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1、第1节 地理实体及其表达第2节 空间数据结构第3节 矢量与栅格数据结构的比较第4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
2、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。 返回上一页第1 节 地理实体及其表达一、地理实体 1. 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
3、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。 抽象的程度与研究区域的大小、规模不同而有所不同，如在一张小比例尺的全国地 图中，连云港市被抽象为一个点状实体，抽象程度很大；而在较大比例尺的连云港 市地图上，需要将连云港市的街道、房屋详尽地表示出来。第1 节 地理实体及其表达一、地理实体 2. 地理实体的特征三个基本特征 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
4、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。 第1 节 地理实体及其表达一、地理实体 3. 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。
5、内点：用于负载多边形 的属性，存在于多 边形内。结点(node)、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。第1 节 地理实体及其表达一、地理实体 3. 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 长 度：从起点到终点的总长； 弯曲度
6、：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。第1 节 地理实体及其表达一、地理实体 3. 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、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
7、：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 第1 节 地理实体及其表达体积岛或洞表面积断面一、地理实体 3. 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、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。 第1 节 地理实体及其表达一、地理实体 4. 地理目标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来
8、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 第1 节 地理实体及其表达二、地理实体的描述 A. 地理实体的描述内容： 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，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，
9、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。第1 节 地理实体及其表达邻接相交重合相离包含点点点线点面线面面面线线第1 节 地理实体及其表达二、地理实体的描述 B. 地理实体数据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
10、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二、地理实体的描述 C.地理实体的描述空间数据结构 1、描述的内容位置、形状、尺寸 识别码(名称)实体的角色、功能、行为、实体的衍生信息 时间 测量方法、编码方法、空间参考系等 3、数据类型几何数据(空间数据、图形数据) 关系数据实体间的邻接、关联包含等相互关系 属性数据各种属性特征和时间元数据 4、数据结构矢量、栅格、TIN(专用
11、于地表或特殊造型) RDBMS属性表-采用MIS较成熟空间元数据2、基本特征空间特征：地理位置和空间关系 属性特征名称、等级、类别等 时间特征第1 节 地理实体及其表达第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 优 点 缺 点矢量便于面向现象(土壤类型等)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比较困难 不能做增强处理 软硬件技术要求高 栅 格数据结构简单，易数据交换 空间分析和地理现象模拟比较容易有利于与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 图形质量转低第3 节 矢量、栅格数据结构的比较二、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
