拓?fù)潢P(guān)系四實(shí)用教案

1、二、柵格數(shù)據(jù)組織(zzh)(zzh)2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(jigu) 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)返回針對(duì)一個(gè)柵格單元對(duì)應(yīng)多個(gè)屬性值的多層?xùn)鸥裎募？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)2 222 2aaaaa2 2土壤植被組織方法第1頁(yè)/共68頁(yè)第一頁(yè)，共68頁(yè)。組織(zzh)方法2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(jigu) 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)返回方法c：以層為基礎(chǔ)，每層內(nèi)以多邊形為序記錄多邊形的屬性值和多邊形內(nèi)各象元的坐標(biāo)。節(jié)約用于存儲(chǔ)屬性的空間。將同一屬性的制圖單元的n個(gè)象元的屬性只記錄一次，便于地圖分析和制圖處理。 方法a：以象元為記錄序列，不同層上同一象元位置上的各屬性值表示為

2、一個(gè)列數(shù)組。N層中只記錄一層的象元位置，節(jié)約大量存儲(chǔ)空間，柵格個(gè)數(shù)很多。方法b：每層每個(gè)象元的位置、屬性一一記錄，結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，但浪費(fèi)存儲(chǔ)。第2頁(yè)/共68頁(yè)第二頁(yè)，共68頁(yè)。三、柵格結(jié)構(gòu)( jigu)的建立2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(jigu) 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)返回1、 手工獲取，專題圖上劃分均勻網(wǎng)格，逐個(gè)決定其網(wǎng)格代碼。2、掃描儀掃描專題圖的圖像數(shù)據(jù)行、列、顏色（灰度），定義顏色與屬性對(duì)應(yīng)表，用相應(yīng)屬性代替相應(yīng)顏色，得到（行、列、屬性）再進(jìn)行柵格編碼、存貯，即得該專題圖的柵格數(shù)據(jù)。3、 由矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換而來(lái)。4、 遙感影像數(shù)據(jù)，對(duì)地面景象的輻射和反射能量的掃描抽樣，并按不

3、同的光譜段量化后，以數(shù)字形式記錄下來(lái)的象素值序列。5、 格網(wǎng)DEM數(shù)據(jù)，當(dāng)屬性值為地面高程，則為格網(wǎng)DEM，通過(guò)DEM內(nèi)插得到。（一）建立途徑（二）柵格系統(tǒng)的確定(三)柵格代碼的確定第3頁(yè)/共68頁(yè)第三頁(yè)，共68頁(yè)。（二）柵格系統(tǒng)(xtng)的確定2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(jigu) 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)1、 柵格坐標(biāo)系的確定表示具有空間分布特征的地理要素，不論采用什么編碼系統(tǒng)，什么數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(矢、柵)都應(yīng)在統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)下，而坐標(biāo)系的確定實(shí)質(zhì)是坐標(biāo)系原點(diǎn)和坐標(biāo)軸的確定。 由于柵格編碼一般用于區(qū)域性GIS，原點(diǎn)的選擇常具有局部性質(zhì)，但為了便于區(qū)域的拼接，柵格系統(tǒng)的起始坐標(biāo)應(yīng)

4、與國(guó)家基本比例尺地形圖公里網(wǎng)的交點(diǎn)相一致，并分別采用公里網(wǎng)的縱橫坐標(biāo)軸作為柵格系統(tǒng)的坐標(biāo)軸。22122332333233323332第4頁(yè)/共68頁(yè)第四頁(yè)，共68頁(yè)。2 2、 柵格單元(dnyun)(dnyun)的尺寸2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(jigu) 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)返回1）原則：應(yīng)能有效地逼近空間對(duì)象的分布特征，又減少數(shù)據(jù)的冗余度。格網(wǎng)太大，忽略較小圖斑，信息丟失。一般講實(shí)體特征愈復(fù)雜，柵格尺寸越小，分辨率愈高，然而柵格數(shù)據(jù)量愈大（按分辨率的平方指數(shù)增加）計(jì)算機(jī)成本就越高，處理速度越慢。2）方法：用保證最小多邊形的精度標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定尺寸經(jīng)驗(yàn)公式： h為柵格單元邊長(zhǎng)

5、Ai為區(qū)域所有多邊形的面積。第5頁(yè)/共68頁(yè)第五頁(yè)，共68頁(yè)。 (三)柵格代碼（屬性(shxng)值）的確定2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(jigu) 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)返回 當(dāng)一個(gè)柵格單元內(nèi)有多個(gè)可選屬性值時(shí)，按一定方法來(lái)確定柵格屬性值。1、中心點(diǎn)法：取位于柵格中心的屬性值為該柵格的屬性值。 2、面積占優(yōu)法：柵格單元屬性值為面積最大者，常用于分類較細(xì)，地理類別圖斑較小時(shí)。 3、 重要性法：定義屬性類型的重要級(jí)別，取重要的屬性值為柵格屬性值，常用于有重要意義而面積較小的要素，特別是點(diǎn)、線地理要素。 4、長(zhǎng)度占優(yōu)法每個(gè)柵格單元的值由該柵格中線段最長(zhǎng)的實(shí)體的屬性來(lái)確定。AB ba

6、a2 1第6頁(yè)/共68頁(yè)第六頁(yè)，共68頁(yè)。四、柵格數(shù)據(jù)編碼方法2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(jigu) 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)返回(fnhu) 1、直接?xùn)鸥窬幋a：將柵格數(shù)據(jù)看作一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣，逐行記錄代碼數(shù)據(jù)。1）每行都從左到右記錄； AAAAABBBAABBAABB2）奇數(shù)行從左到右，偶數(shù)行從右到左；特點(diǎn)：最直觀、最基本的網(wǎng)格存貯結(jié)構(gòu)，沒(méi)有進(jìn)行任何壓縮數(shù)據(jù)處理。 A A A A A B B B A A B B A A B B 柵格數(shù)據(jù)量大，格網(wǎng)數(shù)多，由于地理數(shù)據(jù)往往有較強(qiáng)的相關(guān)性，即相鄰象元的值往往是相同的。所以，出現(xiàn)了各種柵格數(shù)據(jù)壓縮方法。數(shù)據(jù)壓縮是將數(shù)據(jù)表示成更緊湊的格式以

7、減少存儲(chǔ)空間的一項(xiàng)技術(shù)。分為：無(wú)損壓縮：在編碼過(guò)程中信息沒(méi)有丟失，經(jīng)過(guò)解碼可恢復(fù)原有的信息-信息 保持編碼。有損壓縮：為最大限度壓縮數(shù)據(jù)，在編碼中損失一些認(rèn)為不太重要的信息，解碼后，這部分信息無(wú)法恢復(fù)。-信息不保持編碼。 第7頁(yè)/共68頁(yè)第七頁(yè)，共68頁(yè)。2、行程(xngchng)編碼（變長(zhǎng)編碼）：2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(jigu) 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)返回將原圖表示的數(shù)據(jù)矩陣變?yōu)閿?shù)據(jù)對(duì)：1）屬性碼，長(zhǎng)度，行號(hào)（可不要） 長(zhǎng)度：連續(xù)相同碼值的柵格個(gè)數(shù)。2）屬性碼，點(diǎn)位特點(diǎn)： 對(duì)于游程長(zhǎng)度編碼，區(qū)域越大，數(shù)據(jù)的相關(guān)性越強(qiáng)，則壓縮越大，適用于類型區(qū)域面積較大的專題圖，而不適

8、合于類型連續(xù)變化或類別區(qū)域分散的分類圖（壓縮比與圖的復(fù)雜程度成反比）。 這種編碼在柵格加密時(shí)，數(shù)據(jù)量不會(huì)明顯增加，壓縮率高，并最大限度地保留原始柵格結(jié)構(gòu)，編碼解碼運(yùn)算簡(jiǎn)單，且易于檢索，疊加，合并等操作，這種編碼應(yīng)用廣泛。 A A A A A B B B A A B B A A B B 第8頁(yè)/共68頁(yè)第八頁(yè)，共68頁(yè)。3 3、塊碼 - - 游程編碼(bin m)(bin m)向二維擴(kuò)展2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(jigu) 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)返回采用方形區(qū)域作為記錄單元，每個(gè)記錄單元包括相鄰的若干柵格。數(shù)據(jù)對(duì)組成：（初始行、列，半徑，屬性值）特點(diǎn)： 具有可變分辨率，即當(dāng)屬

9、性變化小時(shí)圖塊大，對(duì)于大塊圖斑記錄單元大，分辨率低，壓縮比高。 小塊圖斑記錄單元小，分辨率高，壓縮比低所以，與行程編碼類似，隨圖形復(fù)雜程度的提高而降低分辯率。依次掃描，編過(guò)的不重復(fù)。 1 2 3 4 5 6 7 8 1 0 4 4 7 7 7 7 72 4 4 4 4 4 7 7 73 4 4 4 4 8 8 7 7 4 0 0 4 8 8 8 7 75 0 0 8 8 8 8 7 86 0 0 0 8 8 8 8 87 0 0 0 0 8 8 8 88 0 0 0 0 0 8 8 8如：（1,1,1,0),(1,2,2,4),(1,4,1,7),(1,5,1,7)第9頁(yè)/共68頁(yè)第九頁(yè)，共6

10、8頁(yè)。4、鏈?zhǔn)骄幋a(bin m)、Freeman 鏈碼、邊界鏈碼2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(jigu) 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)返回1）首先定義一個(gè)3x3窗口，中間柵格的走向有8種可能，并將這8種可能07進(jìn)行編碼。2）記下地物屬性碼和起點(diǎn)行、列后，進(jìn)行追蹤，得到矢量鏈.將柵格數(shù)據(jù)（線狀地物面域邊界）表示為矢量鏈的記錄鏈?zhǔn)骄幋a表aaaaaaab屬性碼起點(diǎn)行起點(diǎn)列鏈碼鏈碼a14556656b37576654323 優(yōu)點(diǎn)：鏈碼可有效地存貯壓縮柵格數(shù)據(jù)，便于面積、長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)折方向和邊界、線段凹凸度的計(jì)算。 缺點(diǎn)：不易做邊界合并，插入操作、編輯較困難（對(duì)局部修改將改變整體結(jié)構(gòu)）。區(qū)域空間分

11、析困難，相鄰區(qū)域邊界被重復(fù)存儲(chǔ)。 5、四叉樹編碼第10頁(yè)/共68頁(yè)第十頁(yè)，共68頁(yè)。五、四叉樹編碼(bin (bin m)m)2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(jigu) 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)返回1、 基本思想：將2n2n象元組成的圖像(不足的用背景補(bǔ)上) 按四個(gè)象限進(jìn)行遞歸分割，并判斷屬性是否單一， 單一：不分。 不單一：遞歸分割。最后得到一顆四分叉的倒向樹。2、 四叉樹的樹形表示： 用一倒立樹表示這種分割和分割結(jié)果。根：整個(gè)區(qū)域高：深度、分幾級(jí)，幾次分割葉：不能再分割的塊樹叉：還需分割的塊 每個(gè)樹叉均有4個(gè)分叉，叫四叉樹。（一）四叉樹概述： 一種可變分率的非均勻網(wǎng)格系統(tǒng)。是最

12、有效的柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼方法之一 AAAAABBBAABBAABB0123第11頁(yè)/共68頁(yè)第十一頁(yè)，共68頁(yè)。3 3、 編碼方法2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(jigu) 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)返回(fnhu)1）常規(guī)四叉樹 記錄這棵樹的葉結(jié)點(diǎn)外，中間結(jié)點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系用指針聯(lián)系，每個(gè)結(jié)點(diǎn)需要6個(gè)變量：父結(jié)點(diǎn)指針、四個(gè)子結(jié)點(diǎn)的指針和本結(jié)點(diǎn)的屬性值。指針不僅增加了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)量，還增加了操作的復(fù)雜性：如層次數(shù)（分割次數(shù)）由從父結(jié)點(diǎn)移到根結(jié)點(diǎn)的次數(shù)來(lái)確定，結(jié)點(diǎn)所代表的圖像塊的位置需要從根節(jié)點(diǎn)開始逐步推算下來(lái)。所以，常規(guī)四叉樹并不廣泛用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，其價(jià)值在于建立索引文件，進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索。

13、第12頁(yè)/共68頁(yè)第十二頁(yè)，共68頁(yè)。2 2）線性四叉樹2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(jigu) 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)返回(fnhu)記錄葉結(jié)點(diǎn)的位置，深度（幾次分割）和屬性。地址碼（定位碼、Morton碼） 四進(jìn)制、十進(jìn)制優(yōu)點(diǎn)：存貯量小，只對(duì)葉結(jié)點(diǎn)編碼，節(jié)省了大量中間結(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)，地址碼隱含著結(jié)點(diǎn)的分割路徑和分割次數(shù)。線性四叉樹可直接尋址，通過(guò)其坐標(biāo)值直接計(jì)算其Morton碼，而不用建立四叉樹。定位碼容易存儲(chǔ)和執(zhí)行實(shí)現(xiàn)集合相加等組合操作。 第13頁(yè)/共68頁(yè)第十三頁(yè)，共68頁(yè)。（二）四進(jìn)制的MortonMorton碼2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(jigu) 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(

14、sh j ji u)返回(fnhu)1、 方法1：四叉樹從上而下（形成）（從整體開始）由葉結(jié)點(diǎn)找Morton碼。 A、分割一次，增加一位數(shù)字，大分割在前，小分割在后。所以，碼的位數(shù)表示分割的次數(shù)。 B、每一個(gè)位均是不大于3的四進(jìn)制數(shù)，表達(dá)位置。由Morton找出四叉樹葉結(jié)點(diǎn)的具體位置。0123AAAAABBBAABBAA AABB03BA第14頁(yè)/共68頁(yè)第十四頁(yè)，共68頁(yè)。2 2、 方法(fngf)2(fngf)2：四叉樹自下而上合并的方法(fngf)(fngf)2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(jigu) 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)返回 1）計(jì)算每個(gè)柵格對(duì)應(yīng)的MQ MQ=2*Ib+

15、Jb I,J化為二進(jìn)制Ib,Jb 看最大的I,J,不足在前補(bǔ)零。 其始行列號(hào)從0計(jì)。2) 按碼的升序排成線性表，放在連續(xù)的內(nèi)存塊中。3）依次檢查每四個(gè)相鄰的MQ對(duì)應(yīng)的屬性值，相同合并（不同碼位去掉），不同則存盤,直到?jīng)]有能夠合并的子塊為止。AAAAABBBAABBAABB第15頁(yè)/共68頁(yè)第十五頁(yè)，共68頁(yè)。（三）十進(jìn)制的MortonMorton碼-MDMD2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(jigu) 第二章 空間(kngjin)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)返回(fnhu)1、一種按位操作的方法：如行為2、列為3的柵格的MD步驟： (1)行、列號(hào)為二進(jìn)制 Ib= 1 0 Jb= 1 1(2)I行J列交叉 1 1 0 1 =

16、13(3)再化為十進(jìn)制. 實(shí)質(zhì)上是按左上、右上、左下、右下的順序，從零開始對(duì)每個(gè)柵格進(jìn)行自然編碼。 A0A1A4A5A2B3B6B7A8A9B12B13A10A11B14B15四進(jìn)制Morton碼直觀上切合四叉樹分割，但許多語(yǔ)言不支持四進(jìn)制變量，需用十進(jìn)制表示Morton碼.第16頁(yè)/共68頁(yè)第十六頁(yè)，共68頁(yè)。2 2、把一幅(y f)2n(y f)2n2n2n的圖像壓縮成線性四叉樹的過(guò)程2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(jigu) 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)返回 1、按Morton碼把圖象讀入一維數(shù)組。 2、相鄰的四個(gè)象元比較，一致的合并，只記錄第一個(gè)象元的Morton碼。循環(huán)比較所

17、形成的大塊，相同的再合并，直到不能合并為止。 3、進(jìn)一步用游程長(zhǎng)度編碼壓縮。壓縮時(shí)只記錄第一個(gè)象元的Morton碼。A0A1A4A5A2B3B6B7A8A9B12B13A10A11B14B15右圖的壓縮處理過(guò)程為：1、按Morton碼讀入一維數(shù)組。 Morton碼：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15象 元 值： A A A B A B B B A A A A B B B B2、四相鄰象元合并，只記錄第一個(gè)象元的Morton碼。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 12 A A A B A A B B A B3、由于不能進(jìn)一步合并，則用游程長(zhǎng)度編碼壓縮。

18、0 3 4 6 8 12 A B A B A B A0A1A4A5A2B3B6B7A8A9B12B13A10A11B14B15第17頁(yè)/共68頁(yè)第十七頁(yè)，共68頁(yè)。（四）四叉樹優(yōu)缺點(diǎn)2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(jigu) 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)優(yōu)點(diǎn)：1）對(duì)于團(tuán)塊圖像，四叉樹表示法占用空間比網(wǎng)絡(luò)法要少得多，四叉樹表示法基本上是一種非冗余表示法。2）四叉樹具有(jyu)可變率或多重分辯率的特點(diǎn)使得它有很好的應(yīng)用前景，適用于處理凝聚性或呈塊狀分布的空間數(shù)據(jù)，特別適用于處理分布不均勻的塊狀空間數(shù)據(jù)，但不適用于連續(xù)表面（如地形）或線狀地物。此外，目前應(yīng)用四叉樹還存下列問(wèn)題：1) 矢/柵

19、正反變換還不理想。2) 建立四叉樹耗費(fèi)機(jī)時(shí)很多。3) 四叉樹雖可修改，但很費(fèi)事（具體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中會(huì)提到）第18頁(yè)/共68頁(yè)第十八頁(yè)，共68頁(yè)。4) 4) 四叉樹未能直接表示物體間的拓?fù)?tu p)(tu p)關(guān)系。2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(jigu) 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)返回5) 與非樹表示法比較，四叉樹表示法的缺點(diǎn)在于轉(zhuǎn)換的不穩(wěn)定性或叫滑動(dòng)變異例如，兩個(gè)圖像的差異僅由于平移，就會(huì)構(gòu)成極為不同的四叉樹，因而很難根據(jù)四叉樹來(lái)判斷這兩個(gè)圖像是否全同，故不利于做形狀分析和模式識(shí)別， A0A1A4A5A2B3B6B7A8A9B12B13A10A11B14B15AAAAABBBAA

20、BBAABB6) 一個(gè)物體的圖像在構(gòu)成四叉樹時(shí)會(huì)被分割到若干個(gè)象限中，使它失去了內(nèi)在的相關(guān)性。AAAAABBBAABBAABB第19頁(yè)/共68頁(yè)第十九頁(yè)，共68頁(yè)。2-2 2-2 矢量矢量(shling)(shling)數(shù)據(jù)結(jié)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu) 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)一、圖形(txng)表示 返回摘自 張超第20頁(yè)/共68頁(yè)第二十頁(yè)，共68頁(yè)。矢量格式數(shù)據(jù)矢量格式數(shù)據(jù)(shj)(shj)表達(dá)表達(dá)1基本概念圖件三要素（圖元）（Map Elements）點(diǎn)、線、面坐標(biāo)鏈（有方向）（Coordinate Chain）弧段（Arc）、結(jié)點(diǎn)（Node）、島弧(doh)段多邊形(Polyg

21、on)、島、單連通域、多連通域、外邊界、內(nèi)邊界拓?fù)洌═opology）與拓?fù)潢P(guān)系 結(jié)點(diǎn)與弧段 弧段與結(jié)點(diǎn) 弧段與面 面與弧段第21頁(yè)/共68頁(yè)第二十一頁(yè)，共68頁(yè)。矢量格式數(shù)據(jù)表達(dá)1基本概念圖件三要素（圖元）（Map Elements）：點(diǎn)、線、面坐標(biāo)鏈（有方向）（Coordinate Chain）弧段（Arc）、結(jié)點(diǎn)（Node）、島弧段多邊形(Polygon)、島、單連通域、多連通域、外邊界、內(nèi)邊界拓?fù)?tu p)（Topology）與拓?fù)?tu p)關(guān)系 結(jié)點(diǎn)與弧段 弧段與結(jié)點(diǎn) 弧段與面 面與弧段第22頁(yè)/共68頁(yè)第二十二頁(yè)，共68頁(yè)?；《巍⒍噙呅蔚陌j(luò)矩形（Range）Xmin=MIN(

22、x1,x2,xn)；Ymin=MIN(y1,y2,yn)Xmax=MAX(x1,x2,xn)；Ymax=MAX(y1,y2,yn)(x1,y1)、(x2,y2)(xn,yn)是弧段、多邊形邊界上各點(diǎn)坐標(biāo)。歐拉定理(dngl)Nn-Na+Np=1+Ni2矢量格式數(shù)據(jù)組織分析拓?fù)潢P(guān)系坐標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)鏈多邊形（弧段）第23頁(yè)/共68頁(yè)第二十三頁(yè)，共68頁(yè)。矢量(shling)格式（Vector）坐標(biāo)點(diǎn)、坐標(biāo)鏈、有方向，方向性是人為的。 圖像只能用網(wǎng)格格式表達(dá)，而圖形(txng)卻可以用以上兩種格式表達(dá)。第24頁(yè)/共68頁(yè)第二十四頁(yè)，共68頁(yè)。點(diǎn)狀地物(dw)表達(dá)線狀地物(dw)表達(dá)點(diǎn)狀地物(dw)空間數(shù)據(jù)

23、表注釋XY編碼序號(hào)代碼線狀地物坐標(biāo)鏈數(shù)據(jù)表注釋序號(hào)代碼 XY1120120第25頁(yè)/共68頁(yè)第二十五頁(yè)，共68頁(yè)。面狀地物(dw)表達(dá)注釋序號(hào)代碼線狀地物編碼起點(diǎn)序號(hào)終點(diǎn)序號(hào)XminXmaxYminYmax11線狀地物(dw)坐標(biāo)鏈索引表注釋序號(hào)代碼XY11201面狀地物(dw)坐標(biāo)鏈數(shù)據(jù)表第26頁(yè)/共68頁(yè)第二十六頁(yè)，共68頁(yè)。注釋序號(hào)代碼起點(diǎn)序號(hào)終點(diǎn)序號(hào)左圖斑編碼右圖斑編碼XminXmaxYminYmax面狀地物(dw)弧段坐標(biāo)鏈索引表注釋序號(hào)代碼XY弧段1弧段2弧段3弧段44041 結(jié)點(diǎn)(ji din)-弧段關(guān)系表第27頁(yè)/共68頁(yè)第二十七頁(yè)，共68頁(yè)。注釋序號(hào)代碼起點(diǎn)序號(hào)終點(diǎn)序號(hào)左圖斑

24、編碼右圖斑編碼XminXmaxYminYmax面狀地物(dw)弧段坐標(biāo)鏈索引表注釋序號(hào)代碼XY弧段1弧段2弧段3弧段44041 結(jié)點(diǎn)(ji din)-弧段關(guān)系表第28頁(yè)/共68頁(yè)第二十八頁(yè)，共68頁(yè)。注釋1注釋2序號(hào)代碼弧段序號(hào)代碼起點(diǎn)序號(hào)終點(diǎn)序號(hào)101200200圖斑弧段組成(z chn)關(guān)系圖斑弧段組成(z chn)索引表注釋序號(hào)代碼圖斑編碼內(nèi)點(diǎn)X內(nèi)點(diǎn)Y起點(diǎn)序號(hào)終點(diǎn)序號(hào)XminXmaxYminYmax第29頁(yè)/共68頁(yè)第二十九頁(yè)，共68頁(yè)。二、矢量數(shù)據(jù)(shj)的獲取方式2-2 矢量(shling)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)1) 由外業(yè)測(cè)量獲得 可利用測(cè)量?jī)x器自

25、動(dòng)記錄測(cè)量成果(常稱為電子手薄)，然后轉(zhuǎn)到地理數(shù)據(jù)庫(kù)中。2)由柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換獲得利用柵格數(shù)據(jù)矢量化技術(shù)，把柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為矢量數(shù)據(jù)。3)跟蹤數(shù)字化用跟蹤數(shù)字化的方法，把地圖變成離散的矢量數(shù)據(jù)。返回第30頁(yè)/共68頁(yè)第三十頁(yè)，共68頁(yè)。三、矢量(shling)(shling)數(shù)據(jù)組織 2-2 矢量(shling)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)點(diǎn)：坐標(biāo)對(duì)（x,y） +識(shí)別符線：坐標(biāo)對(duì)系列(x1,y1).(xn,yn) 及有關(guān)屬性、其它屬性面：首尾相同的坐標(biāo)串關(guān)系表幾何位置坐標(biāo)文件連接矢量數(shù)據(jù)表示時(shí)應(yīng)考慮以下問(wèn)題：矢量數(shù)據(jù)自身的存貯和處理；與屬性數(shù)據(jù)的聯(lián)系；矢量數(shù)據(jù)之間的空間關(guān)系

26、(拓?fù)潢P(guān)系)。1、點(diǎn)實(shí)體矢量編碼方法2、線實(shí)體矢量編碼方法3、多邊形矢量編碼方法第31頁(yè)/共68頁(yè)第三十一頁(yè)，共68頁(yè)。點(diǎn)實(shí)體(sht)編碼比例朝向線指針線交匯編比例朝向字體文句x,y 坐標(biāo)其它非幾何屬性建立和顯示數(shù)據(jù)庫(kù)聯(lián)系的屬性簡(jiǎn)單點(diǎn)符號(hào)文本點(diǎn)字符結(jié) 點(diǎn)符號(hào)統(tǒng)一標(biāo)識(shí)類別或系列號(hào)點(diǎn)類型簡(jiǎn)單點(diǎn)文本點(diǎn)結(jié) 點(diǎn)第32頁(yè)/共68頁(yè)第三十二頁(yè)，共68頁(yè)。以點(diǎn)為例：2-2 矢量(shling)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u) 坐標(biāo) 識(shí)別符 若是簡(jiǎn)單點(diǎn)要素如獨(dú)立樹、電線竿、三角點(diǎn)，符號(hào)、 有關(guān)屬性中包括 比例尺、方向 若是注記點(diǎn)，記錄有關(guān)字符的大小、方向、字體、排列等 若是結(jié)點(diǎn)Verte

27、x：符號(hào)：指針(zhzhn)、與線相交的角度。其它屬性 : 三角點(diǎn)設(shè)立年代、材料等線（符號(hào)、方向）、面（符號(hào)）都有相應(yīng)的相關(guān)屬性，在此，看看矢量結(jié)構(gòu)中關(guān)于幾何位置坐標(biāo)的編碼方式返回第33頁(yè)/共68頁(yè)第三十三頁(yè)，共68頁(yè)。線實(shí)體(sht)編碼唯一標(biāo)示碼線標(biāo)示碼起始點(diǎn)終止點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)序列顯示信息非幾何屬性第34頁(yè)/共68頁(yè)第三十四頁(yè)，共68頁(yè)。多邊形矢量(shling)(shling)的編碼（spaghetti）- 面條模型(mxng):以實(shí)體為單位記錄其坐標(biāo)2-2 矢量(shling)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)： 1、相鄰多邊形的公共邊界被數(shù)字化并存儲(chǔ)兩次，造成數(shù)據(jù)冗余和碎屑多邊形數(shù)據(jù)不一

28、致，浪費(fèi)空間，導(dǎo)致雙重邊界不能精確匹配。2、自成體系，缺少多邊形的鄰接信息，無(wú)拓?fù)潢P(guān)系，難以進(jìn)行鄰域處理，如消除多邊形公共邊界，合并多邊形。3、島作為一個(gè)單個(gè)圖形，沒(méi)有與外界多邊形聯(lián)系。不易檢查拓?fù)溴e(cuò)誤。所以，這種結(jié)構(gòu)只用于簡(jiǎn)單的制圖系統(tǒng)中，顯示圖形。（一）實(shí)體式優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、直觀、易實(shí)現(xiàn)以實(shí)體為單位的運(yùn)算和顯示。多邊形坐標(biāo)串P12，3，4，5P21，2，10，91234567891011 1213 1415PPP返回第35頁(yè)/共68頁(yè)第三十五頁(yè)，共68頁(yè)。（二）索引(suyn)式（樹狀）2-2 矢量(shling)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)對(duì)所有點(diǎn)的坐標(biāo)按順序建

29、坐標(biāo)文件，再建點(diǎn)與邊（線）、線與多邊形的索引文件。1234567891011 1213 1415PPPMap1、點(diǎn)文件：點(diǎn)號(hào)點(diǎn)號(hào)坐標(biāo)坐標(biāo)1x1,y1索引文件：面號(hào)面號(hào)弧段號(hào)弧段號(hào)P1A,B,C3、面文件：2、弧段文件:弧段號(hào)弧段號(hào)起點(diǎn)起點(diǎn)終點(diǎn)終點(diǎn)點(diǎn)號(hào)點(diǎn)號(hào)A527,8,9,10與實(shí)體式相比：優(yōu)點(diǎn)：用建索引的方法消除多邊形數(shù)據(jù)的冗余和不一致，鄰接信息、島信息可在多邊形文件中通過(guò)是否公共弧段號(hào)的方式查詢。缺點(diǎn)：表達(dá)拓?fù)潢P(guān)系較繁瑣，給相鄰運(yùn)算、消除無(wú)用邊、處理島信息、檢索拓?fù)潢P(guān)系等帶來(lái)困難，以人工方式建立編碼表，工作量大，易出錯(cuò)。返回第36頁(yè)/共68頁(yè)第三十六頁(yè)，共68頁(yè)。（三）雙重(shungchn

30、g)獨(dú)立式編碼簡(jiǎn)稱DIME(Dual Independent Map Encoding)，是美國(guó)人口統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)采用的一種(y zhn)編碼方式，是一種(y zhn)拓?fù)渚幋a結(jié)構(gòu)。 2-2 矢量(shling)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1、點(diǎn)文件點(diǎn)號(hào)點(diǎn)號(hào)坐標(biāo)坐標(biāo)1x1,y12、線文件:線文件是以線段為記錄單位 線號(hào)線號(hào)左多邊形左多邊形 右多邊形右多邊形 起點(diǎn)起點(diǎn)終點(diǎn)終點(diǎn)L210P1P22101234567891011 1213 1415PPP3、面文件面號(hào)面號(hào)線號(hào)線號(hào)P1L210,L109關(guān)聯(lián)鄰接關(guān)聯(lián)連通拓?fù)潢P(guān)系明確在DIME中做如下改進(jìn)： 將以線段為記錄單位改為以弧段為單位鏈狀雙重獨(dú)立式編

31、碼返回第37頁(yè)/共68頁(yè)第三十七頁(yè)，共68頁(yè)。（四）鏈狀雙重獨(dú)立式編碼(bin m)-拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 2-2 矢量(shling)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)1、弧段坐標(biāo)文件：弧段號(hào)弧段號(hào)坐標(biāo)系列（串坐標(biāo)系列（串)Ax2,y2,X10,y102、弧段文件：鏈面，鏈結(jié)點(diǎn)關(guān)系 弧段號(hào)弧段號(hào) 左多邊形左多邊形 右多邊形右多邊形 起點(diǎn)起點(diǎn)終點(diǎn)終點(diǎn)AP1P2251234567891011 1213 1415PPP3、面文件面號(hào)面號(hào)弧段號(hào)弧段號(hào) P1A,B,-C4、點(diǎn)拓?fù)湮募?結(jié)點(diǎn)鏈關(guān)系 點(diǎn)號(hào)點(diǎn)號(hào) 弧段號(hào)弧段號(hào) 2A,B,D在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，多邊形（面）的邊界被分割成一系列的線（弧、

32、鏈、邊）和點(diǎn)（結(jié)點(diǎn)）等拓?fù)湟?，點(diǎn)、線、面之間的拓?fù)潢P(guān)系在屬性表中定義，多邊形邊界不重復(fù)。 返回 較好的解決了空間關(guān)系查詢等問(wèn)題，但增加了算法的復(fù)雜度第38頁(yè)/共68頁(yè)第三十八頁(yè)，共68頁(yè)。鏈狀雙重(shungchng)(shungchng)獨(dú)立式編碼 特點(diǎn)拓?fù)潢P(guān)系明確，也能表達(dá)島信息，而且以弧段為記錄單位，滿足實(shí)際應(yīng)用需要。因?yàn)橐话銛?shù)字化一條街道時(shí)，必然有許多中間點(diǎn)，但我們?cè)谧隹臻g分析是卻沒(méi)有必要以這些中間點(diǎn)所組成的折線為研究對(duì)象，而應(yīng)以整條弧段（某條街道）為研究對(duì)象. 被一些成熟的商品化軟件采用，如ARC/INFO軟件。例：ARC文件：二進(jìn)制文件: 弧段號(hào) 點(diǎn)數(shù) 坐標(biāo)串 在GIS數(shù)據(jù)輸入中

33、，建拓?fù)涫侵附o圖形數(shù)據(jù)（點(diǎn)、線、面）增加拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如ARC/INFO中，在ARCEDIT中輸入圖形后，需用(x yn)BUILD 建圖形拓?fù)?，具體生成許多文件，如AAT，PAT等. INFO：屬性表如AAT（Arc Attribute Table）2-2 矢量(shling)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用戶標(biāo)識(shí)碼，表明地物類型當(dāng)圖形數(shù)據(jù)修改、刪除、增加點(diǎn)、線、面要素后，其拓?fù)潢P(guān)系也發(fā)生改變，所以，需重新建拓?fù)?。弧段?hào)弧段號(hào)USER_IDLPOLYRPOLYFROM_NODETO_NODE其它屬性其它屬性:（名稱（名稱)返回第39頁(yè)/共68頁(yè)第三十九頁(yè)，共68頁(yè)。2-4 2-4 矢柵一體化數(shù)

34、據(jù)結(jié)矢柵一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)(sh j ji u)(sh j ji u)第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)一、矢、柵優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)缺點(diǎn)矢矢量量1、便于面向現(xiàn)象（土壤類，土地利用、便于面向現(xiàn)象（土壤類，土地利用單元等）單元等）2、結(jié)構(gòu)緊湊，冗余度低，便于描述線、結(jié)構(gòu)緊湊，冗余度低，便于描述線或邊界?；蜻吔?。 3、利于網(wǎng)絡(luò)、檢索分析，提供有、利于網(wǎng)絡(luò)、檢索分析，提供有效的拓?fù)渚幋a，對(duì)需要拓?fù)湫畔⒌牟僮餍У耐負(fù)渚幋a，對(duì)需要拓?fù)湫畔⒌牟僮鞲行?。更有效?4、 圖形顯示質(zhì)量好，精度高。圖形顯示質(zhì)量好，精度高。1 1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各自定義，不便、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各自定義，不便于數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

35、化和規(guī)范化，數(shù)據(jù)交換困于數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，數(shù)據(jù)交換困難。難。 2、多邊形疊置分析困難，沒(méi)有柵、多邊形疊置分析困難，沒(méi)有柵格有效，表達(dá)空間變化性能力差。格有效，表達(dá)空間變化性能力差。 3、不能像數(shù)字圖像那樣做增強(qiáng)處、不能像數(shù)字圖像那樣做增強(qiáng)處理理 4、軟硬件技術(shù)要求高，顯示與繪軟硬件技術(shù)要求高，顯示與繪圖成本較高。圖成本較高。 柵柵 格格 1、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易數(shù)據(jù)交換。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易數(shù)據(jù)交換。 2、疊置分析和地理（能有效表達(dá)空、疊置分析和地理（能有效表達(dá)空可可 變性）現(xiàn)象模擬較易。變性）現(xiàn)象模擬較易。 3、利于與感遙數(shù)據(jù)的匹配應(yīng)用和分、利于與感遙數(shù)據(jù)的匹配應(yīng)用和分析，便于圖像處理。析，便于圖像處理

36、。 4、 輸出快速，成本低廉。輸出快速，成本低廉。 1、現(xiàn)象識(shí)別效果不如矢量方法，難、現(xiàn)象識(shí)別效果不如矢量方法，難以表達(dá)拓?fù)?。以表達(dá)拓?fù)洹?2、圖形數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不嚴(yán)密、圖形數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不嚴(yán)密不緊湊，需用壓縮技術(shù)解決該問(wèn)題。不緊湊，需用壓縮技術(shù)解決該問(wèn)題。 3、投影轉(zhuǎn)換困難。、投影轉(zhuǎn)換困難。4 4、圖形質(zhì)量轉(zhuǎn)低，圖形輸出不美觀，、圖形質(zhì)量轉(zhuǎn)低，圖形輸出不美觀，線條有鋸齒，需用增加?xùn)鸥駭?shù)量來(lái)克線條有鋸齒，需用增加?xùn)鸥駭?shù)量來(lái)克服，但會(huì)增加數(shù)據(jù)文件。服，但會(huì)增加數(shù)據(jù)文件。第40頁(yè)/共68頁(yè)第四十頁(yè)，共68頁(yè)。矢量、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(jigu)的選擇柵格結(jié)構(gòu):大范圍(fnwi)小比例尺的自然資源

37、、環(huán)境、農(nóng)林業(yè)等區(qū)域問(wèn)題的研究。矢量結(jié)構(gòu)：城市分區(qū)或詳細(xì)規(guī)劃(guhu)、土地管理、公用事業(yè)管理等方面的應(yīng)用。 在GIS建立過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)應(yīng)用目的和應(yīng)用特點(diǎn)、可能獲得的數(shù)據(jù)精度以及地理信息系統(tǒng)軟件和硬件配置情況，選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。返回第41頁(yè)/共68頁(yè)第四十一頁(yè)，共68頁(yè)。二、矢柵一體化概念(ginin) (ginin) 2-4 矢柵一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u) 將矢量面對(duì)目標(biāo)的方法和柵格元子充填的方法結(jié)合起來(lái)，具體采用填滿線狀目標(biāo)路徑和充填面狀目標(biāo)空間的方法作為一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。線狀地物：除記錄原始取樣點(diǎn)外，還記錄路徑所通過(guò)的柵格。

38、面狀地物：除記錄它的多邊形周邊以外，還包括中間的面域柵格。一方面，它保留了矢量的全部性質(zhì)，以目標(biāo)為單元直接聚集所有的位置信息，并能建立拓?fù)潢P(guān)系；另一方面，它建立了柵格與地物的關(guān)系，即路徑上的任一點(diǎn)都直接與目標(biāo)建立了聯(lián)系。334334423344423344234422212從原理上說(shuō)，這是一種以矢量的方式來(lái)組織柵格數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。返回第42頁(yè)/共68頁(yè)第四十二頁(yè)，共68頁(yè)。三、三個(gè)約定(yudng)和細(xì)分格網(wǎng)法2-4 矢柵一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)為便于組織數(shù)據(jù)，首先作如下約定：a. 地面上的點(diǎn)狀地物是地球表面上的點(diǎn)，它僅有空間位置，沒(méi)有

39、形狀和面積，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部?jī)H有一個(gè)位置數(shù)據(jù)。為提高柵格表示精度，采用細(xì)分格網(wǎng)法：將一對(duì)X,Y坐標(biāo)用兩個(gè)Morton碼代替：前一M1表示該點(diǎn)（采樣點(diǎn)或附加的交叉點(diǎn)）所在基本格網(wǎng)的地址碼，后者M(jìn)2 表示該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的細(xì)分格網(wǎng)的Morton碼，既顧全整體定位，又保證精度。 b. 地面上的線狀地物是地球表面的空間曲線，它有形狀但沒(méi)有面積，它在平面上的投影是一連續(xù)不間斷的直線或曲線，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部需要用一組元子填滿整個(gè)路徑。c. 地面上的面狀地物是地球表面的空間曲面，并具有形狀和面積，它在平面上的投影是由邊界包圍的緊致空間和一組填滿路徑的元子表達(dá)的邊界組成。 x,yM1 M2返回第43頁(yè)/共68頁(yè)第四十三頁(yè)，共

40、68頁(yè)。四、一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)設(shè)計(jì)2-4 矢柵一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)線性四叉樹(Morton)是基本數(shù)據(jù)格式，三個(gè)約定設(shè)計(jì)點(diǎn)、線、面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本依據(jù)，細(xì)分格網(wǎng)法保證足夠精度。點(diǎn) 標(biāo) 識(shí)號(hào) M1 M2高程Z10025434084432100261057725463約定1，點(diǎn)僅有位置、沒(méi)有形狀和面積，只要將點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為地址碼M1 和M2 ,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單靈活，便于點(diǎn)的插入和刪除，還能處理一個(gè)柵格內(nèi)包含多個(gè)點(diǎn)狀目標(biāo)的情況。1、點(diǎn)狀地物和結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)返回第44頁(yè)/共68頁(yè)第四十四頁(yè)，共68頁(yè)。2、線狀地物(dw)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2

41、-4 矢柵一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)約定（2），線狀地物有形狀但沒(méi)有面積，沒(méi)有面積意味著只要用一串?dāng)?shù)據(jù)表達(dá)每個(gè)線狀地物的路徑即可，將該線狀地物經(jīng)過(guò)的所有柵格的地址全部記錄下來(lái)。仿照矢量數(shù)據(jù)組織的鏈狀雙重獨(dú)立式編碼，以弧段為記錄單位?；?biāo)識(shí)號(hào)起結(jié)點(diǎn)號(hào)終結(jié)點(diǎn)號(hào)中間點(diǎn)串（M1,M2,Z）20078100251002658,7749,435,92,4377,439線標(biāo)識(shí)號(hào)弧段標(biāo)識(shí)號(hào)3003120078，200793003220092，20098，20099弧段的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):線狀地物的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):返回第45頁(yè)/共68頁(yè)第四十五頁(yè)，共68頁(yè)。3 3、面狀

42、地物(dw)(dw)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 2-4 矢柵一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)1) 弧段文件2）帶指針的二維行程碼二維行程M碼 屬性值005480164308314320378400448460478葉結(jié)點(diǎn)的屬性值 改為指向該地物的下一個(gè)子塊的循環(huán)指針二維行程M碼循環(huán)指針屬性值0851683216313037314（屬性值）3240374440464447460（屬性值）478（屬性值）邊界弧段-形狀面域循環(huán)指針指向該地物下一個(gè)子塊的地址碼，并在最后指向該地物本身 返回第46頁(yè)/共68頁(yè)第四十六頁(yè)，共68頁(yè)。2-4 矢柵一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j

43、ji u)第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)二維行程M碼循環(huán)指針屬性值0851683216313037314（屬性值）3240374440464447460（屬性值）478（屬性值）用循環(huán)指針(zhzhn)(zhzhn)將同屬于一個(gè)目標(biāo)的葉結(jié)點(diǎn)鏈接起來(lái) 只要進(jìn)入第一塊就可以順著指針直接提取該地物的所有子塊，從而避免像柵格數(shù)據(jù)那樣為查詢某一個(gè)目標(biāo)需遍歷整個(gè)矩陣，大大提高了查詢速度。返回08324046第47頁(yè)/共68頁(yè)第四十七頁(yè)，共68頁(yè)。3 3）面文件(wnjin) (wnjin) 2-4 矢柵一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u) 這種

44、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是面向地物的，具有矢量的特點(diǎn)。通過(guò)面狀地物的標(biāo)識(shí)號(hào)可以找到它的邊界弧段并順著指針提取所有的中間面塊。同時(shí)它又具有柵格的全部特性，二維行程本身就是面向位置的結(jié)構(gòu)，帶指針的二維行程碼中的Morton碼表達(dá)了位置的相互關(guān)系，前后M碼之差隱含了該子塊的大小。給出任意一點(diǎn)的位置都可順著指針找到面狀地物的標(biāo)識(shí)號(hào)確定是哪一個(gè)地物。面標(biāo)識(shí)號(hào)弧標(biāo)識(shí)號(hào)串面塊頭指針40001（屬性值為0）20001，20002，20003040002（屬性值為4）20002，200041640003（屬性值為8）200037返回第48頁(yè)/共68頁(yè)第四十八頁(yè)，共68頁(yè)。4、復(fù)雜(fz)地物的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2-4 矢柵一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

45、(sh j ji u)第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u) 由幾個(gè)或幾種點(diǎn)、線、面狀簡(jiǎn)單地物組成的地物稱為復(fù)雜地物。例如將一條公路上的中心線、交通燈、立交橋等組合為一個(gè)復(fù)雜地物，用一個(gè)標(biāo)識(shí)號(hào)表示。復(fù)雜地物的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如表7所示。復(fù)雜地物標(biāo)識(shí)號(hào)簡(jiǎn)單地物標(biāo)識(shí)號(hào)5000810025，30005，300255000930006，30007，40032 返回第49頁(yè)/共68頁(yè)第四十九頁(yè)，共68頁(yè)。2-5 2-5 三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)(sh j ji u)第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u) 目前GIS主要還停留在處理地球表面的數(shù)據(jù)，若數(shù)據(jù)是地表以下或以上，則先

46、將它投影到地表，再進(jìn)行處理，其實(shí)質(zhì)是以二維的形式來(lái)模擬、處理任何(rnh)數(shù)據(jù)，在有些領(lǐng)域可行，但涉及到三維問(wèn)題的處理時(shí)，往往力不從心。 二維V=f(x,y)，在不同的層V的含義不同，當(dāng)V表示的是高程時(shí)，就是DEM。由于地形三維視圖的原因，人們常把DEM誤認(rèn)為是三維模型。但從本質(zhì)上講，DEM是二維的，因?yàn)樗荒鼙硎镜乇淼男畔ⅲ荒軐?duì)地表內(nèi)部進(jìn)行有效的表示。目前，人們常把DEM稱為2.5維的數(shù)據(jù)模型。 真三維模型V=f(x,y,z)，z是一自變量，不受x,y的影響。三維GIS的要求與二維GIS相似，但在數(shù)據(jù)采集，系統(tǒng)維護(hù)和界面設(shè)計(jì)等方面比二維GIS復(fù)雜得多，如三維數(shù)據(jù)的組織與重建，三維變換、查詢

47、、運(yùn)算、分析、維護(hù)等方面。下面主要介紹三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。同樣，三維結(jié)構(gòu)存在柵格和矢量?jī)煞N形式。柵格：將地理實(shí)體的三維空間分成細(xì)小單元-體元。普遍用八叉樹矢量：x,y,z，抽象為點(diǎn)、線、面、體，面構(gòu)成體。方法多種，常用三維邊界表示法。 返回一、概述第50頁(yè)/共68頁(yè)第五十頁(yè)，共68頁(yè)。二、八叉樹結(jié)構(gòu)第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)1、思想：四叉樹在三維空間的推廣。 將要(jingyo)表示的形體V放在一個(gè)充分大的正方體C內(nèi)，C的邊長(zhǎng)為2n，不斷用兩個(gè)與XOY、XOZ的平面均分C為8個(gè)子體，并判斷屬性單一性。當(dāng)子體部分為V-灰結(jié)點(diǎn) 需再1分為8。 子體中無(wú)V-白結(jié)點(diǎn) 停止分割，葉結(jié)點(diǎn)。

48、子體全為V黑結(jié)點(diǎn)返回(fnhu)2-5 三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)0123457第51頁(yè)/共68頁(yè)第五十一頁(yè)，共68頁(yè)。2、存貯(cn zh)結(jié)構(gòu)第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)1）規(guī)則八叉樹 與常規(guī)四叉樹類似，用10項(xiàng)字段來(lái)記錄每個(gè)結(jié)點(diǎn)（8個(gè)子結(jié)點(diǎn)指針(zhzhn)， 1個(gè)父結(jié)點(diǎn)指針(zhzhn)，1個(gè)結(jié)點(diǎn)屬性）。最普遍的形式，方式自然，易掌握。但指針(zhzhn)占總存儲(chǔ)量的94%，空間使用率低。返回2-5 三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：節(jié)省存貯空間，便于某些運(yùn)算，但喪失一定的靈活性，不便于其它遍歷方式對(duì)樹的結(jié)點(diǎn)進(jìn)行存取，應(yīng)用效果不佳。 2）線性八叉樹 Motorn碼 用某一預(yù)先確定的次序?qū)瞬鏄滢D(zhuǎn)換

49、成一個(gè)線性表，表中的每個(gè)元素與一個(gè)結(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。每個(gè)結(jié)點(diǎn)用固定的字節(jié)描述，其中某些位專門用來(lái)說(shuō)明它是否為葉結(jié)點(diǎn)。第52頁(yè)/共68頁(yè)第五十二頁(yè)，共68頁(yè)。3）一對(duì)(y du)八式的八叉樹第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u) 每個(gè)結(jié)點(diǎn)均1分為8，并標(biāo)記為 0，1，2，3，4，5，6，7。隱含地假定了這些子結(jié)點(diǎn)記錄存放的次序(cx) -便于檢索浪費(fèi)存儲(chǔ)，除非完全八叉樹，即所有葉結(jié)點(diǎn)均在同一層次出現(xiàn)，上層均為非葉結(jié)點(diǎn)。返回2-5 三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)0 1 2 3 70 1 2 3 7第53頁(yè)/共68頁(yè)第五十三頁(yè)，共68頁(yè)。三、三維邊界(binji)(binji)表示法第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh

50、j ji u)返回(fnhu)2-5 三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)v1v2v3v4l1l 2l 3l 4l 5l6v1x1 y1 z1v2x2 y2 z2v3x3 y3 z3v4x4 y4 z4l1v1 v2l2v2 v3l3v3 v1l4v2 v4l5v4 v3l6v1 v4s1l1 l2 l3s2l2 l4 l5s3l5 l3 l6s4l3 l1 l4、面表：給出圍成多面體某個(gè)面的各條邊。、當(dāng)有若干個(gè)多面體時(shí)，還必須有一個(gè)對(duì)象表。1、頂點(diǎn)表：用來(lái)表示多面體各頂點(diǎn)的坐標(biāo)、邊表：指出構(gòu)成多面體某邊的兩個(gè)頂點(diǎn)；O1S1,s2屬性可避免重復(fù)表示某些點(diǎn)、邊、面，節(jié)約存儲(chǔ)，便于圖形顯示，如公共邊不重復(fù)。第54頁(yè)/共6

51、8頁(yè)第五十四頁(yè)，共68頁(yè)。5 5、擴(kuò)充(kuchng)(kuchng)后的邊表 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)返回(fnhu)2-5 三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 為表達(dá)拓?fù)溥€可將其它一些有關(guān)的內(nèi)容結(jié)合到所使用的表中，如將邊所屬的多邊形信息結(jié)合進(jìn)邊表中以后的形式：l1v1 v2s1 s4l2v2 v3s1 s2l3v3 v1s1 s3l4v2 v4s2 s4l5v4 v3s2 s3l6v1 v4s3 s4l1v1 v2l2v2 v3l3v3 v1l4v2 v4l5v4 v3l6v1 v4s1l1 l2 l3s2l2 l4 l5s3l5 l3 l6s4l3 l1 l4包含s1,s4公共邊為l1的信息第55頁(yè)/共68頁(yè)第五十五頁(yè)，共68頁(yè)。6 6、拓?fù)?tu p)(tu p)檢查第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)返回(fnhu)2-5 三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)后，必須檢查數(shù)據(jù)的一致性、完全性，即進(jìn)行拓?fù)錂z查。具體可檢查下列幾項(xiàng)：(1) 頂點(diǎn)表中的每個(gè)頂點(diǎn)至少是兩條邊的端點(diǎn)；(2) 每條邊至少是一個(gè)多邊形的邊；(3) 每個(gè)多邊形是封閉的；(4) 每個(gè)多邊形至少有一條邊是和另一個(gè)多邊形共用的；(5) 若邊表中包含了指向它所屬多邊形的指針，那么指向該邊的