地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課件

第二章地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第一節(jié)地理空間及其表達(dá)第二節(jié)地理空間數(shù)據(jù)及其特征第三節(jié)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型第四節(jié)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的建立第一節(jié)地理空間及其表達(dá)地理空間的概念GIS中的概念常用“地理空間”(geo-spatial)來(lái)表述，一般包括地理空間定位框架及其所連接的空間對(duì)象；地理空間定位框架即大地測(cè)量控制，由平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)組成；GIS的任何空間數(shù)據(jù)都必須納入一個(gè)統(tǒng)一的空間參照系中，以實(shí)現(xiàn)不同來(lái)源數(shù)據(jù)的融合、連接與統(tǒng)一；目前，我國(guó)采用的大地坐標(biāo)系為1980年中國(guó)國(guó)家大地坐標(biāo)系，現(xiàn)在規(guī)定的高程起算基準(zhǔn)面為1985國(guó)家高程基準(zhǔn)?？臻g實(shí)體的表達(dá)在計(jì)算機(jī)中，現(xiàn)實(shí)世界是以各種數(shù)字和字符形式來(lái)表達(dá)和記錄的；對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的各類空間對(duì)象的表達(dá)有兩種方法，分別稱為矢量表示法（矢量數(shù)據(jù)模型）和柵格表示法（柵格數(shù)據(jù)模型）,如下圖。湖泊河道居民地流路空間特征是指空間對(duì)象的位置及與相鄰對(duì)象的空間關(guān)系或拓?fù)潢P(guān)系；屬性特征是指空間對(duì)象的專題屬性；時(shí)間特征是指空間對(duì)象隨著時(shí)間演變而引起的空間和屬性特征的變化。第二節(jié)地理空間數(shù)據(jù)及其特征空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)表示

指通過(guò)利用確定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)模型來(lái)表達(dá)空間對(duì)象的空間位置、拓?fù)潢P(guān)系和屬性信息。第二節(jié)地理空間數(shù)據(jù)及其特征第三節(jié)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是利用歐幾里得幾何學(xué)中的點(diǎn)、線、面及其組合體來(lái)表示地理實(shí)體空間分布的一種數(shù)據(jù)組織方式；矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分為簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（也稱面條數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）、拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和曲面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最重要的技術(shù)特征和貢獻(xiàn)是具有拓?fù)渚庉嫻δ?，包括多邊形連接編輯和結(jié)點(diǎn)連接編輯。第三節(jié)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型C4N4C8C6P3C7N6C10N3C3N1P1C2N2C1P2C5N5P4P5C9N7拓?fù)鋽?shù)據(jù)舉例柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)指將空間分割成各個(gè)規(guī)則的網(wǎng)格單元，然后在各個(gè)格網(wǎng)單元內(nèi)賦以空間對(duì)象相應(yīng)的屬性值的一種數(shù)據(jù)組織方式；柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分為柵格矩陣結(jié)構(gòu)、游程編碼結(jié)構(gòu)、四叉樹(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、八叉樹(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和十六叉樹(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。第三節(jié)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型第三節(jié)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型矢量結(jié)構(gòu)柵格結(jié)構(gòu)矢量與柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量與柵格一體化的基本概念；矢量與柵格一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。矢量與柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的比較優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1.便于面向現(xiàn)象(土壤類、土地利用單元等)；

2.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)緊湊、冗余度低；

3.有利于網(wǎng)絡(luò)分析；

4.圖形顯示質(zhì)量好、精度高。1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜；

2.軟件與硬件的技術(shù)要求比較高；

3.多邊形疊合等分析比較困難；

4.顯示與繪圖成本比較高。柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；

2.空間分析和地理現(xiàn)象的模擬均比較容易；

3.有利于與遙感數(shù)據(jù)的匹配應(yīng)用和分析；

4.輸出方法快速，成本比較低廉。1.圖形數(shù)據(jù)量大；

2.投影轉(zhuǎn)換比較困難；

3.柵格地圖的圖形質(zhì)量相對(duì)較低；

4.現(xiàn)象識(shí)別的效果不如矢量方法。系統(tǒng)功能與數(shù)據(jù)間的關(guān)系

(據(jù)JackDangermond等)信息層示意圖空間數(shù)據(jù)的編碼：是指將數(shù)據(jù)分類的結(jié)果，用一種易于被計(jì)算機(jī)和人識(shí)別的符號(hào)系統(tǒng)表示出來(lái)的過(guò)程，編碼的結(jié)果是形成代碼。代碼由數(shù)字或字符組成。例如，我國(guó)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的分類代碼由六位數(shù)字組成，其代碼結(jié)構(gòu)如下所示：

× × ×× × ×

大類碼小類碼一級(jí)代碼二級(jí)代碼識(shí)別位 大類碼、小類碼、一級(jí)代碼和二級(jí)代碼分別用數(shù)字順序排列。識(shí)別位由用戶自行定義，以便于擴(kuò)充。矢量數(shù)據(jù)的輸入與編輯矢量數(shù)據(jù)的輸入，是指將分類和編碼的空間對(duì)象圖形轉(zhuǎn)換為一系列x、y坐標(biāo)，然后按照確定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)加入到線段或標(biāo)示點(diǎn)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)文件中去；空間數(shù)據(jù)編輯的目的是為了消除數(shù)字化過(guò)程中引入的各類錯(cuò)誤和對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)潢P(guān)系檢查等而進(jìn)行的操作。柵格數(shù)據(jù)的輸入與編輯柵格數(shù)據(jù)的輸入方法包括透明格網(wǎng)采集輸入、掃描數(shù)字化輸入及其它數(shù)據(jù)傳輸或轉(zhuǎn)換輸入等；柵格