地理信息系統(tǒng)技術應用 課件2.2.2 矢量數(shù)據(jù)結構

矢量數(shù)據(jù)結構矢量也叫向量，數(shù)學上稱“具有大小和方向的量”為向量。在計算機圖形學中，相鄰兩結點間的弧段長度表示大小，弧段兩端點的順序表示方向，因此弧段也是一個直觀的矢量。大小方向元素屬性位置結點1(x1，y1)鏈a(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),

(x4,y4),

(x5,y6)面A(x1,y1),(x2,y2),…….,(x9,y9),

(x1,y1)矢量數(shù)據(jù)結構：基于矢量模型的計算機存儲、組織數(shù)據(jù)的方式。二、矢量數(shù)據(jù)結構的類型簡單數(shù)據(jù)結構拓撲數(shù)據(jù)結構以空間對象（點、線、面）為單元進行單獨組織；不含拓撲關系。點是相互獨立的，點連成線，線構成面。1.簡單數(shù)據(jù)結構簡單數(shù)據(jù)結構可以采用兩種形式：第一種是，每個點、線、面實體直接跟隨它的空間坐標；第二種是點坐標作為一個文件，點、線、面實體由點號組成。以點、線、面等地理實體為組織單元，記錄其屬性信息和坐標信息。簡單數(shù)據(jù)結構不含拓撲關系，主要用于矢量數(shù)據(jù)的顯示、輸出以及一般的查詢和檢索。點實體：【實體標識，地物編碼，（x,y）】線實體：【實體標識，地物編碼，（x1,y1），（x2,y2），……，（xn,yn）】面實體：【實體標識，地物編碼，（x1,y1），（x2,y2），……，（xn,yn），（x1,y1）】第一種形式：這種形式的矢量數(shù)據(jù)結構，除了外輪廓線以外，多邊形的公共邊界線數(shù)據(jù)都獲取或存儲兩次，這就會產(chǎn)生裂隙或重疊，并產(chǎn)生數(shù)據(jù)冗余。1.簡單數(shù)據(jù)結構多邊形文件多邊形ID編號坐標AT30215146……1514BT30214……建立公用點位字典，包含地圖上所有點的坐標，然后建立點、線、面的邊界表，它們由點位序號構成。第二種形式：1.簡單數(shù)據(jù)結構這種方法，可以消除多邊形邊界的裂隙和坐標數(shù)據(jù)的重復存儲。點位字典點號坐標15,14217,14314,6410,1…………多邊形文件多邊形ID編碼點號串AT302123891BT30419……簡單數(shù)據(jù)結構的主要特點缺點：①第一種形式中，每個多邊形都以閉合線段存儲，多邊形的公共邊界被數(shù)據(jù)化兩次和存儲兩次，造成數(shù)據(jù)冗余和不一致。②點、線和多邊形有各自的坐標數(shù)據(jù)，但沒有拓撲數(shù)據(jù)，兩者之間不關聯(lián)。③島只作為一個單個圖形，沒有與外界多邊形的聯(lián)系。優(yōu)點：數(shù)據(jù)編碼容易，編排直觀，數(shù)字化操作簡單。因此，簡單數(shù)據(jù)結構只適用于簡單的系統(tǒng)，如計算機地圖制圖系統(tǒng)。2.拓撲數(shù)據(jù)結構拓撲數(shù)據(jù)結構具有拓撲關系的矢量數(shù)據(jù)結構。拓撲數(shù)據(jù)結構的可以簡單的表示為“屬性信息+位置信息+拓撲關系”，該矢量數(shù)據(jù)結構是GIS的分析和應用功能所必需的。二、矢量數(shù)據(jù)結構的類型索引式雙重獨立編碼結構鏈狀雙重獨立編碼結構弧段文件由弧記錄組成，存儲弧段的起止結點號和弧段左右多邊形號多邊形文件由多邊形記錄組成，包括多邊形號、組成多邊形的弧段號以及周長、面積、中心點坐標及有關“洞”的信息等弧段坐標文件由一系列點的坐標組成；結點文件由結點記錄組成，存儲每個結點的結點號、結點坐標、與該結點關聯(lián)的弧段，結點文件一般通過軟件自動生成鏈狀雙重獨立編碼結構索引式雙重獨立編碼結構鏈狀雙重獨立編碼結構鏈狀雙重獨立編碼結構弧段文件多邊形文件弧段坐標文件節(jié)點文件鏈狀雙重獨立編碼結構表

弧段文件弧段號起始點終結點左多邊形右多邊形a51OAb85EAc168EBd195OEe1519ODf1516DBg115OBh81ABi1619DEj3131BC表

弧段坐標文件弧段號點號a5,4,3,2,1b8,7,6,5c16,17,8d19,18,5e15,23,22,21,20,19f15,16,g1,10,11,12,13,14,15h8,9,1i16,19j31,30,29,28,27,26,25,24,31表多邊形文件多邊形號弧段號周長面積中心點坐標ah,b,abg,f,c,h,-jcjde,i,fec,i,d,b表結點文件結點號結點坐標1（x1,y1）2（x2,y2）3（x3,y3）4（x4,y4）5（x5,y5）6（x6,y6）…………矢量數(shù)據(jù)結構的主要特點是：（1）多邊形與多邊形之間沒有空間坐標的重復，消除了重復線，數(shù)據(jù)結構緊湊，消除了冗余。（2）能夠反映要素間的相互關系，拓撲信息與空間坐標分別存貯，拓撲關系