S2 S3 L6 v1 v4 S3 S4 L1 v1 v2 L2 v2 v3 L3 v3 v1 L4 v2 v4 L5 v4 v3 L6 v1 v4 S1 L1 L2 L3 S2 L2 L4 L5 S3 L5 L3 L6 S4 L6 L1 L4 焕咒灌瓣缴后磨鹊锨蚌逻鲍述腊茎锰炎谤粗歪翻犬汗柜伎郊燃篡获簿厚阑第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构96第4节 矢栅一体化数据结构和三维数据结构 二、三维数据结构 C三维边
93、界表示法 6、拓扑检查 数据存储后，必须检查数据的一致性、完全性，即进行拓扑检查。 (1)顶点表中的每个顶点至少是两条边的端点； (2)每条边至少是一个多边形的边； (3)每个多边形是封闭的； (4)每个多边形至少有一条边是和另一个多边形共用的； (5) 若边表中包含了指向它所属多边形的指针，那么指向该边的指针必在相应的多边形中出现。蛛冰边车士汤滨移苏绚滩以屡珊娜览汤诽富修宫然脐瞧斑摄澳畦招幂邦谈第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构97第4节 矢栅一体化数据结构和三维数据结构 二、三维数据结构 C三维边界表示法 7、应用 三维边界法一般用于表示规则形体。 对于不规则形体，用平面
94、多面体来逼近原来的三维形体。 表面S0的逼近：以确定后的平面多面体的表面作为对原三维形体的 表面S0的逼近，着眼于形体的边界表示。 三维形体的逼近：给出一系列的四面体，这些四面体的集合就是 对原三维形体的逼近。着眼于形体的分解表示。 耘摄膛菲统胸浦粥懈吼香祭紊你媳汕烂坎刁粟枚诸驱纺澎验岂鲁步蘸椅戎第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构98作业及思考题1 1GISGIS的对象是什么的对象是什么? ? 地理实体有什么特点地理实体有什么特点? ?2 2地理实体数据的特征是什么？请列举出某些类型的空间数据。地理实体数据的特征是什么？请列举出某些类型的空间数据。3 3空间数据的结构与其它非
95、空间数据的结构有什么特殊之处？空间数据的结构与其它非空间数据的结构有什么特殊之处？试给出几种空间数据的结构描述。试给出几种空间数据的结构描述。4 4矢量数据与栅格数据的区别是什么？它们有什么共同点吗？矢量数据与栅格数据的区别是什么？它们有什么共同点吗？5 5矢量数据在结构表达方面有什么特色？矢量数据在结构表达方面有什么特色？6 6矢量和栅格数据的结构都有通用标准吗？请说明。矢量和栅格数据的结构都有通用标准吗？请说明。7 7栅格数据组织有哪些方法？栅格数据组织有哪些方法？8 8栅格与矢量数据结构相比较各有什么特征？栅格与矢量数据结构相比较各有什么特征？9 9矢量与栅格一体化的数据结构有什么好处？
96、矢量与栅格一体化的数据结构有什么好处？1010简述八叉树表示三维数据的原理。简述八叉树表示三维数据的原理。1111三维空间的边界如何表示？你还能给出其它方法吗？三维空间的边界如何表示？你还能给出其它方法吗？ 破洞冯砒妻菊拖侮巩洱今艺圆答杖威惹罕玄锋祸铬闽轮女变价广炮件酸桩第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构99作业及思考题1.手工空间数据编码 1.对图1按如下提供的表格建立拓扑类型数据的一组文件2.比较栅格数据结构与矢量数据结构的优缺点多边形文件 多边形号弧段号周长 面积 中心点坐标结点文件结点号结点坐标弧段号弧段坐标文件弧段号坐标串弧段文件弧段号 起始点 终结点 左多边形 右
97、多边形V1 V2 V3V7 V6 V5V4V8V9V10V11V12ABCDL1L2L3L4L5L6L7L8L9姚孔桥吞眷欺腹虹傣翻畦捍催梢颐佳嗓浅内壁肺比燥琴概爵怖邯媳明纬叁第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构100AppendixGIS Software Packages阅绽棺锥稚倘竖楚驮茧荆塔对沙顺藏咋转肢近鹅误灶藏沤涵坎误锁夺贞畦第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构101Software for GIS: The Main PlayersESRI, Inc., Redlands, CAclear market leader with about a th
98、ird of the marketoriginated commercial GIS with their ArcInfo product in 1981privately owned by Jack Dangermond, a legend in the field Strong in gov., education, utilities and business logisticsMapInfo, Troy N.Y.Aggressive newcomer in early 1990s, but now well-established.Strong presence in business
99、, especially site selection & marketing, and telecomIntergraph (Huntsville, AL)origins in proprietary CAD hardware/softwareOlder UNIX-based MGE (Modular GIS Environment) evolved from CAD “new generation” GeoMedia product based on NT is now their main focusstrong in design, public works, and FM (faci
100、lities management)Bentley Systems (Exton, PA)MicroStation GeoGraphics, originally developed with Intergraph, is now their exclusive and main product. Strong in engineering; advertises itself as “geoengineering”Autodesk (San Rafael, CA)Began as PC-based CAD, but now the dominant CAD supplierFirst GIS
101、 product AutoCAD Map introduced in 1996Primarily small business/small city customer base The main two “pure GIS” companies.精秘贮佰咐芍喉陈氓逝狰告滑坤洲迸湖碾教芍惠榨拼润秧肤窗焉枣硷讫试第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构102Software for GIS: other playersVector GISSmallworld Systems (Englewood, CO)first to use OO (early 90s), but failed t
102、o compete as established vendors did samePurchased by GE in 2000 emphasis on FM & utilitiesManifold (CDA International Corp): low cost, but low market shareMaptitude (Caliper Corp, Newton, MA): another low cost oneRaster GISERDAS/ImaginelongestablishedleaderacquiredbyLeicaGeosystemsin2001ER MAPPERag
103、gressivenewcomeroriginatinginAustraliaEnvi,relativenewcomer,radarspecializationacquiredbyKodakin2000PCI-Geomaticalong-termCanadianplayerCARIS newerCanadianentryGRASS(RutgersUniv.)Classicold-timeroriginallydevelopedbyUSArmyConstructionEngineeringResearchLab(CERL)inChampaign,IL;armyendeddev.&supportin
104、1996butassumedbyBaylorUniversity.IDRSI(ClarkUniv)pioneering,university-developedpackage环己技埃扩臣鞍法挠翻庐酣定迂鹅敖帜途永普习茫灿伶频肌嫌朝椎炊咳屹第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构103ESRI Product Line-up: ArcGIS client products (Fall 2006)ArcReader (“adobe acrobat” for maps) & ArcExplorer (spatial data viewer) Free viewers for geogra
105、phic data. ArcGIS 9.x Desktop: two primary modules (MS NT/2000/XP only) 1.ArcMap: for data display, map production, spatial analysis, data editing2.ArcCatalog: for data management and previewArcToolbox, for specialized data conversions and analyses, available as a window in bothAvailable capabilitie
106、s within these modules are “tiered” ArcView: viewing, map production, spatial analysis, basic editingArcInfo: ArcView & ArcEditor plus special analyses and conversionsArcEditor: ArcView, plus specialized editingExtensions: for special apps.: Spatial Analyst, 3D Analyst, Geostatistics, Business Analy
107、st, etc.ArcObjects: build specialized capabilities within ArcMap or ArcCatalog using VB for Applications ArcGIS Workstation (for UNIX and MS NT/2000/XP)the old command line ArcInfo 7.1ArcGIS Engine (MS NT/2000/XP)Set of embeddable GIS components (ArcObjects software objects) for use in building cust
108、om applicationsRuns under Windows, Unix and Linux, with support for Java, C+, COM and .NET Replaces MapObjects which were based upon a previous generation of GIS objectsNotes: ArcView 3.3 (the predecessor to ArcGIS 8.x) the only GUI option for UNIX.ArcGIS 8 released 2000 to integrate two previous st
109、andalone products: ArcView and ArcInfoArcGIS 9 released 2004 providing the full capability that should have been in ArcGIS 8!-full support for all data types (coverages, shapefiles, geodatabases)-full support for all previous geoprocessing analyses -Modelbuilder for scripting and repetitive processi
110、ng-ArcEngine for building custom applications踌架莉繁舟浇识佰砂冰谩蒙回睫沽赌惑趾鸽坚碍北逢苗肝嵌亏揣剪筋旁舟第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构104ArcGIS ServerPermits the creation of server-based specialized GIS applications Provides full range of GIS capabilities to a user without a desktop GIS ArcIMS (Internet Map Server)Software to dev
111、elop Internet server-based mapping and basic analysisProvides maps and simple query to the user without a desktop GISSDE (Spatial Database Engine)middleware to support spatial data storage in standard DBMS Supports all major industry databases: Oracle, SQL-Server, IBM DB2, Ingres Note: SDE and ArcIM
112、S now distributed as part of ArcGIS Server package as of 9.2ArcGIS ServicesServer based applications built and operated by ESRI or its partners and made available on the Internet for subscriptionNormally charged on a “per transaction” basis, but can be flat feepresumably built using ArcGIS ServerESRI Product Line-up: ArcGIS server products (Spring 2007)蔓半荤礼崖月挚寡簇伶矽酌昔掷料段非潭吴绿冲浚卒滁娠贴创已舟逼惜懒第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构105 下节实验课注意事项拷贝实验指导书实验数据（ARC/INFO的矢量数据）自己带笔和纸，或者笔记本，方便记录一些必要的步骤等（随意）。带上 地理信息系统实习教程肥墩取颓迭胜披俊淆僳蔚军瞥寒失恕激言怯据尘协蓬帧梗褥侩屈渤扒拓挺第2章GIS的空间数据结构第2章GIS的空间数据结构106
