05-第三章-空間數(shù)據(jù)模型-第3節(jié)-矢量數(shù)據(jù)模型

1、05-第三章-空間數(shù)據(jù)模型-第3節(jié)-矢量數(shù)據(jù)模型主要內(nèi)容第一節(jié) 關(guān)系數(shù)據(jù)模型第二節(jié) 柵格數(shù)據(jù)模型第三節(jié) 矢量數(shù)據(jù)模型第四節(jié) 矢量數(shù)據(jù)模型TIN第五節(jié) 空間數(shù)據(jù)模型比較第六節(jié) 屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)的連接第七節(jié) 數(shù)據(jù)模型發(fā)展趨勢第三節(jié) 矢量數(shù)據(jù)模型基本概念關(guān)系數(shù)據(jù)模型和關(guān)系表矢量數(shù)據(jù)模型（ Spaghetti Model ）矢量數(shù)據(jù)模型（拓?fù)鋽?shù)據(jù)模型）一、基本概念現(xiàn)實(shí)世界和矢量表達(dá)位置和邊界被清楚地記錄對象可以被識(shí)別屬性值與對象相聯(lián)系空間關(guān)系可以清晰表達(dá)二、關(guān)系數(shù)據(jù)模型和關(guān)系表定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系表的基本操作GIS 中關(guān)系表的應(yīng)用1、定義在關(guān)系數(shù)據(jù)模型中，數(shù)據(jù)是以簡單的記錄形式集中表達(dá)的，每一條記錄代表

2、一個(gè)事實(shí)（永久相關(guān)的值）記錄的集合組成一個(gè)二維表行(row )被稱為記錄(record)，代表一個(gè)對象及其相關(guān)的屬性值 列(column)也稱為字段(field)或項(xiàng)（item）代表一個(gè)屬性例子：學(xué)生信息表2、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)多少字段，應(yīng)該是什么字段名: Field Name (Item Name): 字段類型: Field Type (Item Type):字符型 (Character)整型( Integer)實(shí)型 (Real)日期型 (Date)字段寬度: Field width (size):ArcView示例3、關(guān)系表的基本操作搜索 （Search）窮盡搜索 Exhaustive Search

3、 (學(xué)生姓名列表未排序)二進(jìn)制搜索 Binary Search (學(xué)生姓名列表未排序）選擇 （Select）選擇條件用如下格式表達(dá)：Field_name = Value多個(gè)條件時(shí)用 “and”/ “or”連接相關(guān) （Relate）和 聯(lián)接 （Join）Locate MiscoLocate MiscoJoin4、GIS 中關(guān)系表的應(yīng)用屬性表和圖形的連接關(guān)系數(shù)據(jù)庫中GIS屬性表的存儲(chǔ)三、矢量數(shù)據(jù)模型（ Spaghetti Model）1) 實(shí)體與實(shí)體模型 (Spaghetti Model)(a)定義點(diǎn)、線、面要素的表達(dá)(b)解釋 (1) 簡單列表表達(dá)（Simple lists）(2) 點(diǎn)目錄（Po

4、int directory）(c) Spaghetti models的比較 (d) 總結(jié)（Summary）:(1) 地理要素被當(dāng)成單個(gè)對象對待空間邊界可以被清晰的編碼(2)對象之間沒有關(guān)系要素間的空間拓?fù)洳槐挥涗浭噶勘磉_(dá)法不同的空間特征具有不同的矢量維數(shù)0維矢量-點(diǎn)：即空間中的一個(gè)點(diǎn)，沒有大小、方向，二維和三維歐氏空間中為：（x,y),(x,y,z)一維矢量-線：空間中的線劃要素或空間對象間的邊界，也稱為弧段、鏈二維歐氏空間（x1,y1),(x2,y2),(xn,yn)三維歐氏空間（x1,y1,z1),(x2,y2 , z2),(xn,yn , zn)起點(diǎn)和終點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)（node),其它點(diǎn)稱拐

5、點(diǎn)(vertex)矢量模型（vector model)一維矢量線一維矢量可以閉合，但不能與自身相交閉合時(shí)，首位相接， （x1,y1)=(xn,yn) 或（x1,y1,z1)=(xn,yn,zn) 如果相交，則應(yīng)以交點(diǎn)為界，將其分成幾個(gè)一維矢量 (a)(b)(c)(d)一維矢量自身的可能空間關(guān)系一維矢量具有方向、長度方向：即有起始結(jié)點(diǎn)和終止結(jié)點(diǎn)長度：可以用以下方式表達(dá)：二維矢量-面表示空間的一個(gè)面狀要素由一組閉合弧段所包圍的空間區(qū)域又稱多邊形描述二維矢量的特征參數(shù)面積：二維面積：三維面積：表面積（計(jì)算復(fù)雜）和投影面積（常用）凹凸性：形態(tài)描述單調(diào)性：走向、傾角和傾向：地形、地層描述中常用的概念，是

6、三維空間中曲面法向矢量的另外一種描述方法空間曲面矢量實(shí)現(xiàn)方法多樣常用等值線法、剖面法三維矢量-體指三維空間中的實(shí)體由一組或多組閉合曲面所包圍的空間對象2維 面 2.5維 表面（surface）3維 體矢量圖形及簡化模型 點(diǎn)、線、面的表達(dá) (x1, y1)(x2, y2)(x3, y3)(x4, y4)P5 (x5, y5)(x6, y6)(x7, y7)(x8, y8)ABASimple List MethodBx1, y1x2, y2x5, y5x6, y6x7, y7x8, y8x1, y1x2, y2x3, y3x4, y4x6, y6x5, y5x2, y2Polygon Repres

7、entation簡單列表方法P1 (x1, y1)P2 (x2, y2)P3 (x3, y3)P4 (x4, y4)P5 (x5, y5)P6 (x6, y6)P7 (x7, y7)P8 (x8, y8)ABAPoint Directory MethodBP1P2P5P6P7P8P1P2P3P4P6P5P2Polygon RepresentationPoint DirectoryP1:x1, y1P2:x2, y2P3:x3, y3P4:x4, y4P5:x5, y5P6:x6, y6P7:x7, y7P8:x8, y8點(diǎn)目錄方法P1 (x1, y1)P2 (x2, y2)P3 (x3, y3

8、)P4 (x4, y4)P5 (x5, y5)P6 (x6, y6)P7 (x7, y7)P8 (x8, y8)ABASimple List MethodBx1, y1x2, y2x5, y5x6, y6x7, y7x8, y8x1, y1x2, y2x3, y3x4, y4x6, y6x5, y5x2, y2Polygon RepresentationAPoint Directory MethodBP1P2P5P6P7P8P1P2P3P4P6P5P2Polygon RepresentationPoint DirectoryP1:x1, y1P2:x2, y2P3:x3, y3P4:x4, y

9、4P5:x5, y5P6:x6, y6P7:x7, y7P8:x8, y8spaghetti models的比較思考題1. 什么是關(guān)系數(shù)據(jù)模型（表）？關(guān)系數(shù)據(jù)模型的關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要素有哪些？2.什么是二進(jìn)制搜索binary search？與窮盡搜索 （exhaustive search）對搜索表的需求方面有何不同？3. 條件是如何用于選擇被表達(dá)記錄的？4. 關(guān)系數(shù)據(jù)模型中進(jìn)行表的連接（join）和相關(guān)（relate）操作有何區(qū)別？5.矢量數(shù)據(jù)模型是如何表達(dá)空間數(shù)據(jù)的？點(diǎn)、線、面特征是如何被表達(dá)的？6. 矢量數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？7. 簡單列表數(shù)據(jù)模型和點(diǎn)目錄數(shù)據(jù)模型的主要區(qū)別是什么？這兩種模型

10、為什么不被認(rèn)為是拓?fù)鋽?shù)據(jù)模型？四、矢量數(shù)據(jù)模型-拓?fù)鋽?shù)據(jù)模型術(shù)語拓?fù)淙切瓮耆負(fù)鋽?shù)據(jù)模型GBF/DIME 數(shù)據(jù)模型 (US Census Bureau)可以理解為矢量數(shù)據(jù)的壓縮方式1、術(shù)語（Terminology）頂點(diǎn)（Vertex ）: 線性要素改變方向的點(diǎn)線段（Line segment）: 連接兩個(gè)頂點(diǎn)的直線多邊形線（Polyline）: 由一個(gè)以上的線段組成線（Line）: 通用術(shù)語，指線段或多邊形線結(jié)點(diǎn)（Node）: 兩個(gè)或多個(gè)線的交點(diǎn)弧（Arc）: 有方向的線 多邊形（Polygon）: 由一系列弧圍成的面標(biāo)識(shí)點(diǎn)（Label point）: 地圖上用于放置標(biāo)識(shí)的點(diǎn)NodeArcPo

11、lygonIs part ofIs part ofIs part ofConsists ofConsists of Consists of 2、拓?fù)淙切?10203040506001020304050607080XYABCn1n2n3n4s1s2s3s4s5s6s7s8a1a1a2a3a4a4a4PolyArcsNodesAa1, a2n1, n4Ba2, a4, 0, a3n1, n4, 0, n2Ca3n2Polygon TopologyNodeArcsPolygonn1a1, a2, a4A, Bn2a3B, Cn3NILL0, BNode TopologyDNILLNILLDn4a1

12、, a2, a4A, BX, Y80, 6070, 2525, 2010, 25ArcStart NodeEndNodea1n4n1LeftPoly.DArc TopologyARightPoly.s8ShapePointsa2n1n4BAs2,s1a3n2n2CBs4,s5,s3a4n1n4DBs6,s7ShapePointX, Ys120,25Shape Point TableShapePointX, Ys548,15s260,35s680,10s355,25s710,10s470,15s810,60D3、完全拓?fù)鋽?shù)據(jù)模型空間實(shí)體示意圖空間實(shí)體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的關(guān)系表4、GBF/DIME 數(shù)據(jù)模型 (US Censu