地理信息系統(tǒng)概論2

1、第二章第二章 GISGIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)n第一節(jié)：地理空間及其表達第一節(jié)：地理空間及其表達n第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征n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n第四節(jié)：地理數(shù)據(jù)的編碼方法第四節(jié)：地理數(shù)據(jù)的編碼方法n第五節(jié)：矢量與柵格結(jié)構(gòu)的相互轉(zhuǎn)換第五節(jié)：矢量與柵格結(jié)構(gòu)的相互轉(zhuǎn)換地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第一節(jié)第一節(jié) 地理空間及其表達地理空間及其表達n一、地理空間的概念一、地理空間的概念n1.1.地理空間（地理空間（Geographic SpaceGeographic Space）是指物質(zhì)、能）是指物

2、質(zhì)、能量、信息的形式與形態(tài)、結(jié)構(gòu)過程、功能關(guān)系上量、信息的形式與形態(tài)、結(jié)構(gòu)過程、功能關(guān)系上的分布方式和格局及其在時間上的延續(xù)。的分布方式和格局及其在時間上的延續(xù)。nGISGIS中的地理空間指包括地理空間定位框架及其所中的地理空間指包括地理空間定位框架及其所連接的特征實體連接的特征實體第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第一節(jié)第一節(jié) 地理空間及其表達地理空間及其表達n2.2.地理空間信息的描述地理空間信息的描述n是建立在地理空間坐標系基礎(chǔ)上的是建立在地理空間坐標系基礎(chǔ)上的n地理坐標（經(jīng)度、緯度）是描述地理空間信息最直接的方法。地理坐標（經(jīng)度、緯度）是描述地理空

3、間信息最直接的方法。n平面直角坐標系平面直角坐標系(X,Y)(X,Y)建立了對地理空間良好的視覺感，并易于建立了對地理空間良好的視覺感，并易于進行距離、方向、面積等空間參數(shù)的量算，以及進一步的空間進行距離、方向、面積等空間參數(shù)的量算，以及進一步的空間數(shù)據(jù)處理和分析。數(shù)據(jù)處理和分析。n地理信息系統(tǒng)中的地理空間，通常就是指經(jīng)過投影變換后放在地理信息系統(tǒng)中的地理空間，通常就是指經(jīng)過投影變換后放在笛卡兒坐標中的地球表層特征空間，它的理論基礎(chǔ)在于旋轉(zhuǎn)橢笛卡兒坐標中的地球表層特征空間，它的理論基礎(chǔ)在于旋轉(zhuǎn)橢球體和地圖投影變換。球體和地圖投影變換。第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理

4、信息系統(tǒng)概論 n不論每個應用型的不論每個應用型的GIS的服務目的是什么，每的服務目的是什么，每個個GIS自身的數(shù)據(jù)必須是在自身的數(shù)據(jù)必須是在統(tǒng)一的地理參照系統(tǒng)一的地理參照系下的數(shù)據(jù)，也就是說下的數(shù)據(jù)，也就是說要有統(tǒng)一的坐標系和高程要有統(tǒng)一的坐標系和高程系系 n空間數(shù)據(jù)的地理參照系空間數(shù)據(jù)的地理參照系 n我國我國1952年前采用的年前采用的海福特橢球海福特橢球，1953年起改用年起改用克克拉索夫斯基橢球拉索夫斯基橢球，1978年后開始采用年后開始采用1975年年國際橢國際橢球球，并以此建立了我國新的、獨立的大地坐標系，并以此建立了我國新的、獨立的大地坐標系 n坐標系坐標系 n確定地面點或空間目標

5、位置所采用的確定地面點或空間目標位置所采用的參考系參考系。與測。與測量相關(guān)的主要有量相關(guān)的主要有地理坐標系和平面坐標系地理坐標系和平面坐標系 n地理坐標系地理坐標系 n我國坐標系采用我國坐標系采用1975年國際橢球參數(shù)，國家年國際橢球參數(shù)，國家大地原大地原點設(shè)在陜西省點設(shè)在陜西省。該系統(tǒng)坐標統(tǒng)一、精度優(yōu)良，可直。該系統(tǒng)坐標統(tǒng)一、精度優(yōu)良，可直接滿足接滿足1：5000甚至更大比例尺測圖的需要。我國甚至更大比例尺測圖的需要。我國已開始用該已開始用該80年坐標系年坐標系，取代了，取代了1954年北京坐標系年北京坐標系 n平面坐標系平面坐標系 n 將橢球面上的點通過投影的方法投影到平面上時，將橢球面上

6、的點通過投影的方法投影到平面上時，通常使用平面坐標系。平面坐標系分為通常使用平面坐標系。平面坐標系分為平面極坐標平面極坐標系和平面直角坐標系系和平面直角坐標系n平面極坐標系平面極坐標系采用極坐標法，即用某點至極點的距采用極坐標法，即用某點至極點的距離和方向來表示該點的位置的方法，來表示地面點離和方向來表示該點的位置的方法，來表示地面點的坐標。主要用于地圖投影理論的研究。的坐標。主要用于地圖投影理論的研究。n平面直角坐標系平面直角坐標系采用直角坐標采用直角坐標(笛卡爾坐標笛卡爾坐標)來確定來確定地面點的平面位置。可以通過投影將地理坐標轉(zhuǎn)換地面點的平面位置。可以通過投影將地理坐標轉(zhuǎn)換成平面坐標成平

7、面坐標 n地圖投影地圖投影 n不規(guī)則的地球表面可以用地球橢球面來替代，地球不規(guī)則的地球表面可以用地球橢球面來替代，地球橢球面是橢球面是不可展曲面不可展曲面，而地圖是一個平面，而地圖是一個平面，將地球?qū)⒌厍驒E球面上的點映射到平面上來的方法，稱為地圖投橢球面上的點映射到平面上來的方法，稱為地圖投影影 n對于較小區(qū)域范圍，可以視地表為平面，這樣就可對于較小區(qū)域范圍，可以視地表為平面，這樣就可以認為投影沒有變形。但對于以認為投影沒有變形。但對于大區(qū)域范圍大區(qū)域范圍，甚至是，甚至是半球、全球，這種投影方法就不太適合了半球、全球，這種投影方法就不太適合了 n地圖投影地圖投影 n可以假設(shè)地球按比例尺縮小成一

8、個透明的地球儀那可以假設(shè)地球按比例尺縮小成一個透明的地球儀那樣的球體，在其球心、球面或球外安放一個發(fā)光點，樣的球體，在其球心、球面或球外安放一個發(fā)光點，將地球儀上經(jīng)緯線將地球儀上經(jīng)緯線(連同控制點及地形、地物圖形連同控制點及地形、地物圖形)投影到球外的一個平面上，即成為地圖投影到球外的一個平面上，即成為地圖 n地圖投影地圖投影 n實際上這種直觀的透視投影方法亦有很大的實際上這種直觀的透視投影方法亦有很大的局限性局限性，例如，只能對一局部地區(qū)進行投影，且變形有時較例如，只能對一局部地區(qū)進行投影，且變形有時較大，同時往往不能將全球投影下來，多數(shù)情況下不大，同時往往不能將全球投影下來，多數(shù)情況下不可

9、能用這種幾何作圖的方法來實現(xiàn)可能用這種幾何作圖的方法來實現(xiàn) n科學的投影方法是建立地球橢球面上的經(jīng)緯線網(wǎng)與科學的投影方法是建立地球橢球面上的經(jīng)緯線網(wǎng)與平面上相應的經(jīng)緯線網(wǎng)相對應的基礎(chǔ)上的，其實質(zhì)平面上相應的經(jīng)緯線網(wǎng)相對應的基礎(chǔ)上的，其實質(zhì)就是就是建立地球橢球面上點的坐標建立地球橢球面上點的坐標(，)與平面上對與平面上對應的坐標應的坐標(x,y)之間的函數(shù)關(guān)系之間的函數(shù)關(guān)系 n投影變形投影變形 n由于要將不可展的地球橢球面展開成平面，且不能由于要將不可展的地球橢球面展開成平面，且不能有斷裂，那么圖形必將在某些地方被拉伸，某些地有斷裂，那么圖形必將在某些地方被拉伸，某些地方被壓縮，因而方被壓縮，因

10、而投影變形是不可避免的投影變形是不可避免的 n投影變形通常包括三種，即投影變形通常包括三種，即長度變形、角度變形和長度變形、角度變形和面積變形面積變形 nGIS中的地圖投影中的地圖投影 n由于由于GIS大多是以地圖的方式來顯示地理信息的，而地圖是大多是以地圖的方式來顯示地理信息的，而地圖是平面，地理信息則是在地球橢球面上的，因此，平面，地理信息則是在地球橢球面上的，因此，地圖投影在地圖投影在GIS中是不可缺少的中是不可缺少的 n當當GIS的地理數(shù)據(jù)庫中的地理數(shù)據(jù)是以地理坐標的地理數(shù)據(jù)庫中的地理數(shù)據(jù)是以地理坐標(即經(jīng)緯度即經(jīng)緯度)來來存貯時，對于輸入的以地圖為數(shù)據(jù)源的空間數(shù)據(jù)必須通過存貯時，對于

11、輸入的以地圖為數(shù)據(jù)源的空間數(shù)據(jù)必須通過投投影變換影變換來轉(zhuǎn)換成地理坐標，然后才能裝入到來轉(zhuǎn)換成地理坐標，然后才能裝入到GIS的地理數(shù)據(jù)的地理數(shù)據(jù)庫中，而當需要顯示或輸出地圖時，則必須將地理數(shù)據(jù)庫中庫中，而當需要顯示或輸出地圖時，則必須將地理數(shù)據(jù)庫中的地理坐標表示的空間數(shù)據(jù)的地理坐標表示的空間數(shù)據(jù)通過投影變換成指定投影的平面通過投影變換成指定投影的平面坐標坐標 n我國常用的地圖投影我國常用的地圖投影 n我國基本比例尺地形圖我國基本比例尺地形圖(1：100萬、萬、1：50萬、萬、1：25萬、萬、1：10萬、萬、1：5萬、萬、1：2.5、1：1萬、萬、1：5000)除除1：100萬外均采用萬外均采用

12、高斯高斯-克呂格投影克呂格投影為地為地理基礎(chǔ)；理基礎(chǔ)；n我國我國1：100萬地形圖采用了萬地形圖采用了Lambert投影投影，其分，其分幅原則與國際地理學會規(guī)定的全球統(tǒng)一使用的國際幅原則與國際地理學會規(guī)定的全球統(tǒng)一使用的國際百萬分之一地圖投影保持一致。百萬分之一地圖投影保持一致。n我國大部分省區(qū)圖以及大多數(shù)這一比例尺的地圖也我國大部分省區(qū)圖以及大多數(shù)這一比例尺的地圖也多采用多采用Lambert投影投影和屬于同一投影系統(tǒng)的和屬于同一投影系統(tǒng)的Albers投影投影(正軸等面積割圓錐投影正軸等面積割圓錐投影)； n高斯高斯克呂格投影克呂格投影 n高斯高斯克呂格投影是一種克呂格投影是一種橫軸等角切橢圓

13、柱投影橫軸等角切橢圓柱投影。它是將一橢圓柱橫切于地球橢球體上，該橢圓柱面它是將一橢圓柱橫切于地球橢球體上，該橢圓柱面與橢球體表面的切線為一經(jīng)線，投影中將其稱為中與橢球體表面的切線為一經(jīng)線，投影中將其稱為中央經(jīng)線，然后根據(jù)一定的約束條件即投影條件，將央經(jīng)線，然后根據(jù)一定的約束條件即投影條件，將中央經(jīng)線兩側(cè)規(guī)定范圍內(nèi)的點投影到橢圓柱面上，中央經(jīng)線兩側(cè)規(guī)定范圍內(nèi)的點投影到橢圓柱面上，從而得到從而得到點點的高斯投影的高斯投影 n高斯高斯克呂格投影克呂格投影 n高斯投影的最大變形處為各投影帶在赤道邊緣處，高斯投影的最大變形處為各投影帶在赤道邊緣處，為了控制變形，我國地形圖采用分帶方法，即將地為了控制變形

14、，我國地形圖采用分帶方法，即將地球按一定間隔的經(jīng)差球按一定間隔的經(jīng)差(6或或3)劃分為若干相互不劃分為若干相互不重疊的投影帶，各帶分別投影重疊的投影帶，各帶分別投影 n高斯高斯克呂格投影克呂格投影 n1：2.5萬至萬至1：50萬的地形圖均采用萬的地形圖均采用6分帶分帶方案，方案，即從格林尼治零度經(jīng)線起算，每即從格林尼治零度經(jīng)線起算，每6為一個投影帶，為一個投影帶，全球共分為全球共分為60個投影帶個投影帶。我國領(lǐng)土位于東經(jīng)。我國領(lǐng)土位于東經(jīng)72到到136之間，共包括之間，共包括11個投影個投影帶帶(13帶帶22帶帶)。1：1萬及更大比例尺地形圖采用萬及更大比例尺地形圖采用3分帶分帶方案，全方案，

15、全球共分為球共分為120個投影帶個投影帶 n地球表面特征的度量，最直接了當?shù)姆椒ň褪怯媒?jīng)度地球表面特征的度量，最直接了當?shù)姆椒ň褪怯媒?jīng)度和緯度來表示，這種方法對空間位置的確定還比較有和緯度來表示，這種方法對空間位置的確定還比較有利，但利，但難以進行距離、方向、面積等參數(shù)的計算難以進行距離、方向、面積等參數(shù)的計算。這。這些參數(shù)計算的理想環(huán)境就是笛卡兒平面直角坐標系，些參數(shù)計算的理想環(huán)境就是笛卡兒平面直角坐標系，或二維歐氏空間或二維歐氏空間n地圖投影變換引起了地理空間要素在地圖投影變換引起了地理空間要素在平面形態(tài)上的變平面形態(tài)上的變化，包括長度變化、方向變化和面積變化化，包括長度變化、方向變化和面

16、積變化。但是，平。但是，平面直角坐標系卻建立了對地理空間良好的視覺感，并面直角坐標系卻建立了對地理空間良好的視覺感，并易于進行距離、方向、面積等空間參數(shù)的量算，以及易于進行距離、方向、面積等空間參數(shù)的量算，以及進一步的空間數(shù)據(jù)處理和分析進一步的空間數(shù)據(jù)處理和分析 nGISGIS中的地理空間中的地理空間通常是指經(jīng)過投影變換放在笛卡兒通常是指經(jīng)過投影變換放在笛卡兒平面直角坐標系中的地球表層特征空間。它的理論基平面直角坐標系中的地球表層特征空間。它的理論基礎(chǔ)在于旋轉(zhuǎn)橢球體和地圖投影變換礎(chǔ)在于旋轉(zhuǎn)橢球體和地圖投影變換 n長期以來，人們主要考慮了長期以來，人們主要考慮了二維地理空間二維地理空間的理論問題

17、，的理論問題，至于三維地理信息系統(tǒng)中所涉及的地理空間，則是在至于三維地理信息系統(tǒng)中所涉及的地理空間，則是在上述笛卡兒平面直角坐標系上加上上述笛卡兒平面直角坐標系上加上第三維第三維z z，并假設(shè)，并假設(shè)該笛卡兒平面是處處切過地球旋轉(zhuǎn)橢球體的，這樣該笛卡兒平面是處處切過地球旋轉(zhuǎn)橢球體的，這樣z z就代表了地面相對于該旋轉(zhuǎn)橢球體表面的高程就代表了地面相對于該旋轉(zhuǎn)橢球體表面的高程 第一節(jié)第一節(jié) 地理空間及其表達地理空間及其表達n二、空間實體的表達二、空間實體的表達n1.矢量矢量n2.柵格柵格第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論 n地理實體的分類地理實體的分類 n地理

18、實體：地理實體：地理數(shù)據(jù)庫中的實體，是一種在現(xiàn)實世地理數(shù)據(jù)庫中的實體，是一種在現(xiàn)實世界中不能再劃分為同類現(xiàn)象的現(xiàn)象。例如城市可看界中不能再劃分為同類現(xiàn)象的現(xiàn)象。例如城市可看成一個地理實體成一個地理實體 n地理目標：地理目標：實體在地理數(shù)據(jù)庫中的表示。地理目標實體在地理數(shù)據(jù)庫中的表示。地理目標的表示方法隨比例尺、目的等情況的變化而變化，的表示方法隨比例尺、目的等情況的變化而變化，例如，對于城市這個地理實體，在小比例尺上可作例如，對于城市這個地理實體，在小比例尺上可作為一個點目標，而在大比例尺上將作為一個面目標為一個點目標，而在大比例尺上將作為一個面目標 地理實體的分類地理實體的分類n點狀實體點狀

19、實體n點狀實體是指只有點狀實體是指只有特定的位置特定的位置，而沒有長度的實體，而沒有長度的實體n線狀實體線狀實體n線狀實體是指有長度的實體，如線段、邊界、鏈、線狀實體是指有長度的實體，如線段、邊界、鏈、網(wǎng)絡等，具有長度、曲率和方向。網(wǎng)絡等，具有長度、曲率和方向。地理實體的分類地理實體的分類n面狀實體面狀實體n面狀實體也稱多邊形、區(qū)域等，是對湖泊、島嶼、面狀實體也稱多邊形、區(qū)域等，是對湖泊、島嶼、地塊等一類現(xiàn)象的描述，具有面積、周長、獨立或地塊等一類現(xiàn)象的描述，具有面積、周長、獨立或相鄰、島或洞、重疊等空間特征相鄰、島或洞、重疊等空間特征n體狀實體體狀實體n體狀實體用于描述三維空間中的現(xiàn)象與物體

20、，它具體狀實體用于描述三維空間中的現(xiàn)象與物體，它具有長度、寬度及高度等屬性有長度、寬度及高度等屬性地理實體的描述地理實體的描述n編碼編碼n用于區(qū)別不同的實體用于區(qū)別不同的實體，有時同一個實體在不同的時，有時同一個實體在不同的時間具有不同的編碼，如上行和下行的火車。間具有不同的編碼，如上行和下行的火車。n編碼通常包括編碼通常包括分類碼和識別碼分類碼和識別碼。分類碼標識實體所。分類碼標識實體所屬的類別，識別碼對每個實體進行標識，是唯一的，屬的類別，識別碼對每個實體進行標識，是唯一的，用于區(qū)別不同的實體用于區(qū)別不同的實體 地理實體的描述地理實體的描述n位置位置n通常用坐標值的形式通常用坐標值的形式(

21、或其它方式或其它方式)給出實體的空間給出實體的空間位置。位置。n類型類型n指明該地理實體屬于哪一種實體類型，或由哪些實指明該地理實體屬于哪一種實體類型，或由哪些實體類型組成。體類型組成。n行為行為n指明該地理實體可以具有哪些行為和功能指明該地理實體可以具有哪些行為和功能地理實體的描述地理實體的描述n屬性屬性n指明該地理實體所對應的非空間信息，如道路的寬指明該地理實體所對應的非空間信息，如道路的寬度、路面質(zhì)量、車流量、交通規(guī)則等。度、路面質(zhì)量、車流量、交通規(guī)則等。n說明說明n用于說明實體數(shù)據(jù)的來源、質(zhì)量等相關(guān)的信息。用于說明實體數(shù)據(jù)的來源、質(zhì)量等相關(guān)的信息。n關(guān)系關(guān)系n與其它實體的關(guān)系信息與其它

22、實體的關(guān)系信息地理實體時間維的描述地理實體時間維的描述n如果只是地理實體的如果只是地理實體的屬性數(shù)據(jù)在變化屬性數(shù)據(jù)在變化，那么，可以把，那么，可以把不同時間的屬性數(shù)據(jù)均記錄下來，作為該地理實體的不同時間的屬性數(shù)據(jù)均記錄下來，作為該地理實體的屬性數(shù)據(jù)。例如在處理統(tǒng)計區(qū)域的人口數(shù)時，區(qū)域的屬性數(shù)據(jù)。例如在處理統(tǒng)計區(qū)域的人口數(shù)時，區(qū)域的空間位置不變，只要把新的人口數(shù)及對應的時間加入空間位置不變，只要把新的人口數(shù)及對應的時間加入到屬性數(shù)據(jù)表中即可。到屬性數(shù)據(jù)表中即可。 n當?shù)乩韺嶓w的當?shù)乩韺嶓w的空間位置隨時間變化時空間位置隨時間變化時，如政區(qū)界線的，如政區(qū)界線的變化、地塊的合并與重新劃分等，這時必須把

23、地理實變化、地塊的合并與重新劃分等，這時必須把地理實體的空間特征的變化也記錄下來，如記錄實體的增加、體的空間特征的變化也記錄下來，如記錄實體的增加、刪除、改變、移動、合并等，同時對實體進行時間標刪除、改變、移動、合并等，同時對實體進行時間標記記 第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征n一、一、GISGIS的空間數(shù)據(jù)類型的空間數(shù)據(jù)類型n1.1.根據(jù)數(shù)據(jù)來源可分為：根據(jù)數(shù)據(jù)來源可分為：n地圖數(shù)據(jù)地圖數(shù)據(jù) ：專題地圖和普通地圖；：專題地圖和普通地圖；n影像數(shù)據(jù)：遙感影像和航空相片等；影像數(shù)據(jù)：遙感影像和航空相片等；n屬性數(shù)據(jù)：統(tǒng)計數(shù)據(jù)、實測數(shù)據(jù)及各種文字報告；屬性數(shù)據(jù)：統(tǒng)計數(shù)據(jù)、實

24、測數(shù)據(jù)及各種文字報告；n地形數(shù)據(jù)：地形圖等高線、地形數(shù)據(jù)：地形圖等高線、DEMDEM等；等；n元數(shù)據(jù)：關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。元數(shù)據(jù)：關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。 第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征n2.2.根據(jù)類型劃分：根據(jù)類型劃分：n類型數(shù)據(jù)：居民點、交通線、土地類型分布等。類型數(shù)據(jù)：居民點、交通線、土地類型分布等。n面域數(shù)據(jù)：多邊形中心點、行政區(qū)域界限和行政單元面域數(shù)據(jù)：多邊形中心點、行政區(qū)域界限和行政單元n網(wǎng)絡數(shù)據(jù)：道路交叉點、街道和街區(qū)等。網(wǎng)絡數(shù)據(jù)：道路交叉點、街道和街區(qū)等。n樣本數(shù)據(jù)：氣象站、航線和野外樣方的

25、分布區(qū)等。樣本數(shù)據(jù)：氣象站、航線和野外樣方的分布區(qū)等。n曲面數(shù)據(jù)曲面數(shù)據(jù) ：高程點、等高線和等值區(qū)域。：高程點、等高線和等值區(qū)域。n文本數(shù)據(jù)：如地名、河流名和區(qū)域名稱。文本數(shù)據(jù)：如地名、河流名和區(qū)域名稱。n符號數(shù)據(jù)：點狀符號、線狀符號和面狀符號等。符號數(shù)據(jù)：點狀符號、線狀符號和面狀符號等。 第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征n二、地理數(shù)據(jù)的基本特征二、地理數(shù)據(jù)的基本特征n1.1.空間特性空間特性n2.2.拓撲特性拓撲特性n3.3.屬性特性屬性特性n4.4.時序特性時序特性第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

26、的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征n三、空間數(shù)據(jù)的拓撲關(guān)系三、空間數(shù)據(jù)的拓撲關(guān)系n拓撲結(jié)構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu)是明確定義空間結(jié)構(gòu)關(guān)系的一種數(shù)學方法。是明確定義空間結(jié)構(gòu)關(guān)系的一種數(shù)學方法。 在在GISGIS中，它不但用于空間數(shù)據(jù)的組織，而且在空間分中，它不但用于空間數(shù)據(jù)的組織，而且在空間分析和應用中都有非常重要的意義。析和應用中都有非常重要的意義。地理實體不僅具有空間位置、形狀、大小等空間特征，地理實體不僅具有空間位置、形狀、大小等空間特征，而且不同實體間還存在鄰接、關(guān)聯(lián)、包含等空間相互而且不同實體間還存在鄰接、關(guān)聯(lián)、包含等空間相互關(guān)系特征，由

27、于描述這種關(guān)系時不需要考慮空間坐標關(guān)系特征，由于描述這種關(guān)系時不需要考慮空間坐標和距離因素，所以又稱為拓撲關(guān)系和距離因素，所以又稱為拓撲關(guān)系拓撲元素：結(jié)點、線（弧段）、面（多邊形）拓撲元素：結(jié)點、線（弧段）、面（多邊形）第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論 點點是點狀物或者是可以用點是點狀物或者是可以用點( (由單獨一對坐標定位）的由單獨一對坐標定位）的一切地理或制圖實體，有特定的位置。圖件的比例尺決定了一切地理或制圖實體，有特定的位置。圖件的比例尺決定了能否把現(xiàn)實世界的現(xiàn)象表示為點特征。它有可能是點狀地物、能否把現(xiàn)實世界的現(xiàn)象表示為點特征。它有可能是點狀地

28、物、面狀地物的中心點、線狀地物的交點、定位點、注記等。例面狀地物的中心點、線狀地物的交點、定位點、注記等。例子：水基準點、建筑物、井、觀測點、高程點。子：水基準點、建筑物、井、觀測點、高程點。在在GIS中中點有幾種類型。線的起點、終點、交點（三條以上點有幾種類型。線的起點、終點、交點（三條以上坐標鏈的交匯點）、線的首尾點我們稱之為坐標鏈的交匯點）、線的首尾點我們稱之為結(jié)點結(jié)點（node），而線的中間部分稱為中間點（角點），而線的中間部分稱為中間點（角點vertex）。）。第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征 線線是對線狀地物或地物運動軌跡的全部或部分的描述，可是對線狀地物或

29、地物運動軌跡的全部或部分的描述，可以定義為由直線元素組成的各種線性要素，直線元素由兩以定義為由直線元素組成的各種線性要素，直線元素由兩對以上的坐標定義。最簡單的線實體只存儲它的起止點坐對以上的坐標定義。最簡單的線實體只存儲它的起止點坐標、屬性、顯示符等有關(guān)數(shù)據(jù)。標、屬性、顯示符等有關(guān)數(shù)據(jù)。線有方向，兩個結(jié)點之間的線又叫弧段（線有方向，兩個結(jié)點之間的線又叫弧段（arcarc）。）?；《翁鼗《翁卣骺捎脕矶ㄎ缓兔枋鰞牲c之間連線的地理信息。征可用來定位和描述兩點之間連線的地理信息。第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征 面（多邊形面（多邊形polygonpolygon）是對面狀地理實

30、體的表示，由一個是對面狀地理實體的表示，由一個封閉的坐標點序列外加內(nèi)點表示。但多邊形矢量編碼，不封閉的坐標點序列外加內(nèi)點表示。但多邊形矢量編碼，不但要標識位置和屬性，更重要的是表達拓撲特征但要標識位置和屬性，更重要的是表達拓撲特征, ,如形狀、如形狀、鄰域和層次結(jié)構(gòu)等。多邊形由一條或一條以上首尾相連的鄰域和層次結(jié)構(gòu)等。多邊形由一條或一條以上首尾相連的弧段組成。一個弧段總是被兩個而且只被兩個多邊形所共弧段組成。一個弧段總是被兩個而且只被兩個多邊形所共有。復雜的多邊形內(nèi)可以有有。復雜的多邊形內(nèi)可以有“島（洞）島（洞）”（一種特殊的?。ㄒ环N特殊的弧段，這種弧段坐標鏈頭尾相接，獨立圍成一個封閉的區(qū)域。

31、段，這種弧段坐標鏈頭尾相接，獨立圍成一個封閉的區(qū)域?；《蔚亩它c總是結(jié)點，而島弧段端點并非是三條或三條以弧段的端點總是結(jié)點，而島弧段端點并非是三條或三條以上坐標鏈的交匯點，這種端點稱為島結(jié)點上坐標鏈的交匯點，這種端點稱為島結(jié)點）。）。第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征n1.1.地理空間數(shù)據(jù)的拓撲關(guān)系類型地理空間數(shù)據(jù)的拓撲關(guān)系類型n拓撲鄰接：同類元素之間的拓撲關(guān)系。拓撲鄰接：同類元素之間的拓撲關(guān)系。n拓撲關(guān)聯(lián)：不同類元素之間的拓撲關(guān)系。拓撲關(guān)聯(lián)：不同類元素之間的拓撲關(guān)系。n拓撲包含：同類不同級元素之間的拓撲關(guān)系。拓撲包含

32、：同類不同級元素之間的拓撲關(guān)系。n （分為簡單包含、多層包含、等價包含）（分為簡單包含、多層包含、等價包含）第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論N11256473P1P3P2P4N4N3N5N2拓撲鄰接：拓撲鄰接：N N1 1/ /N N2 2 , ,N N1 1/ /N N3 3 , ,N N1 1/ /N N4 4 ; ;P P1 1/ /P P3 3 ; ;P P2 2/ /P P3 3拓撲關(guān)聯(lián)：拓撲關(guān)聯(lián)：N N1 1/1 1、3 3 、6 6 ；P P1 1/1 1、5 5 、6 6 拓撲包含：拓撲包含：P P3 3與與P P4 4第二章第二章 GI

33、S的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征n2.2.地理空間數(shù)據(jù)的拓撲關(guān)系地理空間數(shù)據(jù)的拓撲關(guān)系N11256473P1P3P2P4N4N3N5N2結(jié)點結(jié)點弧弧 段段N1N1N2N2N3N3N4N4N5N5e e1 1、e e6 6、e e3 3e e1 1 、e e5 5 、e e2 2 e e2 2、 e e3 3 、e e4 4e e4 4 、e e5 5 、e e6 6e e7 7結(jié)點結(jié)點-弧段弧段第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其

34、特征N11256473P1P3P2P4N4N3N5N2弧段弧段起點起點終點終點e e1 1e e2 2e e3 3e e4 4e e5 5e e6 6e e7 7N2N2N3N3N1N1N4N4N4N4N1N1N5N5N1N1N2N2N3N3N3N3N2N2N4N4N5N5弧段弧段-結(jié)點結(jié)點第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征N11256473P1P3P2P4N4N3N5N2弧段弧段左多邊形左多邊形 右多邊形右多邊形e e1 1e e2 2e e3 3e e4 4e e5 5e e6 6e e7 700

35、0P3P2P3P4P1P2P3P2P1P1P3弧段弧段-多邊形多邊形第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征N11256473P1P3P2P4N4N3N5N2多邊形多邊形弧段弧段P1P1P2P2P3P3P4P4e e1 1、e e6 6、e e5 5e e4 4、e e2 2、- -e e5 5e e3 3、- -e e4 4、- -e e6 6、- -e e7 7-e-e7 7多邊形多邊形-弧段弧段第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征第二節(jié)：

36、地理空間數(shù)據(jù)及其特征n空間實體間的空間關(guān)系可以抽象為點、線、多邊形之間的六空間實體間的空間關(guān)系可以抽象為點、線、多邊形之間的六大類關(guān)系：大類關(guān)系：n 點點點點：重合；分離；一點為其他諸點的幾何中心；一：重合；分離；一點為其他諸點的幾何中心；一點為其他諸點的地理中心，等等。點為其他諸點的地理中心，等等。n 點點線線：點在線上；線的端點（起點或終點）；線的交：點在線上；線的端點（起點或終點）；線的交點；點與線的分離（可計算點到線的距離），等等。點；點與線的分離（可計算點到線的距離），等等。n 點點多邊形多邊形：點在多邊形內(nèi)（可計數(shù)和統(tǒng)計）；點為多：點在多邊形內(nèi)（可計數(shù)和統(tǒng)計）；點為多邊形的幾何（地

37、理）中心；點在多邊形邊界上；點在多邊形的幾何（地理）中心；點在多邊形邊界上；點在多邊形外部，等等。邊形外部，等等。第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征n線線線線：重合；相接（首尾相接和順序相接）；相交；相：重合；相接（首尾相接和順序相接）；相交；相切；并行，等等。切；并行，等等。n線線多邊形多邊形：多邊形包含線（可計算多邊形內(nèi)線的密度）；：多邊形包含線（可計算多邊形內(nèi)線的密度）；線穿過多邊形；線環(huán)繞多邊形；線與多邊形分離，等等。線穿過多邊形；線環(huán)繞多邊形；線與多邊形分離，等等。n多邊形多邊形多邊形多邊形

38、：包含；重合；相交（可以劃分子多邊形，：包含；重合；相交（可以劃分子多邊形，進行邏輯與、或、非和異或等計算）；相鄰；分離（計算進行邏輯與、或、非和異或等計算）；相鄰；分離（計算距離、引力等），等等。距離、引力等），等等。第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論點點點點點點線線點點面面住宅住宅學校學校海岸線海岸線碼頭碼頭肺癌病例肺癌病例區(qū)域區(qū)域?qū)W校和住宅接近嗎？學校和住宅接近嗎？碼頭在海岸線上嗎？碼頭在海岸線上嗎？肺癌病在區(qū)內(nèi)分布肺癌病在區(qū)內(nèi)分布第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息

39、系統(tǒng)概論線線點點線線線線線線面面鎮(zhèn)鎮(zhèn)乘車線路乘車線路河流河流小路小路這條線路過鎮(zhèn)上嗎？這條線路過鎮(zhèn)上嗎？小路穿過河流嗎？小路穿過河流嗎？河流在區(qū)域內(nèi)嗎？河流在區(qū)域內(nèi)嗎？第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論面面點點面面線線面面面面該郵政區(qū)包括學校嗎？該郵政區(qū)包括學校嗎？該區(qū)域包括鐵路嗎？該區(qū)域包括鐵路嗎？區(qū)域彼此影響嗎？區(qū)域彼此影響嗎？區(qū)域重疊嗎？區(qū)域重疊嗎？第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)

40、及其特征第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征n3.3.拓撲關(guān)系的意義拓撲關(guān)系的意義n（1 1）不需要利用坐標或距離，可以確定空間實體的位置）不需要利用坐標或距離，可以確定空間實體的位置關(guān)系；關(guān)系；n（2 2）利用拓撲關(guān)系便于空間要素的查詢）利用拓撲關(guān)系便于空間要素的查詢n（3 3）根據(jù)拓撲關(guān)系可以重建地理實體，例如利用弧段構(gòu)）根據(jù)拓撲關(guān)系可以重建地理實體，例如利用弧段構(gòu)建多邊形，最佳路徑的選擇的等。建多邊形，最佳路徑的選擇的等。第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征第二節(jié)：地理空間數(shù)據(jù)及其特征n四、空間數(shù)據(jù)的計算機表示四、空間數(shù)據(jù)的計算機表

41、示n空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：指空間數(shù)據(jù)適合于計算機存儲、管理、空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：指空間數(shù)據(jù)適合于計算機存儲、管理、處理的邏輯結(jié)構(gòu)。簡言之，空間數(shù)據(jù)以什么形式在計處理的邏輯結(jié)構(gòu)。簡言之，空間數(shù)據(jù)以什么形式在計算機中存儲和管理。算機中存儲和管理。n（P36關(guān)于關(guān)于ARCGIS中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第三節(jié)第三節(jié) 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型nGISGIS中通常用兩種數(shù)字化的方法可以表示地理空間信息，即中通常用兩種數(shù)字化的方法可以表示地理空間信息，即柵（網(wǎng)）格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵（網(wǎng)）格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)( (顯式表示顯式表示 ) )矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)

42、據(jù)結(jié)構(gòu)( (隱式表示隱式表示 ) )n一、分類一、分類n1.1.矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)n基于矢量模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡稱為矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?；谑噶磕Ｐ偷臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡稱為矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。n通過記錄坐標的方式盡可能精確地表示地理實體，即地理實通過記錄坐標的方式盡可能精確地表示地理實體，即地理實體的形狀和位置是由一組所在的坐標參考系中坐標確定的。體的形狀和位置是由一組所在的坐標參考系中坐標確定的。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是人們較為習慣的一種表示空間數(shù)據(jù)的方法矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是人們較為習慣的一種表示空間數(shù)據(jù)的方法第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第三節(jié)第三節(jié) 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

43、的類型第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論新新山山水水庫庫10821816589111道道2道道A1道路道路河流河流地質(zhì)地質(zhì)植被植被第三節(jié)第三節(jié) 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型n2.柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)n柵格數(shù)據(jù)模型以一定方式把整個空間區(qū)域分成若干規(guī)則的柵格數(shù)據(jù)模型以一定方式把整個空間區(qū)域分成若干規(guī)則的格網(wǎng)區(qū)（通常是正方形）。格網(wǎng)的大小是預先設(shè)好的，每格網(wǎng)區(qū)（通常是正方形）。格網(wǎng)的大小是預先設(shè)好的，每個柵格的大小代表定義的空間分辨率。這種用格網(wǎng)（像元）個柵格的大小代表定義的空間分辨率。這種用格網(wǎng)（像元）陣列方式表達圖件的每一點的位置及其屬性的數(shù)據(jù)表

44、達方陣列方式表達圖件的每一點的位置及其屬性的數(shù)據(jù)表達方式，稱為柵格格式（結(jié)構(gòu)）。式，稱為柵格格式（結(jié)構(gòu)）。地理實體的位置用它們占據(jù)的柵格行、列號來定義。柵格地理實體的位置用它們占據(jù)的柵格行、列號來定義。柵格（網(wǎng)格）的大小取決于所需空間信息的精度，柵格的值代（網(wǎng)格）的大小取決于所需空間信息的精度，柵格的值代表該位置的狀態(tài)。表該位置的狀態(tài)。第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論SPOT XS 20m*20m 牡丹水庫band G, R, IR網(wǎng)格資料關(guān)於衛(wèi)星影像n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

45、元值表示空間對象的類型、等級等特征。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。每個柵格單元只能存在一個值。第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論（a a）三角形）三角形（b b） 菱形菱形（c) c) 六邊形六邊形第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論GIS數(shù)據(jù)的兩種表示方法矢量表達柵格表達現(xiàn)實世界現(xiàn)實世界第三節(jié)第三節(jié) 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型 顯式表示：就是柵格中的一系列顯式表示：就是柵格中的一系列像元像元( (點點) )，為使計算機認識這些，為使計算機認識這些像元描述的是某一物體

46、而不是其像元描述的是某一物體而不是其它物體。它物體。 注：注：“c c”不一定用不一定用c c的形式，而可的形式，而可以用顏色、符號、數(shù)字、灰度值以用顏色、符號、數(shù)字、灰度值來顯示。來顯示。 則得到椅子的簡單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為：則得到椅子的簡單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為：椅子的屬性椅子的屬性符號顏色符號顏色像元像元x x第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第三節(jié)第三節(jié) 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型 隱式表示：由一系列定義了隱式表示：由一系列定義了始點和終點的線及某種連接始點和終點的線及某種連接關(guān)系來描述，線的始點和終關(guān)系來描述，線的始點和終點坐標定義為一條表示椅子點坐標定義

47、為一條表示椅子形式的矢量，線之間的指示形式的矢量，線之間的指示字，告訴計算機怎樣把這些字，告訴計算機怎樣把這些矢量連接在一起形成椅子，矢量連接在一起形成椅子，隱式表示的數(shù)據(jù)為：隱式表示的數(shù)據(jù)為：椅子的屬性椅子的屬性一系列矢一系列矢量量連接關(guān)系連接關(guān)系第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第三節(jié)第三節(jié) 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型n二、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)二、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)n1.1.簡單矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：無拓撲關(guān)系的矢量模型。數(shù)據(jù)按照簡單矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：無拓撲關(guān)系的矢量模型。數(shù)據(jù)按照點、線、多邊形為單元進行組織。數(shù)字化操作簡單。只記點、線、多邊形為單元進行組織。數(shù)字化操

48、作簡單。只記錄空間對象的位置坐標和屬性信息，不記錄拓撲關(guān)系。錄空間對象的位置坐標和屬性信息，不記錄拓撲關(guān)系。0存儲：存儲：q獨立存儲：空間對象位置直接跟隨空間對象；獨立存儲：空間對象位置直接跟隨空間對象；q點位字典：點坐標獨立存儲，線、面由點號組成點位字典：點坐標獨立存儲，線、面由點號組成第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第三節(jié)第三節(jié) 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型0特征特征l無拓撲關(guān)系，主要用于顯示、輸出及一般查詢無拓撲關(guān)系，主要用于顯示、輸出及一般查詢l公共邊重復存儲，存在數(shù)據(jù)冗余，難以保證數(shù)據(jù)獨立公共邊重復存儲，存在數(shù)據(jù)冗余，難以保證數(shù)據(jù)獨立性

49、和一致性性和一致性l多邊形分解和合并不易進行，鄰域處理較復雜；多邊形分解和合并不易進行，鄰域處理較復雜；l處理嵌套多邊形比較麻煩處理嵌套多邊形比較麻煩0適用范圍：適用范圍：制圖及一般查詢，不適合復雜的空間分析制圖及一般查詢，不適合復雜的空間分析第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第三節(jié)第三節(jié) 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型n2.2.拓撲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)拓撲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)n拓撲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括拓撲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括DIMEDIME（對偶獨立地圖編碼法）、（對偶獨立地圖編碼法）、POLYVRTPOLYVRT（多邊形轉(zhuǎn)換器）、（多邊形轉(zhuǎn)換器）、TIG

50、ERTIGER（地理編碼和參照（地理編碼和參照系統(tǒng)的拓撲集成）系統(tǒng)的拓撲集成）n其共同特點是：點相互獨立，點連成線，線構(gòu)成面。其共同特點是：點相互獨立，點連成線，線構(gòu)成面。每條線始于起結(jié)點，止于終結(jié)點，并于左右多邊形相每條線始于起結(jié)點，止于終結(jié)點，并于左右多邊形相鄰接。鄰接。第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第三節(jié)第三節(jié) 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型n拓撲編輯拓撲編輯n拓撲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最重要的技術(shù)特征和貢獻是具有拓撲編拓撲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最重要的技術(shù)特征和貢獻是具有拓撲編輯功能。主要包括多邊形連接編輯和結(jié)點連接編輯，輯功能。主要包括多邊形連接編輯和結(jié)點連接編輯

51、，前者指順序連接組成封閉多邊形彝族線段的編輯，后前者指順序連接組成封閉多邊形彝族線段的編輯，后者指順序連接環(huán)繞某個結(jié)點所有多邊形的編輯者指順序連接環(huán)繞某個結(jié)點所有多邊形的編輯第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第三節(jié)第三節(jié) 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型n（1 1）多邊形連接編輯）多邊形連接編輯（結(jié)合課本（結(jié)合課本P39P39）n步驟：步驟：nA.A.在弧段文件中，檢出與當前編輯的多邊形相關(guān)的所在弧段文件中，檢出與當前編輯的多邊形相關(guān)的所有記錄；有記錄；nB.B.檢查當前編輯多邊形所處的位置；檢查當前編輯多邊形所處的位置；（若多邊形位于（若多邊形位于左

52、多邊形，則需要調(diào)換位置，同時對應結(jié)點也要做相左多邊形，則需要調(diào)換位置，同時對應結(jié)點也要做相應的位置變換）應的位置變換）nC.C.從經(jīng)過代碼位置轉(zhuǎn)換的記錄中，任取一個結(jié)點作為從經(jīng)過代碼位置轉(zhuǎn)換的記錄中，任取一個結(jié)點作為起點，即可。起點，即可。第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第三節(jié)第三節(jié) 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型n（2 2）結(jié)點連接編輯）結(jié)點連接編輯第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第三節(jié)第三節(jié) 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型n3.3.矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特征矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特征n矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型具有矢量數(shù)據(jù)結(jié)

53、構(gòu)類型具有“位置明顯、屬性隱含位置明顯、屬性隱含”的特的特點，它操作起來比較復雜，許多分析操作點，它操作起來比較復雜，許多分析操作( (如疊置分析如疊置分析等等) )用矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)難于實現(xiàn)；但它的數(shù)據(jù)表達精度較用矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)難于實現(xiàn)；但它的數(shù)據(jù)表達精度較高，數(shù)據(jù)存儲量小，輸出圖形美觀且工作效率較高。高，數(shù)據(jù)存儲量小，輸出圖形美觀且工作效率較高。 第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第三節(jié)第三節(jié) 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型n3.3.曲面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（曲面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（surfacesurface）曲面的概念：連續(xù)分布現(xiàn)象的表面特征曲面的概念：連續(xù)分布現(xiàn)象的表

54、面特征 A surface describes something which has a value A surface describes something which has a value for every point on the earthfor every point on the earth曲面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)曲面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 通常用等值線、不規(guī)則三角網(wǎng)（通常用等值線、不規(guī)則三角網(wǎng)（TINTIN）或格網(wǎng)（）或格網(wǎng)（GRIDGRID）結(jié)構(gòu)表示結(jié)構(gòu)表示曲面分析內(nèi)容曲面分析內(nèi)容 地形分析；等高線生成；面插值分析地形分析；等高線生成；面插值分析第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系

55、統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第三節(jié)第三節(jié) 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型nGISGIS中常用狄洛尼（中常用狄洛尼（Delaunay Delaunay ）三角網(wǎng)進行表面的擬合。）三角網(wǎng)進行表面的擬合。n狄洛尼（狄洛尼（Delaunay Delaunay ）三角形有三個最鄰近的點連接而成。）三角形有三個最鄰近的點連接而成。n通過通過狄洛尼（狄洛尼（Delaunay Delaunay ）三角網(wǎng)創(chuàng)建泰森多邊形）三角網(wǎng)創(chuàng)建泰森多邊形 第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第三節(jié)第三節(jié) 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系

56、統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第三節(jié)第三節(jié) 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型n三、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)三、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)n柵格結(jié)構(gòu)柵格結(jié)構(gòu)是最簡單最直觀的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，又稱為網(wǎng)格結(jié)是最簡單最直觀的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，又稱為網(wǎng)格結(jié)構(gòu)構(gòu)(raster(raster或或grid cell)grid cell)或象元結(jié)構(gòu)或象元結(jié)構(gòu)(pixel)(pixel)，是指將地球，是指將地球表面劃分為大小均勻緊密相鄰的網(wǎng)格陣列，每個網(wǎng)格作為表面劃分為大小均勻緊密相鄰的網(wǎng)格陣列，每個網(wǎng)格作為一個象元或象素一個象元或象素, ,由行、列號定義，并包含一個代碼由行、列號定義，并包含一個代碼, ,表示表示該象素的屬性類型或量值，或僅僅包含指

57、向其屬性記錄的該象素的屬性類型或量值，或僅僅包含指向其屬性記錄的指針。因此，柵格結(jié)構(gòu)是以規(guī)則的陣列來表示空間地物或指針。因此，柵格結(jié)構(gòu)是以規(guī)則的陣列來表示空間地物或現(xiàn)象分布的數(shù)據(jù)組織，組織中的每個數(shù)據(jù)表示地物或現(xiàn)象現(xiàn)象分布的數(shù)據(jù)組織，組織中的每個數(shù)據(jù)表示地物或現(xiàn)象的非幾何屬性特征。的非幾何屬性特征。 第三節(jié)第三節(jié) 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型yx0000090000900000009070070090700760097777900077079000770709000000點線面對于柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對于柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)點：為一個像點：為一個像元元線：在一定方線：在一定方向上連接成串向上連接成串的

58、相鄰像元集的相鄰像元集合。合。面：聚集在一面：聚集在一起的相鄰像元起的相鄰像元集合。集合。柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：坐標系與描述參數(shù)坐標系與描述參數(shù)Y：列：列X：行：行西南角格網(wǎng)坐標西南角格網(wǎng)坐標（XWS，YWS）格網(wǎng)分辨率格網(wǎng)分辨率第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第三節(jié)第三節(jié) 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型n在柵格結(jié)構(gòu)中，地表被分成相互鄰接、規(guī)則排列的矩在柵格結(jié)構(gòu)中，地表被分成相互鄰接、規(guī)則排列的矩形方塊形方塊( (特殊的情況下也可以是三角形或菱形、六邊形特殊的情況下也可以是三角形或菱形、六邊形等（如圖等（如圖3-23-2所示所示) )，每個地

59、塊與一個柵格單元相對應。，每個地塊與一個柵格單元相對應。柵格數(shù)據(jù)的比例尺就是柵格大小與地表相應單元大小柵格數(shù)據(jù)的比例尺就是柵格大小與地表相應單元大小之比。之比。 第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第三節(jié)第三節(jié) 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型n柵格結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的獲取柵格結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的獲取n 目讀法：在專題圖上均勻劃分網(wǎng)格，逐個網(wǎng)格地決目讀法：在專題圖上均勻劃分網(wǎng)格，逐個網(wǎng)格地決定其代碼，最后形成柵格數(shù)字地圖文件；定其代碼，最后形成柵格數(shù)字地圖文件；n 數(shù)字化儀手扶或自動跟蹤數(shù)字化地圖，得到矢量結(jié)數(shù)字化儀手扶或自動跟蹤數(shù)字化地圖，得到矢量結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)后，再轉(zhuǎn)換為柵格

60、結(jié)構(gòu)；構(gòu)數(shù)據(jù)后，再轉(zhuǎn)換為柵格結(jié)構(gòu)；n 掃描數(shù)字化：逐點掃描專題地圖，將掃描數(shù)據(jù)重采掃描數(shù)字化：逐點掃描專題地圖，將掃描數(shù)據(jù)重采樣和再編碼得到柵格數(shù)據(jù)文件；樣和再編碼得到柵格數(shù)據(jù)文件；n 分類影像輸入：將經(jīng)過分類解譯的遙感影像數(shù)據(jù)直分類影像輸入：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)，作為柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的專題地圖。接或重采樣后輸入系統(tǒng)，作為柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的專題地圖。第二章第二章 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論第三節(jié)第三節(jié) 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型n在轉(zhuǎn)換和重新采樣時，需盡可能保持原圖或原始數(shù)據(jù)精度，在轉(zhuǎn)換和重新采樣時，需盡可能保持原圖或原始數(shù)據(jù)精度