地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)_圖文

1、第二章地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.1地理空間數(shù)據(jù)及其特征【學(xué)時安排】1學(xué)時【目的要求】1、掌握地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)類型;2、理解地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源;3、掌握空間數(shù)據(jù)的特點?！局攸c難點】地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)類型與特征?！窘虒W(xué)方法與手段】示例式教學(xué)方法,多媒體教學(xué)手段。一、GIS空間數(shù)據(jù)的來源與類型空間數(shù)據(jù)是GIS的核心,也有人稱它是GIS的血液,因為GIS的操作對象是空間數(shù)據(jù),因此設(shè)計和使用GIS的第一步工作就是根據(jù)系統(tǒng)的功能,獲取所需要的空間數(shù)據(jù),并創(chuàng)建空間數(shù)據(jù)庫。1、地理數(shù)據(jù)的來源GIS中的數(shù)據(jù)來源和數(shù)據(jù)類型繁多,概括起來主要有以下幾種來源:地圖數(shù)據(jù)。來源于各種類型的普通地圖和專題地圖,這些

2、地圖的內(nèi)容豐富,圖上實體間的空間關(guān)系直觀,實體的類別或?qū)傩郧逦?實測地形圖還具有很高的精度,是地理信息的主要載體,同時也是地理信息系統(tǒng)最重要的信息源。影像數(shù)據(jù)。主要來源于衛(wèi)星遙感和航空遙感,包括多平臺、多層面、多種傳感器、多時相、多光譜、多角度和多種分辨率的遙感影像數(shù)據(jù),構(gòu)成多源海量數(shù)據(jù),也是GIS的最有效的數(shù)據(jù)源之一。地形數(shù)據(jù)。來源于地形等高線圖的數(shù)字化,已建立的數(shù)字高程模型(DEM和其他實測的地形數(shù)據(jù)等。屬性數(shù)據(jù)。來源于各類調(diào)查報告、實測數(shù)據(jù)、文獻資料、解譯信息等。元數(shù)據(jù)。來源于由各類純數(shù)據(jù)通過調(diào)查、推理、分析和總結(jié)得到的有關(guān)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù),例如數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)權(quán)屬、數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間、數(shù)據(jù)精度、數(shù)

3、據(jù)分辨率、源數(shù)據(jù)比例尺、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法等。2、空間數(shù)據(jù)的類型空間數(shù)據(jù)根據(jù)表示對象的不同,又具體分為七種類型(圖2-1,它們各表示的具體內(nèi)容如下:(1類型數(shù)據(jù)。例如考古地點、道路線、土壤類型的分布等。(2面域數(shù)據(jù)。例如隨機多邊形的中心點,行政區(qū)域界線、行政單元等。(3網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。例如道路交點、街道、街區(qū)等。(4樣本數(shù)據(jù)。例如氣象站、航線、野外樣方分布區(qū)等。(5曲面數(shù)據(jù)。例如高程點、等高線、等值區(qū)域等。(6文本數(shù)據(jù)。例如地名、河流名稱、區(qū)域名稱等。(7符號數(shù)據(jù)。例如點狀符號、線狀符號、面狀符號(暈線等。所有這些不同類型的數(shù)據(jù)都可以分為點、線、面三種不同的圖形,并可以分別采用x、y平面坐標(biāo),地理經(jīng)緯度、

4、,或者格網(wǎng)法表示。二、空間數(shù)據(jù)的基本特征要完整地描述空間實體或現(xiàn)象的狀態(tài),一般需要同時有空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。如果要描述空間實體或的變化,則還需記錄空間實體或現(xiàn)象在某一個時間的狀態(tài)。所以,一般認(rèn)為空間數(shù)據(jù)具有三個基本特征(圖2-2:1、空間特征表示現(xiàn)象的空間位置或現(xiàn)在所處的地理位置?？臻g特征又稱為幾何特征或定位特征,一般以坐標(biāo)數(shù)據(jù)表示。 圖2-1 空間數(shù)據(jù)的類型和表示方法(據(jù)Jack Dangermond,19842、屬性特征 表示現(xiàn)象的特征,例如變量、分類、數(shù)量特征和名稱等等。 3、時間特征 指現(xiàn)象或物體隨時間的變化。位置數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)相對于時間來說,常常呈相互獨立的變化,即在不同的時間,空間

5、位置不變,但是屬性類型可能已經(jīng)發(fā)生變化,或者相反。因此,空間數(shù)據(jù)的管理是十分復(fù)雜的。有效的空間數(shù)據(jù)管理要求位置數(shù)據(jù)和非位置數(shù)據(jù)互相作為單獨的變量存放,并分別采用不同的軟件來處理這兩類數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)組織方法,對于隨時間而變化的數(shù)據(jù),具有更大的靈活性。2.2空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型【學(xué)時安排】9學(xué)時【目的要求】1、掌握拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu);2、掌握拓?fù)潢P(guān)系的類型;3、理解拓?fù)潢P(guān)系的意義;4、掌握柵格數(shù)據(jù)的表示及壓縮方法;5、理解柵格模型與矢量模型的優(yōu)缺點?！局攸c難點】柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及壓縮方法;拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?！窘虒W(xué)方法與手段】示例式、啟發(fā)式教學(xué)方法,多媒體教學(xué)手段。對現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)表達(dá)可以采用矢量數(shù)據(jù)模型和柵格數(shù)據(jù)

6、模型。那么,一旦數(shù)據(jù)模型確定,必須選擇和該模型對應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織實體的數(shù)據(jù),最后是選擇適合于記錄該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的文件模式。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一般分為基于矢量模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和基于柵格模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(如圖2-3。按照傳統(tǒng)的觀念,矢量和柵格似乎是兩類完全不同性質(zhì)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。矢量數(shù)據(jù)是面向地物的結(jié)構(gòu),即對于每一個具體的目標(biāo)都直接賦有位置和屬性信息以及目標(biāo)之間的拓?fù)潢P(guān)系說明。但是矢量數(shù)據(jù)僅有一些離數(shù)點的坐標(biāo),在空間表達(dá)方面它沒有直接建立位置與地物的關(guān)系,如多邊形的中間區(qū)域是“洞”或“島”,其間的任何一點并沒有與某個地物發(fā)生聯(lián)系。與此相反,柵格數(shù)據(jù)是面向位置圖2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu),平面空間上的任何

7、一點都直接聯(lián)系到某一個或某一類地物。但對于某一個具體的目標(biāo)又沒有直接聚集所有信息,只能通過遍歷柵格矩陣逐一尋找,它也不能完整地建立地物之間的拓?fù)潢P(guān)系。因而,從概念上形成了基于矢量和基于柵格兩種類型的系統(tǒng),分別用于不同的目的。目前,為了設(shè)計一種系統(tǒng)能用于多種目的,正在研制一種一體化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有矢量和柵格兩種結(jié)構(gòu)的特性,稱為矢量柵格一體化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下分別介紹上述三種不同類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。一、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基于矢量模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡稱為矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。矢量也叫向量,數(shù)學(xué)上稱“具有大小和方向的量”為向量。在計算機圖形中,相鄰兩結(jié)點間的弧段長度表示大小,弧段兩端點的順序表示方向,因此弧段也是一

8、個直觀的矢量。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是通過記錄坐標(biāo)的方式來表示點、線、面等地理實體空間分布的一種數(shù)據(jù)組織方式。這種數(shù)據(jù)組織方式定位明顯,屬性隱含,能最好地逼近地理實體的空間分布特征,數(shù)據(jù)精度高,數(shù)據(jù)存儲的冗余度低,便于進行地理實體的網(wǎng)絡(luò)分析,但對于多層空間數(shù)據(jù)的疊合分析比較困難。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的獲取方法主要有:手工數(shù)字化法、手扶跟蹤數(shù)字化法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換法。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分為以下幾種主要類型: 一簡單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在簡單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中,空間數(shù)據(jù)按照以基本的空間對象(點、線或多邊形為單元進行單獨組織,不含有拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù),最典型的是面條(Spaghetti結(jié)構(gòu)。這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的主要特點是:(1數(shù)據(jù)按點、線或多邊形為單元進行

9、組織,數(shù)據(jù)編排直觀,數(shù)字化操作簡單。(2每個多邊形都以閉合線段存儲,多邊形的公共邊界被數(shù)字化兩次和存儲兩次,造成數(shù)據(jù)冗余和不一致。(3點、線和多邊形有各自的坐標(biāo)數(shù)據(jù),但沒有拓?fù)鋽?shù)據(jù),互相之間不關(guān)聯(lián)。(4島只作為一個單個圖形,沒有與外界多邊形的聯(lián)系。二拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1、拓?fù)涞幕靖拍钔負(fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括DIME(對偶獨立地圖編碼法、POLYVRT(多邊形轉(zhuǎn)換器、TICER(地理編碼和參照系統(tǒng)的拓?fù)浼傻?。它們共同的特點是:點是相互獨立的,點連成線,線構(gòu)成面。每條線始于起始結(jié)點(FN,止于終止結(jié)點(TN,并與左右多邊形(LP和RP相鄰接。構(gòu)成多邊形的線又稱為鏈段或弧段,兩條以上的弧段相交的點稱為結(jié)點,由

10、一條弧段組成的多邊形稱為島,多邊形圖中不含島的多邊形稱為簡單多邊形,表示單連通區(qū)域;含島區(qū)的多邊形稱為復(fù)合多邊形,表示復(fù)連通區(qū)域。在復(fù)連通區(qū)域中,包括有外邊界和內(nèi)邊界,島區(qū)多邊形看作是復(fù)連通區(qū)域的內(nèi)邊界,復(fù)連通區(qū)域的內(nèi)邊界多邊形對應(yīng)的區(qū)域含有平面上的無窮遠(yuǎn)點。一幅地圖要傳輸?shù)乩硪氐挠嘘P(guān)區(qū)域信息,包括位置信息、屬性信息和空間信息。表示要素之間的臨接關(guān)系和包含關(guān)系,在地圖上借助圖形來識別和解釋,在計算機中按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)加以定義。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是明確定義空間結(jié)構(gòu)關(guān)系的一種數(shù)學(xué)方法;在GIS中,用于空間數(shù)據(jù)的組織、分析和應(yīng)用在GIS中。為了真實反映地物,不僅包括實體的大小、形狀及屬性,而且要反映出實體之間的相

11、互關(guān)系。例如:自然與行政的分區(qū),各種空間類型的分布及交通網(wǎng)等,都存在結(jié)點、弧段和多邊形之間的拓?fù)潢P(guān)系。該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本元素如圖2-4所示:N1,N2,N 3,N4,N5為結(jié)點;a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7為弧段(鏈段; P1,P2,P3,P4為面(多邊形。在這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中,弧段或鏈段是數(shù)據(jù)組織的基本對象?；《挝募苫《斡涗浗M成,每個弧段記錄包括弧段標(biāo)識碼、FN、TN、LP和RP。結(jié)點文件由結(jié)點記錄組成,包括每個結(jié)點的結(jié)點號、結(jié)點坐標(biāo)及與該結(jié)點連接的弧段標(biāo)識碼等。多邊形文件由多邊形記錄組成,包括多邊形標(biāo)識碼、組成該多邊形的弧段標(biāo)識碼以及相關(guān)屬性等。2、空間數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系空間數(shù)據(jù)拓?fù)潢P(guān)

12、系的表示方法主要有下述幾種:表2-1 多邊形與弧段的拓?fù)潢P(guān)聯(lián)表拓?fù)潢P(guān)聯(lián)性。表示空間圖形中不同類元素之間的拓?fù)?所示的圖形,具有多邊形和弧段之間的關(guān)聯(lián)性:P1/ a1,a5,a6 ;P2/ a2,a4,a6等,也有弧段和結(jié)點之間的關(guān)聯(lián)性:N1/a1,a3,a5;N2/ a1,a6,a2等。即從圖形的關(guān)聯(lián)性出發(fā),圖2-4可用表2-1,表2-2,所示的關(guān)聯(lián)表來表示。用關(guān)聯(lián)表來表示圖的優(yōu)點是每條弧段所包含的坐標(biāo)點只需存儲一次,如果不考慮它們之間的關(guān)聯(lián)性而以每個多邊形的全部封閉弧段的坐標(biāo)點來存儲數(shù)據(jù),不僅數(shù)據(jù)量大,還無法反應(yīng)空間關(guān)系。(2拓?fù)溧徑有?。拓?fù)溧徑有员硎緢D形中同 類元素之間的拓?fù)潢P(guān)系。如多邊形

13、之間的鄰接性、弧段之間的鄰接性以及結(jié)點之間的鄰接性(連通性。由于弧段的走向是有方向的,因此,通常用弧段的左右多邊形來表示并求出多邊形的鄰接性,如圖2-4用弧段的左右多邊形表示時,得到表2-3a。顯然,同一弧段的左右多邊形必然鄰接,從而得到如表2-3b所示的鄰接矩陣表,表中值為1處,所對應(yīng)多邊形鄰接。根據(jù)表2-3b整理得到多邊形鄰接性表,如表2-3c。 3圖2-4 拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表2-3 多邊形之間的鄰接性 同理,從圖2-4可以得到如表2-4所示的弧段和結(jié)點之間的關(guān)系表。由于同一弧段上兩個結(jié)點必相通,同一結(jié)點上的各弧段必相鄰,所以分別得弧段之間鄰接矩陣和結(jié)點之間連通性矩陣如表2-5,表2-6所示。

14、 表2-4 弧段和結(jié)點之間的關(guān)系表 表2-5 弧段之間的鄰接性ab c (3拓?fù)浒?。拓?fù)浒允潜硎究臻g圖形中,面狀實體所包含的其他面狀實體或線狀、點狀實體的關(guān)系。面狀實體中包含面狀實體的情況又分三種,即:簡單包含、多層包含和等價包含。如圖2-5所示。 圖2-5 面狀實體之間的包含關(guān)系圖2-5a 中多邊形P 1包含多邊形P 2;圖2-5b 中多邊形P 3包含在多邊形P 2中,而多邊形P 2、 P 3又包含在多邊形P 1中;圖2-5c 中多邊形P 2、 P 3都包含在多邊形P 1中,多邊形P 2、 P 3對P 1而言是等價包含。 3、拓?fù)潢P(guān)系的意義空間數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系,對地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理

15、和空間分析,具有重要的意義,因為: (1根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系,不需要利用坐標(biāo)或距離,可以確定一種地理實體相對于另一種地理實體的空間位置關(guān)系。因為拓?fù)鋽?shù)據(jù)已經(jīng)清楚地反映出地理實體之間的邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系,而且這種拓?fù)鋽?shù)據(jù)較之幾何數(shù)據(jù)有更大的穩(wěn)定性,即它不隨地圖投影而變化。 (2利用拓?fù)鋽?shù)據(jù)有利于空間要素的查詢。例如應(yīng)答像某區(qū)域與哪些區(qū)域鄰接;某條河流能為哪些政區(qū)的居民提供水源;與某一湖泊鄰接的土地利用類型有哪些;特別是野生生物學(xué)家可能想確定一塊與湖泊相鄰的土地覆蓋區(qū),用于對生物棲息環(huán)境作出評價等等,都需要利用拓?fù)鋽?shù)據(jù)。(3可以利用拓?fù)鋽?shù)據(jù)作為工具,重建地理實體。例如建立封閉多邊形,實現(xiàn)道路的選取,進行最佳路徑

16、的計算等等。三矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編碼的方法1、點實體點實體包括由單獨一對x ,y 坐標(biāo)定位的一切地理或制圖實體。在矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中,除點實體的x ,y 坐標(biāo)外還應(yīng)存儲其它一些與點實體有關(guān)的數(shù)據(jù)來描述點實體的類型、制圖符號和顯示要求等。點是空間上不可再分的地理實體,可以是具體的也可以是抽象的,如地物點、文本位置點或線段網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點等,如果點是一個與其它信息無關(guān)的符號,則記錄時應(yīng)包括符號類型、大小、方向等有關(guān)信息;如果點是文本實體,記錄的數(shù)據(jù)應(yīng)包括字符大小、字體、排列方式、比例、方向以及與其它非圖形屬性的聯(lián)系方式等信息。對其它類型的點實體也應(yīng)做相應(yīng)的處理。圖26說明了點實體的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一種組織方式。 2

17、、線實體線實體可以定義為直線元素組成的各種線性要素,直線元素由兩對以上的x ,y 坐標(biāo)定義。最簡單的線實體只存儲它的起止點坐標(biāo)、屬性、顯示符等有關(guān)數(shù)據(jù)。例如,線實體輸出時可能用實線或虛線描繪,這類信息屬符號信息,它說明線實體的輸出方式。雖然線實體并不是以虛線存儲,仍可用虛線輸出?；?、鏈?zhǔn)莕 個坐標(biāo)對的集合,這些坐標(biāo)可以描述任何連續(xù)而又復(fù)雜的曲線。組成曲線的線元素越短,x ,y 坐標(biāo)數(shù)量越多,就越逼近于一條復(fù)雜曲線,既要節(jié)省存儲空間,又要求較為精確地描繪曲線,唯一的辦法是增加數(shù)據(jù)處理工作量。亦即在線實體的紀(jì)錄中加入一個指示字,當(dāng)起動顯示程序時,這個指示字告訴程序:需要數(shù)學(xué)內(nèi)插函數(shù)(例如樣條函數(shù)加

18、密數(shù)據(jù)點且與原來的點匹配。于是能在輸出設(shè)備上得到較精確的曲線。不過,數(shù)據(jù)內(nèi)插工作卻增加了?；『玩湹拇鎯τ涗浿幸惨尤刖€的符號類型等信息。線的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。簡單的線或鏈攜帶彼此互相連接的空間信息,而這種連接信息又是供排 水網(wǎng)和道路網(wǎng)分析中必不可少的信息。因此要在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中建立指針系統(tǒng)才能讓計算機在復(fù)雜的線網(wǎng)結(jié)構(gòu)中逐線跟蹤每一條線。指針的建立要以結(jié)點為基礎(chǔ)。如建立水網(wǎng)中每條支流之間連接關(guān)系時必須使用這種指針系統(tǒng)。指針系統(tǒng)包括結(jié)點指向線的指針。每條從結(jié)點出發(fā)的線匯于結(jié)點處的角度等,從而完整地定義線網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)潢P(guān)系。如上所述,線實體主要用來表示線狀地物(公路、水系、山脊線、符號線和多邊形邊界,有時也稱為“弧

19、”、“鏈”、“串”等,其矢量編碼包括的內(nèi)容如圖2-7所示。其中唯一標(biāo)識是系統(tǒng)排列序號:線標(biāo)識碼可以標(biāo)識線的類型;起始點和終止點可以用點號或直接用坐標(biāo)表示;顯示信息是顯示線的文本或符號等;與線相聯(lián)的非幾何屬性可以直接存儲于線文件中,也可單獨存儲,而由標(biāo)識碼聯(lián)接查找。3、面實體多邊形(有時稱為區(qū)域數(shù)據(jù)是描述地理空間信息的最重要的一類數(shù)據(jù)。在區(qū)域?qū)嶓w中,具有名稱屬性和分類屬性的,多用多邊形表示,如行政區(qū)、土地類型、植被分布等;具有標(biāo)量屬性的有時也用等值線描述(如地形、降雨量等。多邊形矢量編碼,不但要表示位置和屬性,更重要的是能表達(dá)區(qū)域的拓?fù)涮卣?如形狀、鄰域和層次結(jié)構(gòu)等,以便使這些基本的空間單元可以

20、作為專題圖的資料進行顯示和操作,由于要表達(dá)的信息十分豐富,基于多邊形的運算多而復(fù)雜,因此多邊形矢量編碼比點和線實體的矢量編碼要復(fù)雜得多,也更為重要。 面實體編碼主要有多邊形環(huán)路法、樹狀索引法、雙重獨立式、鏈狀雙重獨立式。 1、多邊形環(huán)路法由多邊形邊界的x,y 坐標(biāo)隊集合及說明信息組成。如圖2-8編碼為:圖2-7 線實體矢量編碼的基本內(nèi)容 12 3 4 5678910 1112131415P 1 P 2P 3圖2-8 面實體矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)P1:x1,y1;x2,y2;x3,y3;x4,y4;x5,y5;x6,y6;P2:x7,y7;x8,y8;x9,y9;x10,y10;x11,y11;x5,y5

21、;x6,y6P3:x12,y12;x13,y13;x14,y14;x15,y152、樹狀索引法樹狀索引法數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)采用樹狀索引以減少數(shù)據(jù)冗余并間接增加鄰域信息,具體方法是對所有邊界點進行數(shù)字化,將坐標(biāo)對以順序方式存儲,由點索引與邊界線號相聯(lián)系,以線索引與各多邊形相聯(lián)系,形成樹狀索引結(jié)構(gòu)。樹狀索引結(jié)構(gòu)消除了相鄰多邊形邊界的數(shù)據(jù)冗余和不一致的問題,在簡化過于復(fù)雜的邊界線或合并多邊形時可不必改造索引表,鄰域信息和島狀信息可以通過對多邊形文件的線索引處理得到,但是比較繁瑣,因而給鄰域函數(shù)運算、消除無用邊、處理島狀信息以及檢查拓?fù)潢P(guān)系等帶來一定的困難,而且兩個編碼表都要以人工方式建立,工作量大且容易出錯。

22、此外,這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)除了通過線文件生成面文件外,還需要點文件,這里不在列出。 圖2-10、2-11分別為圖2-9的多邊形文件和線文件樹狀索引圖。 圖2-11 點與線之間的樹狀索引3、雙重獨立式 這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最早是由美國人口統(tǒng)計局研制來進行人口普查分析和制圖的,簡稱為DIME(Dual lndependent Map Encoding系統(tǒng)或雙重獨立式的地圖編碼法。它以城市街道為編碼的主體。其特點是采用了拓?fù)渚幋a結(jié)構(gòu)。雙重獨立式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對圖上網(wǎng)狀或面狀要素的任何一條線段,用其兩端的節(jié)點及相鄰面域來予以定義。例如對圖2-12所示的多邊形數(shù)據(jù),用雙重獨立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示如表2-8所示:表中的第一行表示線段

23、a 的方向是從節(jié)點1到節(jié)點8,其左側(cè)面域為O ,右側(cè)面域為A 。在雙重獨立式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中,節(jié)點與節(jié)點或者面域與面域之間為鄰接關(guān)系,節(jié)點與線段或者面域與線段之間為關(guān)聯(lián)關(guān)系。這種鄰接和關(guān)聯(lián)的關(guān)系稱為拓樸關(guān)系。利用這種拓樸關(guān)系來組織數(shù)據(jù),可以有效地進行數(shù)據(jù)存儲正確性檢查,同時便于對數(shù)據(jù)進行更新和檢索。因為在這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中,當(dāng)編碼數(shù)據(jù)經(jīng)過計算機編輯處理以后,面域單元的第一個始節(jié)點表2-8雙重獨立式(DIME 編碼 應(yīng)當(dāng)和最后一個終節(jié)點相一致,而且當(dāng)按照左側(cè)面域或右側(cè)面域來自動建立一個指定的區(qū)域單元時,其空間點的坐標(biāo)應(yīng)當(dāng)自行閉合。如果不能自行閉合,或者出現(xiàn)多余的線段,則表示數(shù)據(jù)存儲或編碼有錯,這樣就達(dá)到數(shù)

24、據(jù)自動編輯的目的。例如,從上表中尋找右多邊形為A 的記錄,則可以得到組成A多邊形的線及結(jié)點如表2-9,通過這種方法可以自動形成面文件,并可以檢查線文件數(shù)據(jù)的正確性。 4、鏈狀雙重獨立式鏈狀雙重獨立式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是DIME數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一種改進。在DIME中,一條邊只能用直線兩端點的序號及相鄰的面域來表示,而在鏈狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中,將若干直線段合為一個弧段(或鏈段,每個弧段可以有許多中間點。在鏈狀雙重獨立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中,主要有四個文件:多邊形文件、弧段文件、弧段坐標(biāo)文件、結(jié)點文件。多邊形文件主要由多邊形記錄組成,包括多邊形號、組成多邊形的弧段號以及周長、面積、中心點坐標(biāo)及有關(guān)“洞”的信息等,多邊形文件也可以通過軟

25、件自動檢索各有關(guān)弧段生成,并同時計算出多邊形的周長和面積以及中心點的坐標(biāo),當(dāng)多邊形中含有“洞”時則此“洞”的面積為負(fù),并在總面積中減去,其組成的弧段號前也冠以負(fù)號;弧段文件主要有弧記錄組成,存儲弧段的起止結(jié)點號和弧段左右多邊形號;弧段坐標(biāo)文件由一系列點的位置坐標(biāo)組成,一般從數(shù)字化過程獲取,數(shù)字化的順序確定了這條鏈段的方向。結(jié)點文件由結(jié)點記錄組成,存儲每個結(jié)點的結(jié)點號、結(jié)點坐標(biāo)及與該結(jié)點連接的弧段。結(jié)點文件一般通過軟件自動生成,因為在數(shù)字化的過程中,由于數(shù)字化操作的誤差,各弧段在同一結(jié)點處的坐標(biāo)不可能完全一致,需要進行匹配處理。當(dāng)其偏差在允許范圍內(nèi)時,可取同名結(jié)點的坐標(biāo)平均值。如果偏差過大,則弧

26、段需要重新數(shù)字化。對如圖2-13所示的矢量數(shù)據(jù),其鏈狀雙重獨立式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的多邊形文件、弧段文件、 二、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(一簡單柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格結(jié)構(gòu)是最簡單最直觀的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),又稱為網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(raster或grid cell或象元結(jié)構(gòu)(pixel,是指將地球表面劃分為大小均勻緊密相鄰的網(wǎng)格陣列,每個網(wǎng)格作為一個象元或象素,由行、列號定義,并包含一個代碼,表示該象素的屬性類型或量值,或僅僅包含指向其屬性記錄的指針。因此,柵格結(jié)構(gòu)是以規(guī)則的陣列來表示空間地物或現(xiàn)象分布的數(shù)據(jù)組織,組織中的每個數(shù)據(jù)表示地物或現(xiàn)象的非幾何屬性特征。如圖2-3所示,在柵格結(jié)構(gòu)中,點用一個柵格單元表示;線狀地物則用沿線走向的一

27、組相鄰柵格單元表示,每個柵格單元最多只有兩個相鄰單元在線上;面或區(qū)域用記有區(qū)域?qū)傩缘南噜彇鸥駟卧募媳硎?每個柵格單元可有多于兩個的相鄰單元同屬一個區(qū)域。任何以面狀分布的對象(土地利用、土壤類型、地勢起伏、環(huán)境污染等,都可以用柵格數(shù)據(jù)逼近。遙感影像就屬于典型的柵格結(jié)構(gòu),每個象元的數(shù)字表示影像的灰度等級。柵格結(jié)構(gòu)的顯著特點是:屬性明顯,定位隱含,即數(shù)據(jù)直接記錄屬性的指針或?qū)傩员旧?而所在位置則根據(jù)行列號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的坐標(biāo)給出,也就是說定位是根據(jù)數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)集中的位置得到的。由于柵格結(jié)構(gòu)是按一定的規(guī)則排列的,所表示的實體的位置很容易隱含在網(wǎng)格文件的存貯結(jié)構(gòu)中,在后面講述柵格結(jié)構(gòu)編碼時可以看到,每個存

28、貯單元的行列位置可以方便地根據(jù)其在文件中的記錄位置得到,且行列坐標(biāo)可以很容易地轉(zhuǎn)為其他坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。在網(wǎng)格文件中每個代碼本身明確地代表了實體的屬性或?qū)傩缘木幋a,如果為屬性的編碼,則該編碼可作為指向?qū)嶓w屬性表的指針。由于柵格行列陣列容易為計算機存儲、操作和顯示,因此這種結(jié)構(gòu)容易實現(xiàn),算法簡單,且易于擴充、修改,也很直觀,特別是易于同遙感影像結(jié)合處理,給地理空間數(shù)據(jù)處理帶來了極大的方便,受到普遍歡迎,許多系統(tǒng)都部分和全部采取了柵格結(jié)構(gòu),柵格結(jié)構(gòu)的另一個優(yōu)點是,特別適合于FORTRAN、BASIC等高級語言作文件或矩陣處理,這也是柵格結(jié)構(gòu)易于為多數(shù)地理信息系統(tǒng)設(shè)計者接受的原因之一。柵格結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)主要

29、可由四個途徑得到,即目讀法:在專題圖上均勻劃分網(wǎng)格,逐個網(wǎng)格地決定其代碼,最后形成柵格數(shù)字地圖文件;數(shù)字化儀手扶或自動跟蹤數(shù)字化地圖,得到矢量結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)后,再轉(zhuǎn)換為柵格結(jié)構(gòu);掃描數(shù)字化:逐點掃描專題地圖,將掃描數(shù)據(jù)重采樣和再編碼得到柵格數(shù)據(jù)文件;分類影像輸入:將經(jīng)過分類解譯的遙感影像數(shù)據(jù)直接或重采樣后輸入系統(tǒng),作為柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的專題地圖。逼近原始精度的方法是縮小單個柵格單元的面積,即增加?xùn)鸥駟卧目倲?shù),行列數(shù)也相應(yīng)地增加。這樣,每個柵格單元可代表更為精細(xì)的地面矩形單元,混合單元減少?；旌项悇e和混合的面積都大大減小,可以大大提高量算的精度;接近真實的形態(tài),表現(xiàn)更細(xì)小的地物類型。然而增加?xùn)鸥駛€數(shù)、提

30、高數(shù)據(jù)精度的同時也帶來了一個嚴(yán)重的問題,那就是數(shù)據(jù)量的大幅度增加,數(shù)據(jù)冗余嚴(yán)重。為了解決這個難題,已發(fā)展了一系列柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼方法,如游程長度編碼、塊碼和四叉樹碼等。 (二柵格數(shù)據(jù)的編碼方法為減小柵格數(shù)據(jù)的存貯量,主要有以下幾種不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和編碼方法:1、直接?xùn)鸥窬幋a直接編碼就是將柵格數(shù)據(jù)看作一個數(shù)據(jù)矩圖2-6 直接?xùn)鸥窬幋a(a陣,逐行(或逐列逐個記錄代碼,可以每行從左到右逐像元記錄(如圖2-6,圖2-7所示,也可奇數(shù)行從左到右而偶數(shù)行由右向左記錄,為了特定的目的還可采用其他特殊的順序。 2、鏈?zhǔn)骄幋a(Chain Codes鏈?zhǔn)骄幋a又稱為弗里曼鏈碼(Freeman ,1961或邊界鏈碼。鏈

31、式編碼主要是記錄線狀地物和面狀地物的邊界。它把線狀地物和面狀地物的邊界表示為:由某一起始點開始并按某些基本方向確定的單位矢量鏈?；痉较蚩啥x為:東=0,東南=l ,南=2,西南=3,西=4,西北=5,北=6,東北=7等八個基本方向(如圖2-8所示。鏈?zhǔn)骄幋a的前兩個數(shù)字表示起點的行、列數(shù),從第三個數(shù)字開始的每個數(shù)字表示單位矢量的方向,八個方向以07的整數(shù)代表。如圖2-6 所示的線狀地物,其鏈?zhǔn)骄幋a為: 1,1,1,3,1,鏈?zhǔn)骄幋a對線狀和多邊形的表示具有很強的數(shù)據(jù)壓縮能力,且具有一定的運算功能,如面積和周長計算等,探測邊界急彎和凹進部分等都比較容易,類似矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),比較適于存儲圖形數(shù)據(jù)。缺點

32、是對疊置運算如組合、相交等則很難實施,對局部修改將改變整體結(jié)構(gòu),效率較低,而且由于鏈碼以每個區(qū)域為單位存儲邊界,相鄰區(qū)域的邊界則被重復(fù)存儲而產(chǎn)生冗余。 3、游程長度編碼(run-length code 游程長度編碼是柵格數(shù)據(jù)壓縮的重要編碼方法,它的基本思路是:對于一幅柵格圖像,7 65 4 312圖2-8 鏈?zhǔn)骄幋a基本方向圖2-7 直接?xùn)鸥窬幋a(b 圖2-9 需要柵格化的多邊形 常常有行(或列方向上相鄰的若干點具有相同的屬性代碼,因而可采取某種方法壓縮那些重復(fù)的記錄內(nèi)容。其編碼方案是,只在各行(或列數(shù)據(jù)的代碼發(fā)生變化時依次記錄該代碼以及相同代碼重復(fù)的個數(shù),或逐個記錄各行(或列代碼發(fā)生變化的位置

33、和相應(yīng)代碼,從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的壓縮。例如對圖2-7所示的柵格數(shù)據(jù),可按第一種方式沿行方向進行如下游程長度編碼:( 0,1,(2,2,(5,5;(2,5,(5,3;(2,4,(3,2,(5,2;(0,2,(2,1,(3,3,(5,2;(0,2,(3,4,(5,1,(3,1;(0,3,(3,5;(0,4,(3,4;(0,5,(3,3?？砂吹诙N方式沿列方向進行如下編碼:( 1,0,(2,2,(4,0;(1, 2,(4,0;(1,2,(5,3,(6,0;(1,5,(2,2,(4,3,(7,0;(1,5,(2,2,(3,3,(8,0;(1,5,(3,3;(1,5,(6,3;(1,5,(5,3。 游程長度編

34、碼對圖2-7只用了44個整數(shù)就可以表示,而如果用前述的直接編碼卻需要64個整數(shù)表示,可見游程長度編碼壓縮數(shù)據(jù)是十分有效又簡便的。事實上,壓縮比的大小是與圖的復(fù)雜程度成反比的,在變化多的部分,游程數(shù)就多,變化少的部分游程數(shù)就少,圖件越簡單,壓縮效率就越高。游程長度編碼在柵格加密時,數(shù)據(jù)量沒有明顯增加,壓縮效率較高,且易于檢索,疊加合并等操作,運算簡單,適用于機器存貯容量小,數(shù)據(jù)需大量壓縮,而又要避免復(fù)雜的編碼解碼運算增加處理和操作時間的情況。對于面狀數(shù)據(jù),游程長度編碼還可以進行變長編碼或值點編碼。如圖 2-9所示的多邊形,其直接?xùn)鸥窬幋a、游程長度編碼及值點編碼可分別如圖2-10、圖2-11所示。

35、4、塊狀編碼(block code塊碼是游程長度編碼擴展到二維的情況,采用方形區(qū)域作為記錄單元,每個記錄單元包括相鄰的若干柵格,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由初始位置(行、列號和半徑,再加上記錄單元的代碼組成。根據(jù)塊狀編碼的原則,圖2-10 對圖2-9的直接?xùn)鸥窬幋a變長編碼 值點編碼 圖2-11 對圖2-9的變長編碼及值點編碼對圖2-7所示圖像可以具體編碼如下(記錄單元見表2-12:(1,1,1,0,(1,2,2,2,(1,4,1,5,(1,5,1,5,(1,6,2,5,(1,8,1,5;(2,1,1,2,(2,4,1,2,(2,5,1,2,(2,8,1,5;(3,3,1,2,(3,4,1,2,(3,5,2,3,

36、(3,7,2,5;(4,1,2,0,(4,3,1,2,(4,4,1,3;(5,3,1,3,(5,4,2,3,(5,6,1,3,(5,7,1,5,(5,8,1,3;(6,1,3,0,(6,6,3,3;(7,4,1,0,(7,5,1,3;(8,4,1,0,(8,5,1,0。一個多邊形所包含的正方形越大,多邊形的邊界越簡單,塊狀編碼的效率就越好。塊狀編碼對大而簡單的多邊形更為有效,而對那些碎部較多的復(fù)雜多邊形效果并不好。塊狀編碼在合并、插入、檢查延伸性、計算面積等操作時有明顯的優(yōu)越性。然而對某些運算不適應(yīng),必須在轉(zhuǎn)換成簡單數(shù)據(jù)形式才能順利進行。5、四叉樹編碼(quad-tree code四又樹結(jié)構(gòu)的

37、基本思想是將一幅柵格地圖或圖像等分為四部分。逐塊檢查其格網(wǎng)屬性值(或灰度。如果某個子區(qū)的所有格網(wǎng)值都具有相同的值。則這個子區(qū)就不再繼續(xù)分割,否則還要把這個子區(qū)再分割成四個子區(qū)。這樣依次地分割,直到每個子塊都只含有相同的屬性值或灰度為止。也就是根據(jù)柵格數(shù)據(jù)二維空間分布的特點,將空間區(qū)域按照4個象限進行遞歸分割(2n ×2 n ,且n>1,直到子象限的數(shù)值單調(diào)為止,最后得到一棵四分叉的倒向樹。四叉樹分解,各子象限大小不完全一樣,但都是同代碼柵格單元組成的子塊,其中最上面的一個結(jié)點叫做根結(jié)點,它對應(yīng)于整個圖形。不能再分的結(jié)點稱為葉子結(jié)點,可能落在不同的層上,該結(jié)點5 0 2 2 2

38、2 5 5 5 53 3 3 353533 0 332 2 2 222 22 5 5 5 5 0 0 0 03 3 3 30 0 0 0 0 0 0 0 03 3 3 3 3 3 3 3 35 5 圖2-12 對圖2-7進行塊碼編碼的記錄單元代表子象限單一的代碼,所有葉子結(jié)點所代表的方形區(qū)域覆蓋了整個圖形。從上到下,從左到右為葉子結(jié)點編號,最下面的一排數(shù)字表示各子區(qū)的代碼。為了保證四叉樹分解能不斷的進行下去,要求圖形必須為2n ×2 n 的柵格陣列。n 為極限分割次數(shù),n +1是四叉樹最大層數(shù)或最大高度(如圖2-13、圖2-14所示 四叉樹編碼法有許多有趣的優(yōu)點:容易而有效地計算多邊

39、形的數(shù)量特征;陣列各部分的分辨率是可變的,邊界復(fù)雜部分四叉樹較高即分級多,分辨率也高,而不需表示許多細(xì)節(jié)的部分則分級少,分辨率低,因而既可精確表示圖形結(jié)構(gòu)又可減少存貯量;柵格到四叉樹及四叉樹到簡單柵格結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換比其它壓縮方法容易;多邊形中嵌套異類小多邊形的表示較方便。圖2-13四叉樹編碼的最大缺點是轉(zhuǎn)換的不定性,用同一形狀和大小的多邊形可能得出多種不同的四叉樹結(jié)構(gòu),故不利于形狀分析和模式識別。但因它允許多邊形中嵌套多邊形即所謂“洞”這種結(jié)構(gòu)存在,使越來越多的地理信息系統(tǒng)工作者都對四叉樹結(jié)構(gòu)很感興趣。上述這些壓縮數(shù)據(jù)的方法應(yīng)視圖形的復(fù)雜情況合理選用,同時應(yīng)在系統(tǒng)中備有相應(yīng)的程序。另外,用戶的分析

40、目的和分析方法也決定著壓縮方法的選取。四叉樹結(jié)構(gòu)按其編碼的方法不同又分為常規(guī)四叉樹和線性四叉樹。常規(guī)四叉樹除了記錄葉結(jié)點之外,還要記錄中間結(jié)點。結(jié)點之間借助指針聯(lián)系,每個結(jié)點需要用六個量表達(dá):四個葉結(jié)點指針,一個父結(jié)點指針和一個結(jié)點的屬性或灰度值。這些指針不僅增加了數(shù)據(jù)貯存量,而且增加了操作的復(fù)雜性。常規(guī)四叉樹主要在數(shù)據(jù)索引和圖幅索引等方面應(yīng)用。線性四叉樹則只存貯最后葉結(jié)點的信息。包括葉結(jié)點的位置、深度和本結(jié)點的屬性或灰度值。所謂深度是指處于四叉樹的第幾層上。由深度可推知子區(qū)的大小。線性四叉樹葉結(jié)點的編號需要遵循一定的規(guī)則,這種編號稱為地址碼,它隱含了葉結(jié)點的位置和深度信息。最常用的地址碼是四

41、進制或十進制的Morton碼。6、幾種編碼方法比較分析(見表2-7 三、柵格數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)比較分析柵格數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)是兩種表示地理信息的方法,前者屬性明顯,位置隱含,而后者位置明顯,屬性隱含。它們都有自己獨特的優(yōu)勢,都是有效地表示地理信息的方法。柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點如下:(一柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):1、優(yōu)點(1結(jié)構(gòu)簡單;(2空間數(shù)據(jù)的疊置與組合十分方便;(3空間分析易于進行;(4數(shù)學(xué)模擬方便(5技術(shù)開發(fā)費用低。2、缺點(1圖形數(shù)據(jù)量大;(2難以建立網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系;(3地圖輸出不精美。(二矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):1、優(yōu)點(1結(jié)構(gòu)嚴(yán)密,數(shù)據(jù)量小;(2能完整地描述拓?fù)潢P(guān)系;(3圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的恢復(fù)、更新

42、和綜合都能實現(xiàn);(4圖形輸出精確美觀。2、缺點(1結(jié)構(gòu)復(fù)雜,處理技術(shù)也復(fù)雜;(2圖形疊置與圖形組合很困難;(3繪圖費用高,尤其高質(zhì)量繪圖;(4數(shù)學(xué)模擬和空間分析極困難。由上述比較可知,柵格結(jié)構(gòu)和矢量結(jié)構(gòu)在表示地理信息方面是同等有效的,它們各具特色,互為補充,所以有些大型數(shù)據(jù)庫既存貯柵格結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),又存貯矢量結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),根據(jù)需要來調(diào)用某種結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù),以獲取最強的分析能力并提高效率。四、矢量柵格一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)前面已講述了矢量結(jié)構(gòu)和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),二者都各有優(yōu)缺點。因此,我們希望找到一種能夠具有矢量和柵格兩種結(jié)構(gòu)特征性的一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。設(shè)在對一個線目標(biāo)數(shù)字化采樣時,恰好在所經(jīng)過的柵格內(nèi)都獲取了樣點,這樣的

43、取樣數(shù)據(jù)就具有矢量和柵格雙重性質(zhì)。一方面,它保留了矢量數(shù)據(jù)的全部特性,一個目標(biāo)跟隨了所有位量信息,并能建立拓?fù)潢P(guān)系;另一方面,它建立了路徑柵格與地物的關(guān)系,即路徑上的任意一點都與目標(biāo)直接建立了聯(lián)系。這樣,用填滿線目標(biāo)路徑和充滿面狀目標(biāo)空間的表達(dá)方法作為矢量柵格一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。每個線目標(biāo)除記錄原始取樣點外,還包括所通過的柵格,每個面狀地物除記錄它的多邊形周邊以外,還包括中間的面柵格。無論是點狀地物、線狀地物,還是面狀地物,均采用面向目標(biāo)的描述方法,即直接跟隨位置描述信息并進行拓?fù)潢P(guān)系說明,因而它可以完全保持矢量的特征,建立了位置與地物的聯(lián)系,使之具有柵格的性質(zhì)。這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是矢量柵格一

44、體化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。2.3屬性數(shù)據(jù)的編碼方法【學(xué)時安排】2學(xué)時【目的要求】1、掌握編碼的概念;2、掌握碼位、碼段的概念及其與編碼的關(guān)系;3、理解編碼的方法、意義、原則、應(yīng)注意的問題?！局攸c難點】編碼的有關(guān)概念,編碼方法?！窘虒W(xué)方法與手段】示例式、啟發(fā)式教學(xué)方法,多媒體教學(xué)手段。一、分類把數(shù)據(jù)輸入到計算機之前,必須先按使用要求進行分類,這是項基礎(chǔ)性的工作。如國家資源和環(huán)境信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)規(guī)范在“專業(yè)數(shù)據(jù)分類和數(shù)據(jù)項目建議總表”中,將數(shù)據(jù)分為社會環(huán)境、自然環(huán)境和資源與能源三大類共14小項,并規(guī)定了每項數(shù)據(jù)的內(nèi)容及基本數(shù)據(jù)來源。首先把社會環(huán)境、自然環(huán)境和資源與能源作為三大類放在第一層;其次根據(jù)環(huán)境因素和資源類別的主要特征和基本差異,劃分為14個二級類,為第二層;再按一個二級類包括的最主要內(nèi)容排列出第三級類別。其中關(guān)于資源與能源類的劃分為： 地貌類型 土地資源 土地利用類型 資源與能源 氣候和水熱資源 生物資源 比如土地利用現(xiàn)狀調(diào)查和農(nóng)村地籍調(diào)查中土地類型劃分如表 2