第二章 空間數(shù)據(jù)組織ppt課件

1、第二章 空間數(shù)據(jù)組織第一節(jié) 地理空間和空間實體的表達(dá)一、空間與地理空間二、GIS中的地理空間地理實體地理空間定位框架地球外形大地水準(zhǔn)面地球橢球體地球自然外表中國大地坐標(biāo)系統(tǒng)ICA-75橢球參數(shù): a = 6 378 140m ; b = 6 356 755m；f = 1/298.257 1980年以前：1954年北京坐標(biāo)系；(參考橢球采用克拉索夫斯基橢球參數(shù),坐標(biāo)原點俄羅斯的西伯利亞)； 1980年-至今：1980年國家大地坐標(biāo)系(1980西安坐標(biāo)系) 采用1975年國際大地丈量協(xié)會引薦的參考橢球,坐標(biāo)原點位于陜西涇陽縣) ：地理實體空間點位WGS84 地心坐標(biāo)系，WGS84橢球體絕對高程:地

2、面點至大地水準(zhǔn)面(即平均海平面)的垂直高度,也稱“海拔高程，簡稱“高程; 相對高程:地面點至任一水準(zhǔn)面的垂直高度.高程-由高程基準(zhǔn)面計算的地面點高度.高程基準(zhǔn)面的位置,實踐上是根據(jù)驗潮站所確定的多年平均海水面而確定的.高程*中國高程起算面-黃海平均海水面 1956年在青島觀象山設(shè)立了水準(zhǔn)原點其高程以青島驗潮站1950-1956年的觀測記錄所確定的黃海平均海水面為零點而測算出來的，為72.289m，并且據(jù)此建立了1956年黃海高程系; 1987年國家測繪局公布：啟用取代，它比上升 29毫米-在全國范圍內(nèi)選取假設(shè)干具有控制意義的點,并且準(zhǔn)確測定其平面位置和高程.而這些控制點所構(gòu)成的平面控制網(wǎng)和高程

3、控制網(wǎng)即組成大地控制網(wǎng).中國大地控制網(wǎng)平面控制網(wǎng)國家測繪局(1)平面控制網(wǎng) :按一致規(guī)范,由準(zhǔn)確測定地理坐標(biāo)的地面點組成.陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)北洪流村 “1980年國家大地坐標(biāo)系 中大地坐標(biāo)的起算點高程控制網(wǎng)國家測繪局青島觀象山(2)高程控制網(wǎng) : 按一致規(guī)范,由準(zhǔn)確測定高程的地面點組成.第一節(jié) 地理空間和空間實體的表達(dá)三、空間實體的表達(dá)點、線、面、曲面、體假設(shè)采用一個沒有大小的點坐標(biāo)來表達(dá)根本點元素時，稱為矢量表示方法假設(shè)采用一個有固定大小的點面元來表達(dá)根本點元素時，稱為柵格表示方法第二節(jié) 空間數(shù)據(jù)的特點一、空間數(shù)據(jù)特點定義： 空間數(shù)據(jù)是用來描畫空間實體的位置、外形、大小及其分布特征等信息的數(shù)

4、據(jù)特點： 空間性表示實體的空間位置或如今所處的地理位置?？臻g特征又稱定位特征或幾何特征，普通用坐標(biāo)數(shù)據(jù)表示 專題性屬性表示實體的特征。如稱號、分類、質(zhì)量特征和數(shù)量特征等。 時間性描畫實體隨時間的變化，其變化的周期有超短周期的、短期的、中期的和長期的第二節(jié) 空間數(shù)據(jù)的特點二、空間數(shù)據(jù)類型1. 類型數(shù)據(jù)：居民點、交通線、土地類型分布等。2. 面域數(shù)據(jù)：多邊形中心點、行政區(qū)域界限和行政單元3. 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)：道路交叉點、街道和街區(qū)等。4. 樣本數(shù)據(jù)：氣候站、航線和野外樣方的分布區(qū)等。5. 曲面數(shù)據(jù) ：高程點、等高線和等值區(qū)域。6. 文本數(shù)據(jù)：如地名、河流名和區(qū)域稱號。7. 符號數(shù)據(jù)：點狀符號、線狀符號和

5、面狀符號等。第三節(jié) 空間關(guān)系定義：指幾何上空間對象之間的相互關(guān)系類型：度量空間關(guān)系順序空間關(guān)系拓?fù)淇臻g關(guān)系度量空間關(guān)系度量空間關(guān)系：指空間對象之間的間隔關(guān)系類型：歐氏間隔 曼哈頓間隔The Manhattan distance、The city-block distance、The taxi-cab distance：Dist=|x1-x2|+|y1-y2|時間間隔經(jīng)濟(jì)間隔風(fēng)險間隔社會間隔認(rèn)知間隔生態(tài)間隔順序空間關(guān)系順序空間關(guān)系：描畫空間實體之間在空間上的陳列次序類型：上下順序關(guān)系前后順序關(guān)系基于東南西北地理方向的順序空間關(guān)系拓?fù)淇臻g關(guān)系拓?fù)涮卣鳎涸谕負(fù)渥儞Q恣意伸縮或變形，但不扭結(jié)或折疊下可以

6、堅持不變的幾何屬性類型：銜接性connectivity：指曲線或弧段在結(jié)點處的相互銜接關(guān)系包含性inclusion鄰接性contiguity：指共有公共邊的兩個區(qū)域的鄰接關(guān)系拓?fù)淇臻g關(guān)系的意義：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)系空間要素的查詢重建地理實體拓?fù)潢P(guān)系一個例子第四節(jié) 數(shù)據(jù)構(gòu)造略第五節(jié) 矢量數(shù)據(jù)構(gòu)造定義一、簡單數(shù)據(jù)構(gòu)造面條構(gòu)造二、拓?fù)鋽?shù)據(jù)構(gòu)造DIMEPOLYVRTTIGER三、曲面數(shù)據(jù)構(gòu)造Delaunay三角網(wǎng) Delaunay三角網(wǎng)是Voronoi圖的對偶圖，將Voronoi圖中各多邊形單元的內(nèi)點或稱為發(fā)生點銜接后得到一個布滿整個區(qū)域而又互不重疊的三角網(wǎng)構(gòu)造。與其它三

7、角網(wǎng)相比，Delaunay三角網(wǎng)具有如下性質(zhì)：1三角網(wǎng)外圍邊境構(gòu)建的多邊形為點集的凸殼；2恣意三角形的外接圓內(nèi)不包含其它點這個性質(zhì)是Delaunay三角網(wǎng)的定義也稱為空外接圓規(guī)那么；3三角形最大程度地堅持了平衡、防止狹長形三角形的出現(xiàn)最大最小角規(guī)那么。假設(shè)將三角網(wǎng)中的每個三角形的最小角進(jìn)展升序陳列，那么Delaunay三角網(wǎng)的陳列得到的數(shù)值最大，從這個意義上講，Delaunay三角網(wǎng)是“最接近于規(guī)那么化的三角網(wǎng)鄔倫等 2001。性質(zhì)2和3保證了Delaunay三角網(wǎng)是最接近等角或等邊的三角網(wǎng)武曉波等 2000。 曲面數(shù)據(jù)構(gòu)造第六節(jié) 柵格數(shù)據(jù)構(gòu)造定義：指將空間分割成有規(guī)那么的網(wǎng)格，在各個網(wǎng)格上給出相應(yīng)的屬性值來表示地理實體的一種數(shù)據(jù)組織方式一、根本空間對象的柵格表達(dá)點線面二、柵格單元大小確實定三、柵格單元的空間關(guān)系表達(dá)柵格單元的空間關(guān)系表達(dá)第六節(jié) 柵格數(shù)據(jù)構(gòu)造續(xù)四、柵格單元的位置坐標(biāo)確實定五、柵格單元的屬性確定六、柵格數(shù)據(jù)構(gòu)造及其編碼1.直接?xùn)鸥駭?shù)據(jù)編碼2.費爾曼鏈碼3.游程編碼4.四叉樹編碼柵格單元的屬性確定直接?xùn)鸥駭?shù)據(jù)編碼費爾曼鏈碼游程編碼四叉樹編碼常規(guī)四叉樹線性四叉樹線性四叉