第四章 地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與處理

1、.1GIS原理（四）第四章 地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù) 采集與處理主講教師：邱春霞測(cè)繪學(xué)院.2重點(diǎn)內(nèi)容 GIS的數(shù)據(jù)來(lái)源 空間數(shù)據(jù)的處理內(nèi)容及流程 空間索引的概念與類(lèi)型 空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制.3 地理空間數(shù)據(jù)是GIS的處理對(duì)象，空間數(shù)據(jù)的數(shù)量與質(zhì)量在很大程度上決定了GIS的價(jià)值。也就是說(shuō)，空間數(shù)據(jù)源、空間數(shù)據(jù)的采集手段、生產(chǎn)工藝、數(shù)據(jù)質(zhì)量都直接影響著GIS應(yīng)用的潛力、成本和效率。空間數(shù)據(jù)在GIS中具有非常重要的意義。.4第一節(jié) 空間數(shù)據(jù)的采集GIS的空間數(shù)據(jù)是多源數(shù)據(jù)（圖形圖的空間數(shù)據(jù)是多源數(shù)據(jù)（圖形圖 像數(shù)據(jù)、文字符號(hào)數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)）像數(shù)據(jù)、文字符號(hào)數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)）一、GIS數(shù)據(jù)源（一）圖形圖像數(shù)據(jù)

2、（一）圖形圖像數(shù)據(jù) 地圖數(shù)據(jù)地圖數(shù)據(jù)：普通地圖、專(zhuān)題地圖：普通地圖、專(zhuān)題地圖 影像數(shù)據(jù)影像數(shù)據(jù)：衛(wèi)星遙感影像、航空影像：衛(wèi)星遙感影像、航空影像 地形數(shù)據(jù)地形數(shù)據(jù)：地形圖、實(shí)測(cè)地形數(shù)據(jù)、：地形圖、實(shí)測(cè)地形數(shù)據(jù)、DEM 測(cè)量數(shù)據(jù)及測(cè)量數(shù)據(jù)及GPS數(shù)據(jù)數(shù)據(jù).5地圖數(shù)據(jù).6衛(wèi)星遙感影像.7ADS40數(shù)字航空影像.8DEM產(chǎn)品.9（二）文字符號(hào)數(shù)據(jù)（二）文字符號(hào)數(shù)據(jù)文字符號(hào)數(shù)據(jù)文字符號(hào)數(shù)據(jù)：是以數(shù)字、文字、符號(hào)表示的：是以數(shù)字、文字、符號(hào)表示的數(shù)據(jù)，包括空間要素?cái)?shù)據(jù)和測(cè)量數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)，包括空間要素?cái)?shù)據(jù)和測(cè)量數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，調(diào)查數(shù)據(jù)，各種法律文檔數(shù)據(jù)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)據(jù)，調(diào)查數(shù)據(jù)，各種法律文檔數(shù)據(jù)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)

3、據(jù)，元數(shù)據(jù)等各種形式的電子數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)，元數(shù)據(jù)等各種形式的電子數(shù)據(jù)。（三）多媒體數(shù)據(jù)（三）多媒體數(shù)據(jù)多媒體數(shù)據(jù)多媒體數(shù)據(jù)：是指音頻數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)。：是指音頻數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)。.10音頻文件的格式：音頻文件的格式： CD、MIDI、WAVE、.MP1/.MP2/.MP3、 .MP4、.VQF、.AIF/AIFF、.AU 、 .RA/RM/RAM 視頻文件的格式：視頻文件的格式：影像格式和流格式影像格式和流格式 影像格式有：影像格式有：AVI、MPEG、 DivX、MOV、WMV 流格式有：流格式有：RM/RA、ASF、MOV.11GIS的不同數(shù)據(jù)源及種類(lèi)項(xiàng)目項(xiàng)目第一手?jǐn)?shù)據(jù)第一手?jǐn)?shù)據(jù)第二手?jǐn)?shù)據(jù)第二手?jǐn)?shù)

4、據(jù)非電子數(shù)據(jù)非電子數(shù)據(jù)地面測(cè)量數(shù)據(jù)、航空像地面測(cè)量數(shù)據(jù)、航空像片、手簿記錄數(shù)據(jù)、社片、手簿記錄數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)調(diào)查會(huì)經(jīng)濟(jì)調(diào)查地圖、統(tǒng)計(jì)圖表地圖、統(tǒng)計(jì)圖表電子數(shù)據(jù)電子數(shù)據(jù)全站儀實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、全站儀實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、GPS觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量、遙感數(shù)據(jù)、現(xiàn)代地量、遙感數(shù)據(jù)、現(xiàn)代地球物理、地球化學(xué)數(shù)據(jù)球物理、地球化學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù).12二、空間數(shù)據(jù)的尺度 人們?cè)谟^(guān)察、認(rèn)識(shí)自然現(xiàn)象、自然過(guò)程以及人們?cè)谟^(guān)察、認(rèn)識(shí)自然現(xiàn)象、自然過(guò)程以及各種社會(huì)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題時(shí)，如果尺度不同、角度各種社會(huì)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題時(shí)，如果尺度不同、角度不同、分辨率不同，將得到不同的印象、認(rèn)不同、分辨率不同，將

5、得到不同的印象、認(rèn)識(shí)或結(jié)果。因此，選擇恰當(dāng)?shù)目臻g尺度是非識(shí)或結(jié)果。因此，選擇恰當(dāng)?shù)目臻g尺度是非常重要的。常重要的。（一）考慮空間尺度的重要性（一）考慮空間尺度的重要性.13（二）空間尺度的概念和表達(dá)方式（二）空間尺度的概念和表達(dá)方式 尺度尺度：是指研究者選擇觀(guān)察（測(cè)）世界的窗口。：是指研究者選擇觀(guān)察（測(cè)）世界的窗口。 不同學(xué)科、不同研究領(lǐng)域?qū)Τ叨鹊谋硎龇绞胶筒煌瑢W(xué)科、不同研究領(lǐng)域?qū)Τ叨鹊谋硎龇绞胶秃x是不同的：含義是不同的：比例尺比例尺（測(cè)繪學(xué)、地圖制圖學(xué)、地理學(xué)）（測(cè)繪學(xué)、地圖制圖學(xué)、地理學(xué)）測(cè)量工具、濾波器測(cè)量工具、濾波器（數(shù)學(xué)、機(jī)械學(xué)、光學(xué)等）（數(shù)學(xué)、機(jī)械學(xué)、光學(xué)等）空間分辨率空間分辨率

6、（航空攝影、遙感技術(shù)）（航空攝影、遙感技術(shù)）.14三、屬性數(shù)據(jù)的獲取與輸入 屬性數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)：即空間實(shí)體的特征數(shù)據(jù)，主要定：即空間實(shí)體的特征數(shù)據(jù)，主要定義空間數(shù)據(jù)或制圖特征所表示的內(nèi)容，一般義空間數(shù)據(jù)或制圖特征所表示的內(nèi)容，一般包括名稱(chēng)、等級(jí)、數(shù)量、代碼等多種形式。包括名稱(chēng)、等級(jí)、數(shù)量、代碼等多種形式。 空間點(diǎn)、線(xiàn)、面實(shí)體都有相應(yīng)的屬性?？臻g點(diǎn)、線(xiàn)、面實(shí)體都有相應(yīng)的屬性。 屬性數(shù)據(jù)源屬性數(shù)據(jù)源 遙感數(shù)據(jù)、各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查資料、遙感數(shù)據(jù)、各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查資料、社會(huì)調(diào)查資料、其他資料等。社會(huì)調(diào)查資料、其他資料等。.15 在建立GIS前，首先要進(jìn)行詳細(xì)的用戶(hù)調(diào)查，確定需要存儲(chǔ)哪些屬性信息

7、，屬性數(shù)據(jù)的編碼方法及信息的來(lái)源等。.16（一）屬性數(shù)據(jù)的編碼原則（一）屬性數(shù)據(jù)的編碼原則 編碼的系統(tǒng)性和科學(xué)性編碼的系統(tǒng)性和科學(xué)性 編碼的一致性編碼的一致性 編碼的標(biāo)準(zhǔn)化和通用性編碼的標(biāo)準(zhǔn)化和通用性 編碼的簡(jiǎn)潔性編碼的簡(jiǎn)潔性 編碼的可擴(kuò)展性編碼的可擴(kuò)展性.17（二）編碼內(nèi)容（二）編碼內(nèi)容 登記部分登記部分 分類(lèi)部分分類(lèi)部分 控制部分控制部分.18（三）編碼方法（三）編碼方法 列出全部制圖對(duì)象清單；列出全部制圖對(duì)象清單； 制定對(duì)象分類(lèi)、分級(jí)原則和指標(biāo)將制圖對(duì)象制定對(duì)象分類(lèi)、分級(jí)原則和指標(biāo)將制圖對(duì)象進(jìn)行分類(lèi)、分級(jí)；進(jìn)行分類(lèi)、分級(jí)； 擬定分類(lèi)代碼系統(tǒng)；擬定分類(lèi)代碼系統(tǒng)； 設(shè)定代碼及其格式；設(shè)定代碼

8、及其格式； 建立代碼和編碼對(duì)象的對(duì)照表。建立代碼和編碼對(duì)象的對(duì)照表。.19常用的編碼方法常用的編碼方法：層次分類(lèi)編碼法：層次分類(lèi)編碼法 多源分類(lèi)編碼法多源分類(lèi)編碼法層次分類(lèi)編碼法層次分類(lèi)編碼法：是按照分類(lèi)對(duì)象的從屬和層次關(guān)系：是按照分類(lèi)對(duì)象的從屬和層次關(guān)系為排列順序的一種代碼，它的優(yōu)點(diǎn)是能明確表示出分為排列順序的一種代碼，它的優(yōu)點(diǎn)是能明確表示出分類(lèi)對(duì)象的類(lèi)別，代碼結(jié)構(gòu)有嚴(yán)格的隸屬關(guān)系。如，土類(lèi)對(duì)象的類(lèi)別，代碼結(jié)構(gòu)有嚴(yán)格的隸屬關(guān)系。如，土地利用現(xiàn)狀分類(lèi)編碼。地利用現(xiàn)狀分類(lèi)編碼。多多源分類(lèi)編碼法源分類(lèi)編碼法：又稱(chēng)獨(dú)立分類(lèi)編碼法，是指對(duì)于一：又稱(chēng)獨(dú)立分類(lèi)編碼法，是指對(duì)于一個(gè)特定的分類(lèi)目標(biāo)，根據(jù)諸多不

9、同的分類(lèi)依據(jù)分別進(jìn)個(gè)特定的分類(lèi)目標(biāo)，根據(jù)諸多不同的分類(lèi)依據(jù)分別進(jìn)行編碼，各位數(shù)字代碼之間并沒(méi)有隸屬關(guān)系。它的優(yōu)行編碼，各位數(shù)字代碼之間并沒(méi)有隸屬關(guān)系。它的優(yōu)點(diǎn)是具有較大的信息載負(fù)量，有利于對(duì)空間信息的綜點(diǎn)是具有較大的信息載負(fù)量，有利于對(duì)空間信息的綜合分析。合分析。.20（四）屬性數(shù)據(jù)的輸入（四）屬性數(shù)據(jù)的輸入輸入方式有兩種：輸入方式有兩種：對(duì)照?qǐng)D形直接輸入（屬性數(shù)據(jù)量較小時(shí)）對(duì)照?qǐng)D形直接輸入（屬性數(shù)據(jù)量較小時(shí)）建立屬性表輸入屬性或從其他統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)中建立屬性表輸入屬性或從其他統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)中導(dǎo)入屬性，然后根據(jù)關(guān)鍵字與圖形數(shù)據(jù)自動(dòng)導(dǎo)入屬性，然后根據(jù)關(guān)鍵字與圖形數(shù)據(jù)自動(dòng)連接（屬性數(shù)據(jù)量較大時(shí)）連接（屬性

10、數(shù)據(jù)量較大時(shí)）點(diǎn)、線(xiàn)、面狀地物屬性的添加點(diǎn)、線(xiàn)、面狀地物屬性的添加.21（五）屬性數(shù)據(jù)的獲?。ㄎ澹傩詳?shù)據(jù)的獲取 現(xiàn)場(chǎng)專(zhuān)題調(diào)查采集樣本資料現(xiàn)場(chǎng)專(zhuān)題調(diào)查采集樣本資料 將局部樣本資料和遙感信息對(duì)照將局部樣本資料和遙感信息對(duì)照 社會(huì)調(diào)查與統(tǒng)計(jì)社會(huì)調(diào)查與統(tǒng)計(jì) 已有資料已有資料.22四、幾何圖形的數(shù)據(jù)采集與輸入 將表示點(diǎn)、線(xiàn)、面實(shí)體的地理位置數(shù)據(jù)通過(guò)將表示點(diǎn)、線(xiàn)、面實(shí)體的地理位置數(shù)據(jù)通過(guò)鍵盤(pán)輸入數(shù)據(jù)文件或輸入到程序中，再進(jìn)行鍵盤(pán)輸入數(shù)據(jù)文件或輸入到程序中，再進(jìn)行連線(xiàn)編輯。連線(xiàn)編輯。（一）手工數(shù)據(jù)輸入方法（一）手工數(shù)據(jù)輸入方法.23（二）地圖數(shù)據(jù)的獲?。ǘ┑貓D數(shù)據(jù)的獲取 數(shù)字化儀數(shù)字化（已淘汰）數(shù)字化儀

11、數(shù)字化（已淘汰） 掃描儀獲取地圖數(shù)據(jù)掃描儀獲取地圖數(shù)據(jù).24 1、掃描儀獲取地圖數(shù)據(jù)的種類(lèi)、掃描儀獲取地圖數(shù)據(jù)的種類(lèi) 柵格型數(shù)據(jù)屏幕矢量化型數(shù)據(jù)柵格圖向矢量地圖的自動(dòng)轉(zhuǎn)換.252、掃描儀獲取地圖數(shù)據(jù)的過(guò)程、掃描儀獲取地圖數(shù)據(jù)的過(guò)程掃描柵格數(shù)據(jù)自動(dòng)矢量化矢量文件文件轉(zhuǎn)換GIS數(shù)據(jù)庫(kù)原始圖像預(yù)處理柵格編輯矢量編輯.26（三）遙感數(shù)據(jù)的獲?。ㄈ┻b感數(shù)據(jù)的獲取遙感傳感器平臺(tái)遙感傳感器平臺(tái)傳感器傳感器遙感遙感（Remote Sensing)：從遠(yuǎn)處探測(cè)、感知物體或事物的技術(shù)。即不直接接觸物體本身，從遠(yuǎn)處通過(guò)各種傳感器探測(cè)和接收來(lái)自目標(biāo)物體的信息，經(jīng)過(guò)信息的傳輸及其處理分析，來(lái)識(shí)別物體的屬性及其分布等特

12、征的綜合技術(shù)。.27遙感數(shù)據(jù)的特點(diǎn)宏觀(guān)性、綜合性宏觀(guān)性、綜合性 覆蓋范圍大、信息覆蓋范圍大、信息豐富。一景豐富。一景TMTM影像影像為為185185185185平方公平方公里；影像包含各種里；影像包含各種地表景觀(guān)信息，有地表景觀(guān)信息，有可見(jiàn)的，也有潛在可見(jiàn)的，也有潛在的。的。.28多時(shí)相性多時(shí)相性重復(fù)探測(cè)，有利于進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。重復(fù)探測(cè)，有利于進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。198620021992.29greenredNear-infra red多波段性多波段性波段的延長(zhǎng)使對(duì)地球的觀(guān)測(cè)走向了全天候。波段的延長(zhǎng)使對(duì)地球的觀(guān)測(cè)走向了全天候。.30遙感數(shù)據(jù)的獲取方式目視法.31遙感圖像處理方法遙感圖像處理方法.32（

13、四）攝影測(cè)量數(shù)據(jù)（四）攝影測(cè)量數(shù)據(jù)各種類(lèi)型各種類(lèi)型傳感器傳感器被攝物體被攝物體影像影像通過(guò)量測(cè)和通過(guò)量測(cè)和解譯過(guò)程解譯過(guò)程自然物體及其環(huán)境的可靠信息自然物體及其環(huán)境的可靠信息DEMDLGDRGDOM.33攝影測(cè)量作業(yè)流程Filmprocessingin darkroomFCIRColorB&WStereo plotter Films used alternativelyAll spectral channels simultaneouslyGISDEMOrthophotosMappingRevisionVisualizationImage analysisClassificationD

14、igitalwork-stationGroundprocessingFilm based workflow RC30Direct digital workflow ADS40PrinterColorMSB&WArchivesystemColorFCIRB&WDSW500scanner FilmMass Memory.34攝影測(cè)量發(fā)展的三個(gè)階段 模擬攝影測(cè)量模擬攝影測(cè)量 解析攝影測(cè)量解析攝影測(cè)量 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量.35數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量數(shù)數(shù) 字字影影 像像數(shù)字測(cè)量攝影數(shù)字測(cè)量攝影系統(tǒng)系統(tǒng)自動(dòng)建立自動(dòng)建立立體模型立體模型自動(dòng)量測(cè)自動(dòng)量測(cè)和解譯和解譯自動(dòng)記錄自動(dòng)記錄數(shù)字線(xiàn)劃地圖數(shù)字

15、線(xiàn)劃地圖數(shù)字高程模型數(shù)字高程模型數(shù)字影像地圖數(shù)字影像地圖數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 庫(kù)庫(kù)基于攝影測(cè)量的基本原理，通過(guò)對(duì)所獲取的數(shù)字基于攝影測(cè)量的基本原理，通過(guò)對(duì)所獲取的數(shù)字/ /數(shù)字化影像進(jìn)數(shù)字化影像進(jìn)行處理，自動(dòng)（半自動(dòng)）提取被攝對(duì)象用數(shù)字方式表達(dá)的幾何行處理，自動(dòng)（半自動(dòng)）提取被攝對(duì)象用數(shù)字方式表達(dá)的幾何與物理信息，從而獲得各種形式的數(shù)字產(chǎn)品和目視化產(chǎn)品與物理信息，從而獲得各種形式的數(shù)字產(chǎn)品和目視化產(chǎn)品計(jì)算機(jī)技術(shù)數(shù)字圖像處理影像匹配模式識(shí)別DPW.363-D mouseCrystal eyesVirtuo-Zo 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng).37JX-4C數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站.38數(shù)字

16、攝影測(cè)量獲取數(shù)據(jù)的過(guò)程航空攝影航空攝影航片航片航片掃描航片掃描數(shù)字化影像數(shù)字化影像數(shù)碼相機(jī)數(shù)碼相機(jī)數(shù)字影像數(shù)字影像定向建模定向建模矢量測(cè)圖矢量測(cè)圖圖形編輯圖形編輯數(shù)字地形圖數(shù)字地形圖外業(yè)調(diào)繪外業(yè)調(diào)繪像片控制像片控制空三加密空三加密內(nèi)定向內(nèi)定向相對(duì)定向相對(duì)定向絕對(duì)定向絕對(duì)定向滿(mǎn)足滿(mǎn)足GIS.39五、數(shù)據(jù)的檢核 空間數(shù)據(jù)的不完整或重復(fù)；空間數(shù)據(jù)的不完整或重復(fù)； 空間數(shù)據(jù)的位置不正確；空間數(shù)據(jù)的位置不正確； 空間數(shù)據(jù)的比例尺不準(zhǔn)確；空間數(shù)據(jù)的比例尺不準(zhǔn)確； 空間數(shù)據(jù)的變形；空間數(shù)據(jù)的變形； 圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)連接有誤；圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)連接有誤； 屬性數(shù)據(jù)不完整。屬性數(shù)據(jù)不完整。（一）空間和屬性數(shù)據(jù)

17、的錯(cuò)誤和誤差的類(lèi)型（一）空間和屬性數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤和誤差的類(lèi)型.40幾種典型的空間數(shù)據(jù)采集錯(cuò)誤和誤差形式幾種典型的空間數(shù)據(jù)采集錯(cuò)誤和誤差形式.41（二）數(shù)據(jù)檢核的方法（二）數(shù)據(jù)檢核的方法 目標(biāo)檢核；目標(biāo)檢核； 機(jī)器檢核；機(jī)器檢核； 圖形疊合比較法；圖形疊合比較法； 屬性數(shù)據(jù)檢核。屬性數(shù)據(jù)檢核。.42第二節(jié) 空間數(shù)據(jù)的處理 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換是將圖形從一種坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換是將圖形從一種坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為另一種坐標(biāo)系，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換一般包括為另一種坐標(biāo)系，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換一般包括平移平移、旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)、縮放縮放。一、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換.43（一）平移（一）平移 平移平移：是將圖形的一部分或者整體移動(dòng)到笛：是將圖形的一部分或者整體移動(dòng)到笛卡兒坐標(biāo)

18、系的另外位置。卡兒坐標(biāo)系的另外位置。 變換公式為：變換公式為：yxTYYTXX.44（二）縮放（二）縮放 縮放操作可以用于輸出大小不同的圖形?？s放操作可以用于輸出大小不同的圖形。 變換公式為：變換公式為：yxYSYXSX.45（三）旋轉(zhuǎn)（三）旋轉(zhuǎn) 設(shè)設(shè)順時(shí)針順時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度為旋轉(zhuǎn)角度為，則變換公式為：，則變換公式為：cossinsincosYXYYXX.46 綜合考慮圖形的平移、旋轉(zhuǎn)、縮放，則坐標(biāo)綜合考慮圖形的平移、旋轉(zhuǎn)、縮放，則坐標(biāo)變換公式為：變換公式為：上式是一個(gè)上式是一個(gè)正交變換正交變換，其更一般的形式為：，其更一般的形式為：上式為二維的上式為二維的仿射變換仿射變換。yxTTYXYXcos

19、sinsincos),(yxTTYXdcbaYX),(.47二、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換 利用數(shù)字化儀、掃描儀等方法輸入的數(shù)據(jù)往利用數(shù)字化儀、掃描儀等方法輸入的數(shù)據(jù)往往先存入臨時(shí)數(shù)據(jù)文件，經(jīng)過(guò)適當(dāng)轉(zhuǎn)換后才往先存入臨時(shí)數(shù)據(jù)文件，經(jīng)過(guò)適當(dāng)轉(zhuǎn)換后才進(jìn)入正式的數(shù)據(jù)庫(kù)中。進(jìn)入正式的數(shù)據(jù)庫(kù)中。 從外部數(shù)據(jù)文件獲得的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)從外部數(shù)據(jù)文件獲得的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)表達(dá)上和用戶(hù)自己的信息系統(tǒng)據(jù)組織、數(shù)據(jù)表達(dá)上和用戶(hù)自己的信息系統(tǒng)往往不一致，需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換。往往不一致，需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換。（一）數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的原因（一）數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的原因.48（二）空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的內(nèi)容（二）空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的內(nèi)容 空間定位信息，即實(shí)體

20、的坐標(biāo)；空間定位信息，即實(shí)體的坐標(biāo)； 空間拓?fù)潢P(guān)系；空間拓?fù)潢P(guān)系； 屬性信息。屬性信息。 一般情況下，一般情況下，空間定位信息空間定位信息能夠完整地進(jìn)行轉(zhuǎn)能夠完整地進(jìn)行轉(zhuǎn)換；換；拓?fù)潢P(guān)系拓?fù)潢P(guān)系在轉(zhuǎn)換過(guò)程中經(jīng)常丟失，若數(shù)據(jù)模型在轉(zhuǎn)換過(guò)程中經(jīng)常丟失，若數(shù)據(jù)模型基本一致，拓?fù)潢P(guān)系信息在轉(zhuǎn)換過(guò)程中丟失后，可基本一致，拓?fù)潢P(guān)系信息在轉(zhuǎn)換過(guò)程中丟失后，可以在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后的系統(tǒng)中進(jìn)行重構(gòu)而得以恢復(fù)；以在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后的系統(tǒng)中進(jìn)行重構(gòu)而得以恢復(fù)；屬屬性數(shù)據(jù)性數(shù)據(jù)在大部分在大部分GISGIS軟件中都能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)換。軟件中都能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)換。.49（三）空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的途徑（三）空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的途徑 外部數(shù)據(jù)交換方式外

21、部數(shù)據(jù)交換方式 標(biāo)準(zhǔn)空間數(shù)據(jù)交換格式標(biāo)準(zhǔn)空間數(shù)據(jù)交換格式 空間數(shù)據(jù)互操作方式空間數(shù)據(jù)互操作方式 空間數(shù)據(jù)的直接訪(fǎng)問(wèn)空間數(shù)據(jù)的直接訪(fǎng)問(wèn) 空間數(shù)據(jù)共享平臺(tái)空間數(shù)據(jù)共享平臺(tái).501 1、外部數(shù)據(jù)交換方式、外部數(shù)據(jù)交換方式 大部分商用大部分商用GIS軟件都定義了外部數(shù)據(jù)交換格式，軟件都定義了外部數(shù)據(jù)交換格式，一般為一般為ASCII碼文件碼文件，可以直接閱讀。如，可以直接閱讀。如ArcGIS的的e00文件、文件、MapInfo的的MID/MIF文件、文件、 ArcView 的的shape格式、格式、 AutoCAD的的DXF格式；格式；MGE的的ArcII Loader格式。格式。 利用外部數(shù)據(jù)交換方式

22、從系統(tǒng)利用外部數(shù)據(jù)交換方式從系統(tǒng)A的內(nèi)部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的內(nèi)部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到系統(tǒng)到系統(tǒng)B，可能，可能需要經(jīng)過(guò)需要經(jīng)過(guò)23次轉(zhuǎn)換次轉(zhuǎn)換。.51系統(tǒng)系統(tǒng)A內(nèi)部文件內(nèi)部文件系統(tǒng)系統(tǒng)A外部交換文件外部交換文件系統(tǒng)系統(tǒng)B外部交換文件外部交換文件系統(tǒng)系統(tǒng)B內(nèi)部文件內(nèi)部文件二次轉(zhuǎn)換交換交換三次轉(zhuǎn)換若將若將AutoCAD數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)為數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)為MAPGIS數(shù)據(jù)格數(shù)據(jù)格式，采用外部數(shù)據(jù)交換方式如何轉(zhuǎn)換？式，采用外部數(shù)據(jù)交換方式如何轉(zhuǎn)換？.52 例例，將，將Mapinfo的的tab格式轉(zhuǎn)換為格式轉(zhuǎn)換為Arcinfo的的Coverage格式。格式。 Mapinfo的的tab ArcinfoE00/AutoCAD的的DXF Ar

23、cinfo的的Coverage .53方法特點(diǎn)方法特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：容易接受。：容易接受。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：耗費(fèi)人力、物力；：耗費(fèi)人力、物力； 易造成數(shù)據(jù)丟失和信息（拓?fù)潢P(guān)易造成數(shù)據(jù)丟失和信息（拓?fù)潢P(guān) 系）丟失。系）丟失。.542、標(biāo)準(zhǔn)空間數(shù)據(jù)交換格式、標(biāo)準(zhǔn)空間數(shù)據(jù)交換格式GIS數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)格式A標(biāo)準(zhǔn)空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)空間數(shù)據(jù)交換文件交換文件GIS數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)格式B每個(gè)每個(gè)GIS系統(tǒng)只需讀寫(xiě)標(biāo)準(zhǔn)格式空間數(shù)據(jù)程序，系統(tǒng)只需讀寫(xiě)標(biāo)準(zhǔn)格式空間數(shù)據(jù)程序，用二次轉(zhuǎn)換完成數(shù)據(jù)交換。用二次轉(zhuǎn)換完成數(shù)據(jù)交換。.55方法特點(diǎn)方法特點(diǎn) 各個(gè)各個(gè)GIS系統(tǒng)不必公開(kāi)內(nèi)部數(shù)據(jù)格式，只需公開(kāi)系統(tǒng)不必公開(kāi)內(nèi)部數(shù)據(jù)格式，只需公開(kāi)轉(zhuǎn)換技術(shù)；

24、轉(zhuǎn)換技術(shù)； 制定轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)的難度非常大；制定轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)的難度非常大； 在一定程度上克服了空間數(shù)據(jù)的外部數(shù)據(jù)交換在一定程度上克服了空間數(shù)據(jù)的外部數(shù)據(jù)交換模式缺乏對(duì)空間對(duì)象統(tǒng)一的描述方法的缺點(diǎn)。模式缺乏對(duì)空間對(duì)象統(tǒng)一的描述方法的缺點(diǎn)。目前已有的空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)目前已有的空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)美國(guó)的美國(guó)的STDS、歐洲的、歐洲的GDF、中國(guó)的、中國(guó)的CNSDTS目前的空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)還不完善。目前的空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)還不完善。.563、空間數(shù)據(jù)互操作方式、空間數(shù)據(jù)互操作方式空間數(shù)據(jù)互操作方式空間數(shù)據(jù)互操作方式：是通過(guò)公共接口實(shí)現(xiàn)不同系：是通過(guò)公共接口實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)間不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、不同數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)統(tǒng)間不同數(shù)

25、據(jù)結(jié)構(gòu)、不同數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)用，這個(gè)公共接口相當(dāng)于一個(gè)規(guī)程。用，這個(gè)公共接口相當(dāng)于一個(gè)規(guī)程。Open GIS互操作規(guī)范互操作規(guī)范Open GIS互操作規(guī)范互操作規(guī)范：是開(kāi)放式：是開(kāi)放式GIS協(xié)會(huì)提出的協(xié)會(huì)提出的一個(gè)為了提供地理數(shù)據(jù)和地理操作的交互性和開(kāi)一個(gè)為了提供地理數(shù)據(jù)和地理操作的交互性和開(kāi)放性的軟件開(kāi)發(fā)規(guī)范。放性的軟件開(kāi)發(fā)規(guī)范。.57通過(guò)通過(guò)OpenGIS的空間數(shù)據(jù)交換的空間數(shù)據(jù)交換OpenGIS提供了一套讀取空間數(shù)據(jù)的提供了一套讀取空間數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，每，每個(gè)系統(tǒng)軟件都按照這一標(biāo)準(zhǔn)提供讀寫(xiě)自己系統(tǒng)中空個(gè)系統(tǒng)軟件都按照這一標(biāo)準(zhǔn)提供讀寫(xiě)自己系統(tǒng)中空間數(shù)據(jù)的驅(qū)動(dòng)程序，其他軟件都可以

26、通過(guò)調(diào)用這一間數(shù)據(jù)的驅(qū)動(dòng)程序，其他軟件都可以通過(guò)調(diào)用這一程序，直接讀取對(duì)方的內(nèi)部數(shù)據(jù)。程序，直接讀取對(duì)方的內(nèi)部數(shù)據(jù)。系統(tǒng)系統(tǒng)A內(nèi)部文件內(nèi)部文件標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)API函數(shù)函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)API函數(shù)函數(shù)系統(tǒng)系統(tǒng)B內(nèi)部函數(shù)內(nèi)部函數(shù).58OGIS與傳統(tǒng)與傳統(tǒng)GIS處理技術(shù)的比較處理技術(shù)的比較 OGIS獨(dú)立于具體的平臺(tái)，轉(zhuǎn)換技術(shù)高度抽象，獨(dú)立于具體的平臺(tái)，轉(zhuǎn)換技術(shù)高度抽象，數(shù)據(jù)格式不需公開(kāi)，它允許用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)獲數(shù)據(jù)格式不需公開(kāi)，它允許用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)獲取不同系統(tǒng)中的地理信息，它將提供數(shù)據(jù)源的軟取不同系統(tǒng)中的地理信息，它將提供數(shù)據(jù)源的軟件叫件叫數(shù)據(jù)服務(wù)器數(shù)據(jù)服務(wù)器，將使用數(shù)據(jù)源的軟件叫，將使用數(shù)據(jù)源的軟件叫數(shù)據(jù)客

27、數(shù)據(jù)客戶(hù)器戶(hù)器，當(dāng)數(shù)據(jù)客戶(hù)器要使用某數(shù)據(jù)源時(shí)，發(fā)出數(shù)，當(dāng)數(shù)據(jù)客戶(hù)器要使用某數(shù)據(jù)源時(shí)，發(fā)出數(shù)據(jù)請(qǐng)求，由數(shù)據(jù)服務(wù)器提供服務(wù)。據(jù)請(qǐng)求，由數(shù)據(jù)服務(wù)器提供服務(wù)。 現(xiàn)狀：現(xiàn)狀：Open GIS互操作規(guī)范已引起廣泛關(guān)注，將互操作規(guī)范已引起廣泛關(guān)注，將成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，但成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，但目前還沒(méi)有一個(gè)商業(yè)軟件完全目前還沒(méi)有一個(gè)商業(yè)軟件完全實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)OGIS的操作規(guī)范的操作規(guī)范。.594、空間數(shù)據(jù)的直接訪(fǎng)問(wèn)、空間數(shù)據(jù)的直接訪(fǎng)問(wèn)空間數(shù)據(jù)的直接訪(fǎng)問(wèn)空間數(shù)據(jù)的直接訪(fǎng)問(wèn)：是指在一個(gè)：是指在一個(gè)GIS中實(shí)現(xiàn)中實(shí)現(xiàn)對(duì)其他對(duì)其他GIS軟件數(shù)據(jù)格式的直接訪(fǎng)問(wèn)。軟件數(shù)據(jù)格式的直接訪(fǎng)問(wèn)。.60方法特點(diǎn)方法特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：避免了繁瑣的數(shù)據(jù)

28、轉(zhuǎn)換；：避免了繁瑣的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換； 一個(gè)一個(gè)GIS系統(tǒng)訪(fǎng)問(wèn)另一個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式時(shí)，不系統(tǒng)訪(fǎng)問(wèn)另一個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式時(shí)，不 必?fù)碛性撓到y(tǒng)的宿主軟件。必?fù)碛性撓到y(tǒng)的宿主軟件。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：在充分了解不同格式的基礎(chǔ)上，才能直接進(jìn)：在充分了解不同格式的基礎(chǔ)上，才能直接進(jìn) 行數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)，工作比較被動(dòng)；行數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)，工作比較被動(dòng)； 如果對(duì)方數(shù)據(jù)格式不公開(kāi)，就無(wú)法直接訪(fǎng)問(wèn)它；如如果對(duì)方數(shù)據(jù)格式不公開(kāi)，就無(wú)法直接訪(fǎng)問(wèn)它；如果宿主軟件的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行升級(jí)、更新，直接訪(fǎng)問(wèn)果宿主軟件的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行升級(jí)、更新，直接訪(fǎng)問(wèn)的軟件必須作相應(yīng)的變更。的軟件必須作相應(yīng)的變更?，F(xiàn)狀現(xiàn)狀 Intergraph公司的公司的Geomedia系列軟件

29、提供了空間數(shù)據(jù)系列軟件提供了空間數(shù)據(jù)的直接訪(fǎng)問(wèn)支持。的直接訪(fǎng)問(wèn)支持。.615、空間數(shù)據(jù)共享平臺(tái)、空間數(shù)據(jù)共享平臺(tái)空間數(shù)據(jù)共享平臺(tái)空間數(shù)據(jù)共享平臺(tái)：是指空間數(shù)據(jù)及各個(gè)應(yīng)用：是指空間數(shù)據(jù)及各個(gè)應(yīng)用軟件共享平臺(tái)，它軟件共享平臺(tái)，它把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在服務(wù)器上把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在服務(wù)器上，用戶(hù)通過(guò)客戶(hù)端程序經(jīng)用戶(hù)通過(guò)客戶(hù)端程序經(jīng)共享平臺(tái)共享平臺(tái)訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器上的數(shù)據(jù)，解決了數(shù)據(jù)的一致性問(wèn)題，即當(dāng)上的數(shù)據(jù)，解決了數(shù)據(jù)的一致性問(wèn)題，即當(dāng)某一應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行修改后，能直接反某一應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行修改后，能直接反映到數(shù)據(jù)庫(kù)中。映到數(shù)據(jù)庫(kù)中。.62方法特點(diǎn)方法特點(diǎn) 理論理論上最好的空間數(shù)據(jù)共享平臺(tái)；上最好的空間數(shù)據(jù)共享

30、平臺(tái)； 實(shí)際實(shí)際實(shí)施時(shí)有一定難度（因?yàn)楦鲗?shí)施時(shí)有一定難度（因?yàn)楦鱃IS廠(chǎng)商都廠(chǎng)商都不會(huì)輕易放棄自己開(kāi)發(fā)的底層系統(tǒng)。不會(huì)輕易放棄自己開(kāi)發(fā)的底層系統(tǒng)。.63三、投影轉(zhuǎn)換 地理空間數(shù)據(jù)為多源數(shù)據(jù)，在地理空間數(shù)據(jù)為多源數(shù)據(jù)，在GIS中進(jìn)行某中進(jìn)行某些操作或處理些操作或處理時(shí)（如疊置分析），要求所時(shí)（如疊置分析），要求所有空間信息層必須是同種投影。因此，需有空間信息層必須是同種投影。因此，需要將一種投影的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所需投影的坐要將一種投影的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所需投影的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。標(biāo)數(shù)據(jù)。.64投影轉(zhuǎn)換的三種途徑投影轉(zhuǎn)換的三種途徑 直接轉(zhuǎn)換直接轉(zhuǎn)換 間接轉(zhuǎn)換間接轉(zhuǎn)換 數(shù)值變換數(shù)值變換.65（一）直接轉(zhuǎn)換 通過(guò)建立一

31、種投影變換為另一種投影的通過(guò)建立一種投影變換為另一種投影的嚴(yán)嚴(yán)密或近似的解析關(guān)系式密或近似的解析關(guān)系式，直接由一種投影，直接由一種投影的數(shù)字化坐標(biāo)（的數(shù)字化坐標(biāo)（x,y）變換為另一種投影的）變換為另一種投影的直角坐標(biāo)（直角坐標(biāo)（X,Y）。）。 （x,y） （X,Y） 對(duì)于不同投影系統(tǒng)，很難找到這種解析關(guān)對(duì)于不同投影系統(tǒng)，很難找到這種解析關(guān)系式。系式。.66（二）間接變換 利用利用坐標(biāo)反算公式坐標(biāo)反算公式，將一種投影的平面坐標(biāo)，將一種投影的平面坐標(biāo)換算為球面大地坐標(biāo)；換算為球面大地坐標(biāo)； 使用使用坐標(biāo)正算公式坐標(biāo)正算公式把球面大地坐標(biāo)代入另一把球面大地坐標(biāo)代入另一種投影的坐標(biāo)公式中，計(jì)算出該投影

32、下的投種投影的坐標(biāo)公式中，計(jì)算出該投影下的投影坐標(biāo)。影坐標(biāo)。 （x，y） （B，L） （X，Y）坐標(biāo)反算坐標(biāo)正算.67高斯換帶高斯換帶 將一個(gè)帶的高斯平面直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為大地將一個(gè)帶的高斯平面直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為大地坐標(biāo)；坐標(biāo)； 將大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為另一相鄰帶的高斯平面將大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為另一相鄰帶的高斯平面直角坐標(biāo)。直角坐標(biāo)。（X1，Y1）（B，L）（X2，Y2）坐標(biāo)反算坐標(biāo)反算坐標(biāo)正算坐標(biāo)正算.68（三）數(shù)值變換 根據(jù)兩種投影在變換區(qū)內(nèi)的已知坐標(biāo)的若干根據(jù)兩種投影在變換區(qū)內(nèi)的已知坐標(biāo)的若干同名控制點(diǎn)同名控制點(diǎn)，采用插值法或有限差分法、有，采用插值法或有限差分法、有限元法、待定系數(shù)最小二乘法，實(shí)現(xiàn)兩種投限元

33、法、待定系數(shù)最小二乘法，實(shí)現(xiàn)兩種投影坐標(biāo)之間的變換。影坐標(biāo)之間的變換。 變換公式為：變換公式為：mimjjiijmimjjiijyxbYyxaX010010.69四、空間數(shù)據(jù)壓縮處理 數(shù)據(jù)壓縮數(shù)據(jù)壓縮：是從取得的數(shù)據(jù)集合中抽出一個(gè)子：是從取得的數(shù)據(jù)集合中抽出一個(gè)子集，這個(gè)子集作為一個(gè)新的信息源，在規(guī)定的集，這個(gè)子集作為一個(gè)新的信息源，在規(guī)定的精度范圍內(nèi)最好地逼近原集合，而又取得盡可精度范圍內(nèi)最好地逼近原集合，而又取得盡可能大的壓縮比。能大的壓縮比。 矢量數(shù)據(jù)壓縮的主要任務(wù)是矢量數(shù)據(jù)壓縮的主要任務(wù)是：根據(jù)線(xiàn)性要素中：根據(jù)線(xiàn)性要素中心軸線(xiàn)和面狀要素的邊界線(xiàn)的特征，減少弧段心軸線(xiàn)和面狀要素的邊界線(xiàn)的

34、特征，減少弧段矢量坐標(biāo)串中頂點(diǎn)的個(gè)數(shù)（結(jié)點(diǎn)不能去除）。矢量坐標(biāo)串中頂點(diǎn)的個(gè)數(shù)（結(jié)點(diǎn)不能去除）。.70矢量數(shù)據(jù)壓縮方法有：矢量數(shù)據(jù)壓縮方法有： 間隔取點(diǎn)法間隔取點(diǎn)法 垂距法和偏角法垂距法和偏角法 DouglasPeucker方法方法.71（一）間隔取點(diǎn)法 設(shè)弧段由頂點(diǎn)設(shè)弧段由頂點(diǎn)P1、P2、Pn組成，則任意組成，則任意兩點(diǎn)兩點(diǎn)m、n間的距離為：間的距離為： 當(dāng)給定臨界點(diǎn)距離為當(dāng)給定臨界點(diǎn)距離為D時(shí)，若時(shí)，若DmnD，則保，則保留留m點(diǎn)，否則舍去點(diǎn)，否則舍去m點(diǎn)。點(diǎn)。 依次類(lèi)推，逐一比較。依次類(lèi)推，逐一比較。 注意：弧段的起點(diǎn)、終點(diǎn)必須保留。注意：弧段的起點(diǎn)、終點(diǎn)必須保留。22)()(nmnmmn

35、yyxxD.72間隔取點(diǎn)法曲線(xiàn)壓縮取點(diǎn)示意圖 間隔取點(diǎn)法可大量減少弧段頂點(diǎn)序列中點(diǎn)的間隔取點(diǎn)法可大量減少弧段頂點(diǎn)序列中點(diǎn)的個(gè)數(shù)，但個(gè)數(shù)，但不一定能恰當(dāng)?shù)乇Ａ艋《吻€(xiàn)的大不一定能恰當(dāng)?shù)乇Ａ艋《吻€(xiàn)的大彎曲變化部分彎曲變化部分。.73（二）垂距法和偏角法 垂距法和偏角法垂距法和偏角法：是按垂距或偏角的限差選：是按垂距或偏角的限差選取符合或超過(guò)限差的點(diǎn)，即利用曲線(xiàn)點(diǎn)序列取符合或超過(guò)限差的點(diǎn)，即利用曲線(xiàn)點(diǎn)序列中順序的中順序的3點(diǎn)點(diǎn)Pn-1、 Pn 、Pn+1，把，把Pn-1與與Pn+1點(diǎn)相連，計(jì)算點(diǎn)相連，計(jì)算Pn點(diǎn)到點(diǎn)到Pn-1 Pn+1連線(xiàn)的垂距連線(xiàn)的垂距（垂距法）或計(jì)算（垂距法）或計(jì)算Pn-1 P

36、n與與Pn-1 Pn+1直線(xiàn)的直線(xiàn)的夾角（偏角法），并與規(guī)定的限差比較，以?shī)A角（偏角法），并與規(guī)定的限差比較，以確定確定Pn點(diǎn)的取舍點(diǎn)的取舍。.74按垂距法和偏角法對(duì)曲線(xiàn)進(jìn)行壓縮的過(guò)程.75 垂距法和偏角法雖然不能同時(shí)考慮相鄰點(diǎn)垂距法和偏角法雖然不能同時(shí)考慮相鄰點(diǎn)間的方向和距離，且有可能舍去不該舍去間的方向和距離，且有可能舍去不該舍去的點(diǎn)，但的點(diǎn)，但比間隔取點(diǎn)法好比間隔取點(diǎn)法好。.76（三）DouglasPeucker方法 把一條曲線(xiàn)首末兩點(diǎn)連成一條直線(xiàn)；把一條曲線(xiàn)首末兩點(diǎn)連成一條直線(xiàn)； 計(jì)算出各點(diǎn)到該直線(xiàn)的距離；計(jì)算出各點(diǎn)到該直線(xiàn)的距離； 選取距離中最大者與規(guī)定限差比較，若大于限差，選取距離

37、中最大者與規(guī)定限差比較，若大于限差，則離該直線(xiàn)距離最大的點(diǎn)保留，否則將直線(xiàn)兩端則離該直線(xiàn)距離最大的點(diǎn)保留，否則將直線(xiàn)兩端點(diǎn)間各點(diǎn)全部舍去；點(diǎn)間各點(diǎn)全部舍去；.77 圖中圖中4號(hào)點(diǎn)應(yīng)該保留號(hào)點(diǎn)應(yīng)該保留 將已知點(diǎn)列分成兩部分處理，計(jì)算將已知點(diǎn)列分成兩部分處理，計(jì)算2、3點(diǎn)到點(diǎn)到1、4點(diǎn)點(diǎn)連線(xiàn)的距離，選距離大者與限差比較，結(jié)果連線(xiàn)的距離，選距離大者與限差比較，結(jié)果2、3點(diǎn)點(diǎn)均舍去；均舍去； 計(jì)算計(jì)算5點(diǎn)到點(diǎn)到4、6兩點(diǎn)連線(xiàn)的距離，經(jīng)比較，應(yīng)保留；兩點(diǎn)連線(xiàn)的距離，經(jīng)比較，應(yīng)保留； 依此類(lèi)推，最后保留的點(diǎn)在原數(shù)據(jù)庫(kù)中的編號(hào)為依此類(lèi)推，最后保留的點(diǎn)在原數(shù)據(jù)庫(kù)中的編號(hào)為1、4、5、6點(diǎn)，重新排序后得到經(jīng)壓縮

38、后的點(diǎn)序?yàn)辄c(diǎn)，重新排序后得到經(jīng)壓縮后的點(diǎn)序?yàn)?、2、3、4。.78 DouglasPeucker法試圖保持曲線(xiàn)走向，并法試圖保持曲線(xiàn)走向，并允許用戶(hù)規(guī)定合理的限差。允許用戶(hù)規(guī)定合理的限差。 相對(duì)于上兩種方法，相對(duì)于上兩種方法， DouglasPeucker法較法較好。好。.79五、圖幅拼接 主要是因?yàn)閿?shù)字化誤差而引起的。主要是因?yàn)閿?shù)字化誤差而引起的。 分為：幾何接邊分為：幾何接邊 邏輯接邊邏輯接邊.801、幾何接邊、幾何接邊 幾何接邊幾何接邊：主要是對(duì)圖廓邊附近的線(xiàn)段進(jìn)行接：主要是對(duì)圖廓邊附近的線(xiàn)段進(jìn)行接邊。邊。 方法方法：自動(dòng)接邊（給出容差，對(duì)線(xiàn)段進(jìn)行自動(dòng)：自動(dòng)接邊（給出容差，對(duì)線(xiàn)段進(jìn)行自動(dòng)

39、吻合。吻合。 人工方式人工方式.812、邏輯接邊、邏輯接邊 主要是人工操作的錯(cuò)誤而引起的，使相鄰兩幅圖主要是人工操作的錯(cuò)誤而引起的，使相鄰兩幅圖同一圖形要素的屬性不一致。同一圖形要素的屬性不一致。 邏輯接邊包括邏輯接邊包括：將相鄰圖幅上同一目標(biāo)連在一起：將相鄰圖幅上同一目標(biāo)連在一起時(shí)，將屬性數(shù)據(jù)邏輯上連成一體；時(shí)，將屬性數(shù)據(jù)邏輯上連成一體； 將相鄰圖幅上同一目標(biāo)的圖形編碼值和屬性值不一將相鄰圖幅上同一目標(biāo)的圖形編碼值和屬性值不一致時(shí)，實(shí)現(xiàn)一致。致時(shí)，實(shí)現(xiàn)一致。 方法方法：通過(guò)關(guān)鍵字在相鄰圖幅上找同一目標(biāo)，再：通過(guò)關(guān)鍵字在相鄰圖幅上找同一目標(biāo)，再結(jié)合人工編輯解決；結(jié)合人工編輯解決； 在圖幅文件上

40、建立一個(gè)新的索引文件，以指向各圖在圖幅文件上建立一個(gè)新的索引文件，以指向各圖幅文件的子目標(biāo)。幅文件的子目標(biāo)。.82六、拓?fù)潢P(guān)系生成 拓?fù)潢P(guān)系的生成是拓?fù)潢P(guān)系的生成是GIS項(xiàng)目中的關(guān)鍵；項(xiàng)目中的關(guān)鍵； 建立拓?fù)潢P(guān)系時(shí)，只需要關(guān)注實(shí)體之間的建立拓?fù)潢P(guān)系時(shí)，只需要關(guān)注實(shí)體之間的鄰接、關(guān)聯(lián)和包含關(guān)系；鄰接、關(guān)聯(lián)和包含關(guān)系； 本節(jié)以鏈狀雙重獨(dú)立編碼為例，介紹本節(jié)以鏈狀雙重獨(dú)立編碼為例，介紹多邊多邊形和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系的建立過(guò)程形和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系的建立過(guò)程。.83（一）多邊形拓?fù)潢P(guān)系的建立 獨(dú)立多邊形獨(dú)立多邊形 具有公共邊界的簡(jiǎn)單多邊形具有公共邊界的簡(jiǎn)單多邊形 嵌套多邊形嵌套多邊形1、多邊形的三種情況：、多邊形

41、的三種情況：.842、多邊形自動(dòng)生成的步驟和方法、多邊形自動(dòng)生成的步驟和方法（以具有公共邊界的簡(jiǎn)單多邊形為例）（以具有公共邊界的簡(jiǎn)單多邊形為例） 以任一弧段的端點(diǎn)為圓心，以給定以任一弧段的端點(diǎn)為圓心，以給定容差容差為半徑，產(chǎn)生一個(gè)搜為半徑，產(chǎn)生一個(gè)搜索圓，搜索落入該搜索圓的其他弧段的端點(diǎn)，若有，則取這索圓，搜索落入該搜索圓的其他弧段的端點(diǎn)，若有，則取這些端點(diǎn)坐標(biāo)的平均值作為結(jié)點(diǎn)的位置，并代替原來(lái)各弧段的些端點(diǎn)坐標(biāo)的平均值作為結(jié)點(diǎn)的位置，并代替原來(lái)各弧段的端點(diǎn)坐標(biāo)。端點(diǎn)坐標(biāo)。結(jié)點(diǎn)匹配結(jié)點(diǎn)匹配.85建立結(jié)點(diǎn)建立結(jié)點(diǎn)弧段拓?fù)潢P(guān)系弧段拓?fù)潢P(guān)系 結(jié)點(diǎn)匹配后，再對(duì)產(chǎn)生的結(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，并產(chǎn)結(jié)點(diǎn)匹配后，再對(duì)產(chǎn)

42、生的結(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，并產(chǎn)生兩個(gè)文件表，一個(gè)記錄生兩個(gè)文件表，一個(gè)記錄結(jié)點(diǎn)所關(guān)聯(lián)的弧段結(jié)點(diǎn)所關(guān)聯(lián)的弧段，一個(gè)記錄一個(gè)記錄弧段兩端的結(jié)點(diǎn)弧段兩端的結(jié)點(diǎn)。.86多邊形的自動(dòng)生成多邊形的自動(dòng)生成 多邊形的自動(dòng)生成實(shí)際上就是多邊形的自動(dòng)生成實(shí)際上就是建立多邊形與建立多邊形與弧段的關(guān)系，并將弧段關(guān)聯(lián)的左右多邊形填弧段的關(guān)系，并將弧段關(guān)聯(lián)的左右多邊形填入弧段文件中入弧段文件中。 建立多邊形拓?fù)潢P(guān)系時(shí)，建立多邊形拓?fù)潢P(guān)系時(shí)，弧段是有方向性弧段是有方向性的，的，與其關(guān)聯(lián)的兩個(gè)多邊形為與其關(guān)聯(lián)的兩個(gè)多邊形為左多邊形左多邊形和和由多邊由多邊形形。.87 將所有弧段的左、右多邊形置空，并將已建立的將所有弧段的左、右多邊

43、形置空，并將已建立的結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)弧段拓?fù)潢P(guān)系中弧段拓?fù)潢P(guān)系中各個(gè)結(jié)點(diǎn)所關(guān)聯(lián)的弧段各個(gè)結(jié)點(diǎn)所關(guān)聯(lián)的弧段按按方位角大小方位角大小排序排序。方位角方位角：是從：是從x軸按軸按逆時(shí)針逆時(shí)針?lè)较蛄恐两Y(jié)點(diǎn)與它相鄰方向量至結(jié)點(diǎn)與它相鄰的該弧段上后一個(gè)（或前一個(gè)）頂點(diǎn)的連線(xiàn)的夾的該弧段上后一個(gè)（或前一個(gè)）頂點(diǎn)的連線(xiàn)的夾角。角。.88建立多邊形拓?fù)潢P(guān)系的算法在弧段文件中得到第一條弧段，其為在弧段文件中得到第一條弧段，其為起始弧段起始弧段；以以順時(shí)針?lè)较蝽槙r(shí)針?lè)较驗(yàn)樗阉鞣较?，搜索該弧段的為搜索方向，搜索該弧段的后續(xù)弧后續(xù)弧段段；直到搜索到弧段追蹤的起點(diǎn)，則形成一個(gè)直到搜索到弧段追蹤的起點(diǎn)，則形成一個(gè)弧段號(hào)弧段號(hào)順時(shí)針

44、排列的閉合多邊形順時(shí)針排列的閉合多邊形，該，該多邊形多邊形弧段的拓弧段的拓?fù)潢P(guān)系表建立撲關(guān)系表建立，然后將形成的多邊形號(hào)填入弧，然后將形成的多邊形號(hào)填入弧段段多邊形關(guān)系表的多邊形關(guān)系表的左、右多邊形左、右多邊形內(nèi)。內(nèi)。.89注意：注意： 從起始弧段搜索后續(xù)弧段時(shí)，若起終點(diǎn)號(hào)從起始弧段搜索后續(xù)弧段時(shí)，若起終點(diǎn)號(hào)相同，則搜索的弧段為一條相同，則搜索的弧段為一條單封閉弧段單封閉弧段。 與每個(gè)結(jié)點(diǎn)有關(guān)的弧段都已按方位角大小與每個(gè)結(jié)點(diǎn)有關(guān)的弧段都已按方位角大小排序，下一個(gè)待連接的弧段就是該弧段的排序，下一個(gè)待連接的弧段就是該弧段的后后續(xù)弧段續(xù)弧段。.90 若起始弧段為若起始弧段為A4，起結(jié)點(diǎn)為，起結(jié)點(diǎn)為

45、N4，終結(jié)點(diǎn)為，終結(jié)點(diǎn)為N3如何搜索后續(xù)弧段？如何搜索后續(xù)弧段？.91 對(duì)于對(duì)于嵌套多邊形嵌套多邊形，需要在建立簡(jiǎn)單多邊形，需要在建立簡(jiǎn)單多邊形以后或建立過(guò)程中，采用多邊形包含分析以后或建立過(guò)程中，采用多邊形包含分析方法判別一個(gè)多邊形包含了哪些多邊形，方法判別一個(gè)多邊形包含了哪些多邊形，并將這些內(nèi)多邊形按并將這些內(nèi)多邊形按逆時(shí)針逆時(shí)針排列。排列。.92（二）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系的建立 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系的建立，主要是確定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系的建立，主要是確定結(jié)點(diǎn)與弧結(jié)點(diǎn)與弧段之間的拓?fù)潢P(guān)系段之間的拓?fù)潢P(guān)系。 由由GIS軟件自動(dòng)完成。軟件自動(dòng)完成。 建立方法與建立多邊形拓?fù)潢P(guān)系相似，不同建立方法與建立多邊形拓?fù)潢P(guān)系相

46、似，不同之處在于不需建立多邊形。之處在于不需建立多邊形。.93第三節(jié) 空間索引 GIS的空間數(shù)據(jù)庫(kù)是用來(lái)存儲(chǔ)和管理各種空間或非空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)不僅要對(duì)非空間數(shù)據(jù)做索引，而且要對(duì)空間數(shù)據(jù)做很好的索引，以提高各種空間操作的效率。.94一、概念 空間索引空間索引：是依據(jù)空間對(duì)象的：是依據(jù)空間對(duì)象的位置位置、形形狀狀或空間對(duì)象間的某種或空間對(duì)象間的某種空間關(guān)系空間關(guān)系，按一，按一定的順序排列的一種定的順序排列的一種數(shù)據(jù)文件數(shù)據(jù)文件，其中包，其中包含空間實(shí)體的概要信息，如實(shí)體的標(biāo)識(shí)含空間實(shí)體的概要信息，如實(shí)體的標(biāo)識(shí)符、外接矩形及指向空間實(shí)體的指針。符、外接矩形及指向空間實(shí)體的指針。.

47、95二、空間索引的主要目的 空間索引作為一種空間索引作為一種輔助性的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)輔助性的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，介于空間操作算法和空間實(shí)體之間。介于空間操作算法和空間實(shí)體之間。 主要目的：在進(jìn)行空間操作時(shí)，通過(guò)主要目的：在進(jìn)行空間操作時(shí)，通過(guò)對(duì)空間對(duì)空間數(shù)據(jù)的篩選和過(guò)濾數(shù)據(jù)的篩選和過(guò)濾，把大量與之無(wú)關(guān)的空間，把大量與之無(wú)關(guān)的空間數(shù)據(jù)預(yù)先排除，從而數(shù)據(jù)預(yù)先排除，從而提高空間操作的效率提高空間操作的效率。 空間索引是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的技術(shù)，空間索引是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的技術(shù)，它的性能它的性能直接影響著空間數(shù)據(jù)庫(kù)和直接影響著空間數(shù)據(jù)庫(kù)和GIS系統(tǒng)的整體性系統(tǒng)的整體性能。能。.96三、空間索引的常用類(lèi)型 實(shí)體范圍索引實(shí)體

48、范圍索引 格網(wǎng)索引格網(wǎng)索引 四叉樹(shù)索引四叉樹(shù)索引 BSP樹(shù)索引樹(shù)索引 KDB樹(shù)索引樹(shù)索引 R樹(shù)索引樹(shù)索引 R+樹(shù)索引樹(shù)索引 CELL樹(shù)索引樹(shù)索引.97（一）實(shí)體范圍索引（一）實(shí)體范圍索引 實(shí)體范圍索引實(shí)體范圍索引：是在記錄每個(gè)空間實(shí)體的坐：是在記錄每個(gè)空間實(shí)體的坐標(biāo)時(shí)，記錄包圍每個(gè)空間實(shí)體的標(biāo)時(shí)，記錄包圍每個(gè)空間實(shí)體的外接矩形的外接矩形的最大最小坐標(biāo)最大最小坐標(biāo)。當(dāng)檢索實(shí)體時(shí)，根據(jù)空間實(shí)。當(dāng)檢索實(shí)體時(shí)，根據(jù)空間實(shí)體的最大最小范圍，體的最大最小范圍，預(yù)先排除預(yù)先排除那些沒(méi)有落入那些沒(méi)有落入檢索窗口內(nèi)的空間實(shí)體，僅對(duì)那些外接矩形檢索窗口內(nèi)的空間實(shí)體，僅對(duì)那些外接矩形落在檢索窗口內(nèi)的空間實(shí)體作進(jìn)一步

49、的判斷，落在檢索窗口內(nèi)的空間實(shí)體作進(jìn)一步的判斷，最后檢索出那些最后檢索出那些真正落入窗口內(nèi)的空間實(shí)體真正落入窗口內(nèi)的空間實(shí)體。.98基于實(shí)體范圍的空間數(shù)據(jù)檢索.99 特點(diǎn)特點(diǎn)：沒(méi)有建立真正的空間索引文件，是：沒(méi)有建立真正的空間索引文件，是在存儲(chǔ)空間實(shí)體的數(shù)據(jù)文件中增加了外接在存儲(chǔ)空間實(shí)體的數(shù)據(jù)文件中增加了外接矩形的最大和最小坐標(biāo)，主要依靠空間計(jì)矩形的最大和最小坐標(biāo)，主要依靠空間計(jì)算來(lái)判別。算來(lái)判別。.100（二）格網(wǎng)索引（二）格網(wǎng)索引 格網(wǎng)索引格網(wǎng)索引：是將覆蓋整個(gè)研究區(qū)域的范圍按：是將覆蓋整個(gè)研究區(qū)域的范圍按照一定的規(guī)則劃分成照一定的規(guī)則劃分成大小相等的格網(wǎng)大小相等的格網(wǎng)，然后，然后記錄每個(gè)

50、格網(wǎng)內(nèi)所包含的空間實(shí)體記錄每個(gè)格網(wǎng)內(nèi)所包含的空間實(shí)體。在檢索。在檢索空間實(shí)體時(shí)，將每個(gè)格網(wǎng)按空間實(shí)體時(shí)，將每個(gè)格網(wǎng)按Morton碼或稱(chēng)碼或稱(chēng)Peano碼進(jìn)行編碼，建立碼進(jìn)行編碼，建立Peano碼與空間實(shí)體碼與空間實(shí)體的關(guān)系的關(guān)系，該關(guān)系表即為格網(wǎng)索引文件。，該關(guān)系表即為格網(wǎng)索引文件。.101Peano碼編碼模型碼編碼模型.102基于基于Peano碼的碼的格網(wǎng)空間索引格網(wǎng)空間索引本例中的多邊形索引可能有問(wèn)題？.103 特點(diǎn)特點(diǎn)：沒(méi)有包含空間實(shí)體的格網(wǎng)，在索引：沒(méi)有包含空間實(shí)體的格網(wǎng)，在索引表中不出現(xiàn)該編碼，即沒(méi)有該條記錄；表中不出現(xiàn)該編碼，即沒(méi)有該條記錄； 一個(gè)格網(wǎng)中包含多個(gè)空間實(shí)體，需要記錄一

51、個(gè)格網(wǎng)中包含多個(gè)空間實(shí)體，需要記錄多個(gè)實(shí)體的標(biāo)識(shí)，容易造成數(shù)據(jù)冗余；多個(gè)實(shí)體的標(biāo)識(shí)，容易造成數(shù)據(jù)冗余； 劃分格網(wǎng)的數(shù)目不能太多劃分格網(wǎng)的數(shù)目不能太多，否則，索引表，否則，索引表本身太大，不利于數(shù)據(jù)的索引和檢索。本身太大，不利于數(shù)據(jù)的索引和檢索。.104（三）四叉樹(shù)空間索引（三）四叉樹(shù)空間索引 四叉樹(shù)空間索引四叉樹(shù)空間索引：是根據(jù)所有空間對(duì)象覆蓋：是根據(jù)所有空間對(duì)象覆蓋的范圍，進(jìn)行四叉樹(shù)分割，使每個(gè)子塊中包的范圍，進(jìn)行四叉樹(shù)分割，使每個(gè)子塊中包含單個(gè)實(shí)體，然后根據(jù)每個(gè)實(shí)體的含單個(gè)實(shí)體，然后根據(jù)每個(gè)實(shí)體的子塊層數(shù)子塊層數(shù)或子塊大小或子塊大小，建立相應(yīng)的索引。，建立相應(yīng)的索引。 四叉樹(shù)中的線(xiàn)性四叉樹(shù)

52、和層次四叉樹(shù)都可以四叉樹(shù)中的線(xiàn)性四叉樹(shù)和層次四叉樹(shù)都可以建立空間索引。建立空間索引。.105 線(xiàn)性四叉樹(shù)采用十進(jìn)制線(xiàn)性四叉樹(shù)采用十進(jìn)制Morton碼或碼或Peano碼碼來(lái)表示四叉樹(shù)的大小和層數(shù)。來(lái)表示四叉樹(shù)的大小和層數(shù)。根據(jù)根據(jù)Peano碼和邊長(zhǎng)值進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的檢索和提取。碼和邊長(zhǎng)值進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的檢索和提取。.106 使用使用層次四叉樹(shù)層次四叉樹(shù)建立空間數(shù)據(jù)索引的方法建立空間數(shù)據(jù)索引的方法與線(xiàn)性四叉樹(shù)相同，只是它與線(xiàn)性四叉樹(shù)相同，只是它需要記錄不同需要記錄不同層次節(jié)點(diǎn)的指針層次節(jié)點(diǎn)的指針，建立索引和維護(hù)都比較，建立索引和維護(hù)都比較困難。困難。.107（四）（四）R樹(shù)與樹(shù)與R+樹(shù)空間索引樹(shù)空間索

53、引 R樹(shù)和樹(shù)和R+樹(shù)空間索引樹(shù)空間索引：是通過(guò)設(shè)計(jì)：是通過(guò)設(shè)計(jì)虛擬矩形目虛擬矩形目標(biāo)標(biāo)，將空間目標(biāo)包含在相關(guān)的矩形（外接矩形、，將空間目標(biāo)包含在相關(guān)的矩形（外接矩形、虛擬矩形）內(nèi)作為空間索引。虛擬矩形）內(nèi)作為空間索引。 虛擬矩形的方向與坐標(biāo)方位軸一致，同時(shí)滿(mǎn)足虛擬矩形的方向與坐標(biāo)方位軸一致，同時(shí)滿(mǎn)足： 包含盡可能多的空間實(shí)體；包含盡可能多的空間實(shí)體； 矩形間的重疊率盡可能少；矩形間的重疊率盡可能少； 允許在每個(gè)矩形內(nèi)再劃分小矩形；允許在每個(gè)矩形內(nèi)再劃分小矩形； 對(duì)這些虛擬矩形建立空間索引，它含有指對(duì)這些虛擬矩形建立空間索引，它含有指 向所包圍的空間實(shí)體的指針。向所包圍的空間實(shí)體的指針。.108

54、 R樹(shù)空間索引就是按包含實(shí)體的矩形來(lái)確定的，樹(shù)樹(shù)空間索引就是按包含實(shí)體的矩形來(lái)確定的，樹(shù)的層次表達(dá)了分辨率信息，每個(gè)實(shí)體與的層次表達(dá)了分辨率信息，每個(gè)實(shí)體與R樹(shù)的結(jié)點(diǎn)樹(shù)的結(jié)點(diǎn)相聯(lián)系。相聯(lián)系。 矩形的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為矩形的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為：RECT（Rectangle-ID，Type，min-X，min-Y， max-X，max-Y）其中，其中， Rectangle-ID為矩形的標(biāo)識(shí)符；為矩形的標(biāo)識(shí)符； Type為用于表示矩形的類(lèi)別是實(shí)體的外接矩形還是為用于表示矩形的類(lèi)別是實(shí)體的外接矩形還是虛擬矩形；虛擬矩形； min-X、min-Y為該矩形的左下角坐標(biāo)；為該矩形的左下角坐標(biāo)； max-X、max-Y為該矩

55、形的右上角坐標(biāo)。為該矩形的右上角坐標(biāo)。1、R樹(shù)空間索引樹(shù)空間索引.109 注意注意：虛擬矩形與實(shí)體的外接矩形重合時(shí)，：虛擬矩形與實(shí)體的外接矩形重合時(shí)，兩者的標(biāo)識(shí)符相同；兩者的標(biāo)識(shí)符相同； 由于虛擬矩形允許再劃分，必須建立不同層由于虛擬矩形允許再劃分，必須建立不同層次矩形的相互關(guān)系：次矩形的相互關(guān)系： PS（上層虛擬矩形標(biāo)識(shí)符，下層虛擬矩形標(biāo)（上層虛擬矩形標(biāo)識(shí)符，下層虛擬矩形標(biāo)識(shí)符）識(shí)符）.110 R樹(shù)空間索引的過(guò)程樹(shù)空間索引的過(guò)程： 判斷哪些虛擬矩形落入查詢(xún)窗口內(nèi)；判斷哪些虛擬矩形落入查詢(xún)窗口內(nèi)； 判別哪些實(shí)體是被檢索的內(nèi)容。判別哪些實(shí)體是被檢索的內(nèi)容。R樹(shù)結(jié)構(gòu)示意圖樹(shù)結(jié)構(gòu)示意圖.1112、R

56、+樹(shù)空間索引樹(shù)空間索引 R+樹(shù)空間索引是對(duì)樹(shù)空間索引是對(duì)R樹(shù)空間索引的一種改進(jìn)樹(shù)空間索引的一種改進(jìn)，它允許虛擬矩形相互重疊，并分割下層虛擬它允許虛擬矩形相互重疊，并分割下層虛擬矩形，允許一個(gè)空間實(shí)體被多個(gè)虛擬矩形所矩形，允許一個(gè)空間實(shí)體被多個(gè)虛擬矩形所包圍。包圍。 R+樹(shù)空間索引在構(gòu)造虛擬矩形時(shí)，盡量保持樹(shù)空間索引在構(gòu)造虛擬矩形時(shí)，盡量保持每個(gè)虛擬矩形包含相同個(gè)數(shù)的下層虛擬矩形每個(gè)虛擬矩形包含相同個(gè)數(shù)的下層虛擬矩形或?qū)嶓w外接矩形或?qū)嶓w外接矩形，以保證任一實(shí)體具有相同，以保證任一實(shí)體具有相同的檢索時(shí)間。的檢索時(shí)間。.112R+樹(shù)空間索引樹(shù)空間索引.113 R+樹(shù)空間索引對(duì)于被分割的下層虛擬矩形或

57、樹(shù)空間索引對(duì)于被分割的下層虛擬矩形或?qū)嶓w外接矩形，還要增加關(guān)系表達(dá)：實(shí)體外接矩形，還要增加關(guān)系表達(dá)： DECOMP（原矩形標(biāo)識(shí)符，分割后矩形（原矩形標(biāo)識(shí)符，分割后矩形1的的標(biāo)識(shí)符，分割后矩形標(biāo)識(shí)符，分割后矩形2的標(biāo)識(shí)符）的標(biāo)識(shí)符）.114 R樹(shù)和樹(shù)和R+樹(shù)空間索引的主要缺點(diǎn)樹(shù)空間索引的主要缺點(diǎn)： 建立空間索引時(shí)，容易受實(shí)體方位的限制，建立空間索引時(shí)，容易受實(shí)體方位的限制，當(dāng)空間數(shù)據(jù)層發(fā)生旋轉(zhuǎn)或投影變換后，矩形當(dāng)空間數(shù)據(jù)層發(fā)生旋轉(zhuǎn)或投影變換后，矩形區(qū)也必須隨之重新建立。區(qū)也必須隨之重新建立。.115（五）（五）CELL空間索引空間索引 CELL空間索引克服了空間索引克服了R樹(shù)和樹(shù)和R+樹(shù)的主要缺

58、樹(shù)的主要缺點(diǎn)。點(diǎn)。 CELL空間索引空間索引：是采用凸多邊形作為區(qū)域：是采用凸多邊形作為區(qū)域劃分的基本單元，來(lái)對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索。劃分的基本單元，來(lái)對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索。 CELL樹(shù)空間索引是一種優(yōu)秀的空間數(shù)據(jù)索樹(shù)空間索引是一種優(yōu)秀的空間數(shù)據(jù)索引方式引方式（ CELL樹(shù)空間索引檢索磁盤(pán)訪(fǎng)問(wèn)次樹(shù)空間索引檢索磁盤(pán)訪(fǎng)問(wèn)次數(shù)比數(shù)比R樹(shù)或樹(shù)或R+樹(shù)少）樹(shù)少）.116CELL樹(shù)空間索引樹(shù)空間索引.117（六）（六）BSP樹(shù)空間索引樹(shù)空間索引 BSP（Binary Space Partition）樹(shù)采用二叉空）樹(shù)采用二叉空間分割。間分割。 BSP樹(shù)的基本思想樹(shù)的基本思想：任何平面都可以將空間分：任何平面都可以

59、將空間分割成兩個(gè)互不相交的半平面，所有位于這個(gè)平割成兩個(gè)互不相交的半平面，所有位于這個(gè)平面一側(cè)的點(diǎn)定義了一個(gè)半空間，位于另一側(cè)的面一側(cè)的點(diǎn)定義了一個(gè)半空間，位于另一側(cè)的點(diǎn)定義了另一個(gè)半平面。點(diǎn)定義了另一個(gè)半平面。 構(gòu)造構(gòu)造BSP樹(shù)的關(guān)鍵是樹(shù)的關(guān)鍵是：如何在空間中快速確定：如何在空間中快速確定分割平面，以使生成的分割平面，以使生成的BSP樹(shù)盡量趨于平衡。樹(shù)盡量趨于平衡。.118 BSP樹(shù)能樹(shù)能很好地與空間數(shù)據(jù)庫(kù)中空間對(duì)象很好地與空間數(shù)據(jù)庫(kù)中空間對(duì)象的分布情況相適應(yīng)的分布情況相適應(yīng)，但對(duì)一般情況而言，但對(duì)一般情況而言，BSP樹(shù)深度較大，對(duì)各種操作均有不利影樹(shù)深度較大，對(duì)各種操作均有不利影響。響。.

60、119BSP樹(shù)空間索引樹(shù)空間索引.120第四節(jié) 空間數(shù)據(jù)質(zhì)量分析與控制 空間數(shù)據(jù)質(zhì)量空間數(shù)據(jù)質(zhì)量：是指空間數(shù)據(jù)在表達(dá)空間：是指空間數(shù)據(jù)在表達(dá)空間實(shí)體或現(xiàn)象的實(shí)體或現(xiàn)象的時(shí)間信息時(shí)間信息、空間位置空間位置、專(zhuān)題專(zhuān)題特征特征等三個(gè)基本要素時(shí)的準(zhǔn)確性、一致性、等三個(gè)基本要素時(shí)的準(zhǔn)確性、一致性、完整性及三者之間統(tǒng)一性的程度。完整性及三者之間統(tǒng)一性的程度。.121一、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的概念和內(nèi)容 準(zhǔn)確性（準(zhǔn)確性（Accuracy )：是一個(gè)記錄值（測(cè)量或：是一個(gè)記錄值（測(cè)量或觀(guān)察值）與它的真實(shí)值之間的接近程度。觀(guān)察值）與它的真實(shí)值之間的接近程度?？臻g數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性通常是根據(jù)所指的位置、拓空間數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性通常是根據(jù)所指的位置、拓?fù)浠?/p>