空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2023-06-031第一頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日GIS基本功能的實(shí)現(xiàn)過程文件圖表數(shù)據(jù)獲取原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)檢索空間查詢空間分析數(shù)據(jù)編輯投影變換數(shù)據(jù)輸出制圖、表格交互展示

GIS數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)庫(kù)2023-06-032第二頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日第三章空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指數(shù)據(jù)組織的形式，是適合于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、管理和處理的數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)；對(duì)空間數(shù)據(jù)而言則是地理實(shí)體的空間排列方式和相互關(guān)系的抽象描述，是對(duì)數(shù)據(jù)的一種理解和解釋。不說明數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)是毫無用處的，不僅用戶無法理解，計(jì)算機(jī)程序也不能正確處理。第一節(jié)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第二節(jié)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第三節(jié)兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的比較和轉(zhuǎn)換第四節(jié)其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2023-06-033第三頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日第一節(jié)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)，又稱為網(wǎng)格結(jié)構(gòu)或像元結(jié)構(gòu)。實(shí)際就是像元陣列，每個(gè)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(shí)體位置很容易隱含在數(shù)據(jù)文件的存儲(chǔ)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)。每個(gè)像元包含一個(gè)代碼，代碼本身明確地代表了實(shí)體的屬性類型或量值，或僅僅包含指向其屬性記錄的指針。

2023-06-034第四頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日點(diǎn)線面點(diǎn)：為一個(gè)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。B,B,B,B,B,R,B,B,E,E,B,E,H,B,R,B,B,B,E,E,B,E,B,B,R,P,P,B,E,B,

E,B,B,B,R,P,P,B,B,B,B,B,B,R,P,P,B,B,B,B,B,B,B,R,B,B,B,B,B,B,B,B,B,R,B,B,B,B,B,B,B,B,R,B,B,B,B,B,H,B,B,B,R,B,B,B,B,B,B,B,B,R,R,B,B,B,B,B,B,B返回2023-06-035第五頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日獲得柵格結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的途徑目讀法：在地圖上均勻劃分網(wǎng)格，逐個(gè)網(wǎng)格地確定其代碼；矢量數(shù)字化法：用數(shù)字化儀得到矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)后，再轉(zhuǎn)換成柵格結(jié)構(gòu)；掃描數(shù)字化：逐點(diǎn)掃描地圖，將掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行重采樣和再編碼；分類影像輸入：將經(jīng)過分類解譯的遙感影像數(shù)據(jù)直接或重采樣后輸入系統(tǒng)。2023-06-036第六頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)離散的量化柵格值表示空間對(duì)象。位置隱含，屬性明顯。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于擴(kuò)充、修改，特別易于與遙感數(shù)據(jù)結(jié)合，但數(shù)據(jù)量大。適合于高級(jí)語(yǔ)言作文件或矩陣處理。存在幾何和屬性誤差。2023-06-037第七頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日柵格數(shù)據(jù)的幾何誤差

在下圖中，ac的距離應(yīng)為5，但在柵格結(jié)構(gòu)中，如以像元邊線計(jì)算則為7，以像元為單位則為4。三角形abc的面積應(yīng)為6個(gè)平方單位，而在柵格結(jié)構(gòu)中則為7個(gè)平方單位，這種誤差隨像元的增大而增加。abc345abcac距離:7(5)abc面積:72023-06-038第八頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日柵格數(shù)據(jù)的屬性誤差在一個(gè)柵格的地表范圍內(nèi)，可能存在具有不同屬性的地理實(shí)體，如可能存在多于一種的地物，而表示在相應(yīng)的柵格結(jié)構(gòu)中常常只能是一個(gè)代碼，因此出現(xiàn)屬性誤差。2023-06-039第九頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日柵格數(shù)據(jù)單元屬性值確定CAB百分比法面積占優(yōu)重要性中心點(diǎn)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(xì)、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(gè)柵格單元的面積，增加?xùn)鸥駟卧倲?shù)的方法。2023-06-0310第十頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日柵格數(shù)據(jù)壓縮存儲(chǔ)的編碼方法（1）

——鏈?zhǔn)骄幋a(ChainCodes)又稱為弗里曼鏈碼(Freeman)或邊界鏈碼。該方法將線狀地物和面狀地物的邊界表示為：由某一起點(diǎn)開始并按某些基本方向確定的單位矢量鏈。鏈?zhǔn)骄幋a的前兩位數(shù)字表示起點(diǎn)的行、列數(shù)，從第三個(gè)數(shù)字開始表示單位矢量的方向。如果右圖中面狀地物的起點(diǎn)為像元(10，1)，則其邊界按順時(shí)針方向的鏈?zhǔn)骄幋a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。012345672023-06-0311第十一頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日柵格數(shù)據(jù)壓縮存儲(chǔ)的編碼方法（2）

——游程長(zhǎng)度編碼(Run—LengthCodes)

對(duì)左圖進(jìn)行的游程長(zhǎng)度編碼是（9，4），（0，4），（9，3），（0，5），（0，1），（9，2），（0，1），（7，2），（0，2），（0，4），（7，2），（0，2），（0，4），（7，4），（0，4），（7，4），（0，4），（7，4），（0，4），（7，4）。游程長(zhǎng)度編碼只在各行（或列）數(shù)據(jù)的代碼發(fā)生變化時(shí)依次記錄該代碼以及相同代碼重復(fù)的個(gè)數(shù)。2023-06-0312第十二頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日柵格數(shù)據(jù)壓縮存儲(chǔ)的編碼方法（3）

——塊式編碼(BlockCodes)

塊式編碼是將游程長(zhǎng)度編碼擴(kuò)大到二維的情況，把多邊形范圍劃分成由像元組成的正方形，然后對(duì)各個(gè)正方形進(jìn)行編碼。如圖：塊式編碼的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由初始位置(行號(hào)，列號(hào))和邊長(zhǎng)，再加上記錄單元的代碼組成。根據(jù)這一編碼原則，上述多邊形只需12個(gè)單位正方形。5個(gè)4單位的正方形和2個(gè)16單位的正方形就能完整表示，總共要41個(gè)數(shù)據(jù)，其中19對(duì)坐標(biāo)，3個(gè)塊的半徑。具體編碼如下（1，1，2，9），（1，3，1，9），（1，4，1，9），（1，5，2，0），（1，7，2，0），（2，3，1，9）……2023-06-0313第十三頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日柵格數(shù)據(jù)壓縮存儲(chǔ)的編碼方法（4）

——四叉樹編碼(QuadtreeEncoding)

四叉樹編碼又稱為四分樹、四元樹編碼，是一種更有效地壓編數(shù)據(jù)的方法。它將×像元陣列連續(xù)進(jìn)行4等分，如果某正方形的所有格網(wǎng)值相同，則該正方形就不再繼續(xù)分割，否則還要把它再分割成四個(gè)正方形，如下圖。也可采用從下而上的方法建立，對(duì)柵格數(shù)據(jù)按如下的順序進(jìn)行檢測(cè)：如果每相鄰四個(gè)格網(wǎng)值相同則進(jìn)行合并，逐次向上遞歸合并，直到符合四叉樹的原則為止。后者與前者相比，運(yùn)算速度較快。父結(jié)點(diǎn)、本結(jié)點(diǎn)、葉（子）結(jié)點(diǎn)2023-06-0314第十四頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日按其編碼方法的不同四叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)又分為常規(guī)四叉樹和線性四叉樹。NW0NE1SW3SE2NSEW“A”點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)果：（NE131,

A）1）常規(guī)四叉樹常規(guī)四叉樹除了記錄葉結(jié)點(diǎn)之外，還要記錄中間結(jié)點(diǎn)。2023-06-0315第十五頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日四叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)十進(jìn)制四叉樹編碼：

“A”點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)果：（A30）2）線性四叉樹基本思想：不需記錄中間結(jié)點(diǎn)和實(shí)用指針，僅記錄葉結(jié)點(diǎn)，并用地址碼表示葉結(jié)點(diǎn)位置。分類：四進(jìn)制和十進(jìn)制。十進(jìn)制四叉樹的地址碼又稱為Morton碼。2023-06-0316第十六頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日線性四叉樹地址碼具體思路：首先將二維柵格數(shù)據(jù)的行列號(hào)分別轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)，交叉排列后再轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù)，即為線性四叉樹地址碼Morton碼。例如：對(duì)于第5行、第7列的Morton碼為：行數(shù)=5（0101），列數(shù)=7（0111）Morton碼=00110111=552023-06-0317第十七頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日Morton碼與行列號(hào)（i,j）間存在有函數(shù)關(guān)系,如果找到這種函數(shù)關(guān)系，則可使二維地址碼變?yōu)橐痪S，可進(jìn)行簡(jiǎn)單的排序、快速掃描。可將網(wǎng)格代碼值直接賦給以Morton碼為下標(biāo)的數(shù)組單元。解碼時(shí)，由Morton碼找出對(duì)應(yīng)的行列號(hào)，將代碼填回網(wǎng)格。完成代碼的存儲(chǔ)和回放。2023-06-0318第十八頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日2023-06-0319第十九頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日2023-06-0320第二十頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日二維行程編碼

在生成的線性四叉樹表中，仍存在前后葉結(jié)點(diǎn)的值相同的情況，因而可以采取進(jìn)一步的壓縮表達(dá)，即將格網(wǎng)值相同的前后結(jié)點(diǎn)合并成一個(gè)值，形成二維行程編碼（TwoDimen-sionalRunEncoding，簡(jiǎn)稱2DRE）表。在這種二維行程編碼中，前后兩個(gè)地址碼之差表達(dá)了該行程段的格網(wǎng)數(shù)，它可以表示該子塊的大小。2023-06-0321第二十一頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日柵格數(shù)據(jù)的各種壓縮編碼方式的比較壓縮編碼方式特點(diǎn)鏈?zhǔn)骄幋a對(duì)線狀和面狀地理實(shí)體的表示有很強(qiáng)的壓縮能力；具有一定的運(yùn)算功能；探測(cè)邊界急彎和凹進(jìn)部分等比較容易；類似矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比較適合存儲(chǔ)圖形數(shù)據(jù)。對(duì)疊置運(yùn)算很難實(shí)施；對(duì)局部修改將改變整體結(jié)構(gòu)；效率較低；相鄰多邊形的邊界被重復(fù)存儲(chǔ)從而產(chǎn)生冗余。游程長(zhǎng)度編碼在柵格加密時(shí)，數(shù)據(jù)量沒有明顯增加，壓縮效率較高，易于進(jìn)行檢索、疊加、合并等操作，運(yùn)算簡(jiǎn)單。塊狀編碼對(duì)大而簡(jiǎn)單的多邊形更有效；在合并、插入、檢查延伸性、計(jì)算面積等操作有明顯的優(yōu)勢(shì)。四叉樹編碼能容易而有效地計(jì)算多邊形的數(shù)量特征；陣列各部分的分辨率是可變的，既精確表示圖形結(jié)構(gòu)又可減少存儲(chǔ)量；與簡(jiǎn)單柵格的相互轉(zhuǎn)換比較容易；多邊形中嵌套小多邊形比較方便。具有轉(zhuǎn)換的不確定性，不利于形狀分析和模式識(shí)別。2023-06-0322第二十二頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日第二節(jié)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(diǎn)、線、面地理實(shí)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(jìn)行量化處理。因此矢量數(shù)據(jù)能更精確地定義位置、長(zhǎng)度和大小。由于以下原因，不可能得到絕對(duì)精確的值：表示坐標(biāo)的計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)有限；所有矢量輸出設(shè)備，盡管分辨率比柵格設(shè)備高，也有一定的步長(zhǎng)；矢量法輸入時(shí)選取的點(diǎn)不可能太多；人工輸圖時(shí)存在不可避免的定位誤差。2023-06-0323第二十三頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日矢量數(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(duì)象的坐標(biāo)及空間關(guān)系來表達(dá)空間對(duì)象的位置。點(diǎn)：空間的一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)；線：多個(gè)點(diǎn)組成的弧段；面：多個(gè)弧段組成的封閉多邊形。2023-06-0324第二十四頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編碼的方式（1）

—面條結(jié)構(gòu)（實(shí)體式）構(gòu)成多邊形邊界的各個(gè)線段，以多邊形為單位進(jìn)行組織，只記錄空間對(duì)象的位置坐標(biāo)和屬性信息，不記錄拓?fù)潢P(guān)系。多邊形 數(shù)據(jù)項(xiàng) 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)2023-06-0325第二十五頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編碼的方式（1）

—面條結(jié)構(gòu)（實(shí)體式）存儲(chǔ)：獨(dú)立存儲(chǔ)：空間對(duì)象位置直接跟隨空間對(duì)象；點(diǎn)位字典：點(diǎn)坐標(biāo)獨(dú)立存儲(chǔ)，線、面由點(diǎn)號(hào)組成特征無拓?fù)潢P(guān)系，主要用于顯示、輸出及一般查詢公共邊重復(fù)存儲(chǔ)，存在數(shù)據(jù)冗余，難以保證數(shù)據(jù)獨(dú)立性和一致性多邊形分解和合并不易進(jìn)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2023-06-0326第二十六頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編碼的方式（2）

—索引式

線與多邊形之間的樹狀索引

點(diǎn)與線之間的樹狀索引

2023-06-0327第二十七頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編碼的方式（3）

——雙重獨(dú)立式DIME(DualIndependentMapEncoding)

線號(hào)左多邊形右多邊形起點(diǎn)終點(diǎn)aOA18bOA21cOB32dOB43eOB54fOC65gOC76hOC87iCA89jCB95kCD1210lCD1112mCD1011nBA92對(duì)任何一條線段，用其兩端的節(jié)點(diǎn)及相鄰面域來表示；利用這種拓?fù)潢P(guān)系來組織數(shù)據(jù)，可以有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)正確性檢查，同時(shí)便于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新和檢索(P44表3-3)。

2023-06-0328第二十八頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編碼的方式（4）

——鏈狀雙重獨(dú)立式

鏈狀雙重獨(dú)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(jìn)。在DIME中，一條邊只能用直線兩端點(diǎn)的序號(hào)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(gè)弧段（或鏈段），每個(gè)弧段可以有許多中間點(diǎn)。在鏈狀雙重獨(dú)立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，主要有四個(gè)文件：多邊形文件、弧段文件、弧段坐標(biāo)文件、結(jié)點(diǎn)文件。2023-06-0329第二十九頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日弧段文件弧段號(hào) 起始點(diǎn) 終結(jié)點(diǎn) 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(hào) 點(diǎn)號(hào) 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(dú)立式多邊形文件多邊形號(hào) 弧段號(hào) 周長(zhǎng)面積中心點(diǎn)坐標(biāo) A h,b,a B g,f,c,h,-j C j D e,i,f E e,i,d,b 2023-06-0330第三十頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的屬性數(shù)據(jù)表達(dá)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(dá)類別特征：類型編碼說明信息：屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和表格圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的連接通過目標(biāo)識(shí)別符或內(nèi)部記錄號(hào)實(shí)現(xiàn)。2023-06-0331第三十一頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的屬性數(shù)據(jù)表達(dá)點(diǎn)狀對(duì)象目標(biāo)標(biāo)識(shí)目標(biāo)標(biāo)識(shí)地物編碼坐標(biāo)關(guān)聯(lián)的線目標(biāo)精度控制點(diǎn)等級(jí)測(cè)量單位測(cè)量年限線狀對(duì)象目標(biāo)標(biāo)識(shí)目標(biāo)標(biāo)識(shí)地物編碼坐標(biāo)串起點(diǎn)、終點(diǎn)、左面、右面路面材料等級(jí)修建時(shí)間寬度管養(yǎng)單位…………面狀對(duì)象目標(biāo)標(biāo)識(shí)目標(biāo)標(biāo)識(shí)地物編碼邊界目標(biāo)號(hào)建筑日期所有者建筑面積建筑單位結(jié)構(gòu)……空間對(duì)象地物編碼地物名稱制圖顏色幾何類型制圖符號(hào)編碼屬性表明地物類型特征與制圖屬性2023-06-0332第三十二頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)用離散的點(diǎn)描述空間對(duì)象與特征，定位明顯，屬性隱含。用拓?fù)潢P(guān)系描述空間對(duì)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)量好，精度高。2023-06-0333第三十三頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日第三節(jié)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(diǎn)：表示地理數(shù)據(jù)的精度較高嚴(yán)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(shí)現(xiàn)面向目標(biāo)，不僅能表達(dá)屬性，而且能方便的記錄每個(gè)目標(biāo)的具體屬性信息缺點(diǎn)：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(diǎn)：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jìn)行數(shù)學(xué)模擬方便缺點(diǎn)：圖形數(shù)據(jù)量大用大像元減少數(shù)據(jù)量時(shí)，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(fèi)時(shí)2023-06-0334第三十四頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日數(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?fù)潢P(guān)聯(lián)所需空間分析類型生產(chǎn)地圖類型2023-06-0335第三十五頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日矢量數(shù)據(jù)向柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

——點(diǎn)的變換

2023-06-0336第三十六頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日矢量數(shù)據(jù)向柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

——矢量線段的變換如下圖：先標(biāo)出兩端點(diǎn)的行數(shù)i為3和10；然后分別確定直線經(jīng)過的4，5，6，7，8，9六行中的哪一列與直線相交；以第7行為例，找到第7行（i=7)中心的y值是多少，就可求出相應(yīng)的j值；同法計(jì)算其它行的j值；用本直線的屬性值填充直線經(jīng)過的網(wǎng)格。2211(x,y)(x,y)(x,y)2023-06-0337第三十七頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日矢量數(shù)據(jù)向柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

——多邊形數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換從多邊形的起點(diǎn)依次記錄每一點(diǎn)左邊面域值；對(duì)多邊形的每一條邊轉(zhuǎn)換成柵格形式；進(jìn)行節(jié)點(diǎn)處理，使節(jié)點(diǎn)的柵格值唯一而準(zhǔn)確；從第一行起逐行按列的先后順序排序，使得到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等同于柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式展開為全柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。2023-06-0338第三十八頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日柵格數(shù)據(jù)向矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（1）

——基于掃描圖像的矢量化二值化：在最大與最小灰階之間定義一個(gè)閾值T，大于或等于T的柵格值記為1，小于T的柵格值記為0。2023-06-0339第三十九頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日柵格數(shù)據(jù)向矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（1）

——基于掃描圖像的矢量化細(xì)化：消除線劃?rùn)M斷面柵格數(shù)的差異，使每一條線只保留代表其軸線或周圍輪廓線位置的單個(gè)柵格的寬度。剝皮法：從曲線的邊緣開始，每次剝掉等于一個(gè)柵格寬度的一層，直到最后留下彼此連通的由單個(gè)柵格點(diǎn)組成的圖形；不允許剝?nèi)?huì)導(dǎo)致曲線不連通的柵格。將經(jīng)細(xì)化處理后應(yīng)保留的柵格系列寫入數(shù)據(jù)文件。2023-06-0340第四十頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日柵格數(shù)據(jù)向矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（1）

——基于掃描圖像的矢量化跟蹤：目的是將寫入數(shù)據(jù)文件的細(xì)化處理后的柵格數(shù)據(jù)，整理為從結(jié)點(diǎn)出發(fā)的線段或閉合的線條，并以矢量形式存儲(chǔ)于特征柵格點(diǎn)中心的坐標(biāo)從圖幅西北角開始，按一定方向，從起始點(diǎn)開始，根據(jù)8個(gè)鄰域進(jìn)行搜索，依次跟蹤相鄰點(diǎn)，并記錄結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，然后搜索閉曲線，直到完成全部柵格數(shù)據(jù)的矢量化，寫入矢量數(shù)據(jù)庫(kù)。2023-06-0341第四十一頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日矢柵一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不規(guī)則鑲嵌數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第四節(jié)其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

2023-06-0342第四十二頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日矢柵一體化結(jié)構(gòu)這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，同時(shí)具有矢量實(shí)體的概念，又具有柵格覆蓋的思想。其理論基礎(chǔ)是：多級(jí)格網(wǎng)方法、三個(gè)基本約定和線性四叉樹編碼。2023-06-0343第四十三頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日多級(jí)格網(wǎng)方法將柵格劃分成多級(jí)格網(wǎng)：粗格網(wǎng)、基本格網(wǎng)和細(xì)分格網(wǎng)。粗格網(wǎng)用于建立空間索引，基本格網(wǎng)的大小與通常柵格劃分的原則基本一致，即基本柵格的大小。由于基本柵格的分辨率較低，難以滿足精度要求，所以在基本格網(wǎng)的基礎(chǔ)上又細(xì)分為256×256或16×16個(gè)格網(wǎng)，以增加?xùn)鸥竦目臻g分辨率，從而提高點(diǎn)、線的表達(dá)精度。粗格網(wǎng)、基本格網(wǎng)和細(xì)分格網(wǎng)都采用線性四叉樹編碼的方法，用三個(gè)Morton碼（M0、M1、M2）表示，其中M0表示點(diǎn)或線所通過的粗格網(wǎng)的Morton碼，是研究區(qū)的整體編碼；M1表示點(diǎn)或線所通過的基本格網(wǎng)的Morton碼，也是研究區(qū)的整體編碼；M2表示點(diǎn)或線所通過的細(xì)分格網(wǎng)的Morton碼，是基本柵格內(nèi)的局部編碼。2023-06-0344第四十四頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日三個(gè)基本約定（1）點(diǎn)狀地物僅有空間位置而無形狀和面積，在計(jì)算機(jī)中僅有一個(gè)坐標(biāo)數(shù)據(jù)；（2）線狀地物有形狀但無面積，在計(jì)算機(jī)中需要組織一組元子（即柵格單元）填滿的路徑表達(dá)；（3）面狀地物有形狀和面積，在計(jì)算機(jī)中有一組元子表達(dá)的填滿路徑的邊界線和內(nèi)部（空洞外均填滿）的區(qū)域組成。2023-06-0345第四十五頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日點(diǎn)、線、面的矢柵一體化2023-06-0346第四十六頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日矢柵一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)點(diǎn)狀地物、線狀地物和面狀地物不僅具有如同矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的位置“坐標(biāo)”，而且還可以有類型編碼、屬性值和拓?fù)潢P(guān)系，因而具有完全的矢量特性。與此同時(shí)，由于用柵格元子表達(dá)了點(diǎn)、填充了線性目標(biāo)、多邊形邊界及其內(nèi)部（空洞除外），實(shí)際是進(jìn)行了柵格化，因而可以進(jìn)行各種柵格操作。2023-06-0347第四十七頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日4.2不規(guī)則鑲嵌數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不規(guī)則三角網(wǎng)TIN（TriangulatedIrregularNetwork

）2023-06-0348第四十八頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日Dirichlet（1850年）和Voronoi（1908年）最早討論空間散點(diǎn)的關(guān)系問題。Voronoi圖的定義Voronoi圖把平面分成N個(gè)區(qū)，每一個(gè)區(qū)包括一個(gè)點(diǎn)，該點(diǎn)所在的區(qū)域是距離該點(diǎn)最近的點(diǎn)的集合。1934年Delaunay提出了Voronoi圖的對(duì)稱圖，即Delaunay三角網(wǎng)（用直線段連接兩個(gè)相鄰多邊形內(nèi)的離散點(diǎn)而生成的三角網(wǎng)）。Delaunay三角網(wǎng)2023-06-0349第四十九頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日不規(guī)則三角網(wǎng)模型中，基本的結(jié)構(gòu)元素有三角形頂點(diǎn)、邊、面，它們之間存在點(diǎn)與線、點(diǎn)與面、線與面、面與面等拓?fù)潢P(guān)系2e1e3e4e5e6e7e10e8e92023-06-0350第五十頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日不規(guī)則三角網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不規(guī)則三角網(wǎng)需要保存的信息：每個(gè)頂點(diǎn)的高程，三角形頂點(diǎn)的平面坐標(biāo)、頂點(diǎn)之間的連接關(guān)系和相鄰三角形等拓?fù)潢P(guān)系。理論上，這種結(jié)構(gòu)只需要三角形頂點(diǎn)坐標(biāo)文件和組成三角形的三頂點(diǎn)文件即可（拓?fù)潢P(guān)系隱含）?；炬湵斫Y(jié)構(gòu)坐標(biāo)表三角形表2023-06-0351第五十一頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日不規(guī)則三角網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圍繞三角形的拓?fù)潢P(guān)系描述，產(chǎn)生了多種TIN的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：TIN的面結(jié)構(gòu)、TIN的點(diǎn)結(jié)構(gòu)、

TIN的點(diǎn)面結(jié)構(gòu)、TIN的邊結(jié)構(gòu)、TIN的邊面結(jié)構(gòu)。1、TIN的面結(jié)構(gòu)在基本鏈表結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了用于描述三角形之間拓?fù)潢P(guān)系的數(shù)據(jù)。TIN的面結(jié)構(gòu)由三個(gè)表組成，即坐標(biāo)表、三角形頂點(diǎn)表、相鄰三角形表。2023-06-0352第五十二頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日TIN的面存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)坐標(biāo)表三角形表相鄰三角形表V表示組成三角形的各個(gè)頂點(diǎn)，T表示相鄰三角形2023-06-0353第五十三頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日2、TIN的點(diǎn)結(jié)構(gòu)TIN的點(diǎn)結(jié)構(gòu)由坐標(biāo)文件和三角形頂點(diǎn)的鄰接指針鏈組成；三角形頂點(diǎn)的鄰接指針鏈點(diǎn)是指該頂點(diǎn)的所有三角形其余兩頂點(diǎn)的不重復(fù)頂點(diǎn)的集合，可以按順時(shí)針或逆時(shí)針方向組成。坐標(biāo)表鄰接指針鏈2023-06-0354第五十四頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日3、TIN的點(diǎn)面結(jié)構(gòu)在點(diǎn)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，增加組成三角形頂點(diǎn)的數(shù)表。坐標(biāo)表鄰接指針鏈三角形表2023-06-0355第五十五頁(yè)，共六十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日4、TIN的邊結(jié)構(gòu)TIN的邊結(jié)構(gòu)由兩個(gè)頂點(diǎn)以及與之關(guān)聯(lián)的兩條邊組成。關(guān)聯(lián)邊滿足的條件：1）分布在當(dāng)前邊的兩側(cè)；

2）關(guān)聯(lián)邊與當(dāng)前邊的夾角最?。?/p>