空間信息數(shù)據(jù)庫第2章

第二章空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)

Chapter2空間信息基礎(chǔ)2.1空間坐標(biāo)系統(tǒng) 2.2空間實體 2.3空間數(shù)據(jù)的基本特征 2.4空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 2.5矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 2.6柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 2.7柵格和矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的比較 2.8矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的相互轉(zhuǎn)換 2.9空間數(shù)據(jù)的分層 2.10空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)homework2.1空間坐標(biāo)系統(tǒng)

GeographiccoordinatesystemTheGeographiccoordinatesystemisthelocationreferencesystemforspatialfeaturesontheEarth’ssurface.地球表面的位置相關(guān)的描述TheGeographiccoordinatesystem地球坐標(biāo)系統(tǒng)isdefinedbylongitude經(jīng)度

andlatitude緯度.1地理空間坐標(biāo)系地理坐標(biāo)系是以地理極(北極、南極)為極點。通過A點作橢球面的垂線，稱之為過A點的法線。法線與赤道面的交角，叫做A點的緯度ψ。過A點的子午面與通過英國格林尼治天文臺的子午面所夾的二面角，叫做A點的經(jīng)度λ。地理坐標(biāo)GeographicCoordinates球面坐標(biāo)SphericalcoordinatesLatitudeLongitude definedbyCenterofmassRotationEquatorPrime(Greenwich)Meridian球面地球SphericalEarthR6371kmA510000000km2MapprojectionsRepresentativeFractionGlobedistance

EarthdistanceScaleProjection(e.g.1:24,000)(e.g.0.9996)ScaleFractionMapdistance

Globedistance坐標(biāo)參考系統(tǒng)—平面系統(tǒng)直接建立在球體上的地理坐標(biāo)，用經(jīng)度和緯度表達地理對象位置建立在平面上的直角坐標(biāo)系統(tǒng)，用（x，y）表達地理對象位置投影2地圖投影為什么要進行投影？地圖投影實質(zhì)投影變形投影方法投影選擇所考慮的因素我國常用的投影方法地圖投影：為什么要進行投影將地球橢球面上的點映射到平面上的方法，稱為地圖投影地理坐標(biāo)為球面坐標(biāo)，不方便進行距離、方位、面積等參數(shù)的量算地球橢球體為不可展曲面地圖為平面，符合視覺心理，并易于進行距離、方位、面積等量算和各種空間分析地圖投影：投影實質(zhì)地圖投影：投影實質(zhì)建立地球橢球面上經(jīng)緯線網(wǎng)和平面上相應(yīng)經(jīng)緯線網(wǎng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，也就是建立地球橢球面上的點的地理坐標(biāo)（λ，φ）與平面上對應(yīng)點的平面坐標(biāo)（x，y）之間的函數(shù)關(guān)系：當(dāng)給定不同的具體條件時，將得到不同類型的投影方式。地理和投影坐標(biāo)GeographicandProjectedCoordinates(f,l)(x,y)MapProjection地圖投影：投影變形將不可展的地球橢球面展開成平面，并且不能有斷裂，則圖形必將在某些地方被拉伸，某些地方被壓縮，故投影變形是不可避免的。長度變形面積變形角度變形TypesofMapprojectionFourclasses:conformal,equalareaorequivalent,equidistant,andazimuthalortruedirection.正形(等角)Conformalprojectionpreserveslocalanglesandshapes.等面積Equivalentprojectionrepresentsareasincorrectrelativesize等距離EquidistantprojectionmaintainsconsistencyofscalealongcertainlinesAnazimuthalprojectionretainscertainaccuratedirection.真方向Truedirection地圖投影：投影分類變形分類：等角投影：投影前后角度不變等面積投影：投影前后面積不變；任意投影：角度、面積、長度均變形投影面：橫圓柱投影：投影面為橫圓柱圓錐投影：投影面為圓錐方位投影：投影面為平面投影面位置：正軸投影：投影面中心軸與地軸相互重合斜軸投影：投影面中心軸與地軸斜向相交橫軸投影：投影面中心軸與地軸相互垂直

相切投影：投影面與橢球體相切相割投影：投影面與橢球體相割Cartographersofferuseageometricobjectandaglobe(sphere)---referenceglobeConicalPlanarCylindricalMapprojectioncanbegroupedbytheirprojectionsurfacesintocylindrical,conic,andazimuthal.CaseandprojectionMapprojection:HowtoselectmapprojectionMapprojection:HowtoselectmapprojectionGeographicallocation,shapeandrangeofmapfield:制圖區(qū)域的地理位置、形狀和范圍Scale:制圖比例尺Mapcontents:地圖內(nèi)容Publishedmethod:出版方式地圖投影：GIS中地圖投影GIS以地圖方式顯示地理信息，而地圖是平面，地理信息則在地球橢球上，因此地圖投影在GIS中不可缺少。GIS數(shù)據(jù)庫中地理數(shù)據(jù)以地理坐標(biāo)存儲時，則以地圖為數(shù)據(jù)源的空間數(shù)據(jù)必須通過投影變換轉(zhuǎn)換成地理坐標(biāo)；而輸出或顯示時，則要將地理坐標(biāo)表示的空間數(shù)據(jù)通過投影變換變換成指定投影的平面坐標(biāo)。GIS中，地理數(shù)據(jù)的顯示可根據(jù)用戶的需要而指定投影方式，但當(dāng)所顯示的地圖與國家基本地圖系列的比例尺一致時，一般采用國家基本系列地圖所用的投影。Mapprojection:mapprojectioninChina1:1000K:Lambertprojection(LambertConformalConic)：蘭勃投影（正軸等積割圓錐投影）PartofprovincemapandmajorityofmapswithalevelscalealsoadoptLambertprojection大部分分省圖、大多數(shù)同級比例尺也采用蘭勃投影1:500K、1:250K、1:100K、1:50K、1:25K、1:10K、1:5000adoptGauss-Krugerprojection(等角橫切橢圓柱投影）采用高斯—克呂格投影Summarymapprojection3空間認知模型現(xiàn)實世界認知的過程現(xiàn)實世界--1---概念世界---2---數(shù)字世界1觀察、抽象、綜合取舍2定義、編碼、模型化空間認知模型（圖下頁）外模式----不同的用戶視圖空間概念數(shù)據(jù)模型----考慮用戶需求的共性，用統(tǒng)一的語言描述、綜合、集成的用戶視圖，目前存在該層的模型有矢量數(shù)據(jù)模型、柵格數(shù)據(jù)模型和矢量--柵格一體化數(shù)據(jù)模型空間邏輯數(shù)據(jù)模型—將上層確定的信息內(nèi)容（空間實體和空間關(guān)系）表達成數(shù)據(jù)項、記錄等之間的關(guān)系，層次模型、網(wǎng)絡(luò)模型、關(guān)系模型、對象模型等。物理數(shù)據(jù)模型-----如何在計算機上實現(xiàn)的細節(jié)（空間數(shù)據(jù)的物理組織、存儲、索引等）

空間認知的三層模型

現(xiàn)實空間世界外模式1外模式2外模式3空間概念數(shù)據(jù)模型空間邏輯數(shù)據(jù)模型物理數(shù)據(jù)模型2.2空間實體描述空間實體是空間數(shù)據(jù)中不可再分的最小單元現(xiàn)象。基本的空間實體有點、線、面、體。點實體線實體面實體體實體

2.2空間實體描述

數(shù)據(jù)模型的基本問題概念:空間數(shù)據(jù)模型是關(guān)于現(xiàn)實世界中空間實體及其相互間聯(lián)系的概念，它為描述空間數(shù)據(jù)的組織和設(shè)計空間數(shù)據(jù)庫模式提供著基本方法。類型:基于對象（要素）（Feature）的模型網(wǎng)絡(luò)（Network）模型場（Field）模型。場模型把地理空間的事務(wù)和現(xiàn)象作為連續(xù)的變量來看待。適合模擬具有一定空間內(nèi)連續(xù)分布特點的現(xiàn)象。1.場的特征空間結(jié)構(gòu)特征和屬性域連續(xù)的、可微的、離散的各向同性和各向異性空間自相關(guān)2.柵格數(shù)據(jù)模型柵格數(shù)據(jù)模型是基于連續(xù)鋪蓋的，它是用二維鋪蓋或劃分覆蓋整個連續(xù)空間；鋪蓋可以分為規(guī)則的和不規(guī)則的，后者可當(dāng)做拓撲多邊形處理要素模型要素模型矢量數(shù)據(jù)模型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型網(wǎng)絡(luò)模型

網(wǎng)狀模型將數(shù)據(jù)組織成有向圖結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)中結(jié)點代表數(shù)據(jù)記錄，連線描述不同結(jié)點數(shù)據(jù)間的關(guān)系。有向圖（Digraph）的形式化定義為：

Digraph=(Vertex,{Relation})

其中Vertex為圖中數(shù)據(jù)元素（頂點）的有限非空集合；Relation是兩個頂點（Vertex）之間的關(guān)系的集合?？臻g對象（實體）類型空間對象一般按地形維數(shù)進行歸類劃分點：零維線：一維面：二維體：三維時間：通常以第四維表達，但目前GIS還很難處理時間屬性?？臻g對象的維數(shù)與比例尺是相關(guān)的(x1,y1)Nodevertex點實體

有位置，無寬度和長度；抽象的點0dimension,location:anode,vertex,or0-cell.apointorasetofseparatepoints.Neitherlengthnorbreadthanddepthindicatespatialoccurrencesoreventsandtheirspatialpattern美國佛羅里達洲地震監(jiān)測站2002年9月該洲可能的500個地震位置線實體

有長度，但無寬度和高度用來描述線狀實體，通常在網(wǎng)絡(luò)分析中使用較多度量實體距離Alinehaslength,butnotbreadthanddepthUsedtorepresentlinearentitiesthatarefrequentlybuilttogetherintonetworksAlsousedtomeasuredistancebetweenspatialobjects.香港城市道路網(wǎng)分布AreaAnareaobjecthastwodimension,lengthandbreadth,butnotdepthRepresentsareaofnaturalorartificialobjectsArea:Polygon,face,zone,3-cellTimberstands,landparcels,waterbodies..面實體

具有長和寬的目標(biāo)通常用來表示自然或人工的封閉多邊形一般分為連續(xù)面和不連續(xù)面中國土地利用分布圖（不連續(xù)面）空間對象：面（續(xù)）連續(xù)變化曲面：如地形起伏，整個曲面在空間上曲率變化連續(xù)。不連續(xù)變化曲面，如土壤、森林、草原、土地利用等，屬性變化發(fā)生在邊界上，面的內(nèi)部是同質(zhì)的?？臻g對象：體有長、寬、高的目標(biāo)通常用來表示人工或自然的三維目標(biāo)，如建筑、礦體等三維目標(biāo)Avolumeobjecthaslength,breadthanddepthUsedtopresente.g.minebodiesandbuildingsorartificialobjects校園建筑SpatialdatainrealworldCharactersofspatialdata:Attribute,Position,Time屬性、位置、時間Typeofspatialdata:Attributedata;Geometrydata;RelativedataMap地圖torepresenttherealworldPoint:（x，y）;attribute:mapsymbolLine:(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn);attribute:symbolwithshape,color,sizeArea:(x1,y1),(x2,y2),…,(xi,yi),…,(xn,yn);attribute:symbol,isoline空間對象的描述要素編碼Code:區(qū)別不同的實體，包括分類碼和識別碼。分類碼表識空間對象的類別，而識別碼對每個空間對象進行表識，是唯一的。位置Position

：坐標(biāo)形式給出空間對象的空間位置,用坐標(biāo)

(x,y)or(λ,φ)類型Type

：空間對象所屬的實體類型，或有那些實體組成。點、線、面、體等表示行為Behavior

：空間對象所具備的行為和功能屬性Attribute

：空間對象所對應(yīng)的非幾何信息說明Remark

：實體數(shù)據(jù)來源、精度等關(guān)系Relationship

：與其他實體之間的關(guān)系空間對象編碼CodingofspatialobjectsAttributeProcess:classificationgradecodingClassificationDefinition:gatherspatialobjectswithsameattributePrinciple:scientific,systematic,extensible,practicalabilities,compatibilityMethod:classificationaccordingtolineorarea編碼對象：屬性數(shù)據(jù)編碼方法：層次分類編碼多源分類編碼編碼標(biāo)準化空間對象的層次分類編碼分類對象的從屬和層次關(guān)系有明確的分類對象類別和嚴格的隸屬關(guān)系高壓711電線架715管線:7地下電力線與電纜72電力線71地下檢修井74管線73低壓712電桿713電塔714不依比例7142依比例7141空間對象的多源分類編碼按空間對象不同特性進行分類并進編碼代碼之間沒有隸屬關(guān)系，反映對象特性具有較大的信息量，有利于空間分析河流特性分類與編碼通航情況通航：1不通航：2常年河：1時令河：2消失河：3<1km：1<2km：2<5km：3<10km：4>10km：5流水季節(jié)河流寬度河流長度河流深度5~10m：110~20m：220~30m：330~60m：460~120m：5120~300m：6300~500m：7>500m：8<1m：11~2m：22~5m：35~20m：420~50m：5>50m：62.3空間相關(guān)數(shù)據(jù)的特征屬性特征：描述空間對象的特性，即是什么，如對象的類別、等級、名稱、數(shù)量等。空間特征：描述空間對象的地理位置以及相互關(guān)系，又稱幾何特征和拓撲特征，前者用經(jīng)緯度、坐標(biāo)表示，后者如交通學(xué)院與電力學(xué)院相鄰等。時間特征：描述空間對象隨時間的變化空間相關(guān)數(shù)據(jù)的類型屬性數(shù)據(jù)：描述空間對象屬性特征的數(shù)據(jù)，又稱非幾何數(shù)據(jù)，如類型、名稱、性質(zhì)等，一般通過代碼給予表達幾何數(shù)據(jù)：描述空間對象空間特征的數(shù)據(jù)，也稱位置數(shù)據(jù)、定位數(shù)據(jù)，一般用經(jīng)緯度、坐標(biāo)表達關(guān)系數(shù)據(jù)：描述空間對象的空間關(guān)系的數(shù)據(jù)，如鄰接、包含、關(guān)聯(lián)等，一般通過拓撲關(guān)系表達?？臻g數(shù)據(jù)的特點Spatiallyrelated空間相關(guān)Canbeassignedcoordinatesoranyspatialreference.Onthesurfaceoftheearth.Involveslocationandorganization.Scale比例尺Canbefromgeneraltospecific.Simpletocomplex.Asatellitecangenerateoneterabyte(1012bytes)ofinformationperday.Dynamics動態(tài)性Spatialdynamics(variationsinspace).空間變化Temporaldynamics(variationsintime).時間變化CoordinatesystemScaleTime1Time2空間數(shù)據(jù)的三個側(cè)面空間特征：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，例如笛卡爾坐標(biāo)等。屬性特征：表示實際現(xiàn)象或特征，例如變量、級別、數(shù)量特征和名稱等等。時間特征：指現(xiàn)象或物體隨時間的變化，其變化的周期有超短期的、短期的、中期的、長期的等等。三個側(cè)面空間特征是GIS區(qū)別于其它的軟件的根本特征是由于地物或現(xiàn)象的空間分布所帶來通常是通過特定空間參照系下的坐標(biāo)直接表達基于坐標(biāo)的派生數(shù)據(jù)定量的度量信息：面積、周長、質(zhì)心、距離等定性的空間關(guān)系：拓撲關(guān)系、方位關(guān)系時間特征空間數(shù)據(jù)涉及時間特征的幾個方面地物的生命周期（產(chǎn)生、消亡）地物的移動（移動點）屬性的時效性相關(guān)的問題時間關(guān)系時空關(guān)系時態(tài)GIS數(shù)據(jù)模型是其關(guān)鍵（時空立方體模型等）專題屬性特征地物所固有的，不是由于地物空間分布所帶來的特征如某地的年降雨量、土地酸緘類型、人口密度、交通流量、空氣污染程度等。這類特征在其它類型的信息系統(tǒng)中均可存儲和處理專題屬性特征通常以數(shù)字、符號、文本和圖像等形式來表示空間對象（實體）的地圖表達點：位置：（x，y）屬性：符號線：位置：(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn)

屬性：符號—形狀、顏色、尺寸面：位置：(x1,y1),(x2,y2),…,(xi,yi),…,(xn,yn)

屬性：符號變化等值線

空間對象（實體）的遙感影像表達遙感傳感器平臺傳感器空間現(xiàn)象及其描述現(xiàn)實世界空間數(shù)據(jù)地圖遙感影像特征關(guān)系行為觀察選擇抽象綜合測量：位置編碼：屬性建立關(guān)系：表達空間關(guān)系RelationshipofspatialobjectsUsedtodescribetheinter-relationofobjectsMethod:Absoluterelation:coordinate,angle,direction,distanceRelativelyrelation:adjacent,enclosed,conjunctionTopologicalrelation拓撲關(guān)系

Orderrelation排序關(guān)系Measuringrelation度量關(guān)系空間對象的空間關(guān)系表達描述空間對象之間的空間相互作用關(guān)系方法

絕對關(guān)系:坐標(biāo)、角度、方位、距離等；相對關(guān)系：相鄰、包含、關(guān)聯(lián)等相對關(guān)系類型拓撲空間關(guān)系：描述空間對象的相鄰、包含等順序空間關(guān)系：描述空間對象在空間上的排列次序，如前后、左右、東、西、南、北等。度量空間關(guān)系：描述空間對象之間的距離等。地圖、遙感影象上的空間關(guān)系是通過圖形識別的，在GIS中的空間關(guān)系則必須顯式的進行定義和表達。空間關(guān)系的描述多種多樣，目前尚未有具體的標(biāo)準和固定的格式，但基本原理一致。不同的GIS可能采用不同的方法進行描述Topologyisoneofthenewestbranchesofmathematics.Asimplewaytodescribetopologyisasa‘rubbersheetgeometry’-topologistsstudythosepropertiesofshapesthatremainthesamewhentheshapesarestretchedorcompressed.空間對象的拓撲空間關(guān)系基于點集拓撲理論拓撲元素：點：孤立點、線的端點、面的首尾點、鏈的連接點線：兩結(jié)點之間的有序弧段，包括鏈、弧段和線段面：若干弧段組成的多邊形基本拓撲關(guān)系關(guān)聯(lián)：不同拓撲元素之間的關(guān)系鄰接：相同拓撲元素之間的關(guān)系包含：面與其他元素之間的關(guān)系層次：相同拓撲元素之間的層次關(guān)系拓撲元素量之間的關(guān)系：歐拉公式點、線、面之間的拓撲關(guān)系起點終點中間點弧段1弧段3弧段2弧段4點:面:弧:拓撲關(guān)系鄰接相交重合相離包含點—點點—線點—面線—面面—面線—線空間對象:自相關(guān)特征空間對象在屬性上存在相關(guān)性，兩空間對象越接近，其值也越接近，反之亦然。相關(guān)類型負相關(guān)：位置越接近，屬性值相差越遠正相關(guān)：位置越接近，特征也越接近不相關(guān)：屬性與空間位置無關(guān)。空間數(shù)據(jù)操作的謂詞描述(1)基本符號先定義空間數(shù)據(jù)操作中的一些記號。SDT空間數(shù)據(jù)類型；ZS大小為零（zerosize）空間數(shù)據(jù)類型，例如點；NZS大小非零（non-zerosize）的空間數(shù)據(jù)類型，例如線、區(qū)域等；ADT原子（atomic）空間數(shù)據(jù)類型例如點、線、區(qū)域；CDT集合型（collection）空間數(shù)據(jù)類型，例如網(wǎng)絡(luò)、劃分等。

PT點；LN線；RG區(qū)域；PTN劃分；NTW網(wǎng)絡(luò)。（2）基于拓撲的描述兩個同類型空間數(shù)據(jù)是否相等（=或≠）；PT×PT→Bool；LN×LN→Bool；RG×RG→Bool空間數(shù)據(jù)SDT是否在區(qū)域RG中（INSERT）：SDT×RG→Bool兩個大小非零的空間數(shù)據(jù)是否相交（INTERSECTS）：NZS×NSZ→Bool兩個區(qū)域是否鄰接（IS－NEIGHBOR—OF）：RG×RG→Bool（3）基于集合運算的描述相交（Intersection）：兩條線相交為點的集合，LN×LN→２PT；線與區(qū)域相交為線的集合，LN×RG→２LN；區(qū)域與區(qū)域相交為區(qū)域的集合，RG×RG→２RG重疊（OVERLAP）：PTN×PTN→２FG中心點（CENTER）：NZS→PT(4)基于度量的描述兩點間距離（DIST）：PT×PT→NUMDIST兩空間圖形間的最大、最小距離（MAXDIST，MINDIST）：SDT×SDT→NUMMAXDIST或MINDIST多點的直徑（DIAMETER）：PT→NUM

DIAMETER線的長度（LENGTH）：LN→NUMLENGTH區(qū)域的周長（PERIMETER）或面積（AREA）：RG→NUMPERIMETER或AREA空間關(guān)系的集合描述與判斷在空間數(shù)據(jù)庫中把空間對象用點、矩形等簡單、規(guī)則的圖形表示，只討論這些規(guī)則幾何圖形的空間關(guān)系，并把規(guī)則的幾何圖形看做空間中標(biāo)準的“點集合”，用這些標(biāo)準集合間關(guān)系的描述表示空間數(shù)據(jù)操作的集合。(1)一維空間中兩個線段的關(guān)系一維空間中兩個線段的7種可能的關(guān)系，分別用記號“=、[、%、]、/、|、<”表示如圖所示，其中，（1）~（5）是相交關(guān)系，（6）（7）是非相交關(guān)系。二維空間中邊平行于坐標(biāo)軸矩形間的關(guān)系設(shè)A、B為這種矩形，其左下角坐標(biāo)和右上角坐標(biāo)分別為{（x1A，y1A），（x2A，y2A）}和{（x1B，y1B），（x2B，y2B）}。如果A和B在x軸和y軸上的投影分別相交，則A、B相交。因此，A，B相交的條件可以表示為[max{x1A，x1B}<min{x2A，x2B}]和[max{y1A，y1B}<min{y2A，y2B}]（A）高度空間負向相關(guān)；（B）無規(guī)律分布；（C）空間獨立；（D）空間聚類現(xiàn)象；（E）高度正向相關(guān)數(shù)據(jù)的測量尺度(1/2)命名(Nominal)量定性而非定量，不能進行任何算術(shù)運算，如一個城市的名字次序(Ordinal)量線性坐標(biāo)上不按值的大小，而是按順序排列的數(shù)，例如，事故發(fā)生危險程度的級別由大到小被標(biāo)為1，2，3，…間隔(Interval)量不參照某個固定點，而是按間隔表示相對位置的數(shù)。按間隔量測的值相互之間可以比較大小，并且它們之間的差值大小是有意義的比率(Ratio)量比率測量尺度的測量值指那些有真零值而且測量單位的間隔是相等的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的測量尺度(2/2)GIS數(shù)據(jù)測量尺度示例PointLineAreaQuantitativeOrdinalQualitative51015Eachdotrepresents500personsProportionalsymbolsLargeMediumSmallQTownAirportFlowContour304050HighwayRoadStreetRoadBoundaryRiver10020PopulationdensityHighimpactLowimpactSwampDesertForrest2.4空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)即指數(shù)據(jù)組織的形式，是適合于計算機存儲、管理和處理的數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)。對空間數(shù)據(jù)則是地理實體的空間排列方式和相互關(guān)系的抽象描述。在地理系統(tǒng)中描述地理要素和地理現(xiàn)象的空間數(shù)據(jù)，主要包括空間位置、拓樸關(guān)系和屬性三個方面的內(nèi)容?？臻g數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)網(wǎng)格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(顯式表示

)柵格結(jié)構(gòu)式最簡單、最直觀的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，RASTER,GRIDCELL,PIXEL，將聯(lián)系空間離散化，將地理區(qū)域的平面表象按一定分解力作行和列的規(guī)則劃分矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(隱式表示

)矢量結(jié)構(gòu)和柵格結(jié)構(gòu)

顯式描述顯式表示：就是柵格中的一系列像元(點)，為使計算機認識這些像元描述的是某一物體而不是其它物體。注：“c”不一定用c的形式，而可以用顏色、符號、數(shù)字、灰度值來顯示。則得到椅子的簡單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為：

椅子的屬性——符號／顏色——像元x隱式表示隱式表示：由一系列定義了始點和終點的線及某種連接關(guān)系來描述，線的始點和終點坐標(biāo)定義為一條表示椅子形式的矢量，線之間的指示字，告訴計算機怎樣把這些矢量連接在一起形成椅子，隱式表示的數(shù)據(jù)為：

椅子的屬性——一系列矢量——連接關(guān)系

2.5矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理實體是指含義完整的物體，而地圖數(shù)據(jù)庫中所處理的獨立邏輯單元是目標(biāo)(edge≈object)。采用邊(目標(biāo))作為地圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本單元有如下優(yōu)點：1．將多種對象(要素)的地理實體抽象概括為一類對象——邊，便于存貯管理。2．基于圖論的抽象表示，體現(xiàn)地理分布的空間聯(lián)系，易于導(dǎo)出多種關(guān)系信息。3．能減少冗余存貯，屬于同一條邊(幾何位置重合)具有多種屬性的要素只須存貯一次?；虮苊鈹?shù)據(jù)冗余。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是通過記錄坐標(biāo)的方式，盡可能地將點、線、面地理實體表現(xiàn)得精確無誤。其坐標(biāo)空間假定為連續(xù)空間，不必象柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)那樣進行量化處理。因此矢量數(shù)據(jù)能更精確地定義位置、長度和大小。

除數(shù)學(xué)上的精確坐標(biāo)假設(shè)外，矢量數(shù)據(jù)存儲是以隱式關(guān)系以最小的存儲空間存儲復(fù)雜的數(shù)據(jù)。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編碼的基本內(nèi)容

矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通過記錄空間對象的坐標(biāo)及空間關(guān)系來表達空間對象的位置。點：空間的一個坐標(biāo)點；線：多個點組成的弧段；面：多個弧段組成的封閉多邊形；矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：通過記錄坐標(biāo)的方式盡可能精確地表示點、線、多邊形等地理實體，坐標(biāo)空間設(shè)為連續(xù)，允許任意位置、長度和面積的精確定義。在一般情況下，其精度比柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)高得多。其精度僅受數(shù)字化設(shè)備的精度和數(shù)值記錄字長的限制。矢量結(jié)構(gòu)允許最復(fù)雜的數(shù)據(jù)以最小的數(shù)據(jù)冗余進行存儲，相對柵格結(jié)構(gòu)來說，數(shù)據(jù)精度高，所占空間小，是高效的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)I．矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本概念幾何體的類型I．矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本概念矢量數(shù)據(jù)的類型Buildings.PolygonStreams,LineWells,PointRoads,LineZoning, PolygonMAPSHEETS矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特點1定位明顯：其定位是根據(jù)坐標(biāo)直接存儲的，無需任何推算2屬性隱含：屬性則一般存于文件頭或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中某些特定的位置上矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖形運算的算法總體上比柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多，在疊加運算、鄰域搜索等操作時比較困難，有些甚至難以實現(xiàn)，但其也有便利和獨到之處，在計算長度、面積、形狀和圖形編輯、幾何變換操作中，矢量結(jié)構(gòu)有很高的效率和精度。矢量數(shù)據(jù)編碼編碼方法：點實體線實體多邊形坐標(biāo)序列法

樹狀索引編碼法

拓撲結(jié)構(gòu)編碼法

(X,Y)(X2,Y2)(X3,Y3)(X4,Y4)(X5,Y5)LinePoint(X5,Y5)(X,Y)(X2,Y2)(X4,Y4)(X3,Y3)Polygon(X,Y)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編碼的基本內(nèi)容

標(biāo)識碼屬性碼空間對象編碼唯一連接空間和屬性數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫獨立編碼點:(x,y)線:(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn)面:(x1,y1

),(x2,y2

),…,(x1,y1

)點位字典點:點號文件線:點號串面:點號串點號XY1112223344………n5566存儲方法點實體，線實體點實體：點是空間上不能再分的地理實體，可以是具體的或抽象的，如地物點、文本位置點或線段網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點等，由一對x、y坐標(biāo)表示。對于點實體，矢量結(jié)構(gòu)中只記錄其在特定坐標(biāo)系下的坐標(biāo)和屬性代碼線實體 對于線實體，在數(shù)字化時即進行量化，就是用一系列足夠短的直線首尾相接表示一條曲線，當(dāng)曲線被分割成多而短的線段后，這些小線段可以近似地看成直線段，而這條曲線也可以足夠精確地由這些小直線段序列表示，矢量結(jié)構(gòu)中只記錄這些小線段的端點坐標(biāo)，將曲線表示為一個坐標(biāo)序列，坐標(biāo)之間認為是以直線段相連，在一定精度范圍內(nèi)可以逼真地表示各種形狀的線狀地物點實體線實體唯一標(biāo)識碼是系統(tǒng)排列序號；線標(biāo)識碼可以標(biāo)識線的類型；起始點和終止點號可直接用坐標(biāo)表示；顯示信息是顯示時的文本或符號等；與線相聯(lián)系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。多邊形實體面實體多邊形實體編碼“多邊形”在地理信息系統(tǒng)中是指一個任意形狀、邊界完全閉合的空間區(qū)域。其邊界將整個空間劃分為外部和內(nèi)部。 多邊形數(shù)據(jù)是描述地理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。坐標(biāo)序列法（Spaghetti方式）

樹狀索引編碼法

拓撲結(jié)構(gòu)編碼法

多邊形實體多邊形矢量編碼不但要表示位置和屬性，更為重要的是要能表達區(qū)域的拓撲性質(zhì)，如形狀、鄰域和層次等，以便使這些基本的空間單元可以作為專題圖資料進行顯示和操作，由于要表達的信息十分豐富，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。多邊形矢量編碼除有存儲效率的要求外，一般還要求所表示的各多邊形有各自獨立的形狀，可以計算各自的周長和面積等幾何指標(biāo)；各多邊形拓撲關(guān)系的記錄方式要一致，以便進行空間分析；要明確表示區(qū)域的層次，如島-湖-島的關(guān)系等。因此，它與機助制圖系統(tǒng)僅為顯示和制圖目的而設(shè)計的編碼有很大不同。簡單的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)—面條結(jié)構(gòu)（實體式）只記錄空間對象的位置坐標(biāo)和屬性信息，不記錄拓撲關(guān)系。存儲：獨立存儲：空間對象位置直接跟隨空間對象；點位字典：點坐標(biāo)獨立存儲，線、面由點號組成特征無拓撲關(guān)系，主要用于顯示、輸出及一般查詢公共邊重復(fù)存儲，存在數(shù)據(jù)冗余，難以保證數(shù)據(jù)獨立性和一致性多邊形分解和合并不易進行，鄰域處理較復(fù)雜；處理嵌套多邊形比較麻煩適用范圍：制圖及一般查詢，不適合復(fù)雜的空間分析簡單的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)—面條結(jié)構(gòu)（實體式）多邊形

數(shù)據(jù)項

A(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),(x4,y4),(x5,y5),(x6,y6),(x7,y7),(x8,y8),(x9,y9),(x1,y1)

B

(x1,y1),(x9,y9),(x8,y8),(x17,y17),(x16,y16),(x15,y15),(x14,y14),(x13,y13),(x12,y12),(x11,y11),(x10,y10),(x1,y1)

C(x24,y24),(x25,y25),(x26,y26),(x27,y27),(x28,y28),(x29,y29),(x30,y30),(x31,y31),(x24,y24) D(x19,y19),(x20,y20),(x21,y21),(x22,y22),(x23,y23),(x15,y15),(x16,y16),(x19,y19)

E(x5,y5),(x18,y18),(x19,y19),(x16,y16),(x17,y17),(x8,y8),(x7,y7),(x6,y6),(x5,y5)索引式線與多邊形之間的樹狀索引

點與多邊形之間的樹狀索引

雙重獨立式DIME(DuallndependentMapEncoding)線號左多邊形右多邊形起點終點aOA18bOA21cOB32dOB43eOB54fOC65gOC76hOC87iCA89jCB95kCD1210lCD1112mCD1011nBA92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

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。

弧段文件弧段號 起始點 終結(jié)點 左多邊形 右多邊形 a 5 1 O Ab 8 5 E Ac 16 8 E Bd 19 5 O Ee 15 19 O Df 15 16 D Bg 1 15 O Bh 8 1 A Bi 16 19 D Ej 31 31 B C 弧段坐標(biāo)文件弧段號 點號 a 5,4,3,2,1 b 8,7,6,5 c 16,17,8 d 19,18,5 e 15,23,22,21,20,19 f 15,16, g 1,10,11,12,13,14,15 h 8,9,1 i 16,19 j 31,30,29,28,27,26,25,24,31

鏈狀雙重獨立式多邊形文件多邊形號弧段號周長面積中心點坐標(biāo) A h,b,a B g,f,c,h,-j C j D e,i,f E e,i,d,b

矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的屬性數(shù)據(jù)表達屬性特征類型類別特征：是什么說明信息：同類目標(biāo)的不同特征屬性特征表達類別特征：類型編碼說明信息：屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和表格屬性表的內(nèi)容取決于用戶圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的連接通過目標(biāo)識別符或內(nèi)部記錄號實現(xiàn)。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的屬性數(shù)據(jù)表達點狀對象目標(biāo)標(biāo)識目標(biāo)標(biāo)識地物編碼坐標(biāo)關(guān)聯(lián)的線目標(biāo)精度控制點等級測量單位測量年限線狀對象目標(biāo)標(biāo)識目標(biāo)標(biāo)識地物編碼坐標(biāo)串起點、終點、左面、右面路面材料等級修建時間寬度管養(yǎng)單位…………面狀對象目標(biāo)標(biāo)識目標(biāo)標(biāo)識地物編碼邊界目標(biāo)號建筑日期所有者建筑面積建筑單位結(jié)構(gòu)……空間對象地物編碼地物名稱制圖顏色幾何類型制圖符號編碼屬性表明地物類型特征與制圖屬性矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點用離散的點描述空間對象與特征，定位明顯，屬性隱含用拓撲關(guān)系描述空間對象之間的關(guān)系面向目標(biāo)操作，精度高，數(shù)據(jù)冗余度小與遙感等圖象數(shù)據(jù)難以結(jié)合輸出圖形質(zhì)量號，精度高2.6柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

柵格數(shù)據(jù):柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實際就是像元陣列，每個像元由行列確定它的位置。由于柵格結(jié)構(gòu)是按一定的規(guī)則排列的，所表示的實體位置很容易隱含在網(wǎng)絡(luò)文件的存儲結(jié)構(gòu)中，且行列坐標(biāo)可以很容易地轉(zhuǎn)為其它坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。在網(wǎng)絡(luò)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。

柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是像元陣列，每個像元的行列號確定位置，用像元值表示空間對象的類型、等級等特征。每個柵格單元只能存在一個值。（a）三角形（b）菱形（c)六邊形點線面對于柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)點：為一個像元線：在一定方向上連接成串的相鄰像元集合。面：聚集在一起的相鄰像元集合。柵格結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的來源目讀法手扶跟蹤數(shù)字化掃描數(shù)字化分類影像輸入柵格數(shù)據(jù)取值CellvalueEachcellinarastercarriesavalue.cellvalues,eitherintegerfloating-pointraster.Rastercanbedifferenttypesoftesselations格網(wǎng)commonraster:squares,calledgridcellsgridcells:pixelsSquares

Triangles

HexagonsRegulartesselations柵格大小cellsizeThecellsizedeterminestheresolutionoftherasterdatamodel分辨率.Acellsizeof10metersmeansthateachcellmeasures100squaremeters.(10X10meters)Alargecellsizecannotrepresentthepreciselocationofspatialfeatures.Rasterbands柵格層次Arastermayhaveasinglebandormultiplebands.Eachcellinamultibandrasterisassociatedwithmorethanonecellvalue.Anexampleofmultibandrasterisasatelliteimage,whichmayhavefive,seven,ormorebandsateachcelllocation.Eachcellinasingle-bandrasterhasonlyonecellvalue.spatialreference空間相關(guān)的信息RasterdatamusthavethespatialreferenceinformationsothattheycanalignspatiallywithotherdatasetsinaGIS.Arasterthathasbeenprocessedtomatchaprojectedcoordinatesystemisoftencalledageoreferencedraster.柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：坐標(biāo)系與描述參數(shù)Y：列X：行西南角格網(wǎng)坐標(biāo)（XWS，YWS）格網(wǎng)分辨率柵格數(shù)據(jù)單元值確定CAB百分比法面積占優(yōu)重要性中心點法A連續(xù)分布地理要素C具有特殊意義的較小地物A分類較細、地物斑塊較小AB為了逼近原始數(shù)據(jù)精度，除了采用這幾種取值方法外，還可以采用縮小單個柵格單元的面積，增加?xùn)鸥駟卧倲?shù)的方法RasterdatastructureRasterdatastructurereferstothestorageofrasterdatasothattheycanbeusedandprocessedbythecomputer.Threecommonstructures:cell-by-cellencoding,run-lengthencoding,andquadtree.柵格數(shù)據(jù)編碼方法分為兩大類：直接?xùn)鸥窬幋a壓縮編碼方法鏈碼

游程長度編碼

塊碼

四叉樹1Cell-by-cellEncoding直接編碼將柵格數(shù)據(jù)看作一個數(shù)據(jù)矩陣，逐行（或逐列）逐個記錄代碼Arasterisstoredasamatrix,anditscellvaluesarewrittenontoafilebyrowandcolumn.5,5A,A,B,B,BA,C,C,C,AD,C,C,A,AD,D,C,A,AD,D,A,A,A鏈碼（ChainCodes）鏈式編碼又稱為弗里曼鏈碼（Freeman，1961）或邊界鏈碼。該編碼方法將數(shù)據(jù)表示為由某一原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＝1，南＝2，西南＝3，西＝4，西北＝5，北＝6，東北＝7等八個基本方向。鏈碼（ChainCodes）例如，確定原點為像元（10，1），則某個多邊形邊界按順時針方向的鏈式編碼為：10，1，7，0，1，0，7，1，7，0，0，2，3，2，2，1，0，7，0，0，0，0，2，4，3，4，4，3，4，4，5，4，5，4，5，4，5，4，6，6。其中前兩個數(shù)字10和1表示起點為第十行第一列，從第三個數(shù)字開始每個數(shù)字表示單位矢量的方向，八個方向以0—7的整數(shù)代表。2Run-lengthEncoding游程長度編碼Run-lengthEncodingrecordsthecellvaluesbyrowandbygroup.Agroupreferstoadjacentcellswiththesamecellvalues.NoteverycellisstoredEachcomponentstoresavalueandacountofcellswiththatvalue1row:(2,A),(3,B)2row:(1,A),(3,C),(1,A)3row:(1,D),(2,C),(2,A)4row:(2,D),(2,C),(2,A)5row:(2,D),(3,A游程長度編碼對于一幅柵格圖像，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。其實現(xiàn)方法有兩種一種編碼方案是，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的代碼重復(fù)的個數(shù)，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的壓縮。

另一種游程長度編碼方案就是逐個記錄各行（或列）代碼發(fā)生變化的位置和相應(yīng)代碼游程長度編碼示例按第一種編碼方法，此數(shù)據(jù)游程長度編碼：（0，1），（4，2），（7，5）；（4，5），（7，3）；（4，4），（8，2），（7，2）；（0，2），（4，1），（8，3），（7，2）；（0，2），（8，4），（7，1），（8，1）；(0，3)，(8，5)；(0，4)，(8，4)；(0，5)，(8，3)。用44個整數(shù)表達了原始數(shù)據(jù)中的64個柵格。游程長度編碼示例按第二種編碼方法，此數(shù)據(jù)游程長度編碼（沿列方向）：（1，0），（2，4），（4，0），（1，4），（4，0）；（1，4），（5，8），（6，0）；（1，7），（2，4），（4，8），（7，0）；（1，7），（2，4），（3，8），（8，0）；（1，7），（3，8）；（1，7），（6，8）；（1，7），（5，8）。

游程長度編碼優(yōu)缺點優(yōu)點壓縮效率較高，且易于進行檢索，疊加合并等操作，運算簡單，適用于機器存儲容量小，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

缺點對于圖斑破碎，屬性和邊界多變的數(shù)據(jù)壓縮效率較低，甚至壓縮后的數(shù)據(jù)量比原始數(shù)據(jù)還大。塊碼（ChainCodes）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，再加上記錄單位的代碼組成。塊碼編碼示例其塊碼編碼為：(1,1,1,0),(1,2,2,4),(1,4,1,7),(1,5,1,7),(1,6,2,7),(1,8,1,7),(2,1,1,4),(2,4,1,4),(2,5,1,4),(2,8,1,7),(3,1,1,4),(3,2,1,4),(3,3,1,4),(3,4,1,4),(3,5,2,8),(3,7,2,7),(4,1,2,0),(4,3,1,4),(4,4,1,8),(5,3,1,8),(5,4,2,8),(5,6,1,8),(5,7,1,7),(5,8,1,8),(6,1,3,0),(6,6,3,8),(7,4,1,0),(7,5,1,8),(8,4,1,0),(8,5,1,0)。Quadtree四叉樹編碼Quadtreeusesrecursivedecompositiontodividearasterintoahierarchyofquadrants.節(jié)點是異質(zhì)四分體nodeisaquadrantthatisheterogeneous樹葉是通知同質(zhì)四分體leafisaquadrantthatishomogeneous四分體按照其位置和等級設(shè)置ID號quadrantsareassignedanIDnumberaccordingtotheirpositionandlevel樹杈結(jié)點葉子結(jié)點1234567812345678MMRMMMMMMMRRMRMMMRRRRRRMMRRRRRRMMRRRRRRMMRRRRRRMMMRRRRRMMMMRRMMM四叉樹編碼示例

其中最上面的結(jié)點叫根結(jié)點，它對應(yīng)整個圖形。此樹共有4層結(jié)點，每個結(jié)點對應(yīng)一個象限，如第2層4個結(jié)點分別對應(yīng)于整個圖形的四個象限，排列次序依次為南西（SW）、南東（SE）、北西（NW）和北東（NE），不能再分的結(jié)點稱為終止結(jié)點（又稱葉子結(jié)點），可能落在不同的層上，該結(jié)點代表的子象限具有單一的代碼，所有終止結(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，共有40個葉子結(jié)點，也就是原圖被劃分為40個大小不等的方形子區(qū)（最下面的一排數(shù)字表示各子區(qū)的代碼）。四叉樹編碼示例四叉樹編碼的優(yōu)缺點優(yōu)點：四叉樹編碼具有可變的分辨率，樹的深度隨數(shù)據(jù)的破碎程度而變化，并且有區(qū)域性質(zhì)，壓縮數(shù)據(jù)靈活，許多數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)換運算可以在編碼數(shù)據(jù)上直接實現(xiàn)，大大地提高了運算效率，并支持拓撲“洞”（嵌套多邊形）的表達，是優(yōu)秀的柵格壓縮編碼之一。缺點：其最大不足是其不穩(wěn)定性，即同樣的原始數(shù)據(jù)應(yīng)用不同的算法進行編碼可能會得到不同的編碼結(jié)果。不利于數(shù)據(jù)分析。柵格數(shù)據(jù)壓縮存儲的編碼方法AAAAARAAARAAARAARAAAAAAAAAGGAAGGGGGGGAGGGAGGAAAAAARAAAARAAARRAAA143258761234567801234567起點行列號，單位矢量R:(1,5),3,2,2,3,3,2,3鏈式編碼游程長度編碼逐行編碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):行號,屬性,重復(fù)次數(shù)1,A,4,R,1,A,4塊狀編碼正方形區(qū)域為記錄單元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):初始位置,半徑,屬性(1,1,3,A),(1,5,1,R),(1,6,2,A),…NESWNWSEGGGGAGGAAGAAA四叉樹編碼柵格數(shù)據(jù)組織柵格數(shù)據(jù)組織柵格數(shù)據(jù)文件像元1X坐標(biāo)Y坐標(biāo)層2屬性值層1屬性值…層n屬性值…像元2像元n柵格數(shù)據(jù)文件層1像元1層2…X,Y,屬性值像元2X,Y,屬性值……像元nX,Y,屬性值層n柵格數(shù)據(jù)文件層1多邊形1層2…屬性值像元1坐標(biāo)…多邊形N像元n坐標(biāo)層n柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特點離散的量化柵格值表示空間對象位置隱含,屬性明顯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單,易于遙感數(shù)據(jù)結(jié)合,但數(shù)據(jù)量大幾何和屬性偏差面向位置的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),難以建立空間對象之間的關(guān)系abc345abcac距離:7/4(5)面積:7(6)幾何偏差屬性偏差如以像元邊線計算則為7，以像元為單金大會則為4。三角形的面積為6個平方單位，而右圖中則為7個平方單位，這種誤差隨像元的增大而增加。

2.7兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的比較與轉(zhuǎn)換矢量數(shù)據(jù)優(yōu)點：表示地理數(shù)據(jù)的精度較高嚴密的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)量小完整的描述空間關(guān)系圖形輸出精確美觀圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的恢復(fù)、更新、綜合都能實現(xiàn)面向目標(biāo)，不僅能表達屬性，而且能方便的記錄每個目標(biāo)的具體屬性信息缺點：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜矢量疊置較為復(fù)雜數(shù)學(xué)模擬比較困難技術(shù)復(fù)雜，特別是軟硬件柵格數(shù)據(jù)優(yōu)點：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單空間數(shù)據(jù)的疊置和組合方便各類空間分析很易于進行數(shù)學(xué)模擬方便缺點：圖形數(shù)據(jù)量大用大像元減少數(shù)據(jù)量時，精度和信息量受損地圖輸出不美觀難以建立網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系投影變換比較費時數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)選擇原則要素還是位置？可獲取的數(shù)據(jù)定位要素的必要精度需要什么類型的要素需要什么類型的拓撲關(guān)聯(lián)所需空間分析類型生產(chǎn)地圖類型2.8矢量數(shù)據(jù)向柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換點的變換