地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結構課件

第二章地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結構第一節(jié)地理空間及其表達第二節(jié)地理空間數(shù)據(jù)及其特征第三節(jié)空間數(shù)據(jù)結構的類型第四節(jié)空間數(shù)據(jù)結構的建立第一節(jié)地理空間及其表達地理空間的概念GIS中的概念常用“地理空間”(geo-spatial)來表述，一般包括地理空間定位框架及其所連接的空間對象；地理空間定位框架即大地測量控制，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)都必須納入一個統(tǒng)一的空間參照系中，以實現(xiàn)不同來源數(shù)據(jù)的融合、連接與統(tǒng)一；目前，我國采用的大地坐標系為1980年中國國家大地坐標系，現(xiàn)在規(guī)定的高程起算基準面為1985國家高程基準?？臻g實體的表達在計算機中，現(xiàn)實世界是以各種數(shù)字和字符形式來表達和記錄的；對現(xiàn)實世界的各類空間對象的表達有兩種方法，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象的位置及與相鄰對象的空間關系或拓撲關系；屬性特征是指空間對象的專題屬性；時間特征是指空間對象隨著時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)的計算機表示

指通過利用確定的數(shù)據(jù)結構和數(shù)據(jù)模型來表達空間對象的空間位置、拓撲關系和屬性信息。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)結構的類型矢量數(shù)據(jù)結構矢量數(shù)據(jù)結構是利用歐幾里得幾何學中的點、線、面及其組合體來表示地理實體空間分布的一種數(shù)據(jù)組織方式；矢量數(shù)據(jù)結構分為簡單數(shù)據(jù)結構（也稱面條數(shù)據(jù)結構）、拓撲數(shù)據(jù)結構和曲面數(shù)據(jù)結構；拓撲數(shù)據(jù)結構最重要的技術特征和貢獻是具有拓撲編輯功能，包括多邊形連接編輯和結點連接編輯。第三節(jié)空間數(shù)據(jù)結構的類型C4N4C8C6P3C7N6C10N3C3N1P1C2N2C1P2C5N5P4P5C9N7拓撲數(shù)據(jù)舉例柵格數(shù)據(jù)結構柵格數(shù)據(jù)結構指將空間分割成各個規(guī)則的網(wǎng)格單元，然后在各個格網(wǎng)單元內(nèi)賦以空間對象相應的屬性值的一種數(shù)據(jù)組織方式；柵格數(shù)據(jù)結構分為柵格矩陣結構、游程編碼結構、四叉樹數(shù)據(jù)結構、八叉樹數(shù)據(jù)結構和十六叉樹數(shù)據(jù)結構。第三節(jié)空間數(shù)據(jù)結構的類型第三節(jié)空間數(shù)據(jù)結構的類型矢量結構柵格結構矢量與柵格數(shù)據(jù)結構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)結構的設計。矢量與柵格數(shù)據(jù)結構的比較優(yōu)點缺點矢量數(shù)據(jù)結構1.便于面向現(xiàn)象(土壤類、土地利用單元等)；

2.數(shù)據(jù)結構緊湊、冗余度低；

3.有利于網(wǎng)絡分析；

4.圖形顯示質(zhì)量好、精度高。1.數(shù)據(jù)結構復雜；

2.軟件與硬件的技術要求比較高；

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)結構1.數(shù)據(jù)結構簡單；

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)量相對較低；

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

(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)分類的結果，用一種易于被計算機和人識別的符號系統(tǒng)表示出來的過程，編碼的結果是形成代碼。代碼由數(shù)字或字符組成。例如，我國基礎地理信息數(shù)據(jù)的分類代碼由六位數(shù)字組成，其代碼結構如下所示：

× × ×× × ×

大類碼小類碼一級代碼二級代碼識別位 大類碼、小類碼、一級代碼和二級代碼分別用數(shù)字順序排列。識別位由用戶自行定義，以便于擴充。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象圖形轉(zhuǎn)換為一系列x、y坐標，然后按照確定的數(shù)據(jù)結構加入到線段或標示點的計算機數(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)字化過程中引入的各類錯誤和對數(shù)據(jù)進行拓撲關系檢查等而進行的操作。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