第二章 空間數(shù)據(jù)表達(dá)(遙感)

1、地理信息系統(tǒng)張菊清長(zhǎng)安大學(xué)地測(cè)學(xué)院第二章 空間數(shù)據(jù)的表達(dá)1 1、數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)模型2 2、常規(guī)的地理信息的空間表達(dá)方法、常規(guī)的地理信息的空間表達(dá)方法3 3、地理信息的數(shù)字化描述方法、地理信息的數(shù)字化描述方法4 4、空間對(duì)象關(guān)系、空間對(duì)象關(guān)系拓?fù)潢P(guān)系拓?fù)潢P(guān)系5 5、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其編碼、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其編碼6 6、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其編碼、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其編碼7 7、兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的比較及轉(zhuǎn)換、兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的比較及轉(zhuǎn)換地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)第二章 空間數(shù)據(jù)的表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界數(shù)字世界地理信息系統(tǒng)第二章 空間數(shù)據(jù)的表達(dá) 數(shù)據(jù)建模是指把現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)組織為有用且能反映真實(shí)信息的數(shù)據(jù)集的過程。 選擇一種數(shù)據(jù)模型

2、對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù) 進(jìn)行組織； 選擇一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來表達(dá)該數(shù)據(jù)模型； 選擇一種適合于記錄該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的文 件格式。地理信息系統(tǒng)第二章 空間數(shù)據(jù)的表達(dá)基于對(duì)象的模型基于場(chǎng)的模型矢量數(shù)據(jù)模型柵格數(shù)據(jù)模型地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的表達(dá)2.1 GIS的地學(xué)基礎(chǔ)2.1.1 地理空間模型的描述 地球的自然表面 相對(duì)抽象的面大地水準(zhǔn)面（物理表面） 地球橢球體模型（數(shù)學(xué)表面） 特殊的面，為解決其他一些大地測(cè)量學(xué)等 問題而提出的，如類地形面。 空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地球模型地球表面地球表面水準(zhǔn)面水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面鉛垂線鉛垂線地球橢球體地球橢球體地理信息系統(tǒng)最高：珠穆朗瑪峰最高：珠穆朗瑪峰 8848.138848.13最低

3、：馬里亞納海溝最低：馬里亞納海溝-11022m-11022m空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)2.1 GIS的地學(xué)基礎(chǔ)2.1.2 2.1.2 地理空間坐標(biāo)系統(tǒng)地理空間坐標(biāo)系統(tǒng)NSQ 赤道緯線本初子午線EA1 1、 地理坐標(biāo)：地理坐標(biāo)： 大地地理坐標(biāo)大地地理坐標(biāo)： 天文地理坐標(biāo)：天文地理坐標(biāo)： 大地高、正常高：大地高、正常高：H H(L ,B )( , ) 直接建立在球體上的地理坐標(biāo)，用經(jīng)度和緯度表達(dá)地理對(duì)象位置建立在平面上的直角坐標(biāo)系統(tǒng)，用（x，y）表達(dá)地理對(duì)象位置投影2、坐標(biāo)參考系統(tǒng)平面系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)3、坐標(biāo)系統(tǒng)高程系統(tǒng)任意水準(zhǔn)面任意水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面H H A AH HA

4、A鉛垂線鉛垂線A AH H B BH HB Bh hABAB空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)水準(zhǔn)原點(diǎn)水準(zhǔn)原點(diǎn)1985國家高國家高程基準(zhǔn)，程基準(zhǔn)，72.2604米米黃海海面黃海海面1952-1979年平年平均海水面為均海水面為0米米空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)3、坐標(biāo)系統(tǒng)高程系統(tǒng) 坐標(biāo)系統(tǒng)1、地理坐標(biāo)系、地理坐標(biāo)系天文地理坐標(biāo)（天文地理坐標(biāo)（ ， ） 大地地理坐標(biāo)大地地理坐標(biāo) （L ，B）2、平面坐標(biāo)系、平面坐標(biāo)系國家坐標(biāo)系（國家坐標(biāo)系（X ，Y）獨(dú)立坐標(biāo)系（獨(dú)立坐標(biāo)系（X ，Y） 1954北京坐標(biāo)系北京坐標(biāo)系1980國家大地坐標(biāo)系國家大地坐標(biāo)系3、高程系統(tǒng)、高程系統(tǒng)1956黃海高程系黃海高程系1985

5、國家高程系國家高程系4、空間坐標(biāo)系空間坐標(biāo)系 WGS-84地心坐標(biāo)系（地心坐標(biāo)系（X，Y，Z） 空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)0為什么要進(jìn)行投影？為什么要進(jìn)行投影？0什么叫投影？什么叫投影？0地圖投影實(shí)質(zhì)地圖投影實(shí)質(zhì)0投影變形投影變形0投影分類投影分類0投影選擇所考慮的因素投影選擇所考慮的因素0我國常用的投影方法我國常用的投影方法0GISGIS中為什么要進(jìn)行地圖投影？中為什么要進(jìn)行地圖投影？2.1.3 地圖投影地圖投影空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)2 2、什么叫地圖投影？、什么叫地圖投影？將地球橢球面上的點(diǎn)映射到平面上的方法，稱為地圖投影。將地球橢球面上的點(diǎn)映射到平面上的方法

6、，稱為地圖投影。1 1、為什么要進(jìn)行投影、為什么要進(jìn)行投影? ? 地理坐標(biāo)為球面坐標(biāo)，不方便進(jìn)行距離、方位、面地理坐標(biāo)為球面坐標(biāo)，不方便進(jìn)行距離、方位、面積等參數(shù)的量算。積等參數(shù)的量算。 地球橢球體為不可展曲面。地球橢球體為不可展曲面。 地圖為平面，符合視覺心理，并易于進(jìn)行距離、方地圖為平面，符合視覺心理，并易于進(jìn)行距離、方位、面積等量算和各種空間分析。位、面積等量算和各種空間分析。2.1.3 地圖投影地圖投影空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)3 3、地圖投影的實(shí)質(zhì)是什么？、地圖投影的實(shí)質(zhì)是什么？2.1.3 地圖投影地圖投影 地圖投影的實(shí)質(zhì)就是建立地球橢球面上經(jīng)緯線網(wǎng)地圖投影的實(shí)質(zhì)就是建立地球橢球面上

7、經(jīng)緯線網(wǎng)和平面上相應(yīng)經(jīng)緯線網(wǎng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，也就是建立和平面上相應(yīng)經(jīng)緯線網(wǎng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，也就是建立地球橢球面上的點(diǎn)的地理坐標(biāo)（地球橢球面上的點(diǎn)的地理坐標(biāo)（，）與平面）與平面上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的平面坐標(biāo)（上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的平面坐標(biāo)（x x，y y）之間的函數(shù)關(guān)系：）之間的函數(shù)關(guān)系： 當(dāng)給定不同的具體條件時(shí)，將得到不同類型的當(dāng)給定不同的具體條件時(shí)，將得到不同類型的投影方式。投影方式。 ),(),(21fyfx空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)2.1.3 地圖投影地圖投影空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)將不可展的地球橢球面展開成平面，并且不能有將不可展的地球橢球面展開成平面，并且不能有斷裂，則圖形必將在某些地方被拉伸，某些地方斷裂，則圖

8、形必將在某些地方被拉伸，某些地方被壓縮，故投影變形是不可避免的。被壓縮，故投影變形是不可避免的。 長(zhǎng)度變形長(zhǎng)度變形 面積變形面積變形 角度變形角度變形4 4、地圖投影是否存在變形？、地圖投影是否存在變形？2.1.3 地圖投影地圖投影o變形分類： 等角投影：投影前后角度不變 等面積投影：投影前后面積不變； 任意投影：角度、面積、長(zhǎng)度均變形o投影面： 橫圓柱投影：投影面為橫圓柱 圓錐投影：投影面為圓錐 方位投影：投影面為平面o投影面位置： 正軸投影：投影面中心軸與地軸相互重合 斜軸投影：投影面中心軸與地軸斜向相交 橫軸投影：投影面中心軸與地軸相互垂直 相切投影：投影面與橢球體相切 相割投影：投影面

9、與橢球體相割空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)5、投影的分類特點(diǎn)：經(jīng)線和緯線處處呈直角相交。特點(diǎn)： 緯線長(zhǎng)度不等，其中赤道最長(zhǎng)，緯度越高，緯線越短； 在同一條緯線上，經(jīng)差相同的緯線弧長(zhǎng)相等； 所有的經(jīng)線長(zhǎng)度均相等。特點(diǎn)： 在同一緯度帶內(nèi)，經(jīng)差相同的網(wǎng)絡(luò)面積相等； 在同一經(jīng)度帶內(nèi)，緯線越高，網(wǎng)絡(luò)面積越?。?.1.3 地圖投影地圖投影o 制圖區(qū)域的地理位置、形狀和范圍制圖區(qū)域的地理位置、形狀和范圍o 制圖比例尺制圖比例尺o 地圖內(nèi)容地圖內(nèi)容o 地圖用途地圖用途o 出版方式出版方式空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)6 6、投影選擇因素、投影選擇因素2.1.3 地圖投影地圖投影o 1：100萬：蘭勃投影（正軸等積割圓

10、錐投影）萬：蘭勃投影（正軸等積割圓錐投影）o 大部分分省圖、大多數(shù)同級(jí)比例尺也采用蘭勃投影大部分分省圖、大多數(shù)同級(jí)比例尺也采用蘭勃投影o 1：50萬、萬、1：25萬、萬、1：10萬、萬、1：5萬、萬、1：2.5萬、萬、1:1萬、萬、1：5000采用采用高斯高斯克呂格投影克呂格投影。空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)7 7、我國常用地圖投影、我國常用地圖投影2.1.3 地圖投影地圖投影地理信息系統(tǒng) 高斯克呂格投影 高斯克呂格投影是由高斯于19世紀(jì)20年代擬定，后經(jīng)克呂格補(bǔ)充而形成的一種地圖投影方式，它是一種橫軸等角切橢圓柱投影，其特征包括： 中央經(jīng)線和地球赤道投影為直線，且為投影的對(duì)稱軸； 等角投影；

11、中央經(jīng)線上沒有長(zhǎng)度變形； 同一條緯線上，離中央經(jīng)線越遠(yuǎn)，變形越大； 同一條經(jīng)線上，緯度越低，變形越大，赤道處最大； 在60大范圍內(nèi)，長(zhǎng)度變形線最大不超過0.14%。空間數(shù)據(jù)的表達(dá)空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng) 高斯克呂格投影oGIS以地圖方式顯示地理信息，而地圖是平面，地理信息則在地以地圖方式顯示地理信息，而地圖是平面，地理信息則在地球橢球上，因此地圖投影在球橢球上，因此地圖投影在GIS中不可缺少。中不可缺少。oGIS數(shù)據(jù)庫中地理數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)庫中地理數(shù)據(jù)以地理坐標(biāo)地理坐標(biāo)存儲(chǔ)時(shí)，則以地圖為數(shù)據(jù)源的存儲(chǔ)時(shí)，則以地圖為數(shù)據(jù)源的空間數(shù)據(jù)必須通過投影變換轉(zhuǎn)換成地理坐標(biāo)；而輸出或顯示時(shí)，空間數(shù)據(jù)必須通過投影變

12、換轉(zhuǎn)換成地理坐標(biāo)；而輸出或顯示時(shí)，則要將地理坐標(biāo)表示的空間數(shù)據(jù)通過投影變換變換成指定投影的則要將地理坐標(biāo)表示的空間數(shù)據(jù)通過投影變換變換成指定投影的平面坐標(biāo)。平面坐標(biāo)。oGIS中，地理數(shù)據(jù)的顯示可根據(jù)用戶的需要而指定投影方式，但中，地理數(shù)據(jù)的顯示可根據(jù)用戶的需要而指定投影方式，但當(dāng)所顯示的地圖與國家基本地圖系列的比例尺一致時(shí)，一般采用當(dāng)所顯示的地圖與國家基本地圖系列的比例尺一致時(shí)，一般采用國家基本系列地圖所用的投影。國家基本系列地圖所用的投影。空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)8 8、GISGIS中為什么要進(jìn)行地圖投影？中為什么要進(jìn)行地圖投影？2.1.3 地圖投影地圖投影現(xiàn)實(shí)世界現(xiàn)實(shí)世界空間數(shù)據(jù)地圖遙感

13、影像特征關(guān)系行為觀察選擇抽象綜合測(cè)量：位置編碼：屬性 關(guān)系：表達(dá) 2.1 常規(guī)的地理空間信息的描述方法空間現(xiàn)象及其描述空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)2.1 常規(guī)的地理空間信息的描述方法2.1.1 2.1.1 地圖對(duì)地理空間的描述地圖對(duì)地理空間的描述地圖是現(xiàn)實(shí)世界的模型，它按照一定的比例，一定的投影原則，有選擇地將復(fù)雜的三維現(xiàn)實(shí)世界的某些內(nèi)容投影到二維平面媒介上，并用符號(hào)將這些內(nèi)容要素表現(xiàn)出來?？臻g數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)空間對(duì)象一般按地形維數(shù)進(jìn)行歸類劃分0 點(diǎn)：零維0 線：一維0 面：二維0 體：三維0 時(shí)間：通常以第四維表達(dá)，但目前GIS還很難處理時(shí)間屬性?？臻g對(duì)象的維數(shù)

14、與比例尺是相關(guān)的2.1 常規(guī)的地理空間信息的描述方法點(diǎn)實(shí)體美國佛羅里達(dá)洲地震監(jiān)測(cè)站2002年9月該洲可能的500個(gè)地震位置空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng) 有位置，無寬度和長(zhǎng)度； 抽象的點(diǎn)地理信息系統(tǒng)香港城市道路網(wǎng)分布線實(shí)體 有長(zhǎng)度，但無寬度和高度 用來描述線狀實(shí)體，通常在網(wǎng)絡(luò)分析中使用較多 度量實(shí)體距離空間數(shù)據(jù)的表達(dá)面實(shí)體中國土地利用分布圖（不連續(xù)面） 具有長(zhǎng)和寬的目標(biāo)具有長(zhǎng)和寬的目標(biāo) 通常用來表示自然或人工的封閉多邊形通常用來表示自然或人工的封閉多邊形 一般分為連續(xù)面和不連續(xù)面一般分為連續(xù)面和不連續(xù)面地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的表達(dá)空間對(duì)象：面（續(xù)）連續(xù)變化曲面：如地形起伏，整個(gè)曲面在空間上曲率變化連

15、續(xù)。不連續(xù)變化曲面，如土壤、森林、草原、土地利用等，屬性變化發(fā)生在邊界上，面的內(nèi)部是同質(zhì)的。地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的表達(dá)體 有長(zhǎng)、寬、高的目標(biāo) 通常用來表示人工或自然的三維目標(biāo)，如建筑、礦體等三維目標(biāo)香港理工大學(xué)校園建筑地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的表達(dá)點(diǎn)點(diǎn)：位置：（：位置：（x，y） 屬性：符號(hào)屬性：符號(hào)線線：位置：位置： (x1,y1),(x2,y2),(xn,yn) 屬性：符號(hào)屬性：符號(hào)形狀、顏色、尺寸形狀、顏色、尺寸面面：位置：位置：(x1,y1),(x2,y2),(xi,yi),(,(xn,yn) ) 屬性：符號(hào)變化屬性：符號(hào)變化 等值線等值線 空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)地圖對(duì)地理空間的描述水

16、田旱地水澆地果園有林地草地菜地遙感傳感器平臺(tái)傳感器遙感影像對(duì)地理空間的描述空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng) 0 1 2 3 4 5 6 n-1 0 16 14 10 8 2 3 1 30 22 24 18 15 x 1 16 16 6 12 8 6 4 32 32 40 45 45 2 16 16 14 14 11 15 17 24 24 32 34 38 3 16 16 16 16 14 14 8 16 22 24 28 36 4 15 9 4 16 15 17 17 14 12 10 12 22 5 13 7 12 15 16 19 18 16 14 12 14 18 6 12 10 11 14

17、 13 8 7 16 10 8 14 26 36 30 28 28 30 30 30 16 16 26 24 8 34 36 32 24 22 22 22 28 24 24 20 6m-1 36 32 20 20 26 28 26 26 22 24 20 22 y空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)2.2 地理信息數(shù)字化描述方法隱式隱式：由一系列定義了起點(diǎn)和終點(diǎn)的線及某種連接由一系列定義了起點(diǎn)和終點(diǎn)的線及某種連接 關(guān)系來描述。關(guān)系來描述。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。顯式顯式：即柵格中的一系列像元。這些像元都給予相即柵格中的一系列像元。這些像元都給予相 應(yīng)的編碼值應(yīng)的編碼值R R或相同的顏色、符號(hào)、數(shù)字、

18、灰或相同的顏色、符號(hào)、數(shù)字、灰 度值來表示。度值來表示。柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。矢量數(shù)據(jù)模型（隱式）ID，屬性碼，（x1,y1)ID，屬性碼，（x2,y2)ID，屬性碼，（x1,y1),(x2,y2)(x5,y5)12345123456789ID，屬性碼，（x1,y1),(x2,y2)(x7,y7),(x8,y8),(x9,y9),(x1,y1)空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)2431111135111111311111131111113111311333333柵格數(shù)據(jù)的表示方法顯示0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，2，0，0，0，0，0，4，0，0，0，0，0

19、，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，3，0，0，0，0，0，1，1，1，1，1，0，0，0，0，3，0，0，5，0，0，0，1，1，1，1，1，1，0，0，0，3，0，0，0，0，0，0，1，1，1，1，1，1，0，0，3，0，0，0，0，0，0，0，1，1，1，1，1，1，0，0，3，0，0，0，0，0，0，0，0，1，1，1，1，0，0，3，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，1，1，0，0，3，0，0，0，0，0，0，0

20、，0，0，0，0，0，0，0，3，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，3，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，3，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，3，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，3，0，0，空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)地理信息的數(shù)字化表示方法GIS描述現(xiàn)實(shí)世界的方法現(xiàn)實(shí)世界矢量表示柵格表示空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)空間對(duì)象的描述要素0 編碼：區(qū)別不同的實(shí)體，包括編碼：區(qū)別不同的實(shí)體，包括分類碼分類碼和和識(shí)別碼識(shí)別碼。分類。分類 碼表示空間對(duì)象的類別，而

21、識(shí)別碼對(duì)每個(gè)空間對(duì)象進(jìn)碼表示空間對(duì)象的類別，而識(shí)別碼對(duì)每個(gè)空間對(duì)象進(jìn)行標(biāo)識(shí)，是唯一的。行標(biāo)識(shí)，是唯一的。0 位置：坐標(biāo)形式給出空間對(duì)象的空間位置位置：坐標(biāo)形式給出空間對(duì)象的空間位置0 類型：空間對(duì)象所屬的實(shí)體類型，或由那些實(shí)體組成類型：空間對(duì)象所屬的實(shí)體類型，或由那些實(shí)體組成0 行為：空間對(duì)象所具備的行為和功能行為：空間對(duì)象所具備的行為和功能0 屬性：空間對(duì)象所對(duì)應(yīng)的非幾何信息屬性：空間對(duì)象所對(duì)應(yīng)的非幾何信息0 說明：實(shí)體數(shù)據(jù)來源、精度等說明：實(shí)體數(shù)據(jù)來源、精度等0 關(guān)系：與其他實(shí)體之間的關(guān)系關(guān)系：與其他實(shí)體之間的關(guān)系空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)空間對(duì)象的編碼o 為什么要進(jìn)行編碼？o 編碼對(duì)象：

22、屬性數(shù)據(jù)o 編碼原則o 編碼方法： 層次分類編碼 多源分類編碼p 編碼步驟空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)編碼原則u 編碼的系統(tǒng)性和科學(xué)性編碼的系統(tǒng)性和科學(xué)性u(píng) 編碼的一致性編碼的一致性u(píng) 編碼的標(biāo)準(zhǔn)化和通用性編碼的標(biāo)準(zhǔn)化和通用性u(píng) 編碼的簡(jiǎn)捷性編碼的簡(jiǎn)捷性u(píng) 編碼的可擴(kuò)展性編碼的可擴(kuò)展性層次分類編碼o分類對(duì)象的從屬和層次關(guān)系o有明確的分類對(duì)象類別和嚴(yán)格的隸屬關(guān)系高壓711電線架715管線7地下電力線與電纜72電力線71地下檢修井74管線73低壓712電桿713電塔714不依比例7142依比例7141空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)多源分類編碼o按空間對(duì)象不同特性進(jìn)行分類并進(jìn)行編

23、碼o代碼之間沒有隸屬關(guān)系，反映對(duì)象特性o具有較大的信息量，有利于空間分析河流特性分類與編碼通航情況通航： 1不通航：2常年河：1時(shí)令河：2消失河：3 1 km： 1 2 km： 2 5 km： 3 10 km：5流水季節(jié)河流寬度河流長(zhǎng)度河流深度 5 10 m ： 110 20 m： 220 30 m： 330 60 m： 460 120 m： 5120 300 m：6300 500 m：7500m： 8 50m： 6空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)編碼步驟1 1、列出全部制圖對(duì)象、列出全部制圖對(duì)象2 2、根據(jù)制圖對(duì)象分類、分級(jí)原則和指標(biāo)，將制圖對(duì)、根據(jù)制圖對(duì)象分類、分級(jí)原則

24、和指標(biāo)，將制圖對(duì)象進(jìn)行分類分級(jí)象進(jìn)行分類分級(jí)3 3、擬定分類代碼系統(tǒng)、擬定分類代碼系統(tǒng)4 4、設(shè)定代碼及格式，設(shè)定代碼使用的字符和數(shù)字、設(shè)定代碼及格式，設(shè)定代碼使用的字符和數(shù)字、碼位長(zhǎng)度，碼位分配等。碼位長(zhǎng)度，碼位分配等。5 5、建立代碼和編碼的對(duì)照表，這是編碼的最后成果。、建立代碼和編碼的對(duì)照表，這是編碼的最后成果?？臻g數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)2.3 地理對(duì)象的空間關(guān)系2.3.1 空間關(guān)系 點(diǎn) 線 面 點(diǎn) 線 面鄰接相交重合相離包含點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)線點(diǎn)面線面面面線線空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)2.3.1 空間關(guān)系空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)2.3 地理對(duì)象的空間關(guān)系2.3.2 2.3.2 拓?fù)潢P(guān)系拓?fù)潢P(guān)系1

25、 1、定義：、定義： 拓?fù)涫茄芯繋缀螌?duì)象在彎曲或拉伸等變換下仍保持不變拓?fù)涫茄芯繋缀螌?duì)象在彎曲或拉伸等變換下仍保持不變的性質(zhì)。的性質(zhì)。 所謂拓?fù)潢P(guān)系是指明確定義物體之間的空間關(guān)系的一種所謂拓?fù)潢P(guān)系是指明確定義物體之間的空間關(guān)系的一種數(shù)學(xué)方法數(shù)學(xué)方法。在地理信息系統(tǒng)中，用它來描述并確定空間的。在地理信息系統(tǒng)中，用它來描述并確定空間的點(diǎn)、線、面之間的關(guān)系及屬性，并可實(shí)現(xiàn)相關(guān)的查詢和檢點(diǎn)、線、面之間的關(guān)系及屬性，并可實(shí)現(xiàn)相關(guān)的查詢和檢索。索?？臻g數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)2.3 地理對(duì)象的空間關(guān)系2 2、拓?fù)湓兀?、拓?fù)湓兀?點(diǎn)點(diǎn)：孤立點(diǎn)、線的端點(diǎn)、面的首尾點(diǎn)、鏈：孤立點(diǎn)、線的端點(diǎn)、面的首尾點(diǎn)、鏈的的

26、 連接點(diǎn)連接點(diǎn) 線線：兩結(jié)點(diǎn)之間的有序弧段，包括鏈、?。簝山Y(jié)點(diǎn)之間的有序弧段，包括鏈、弧段段 和和線段線段 面面：若干弧段組成的多邊形：若干弧段組成的多邊形空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)2.3 地理對(duì)象的空間關(guān)系點(diǎn):面:線:起點(diǎn)終點(diǎn)中間點(diǎn)弧段1弧段3弧段2弧段4空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)2.3 地理對(duì)象的空間關(guān)系3 3、拓?fù)潢P(guān)系、拓?fù)潢P(guān)系 關(guān)聯(lián)性關(guān)聯(lián)性拓?fù)潢P(guān)聯(lián)性表示空間圖形中不同類型元素（節(jié)點(diǎn)、弧段、多邊形）之間的關(guān)系。u 多邊形與弧段（多邊形區(qū)域定義）u 弧段與節(jié)點(diǎn)（連通性）多邊形區(qū)域定義多邊形弧段P1a,b,c;gP2f,b,dP3c,f,eP4g多邊形弧段P1P2P3P4空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信

27、息系統(tǒng)abcdefgACBDEP4P0P1P2P3空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)2.3 地理對(duì)象的空間關(guān)系 用關(guān)聯(lián)表來表示圖的優(yōu)點(diǎn)是每條弧段所包含的坐標(biāo)數(shù)據(jù)點(diǎn)只需存儲(chǔ)一次，如果不考慮它們之間的關(guān)聯(lián)性，而以每個(gè)多邊形的全部封閉弧段的坐標(biāo)點(diǎn)來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，不僅數(shù)據(jù)量大，而且無法反應(yīng)空間關(guān)系。35824161246837591112連通性、方向性10地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的表達(dá)弧段起點(diǎn)終點(diǎn)136235358454512683742816941弧段起點(diǎn)終點(diǎn)123456789連通性、方向性地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的表達(dá)35824161246837591112連通性、方向性弧段起點(diǎn)終點(diǎn)13623535845451268

28、37428169411 12 23 34 45 56 67 78 89 91 1-000010002 20-11010003 301-0010004 4010-001015 50000-00016 611100-0007 7000100-008 80000000-19 900011001-1 12 23 34 45 56 67 78 89 91 12 23 34 45 56 67 78 89 9空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)2.3 地理對(duì)象的空間關(guān)系3 3、拓?fù)潢P(guān)系、拓?fù)潢P(guān)系 鄰接性鄰接性所謂鄰接性表示圖形中同類元素之間的拓?fù)潢P(guān)系。u 多邊形之間（鄰接性）u 弧段之間弧段

29、左多邊形右多邊形aP0P1bP2P1cP3P1dP0P2eP0P3fP3P2gP1P4鄰接性、多邊形區(qū)域定義弧段左多邊形右多邊形abcdefg空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)abcdefgACBDEP4P0P1P2P3節(jié)點(diǎn)弧段18，9，525，7，1031，2，644，7，9，1252，3，4，1161，11，8關(guān)聯(lián)性（節(jié)點(diǎn)與弧段的關(guān)系）空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)35824161246837591112空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)2.3 地理對(duì)象的空間關(guān)系3 3、拓?fù)潢P(guān)系、拓?fù)潢P(guān)系 包含性包含性所謂包含性是指面狀實(shí)體中所包含的其他面狀實(shí)體或線狀、點(diǎn)狀實(shí)體的關(guān)系。u 簡(jiǎn)單包含u 多層包含u 等價(jià)包含空間

30、數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)2.3 地理對(duì)象的空間關(guān)系P1P2P1P2P3P2P3P1簡(jiǎn)單包含多層包含等價(jià)包含空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)2.3 地理對(duì)象的空間關(guān)系 拓?fù)潢P(guān)系與圖形的幾何形狀無關(guān)，幾何形狀相同的圖形，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可能完全相同。aabcdebecd1234561234561234561-1110021-1010311-0004100-0150100-1600011-空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)2.3 地理對(duì)象的空間關(guān)系dabcdabcabcda-101b1-11c01-1d111-空間拓?fù)潢P(guān)系表達(dá)空間拓?fù)潢P(guān)系表達(dá)關(guān)系表關(guān)系表表2-1面域與弧段的拓?fù)潢P(guān)系面 域弧 段P1a, b, c, -gP

31、2b, d, fP3c, f, eP4g表2-2 結(jié)點(diǎn)與弧段的拓?fù)潢P(guān)系結(jié) 點(diǎn)弧 段Aa, c, eBa, d, bCd, e, fDb, f, cEg 表2-3 弧段與結(jié)點(diǎn)的拓?fù)潢P(guān)系弧 段結(jié) 點(diǎn)aA , BbB , DcD , AdB , CeC , AfC , DgE , E表2-4 弧段與面域的拓?fù)潢P(guān)系弧段 左鄰面 右鄰面aP0P1bP2P1cP3P1dP0P2eP0P3fP3P2gP1空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)abcdefgACBDEP4P0P1P2P32.3.3、方向空間關(guān)系1 1、方向關(guān)系描述、方向關(guān)系描述 方向關(guān)系又稱為方位關(guān)系、延伸關(guān)系，它定義了地方向關(guān)系又稱為方位關(guān)系、延伸關(guān)系

32、，它定義了地物對(duì)象之間的方位物對(duì)象之間的方位Restricted_East(Pi,Qi)=X(Pi)X(Qi) And Y(Pi)=Y(Qi)Restricted_South(Pi,Qi)=X(Pi)=X(Qi) And Y(Pi)Y(Qi)Restricted_West(Pi,Qi)=X(Pi)Y(Qi)North_West(Pi,Qi)=X(Pi)Y(Qi)North_East(Pi,Qi)=X(Pi)X(Qi) And Y(Pi)Y(Qi) South_West(Pi,Qi)=X(Pi)X(Qi) And Y(Pi)X(Qi) And Y(Pi)Y(Qi)空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)2.3

33、.3、方向空間關(guān)系2、方向關(guān)系識(shí)別、方向關(guān)系識(shí)別 MBR（Minimum Bounding Rectangle）空間目空間目標(biāo)的外切矩形。標(biāo)的外切矩形。 為了確定目標(biāo)之間是否具有某種方向關(guān)系，首先可判斷目標(biāo)之為了確定目標(biāo)之間是否具有某種方向關(guān)系，首先可判斷目標(biāo)之間的間的MBR是否具有該關(guān)系，然后再利用點(diǎn)是否具有該關(guān)系，然后再利用點(diǎn)點(diǎn)關(guān)系進(jìn)一步進(jìn)行關(guān)點(diǎn)關(guān)系進(jìn)一步進(jìn)行關(guān)系判斷，確定具體的關(guān)系。系判斷，確定具體的關(guān)系。X1,y1X2,y2空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)2.3.4、度量空間關(guān)系分析1 1、空間指標(biāo)量算、空間指標(biāo)量算 定量量測(cè)區(qū)域空間指標(biāo)和區(qū)域地理景觀間的空間關(guān)系定量量測(cè)區(qū)域空間指標(biāo)和區(qū)域地

34、理景觀間的空間關(guān)系是地理信息系統(tǒng)特有的能力。是地理信息系統(tǒng)特有的能力。 幾何指標(biāo)：位置、長(zhǎng)度、面積、體積、形狀、方位等。幾何指標(biāo)：位置、長(zhǎng)度、面積、體積、形狀、方位等。 自然地理參數(shù)：坡度、坡向、地表福照度、地形起伏自然地理參數(shù)：坡度、坡向、地表福照度、地形起伏度、河網(wǎng)密度、切割程度、通達(dá)性等。度、河網(wǎng)密度、切割程度、通達(dá)性等。 人文地理指標(biāo)：集中指標(biāo)、區(qū)位商、差異指數(shù)、地理人文地理指標(biāo)：集中指標(biāo)、區(qū)位商、差異指數(shù)、地理關(guān)聯(lián)指數(shù)、吸引范圍、交通便利程度、人口密度等。關(guān)聯(lián)指數(shù)、吸引范圍、交通便利程度、人口密度等?？臻g數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)2.3.4、度量空間關(guān)系分析2 2、地理空間的距離度量、地

35、理空間的距離度量（1 1）大地測(cè)量距離：沿著地球大圓經(jīng)過兩個(gè)城市中心）大地測(cè)量距離：沿著地球大圓經(jīng)過兩個(gè)城市中心的距離。的距離。（2 2）曼哈頓距離：維度差加上經(jīng)度差。）曼哈頓距離：維度差加上經(jīng)度差。（3 3）旅行時(shí)間距離：從一個(gè)城市到另一個(gè)城市的最短）旅行時(shí)間距離：從一個(gè)城市到另一個(gè)城市的最短的時(shí)間。的時(shí)間。（4 4）詞典距離：在一個(gè)固定的地名冊(cè)中一系列城市中）詞典距離：在一個(gè)固定的地名冊(cè)中一系列城市中他們位置之間的絕對(duì)差值。他們位置之間的絕對(duì)差值。222121212d(xx )(yy )(zz )121212dxxyyzz空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)（1 1）定義：）定義： 它是指通過記錄地

36、理實(shí)體坐標(biāo)的方式精確地表示點(diǎn)、它是指通過記錄地理實(shí)體坐標(biāo)的方式精確地表示點(diǎn)、線、面等實(shí)體的空間位置和形狀，是人們較為習(xí)慣的一線、面等實(shí)體的空間位置和形狀，是人們較為習(xí)慣的一種表示空間數(shù)據(jù)的方法。其坐標(biāo)空間假定為連續(xù)空間，種表示空間數(shù)據(jù)的方法。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)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。能更精確地定義位置、長(zhǎng)度和大小。2.4 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其編碼 除數(shù)學(xué)上的精確坐標(biāo)假設(shè)外，矢量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是以除數(shù)學(xué)上的精確坐標(biāo)假設(shè)外，矢量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是以隱式關(guān)系以最小的存儲(chǔ)空間存儲(chǔ)復(fù)雜的數(shù)據(jù)。隱式關(guān)系以最小的存

37、儲(chǔ)空間存儲(chǔ)復(fù)雜的數(shù)據(jù)。2.4.12.4.1、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)矢量數(shù)據(jù)模型（隱式）Id，屬性值，（x1,y1)Id，屬性值（x2,y2)Id，屬性值，（x1,y1),(x2,y2)(x5,y5)12345123456789Id，屬性值，（x1,y1),(x2,y2)(x7,y7),(x8,y8),(x9,y9),(x1,y1)空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)2.4.2 矢量數(shù)據(jù)的編碼方法 編碼的內(nèi)容編碼的內(nèi)容l 點(diǎn)實(shí)體點(diǎn)實(shí)體l 線實(shí)體線實(shí)體l 面實(shí)體面實(shí)體 編碼方法編碼方法l 坐標(biāo)序列法（實(shí)體式）坐標(biāo)序列法（實(shí)體式）l 樹狀索引編碼法樹狀索引編碼法( (索引式索引式

38、) )l 雙重獨(dú)立式（半顯示）雙重獨(dú)立式（半顯示）l 鏈狀雙重獨(dú)立式（全顯示）鏈狀雙重獨(dú)立式（全顯示）無拓?fù)潢P(guān)系有拓?fù)潢P(guān)系空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)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)編碼的基本內(nèi)容 標(biāo)識(shí)碼標(biāo)識(shí)碼屬性碼屬性碼空間對(duì)象編碼空間對(duì)象編碼唯一唯一連接空間和屬性數(shù)據(jù)連接空間和屬性數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫獨(dú)立編碼獨(dú)立編碼點(diǎn): ( x ,y )線: ( x1 , y1 ) , (x2 , y2 ) , , ( xn , yn )面: ( x1 , y1 ) , (x2 , y2 ) , , ( x1 , y1 )點(diǎn)位字典點(diǎn)位字典點(diǎn): 點(diǎn)號(hào)文件線: 點(diǎn)號(hào)串面: 點(diǎn)號(hào)串點(diǎn)號(hào)XY1112223344n

39、5566存儲(chǔ)方法存儲(chǔ)方法空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)點(diǎn)實(shí)體唯一識(shí)別符類型簡(jiǎn)單點(diǎn)文字說明結(jié)點(diǎn)序列號(hào)坐標(biāo)（X，y）有關(guān)的屬性簡(jiǎn)單點(diǎn)符號(hào)比例尺方向文字說明字符大小方向字體排列結(jié)點(diǎn)符號(hào)指針與線相交的角度其它相關(guān)的屬性地理信息系統(tǒng)線實(shí)體唯一標(biāo)識(shí)碼線標(biāo)識(shí)碼起始點(diǎn)終止點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)序列顯示信息非幾何屬性空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)矢量數(shù)據(jù)的編碼方法 多邊形矢量編碼，不但要表示位置和屬性，更重要多邊形矢量編碼，不但要表示位置和屬性，更重要的是能表達(dá)區(qū)域的拓?fù)涮卣?，如形狀、鄰域和層次結(jié)的是能表達(dá)區(qū)域的拓?fù)涮卣鳎缧螤?、鄰域和層次結(jié)構(gòu)等，因此多邊形矢量編碼比點(diǎn)、線實(shí)體的矢量編碼構(gòu)等，因此多邊形矢量編碼比點(diǎn)、線實(shí)體的矢量編碼

40、要復(fù)雜得多，也更為重要。要復(fù)雜得多，也更為重要。 （1 1）組成地圖的每個(gè)多邊形應(yīng)有唯一的形狀、周長(zhǎng)）組成地圖的每個(gè)多邊形應(yīng)有唯一的形狀、周長(zhǎng)和面積。和面積。 （2 2）地理分析要求的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)能夠記錄每個(gè)多邊）地理分析要求的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)能夠記錄每個(gè)多邊形的鄰域關(guān)系。形的鄰域關(guān)系。 （3 3）專題地圖上的多邊形并不都是同一等級(jí)的多邊）專題地圖上的多邊形并不都是同一等級(jí)的多邊形，而可能是多邊形內(nèi)嵌套小的多邊形。形，而可能是多邊形內(nèi)嵌套小的多邊形?？臻g數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)矢量數(shù)據(jù)的編碼方法坐標(biāo)序列法Id，屬性值，（x1,y1)Id，屬性值，（x2,y2)Id，屬性值，（x1,y1),(x2,y2)

41、(x5,y5)12345123456789Id，屬性值，（x1,y1),(x2,y2)(x7,y7),(x8,y8),(x9,y9),(x1,y1)空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)12345678910111213141516171819202122ABCDE2324252627特征碼位置坐標(biāo)空間數(shù)據(jù)的表達(dá)12345678910111213141516171819202122ABCDE特征碼位置坐標(biāo)AX1,y1;x18,y18;x23,y23;x22,y22;x24,y24;x20,y20;x19,y19;x14,y14;x15,y15;x16,y16;x17,y17;x1,y1;BX1

42、0,y10;x11,y11;x12,y12;x13,y13;x14,y14;x19,y19;x20,y20;x24,y24;x21,y21;x10,y10;CX7,y7;x8,y8;x9,y9;x10,y10;x21,y21;x24,y24;x22,y22;x23,y23;x7,y7;DX1,y1;x2,y2;x3,y3;x4,y4;x5,y5;x6,y6;x7,y7;x23,y23;x18,y18;x1,y1;EX25,y25;x26,y26;x27;y27;2324252627空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)坐標(biāo)序列法優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，顯示容易結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，顯示容易缺

43、點(diǎn)：缺點(diǎn)： 1 1、相鄰多邊形的公共邊界要數(shù)字化兩遍，造成數(shù)、相鄰多邊形的公共邊界要數(shù)字化兩遍，造成數(shù)據(jù)冗余存儲(chǔ)，可能據(jù)冗余存儲(chǔ)，可能 導(dǎo)致輸出的公共邊界出現(xiàn)間隙或?qū)е螺敵龅墓策吔绯霈F(xiàn)間隙或重疊。重疊。 2 2、缺少多邊形的鄰域信息和圖形的拓?fù)潢P(guān)系、缺少多邊形的鄰域信息和圖形的拓?fù)潢P(guān)系 3 3、島只能作為一個(gè)簡(jiǎn)單圖形，沒有建立與外界多、島只能作為一個(gè)簡(jiǎn)單圖形，沒有建立與外界多邊形的聯(lián)系。邊形的聯(lián)系。123456789101112131416171819202122ABCDE2324252627多邊形索引文件空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)123456789101112131416171819202

44、122ABCDE2324252627多邊形索引文件A BCDE 空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)123456789101112131416171819202122ABCDE2324252627邊界線點(diǎn)索引文件空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)123456789101112131416171819202122ABCDE2324252627邊界線點(diǎn)索引文件1 2 3 4 5 6 725 26 277 231 18 23 空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)樹狀索引法的優(yōu)缺點(diǎn) 樹狀索引結(jié)構(gòu)消除了相鄰多邊形邊界的數(shù)據(jù)冗余樹狀索引結(jié)構(gòu)消除了相鄰多邊形邊界的數(shù)據(jù)冗余和不一致的問題，在簡(jiǎn)化過于復(fù)雜的邊界線或合并和不一致的問題，在簡(jiǎn)

45、化過于復(fù)雜的邊界線或合并多邊形時(shí)可不必改造索引表，鄰域信息和島狀信息多邊形時(shí)可不必改造索引表，鄰域信息和島狀信息可通過對(duì)多邊形文件的線索引處理得到，但比較繁可通過對(duì)多邊形文件的線索引處理得到，但比較繁瑣，因而給鄰域函數(shù)運(yùn)算、消除無用邊、處理島狀瑣，因而給鄰域函數(shù)運(yùn)算、消除無用邊、處理島狀信息以及檢查拓?fù)潢P(guān)系等帶來一定的困難，而且兩信息以及檢查拓?fù)潢P(guān)系等帶來一定的困難，而且兩個(gè)編碼表都要以人工方式建立、工作量大且容易出個(gè)編碼表都要以人工方式建立、工作量大且容易出錯(cuò)。錯(cuò)。空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)雙重獨(dú)立式DIME(Dual lndependent Map Encoding) ABCDOabcde

46、fghijklmn123456789101112線號(hào)左多邊形右多邊形起點(diǎn)終點(diǎn)aOA18bOA21cOB32dOB43eOB54fOC65gOC76hOC87iCA89jCB95kCD1210lCD1112mCD1011nBA92這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)除了通過線文件生成面文件外，還需要點(diǎn)文件 空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)鏈狀雙重獨(dú)立式 鏈狀雙重獨(dú)立式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是鏈狀雙重獨(dú)立式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是DIMEDIME數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)。在一種改進(jìn)。在DIMEDIME中，一條邊只能用直線中，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

47、段狀數(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)。（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：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)多邊形文件、弧段文件、弧段坐標(biāo)文件、結(jié)點(diǎn)文件。點(diǎn)文件。 空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)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a51OAb85EAc168EBd195OEe1519ODf1516DBg115OBh81ABi1619DEj3131BC弧段坐標(biāo)文件弧段號(hào)點(diǎn) 號(hào)a5,4,3,2,1b8,7,6,5c16,17,8d19,18,5e15,23,22,

48、21,20,19f15,16,g1,10,11,12,13,14,15h8,9,1i16,19j31,30,29,28,27,26,25,24,31鏈狀雙重獨(dú)立式 12345678910111213141516171819202122232425262728293031多邊形文件多邊形號(hào) 弧段號(hào)Ah,b,aBg,f,c,h,-jCjDe,i,fEe,i,d,b結(jié)點(diǎn)文件結(jié)點(diǎn)文件結(jié)點(diǎn) 弧段號(hào)1 a,h,g5 a,b,d8 h,c,b15 e,f,g16 c,i,f19 d,e,i地理信息系統(tǒng)雙重獨(dú)立編碼（拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）l 多邊形網(wǎng)絡(luò)完全綜合成一個(gè)整體，沒有重疊和漏洞，也沒多邊形網(wǎng)絡(luò)完全綜合成一個(gè)整

49、體，沒有重疊和漏洞，也沒有過多的冗余數(shù)據(jù)。有過多的冗余數(shù)據(jù)。l 全部多邊形、鏈、屬性數(shù)據(jù)均為內(nèi)部連接在一起的整體單全部多邊形、鏈、屬性數(shù)據(jù)均為內(nèi)部連接在一起的整體單元的一部分，可以進(jìn)行任何類型的鄰域分析。元的一部分，可以進(jìn)行任何類型的鄰域分析。l 多邊形嵌套多邊形不受限制，可以無限地嵌套。多邊形嵌套多邊形不受限制，可以無限地嵌套。l 數(shù)據(jù)庫的位置精度只受數(shù)字化精度和計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)的限制。數(shù)據(jù)庫的位置精度只受數(shù)字化精度和計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)的限制。l 便于數(shù)據(jù)共享。便于數(shù)據(jù)共享。優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：l 拓?fù)浔肀仨氃谝婚_始就創(chuàng)建，這需要一定時(shí)間和存儲(chǔ)空間。拓?fù)浔肀仨氃谝婚_始就創(chuàng)建，這需要一定時(shí)間和存儲(chǔ)空間。l 一

50、些簡(jiǎn)單操作，如圖形顯示需要的是空間坐標(biāo)而非拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，沒一些簡(jiǎn)單操作，如圖形顯示需要的是空間坐標(biāo)而非拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，沒有必要建立繁瑣的拓?fù)浔?。有必要建立繁瑣的拓?fù)浔??？臻g數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)2.4.3 2.4.3 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的屬性數(shù)據(jù)表達(dá)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的屬性數(shù)據(jù)表達(dá)o 屬性特征類型屬性特征類型n 類別特征：是什么類別特征：是什么n 說明信息：說明信息：的不同特征的不同特征o 屬性特征表達(dá)屬性特征表達(dá)n 類別特征：類型編碼類別特征：類型編碼n 說明信息：屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和表格說明信息：屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和表格o 屬性表的內(nèi)容取決于用戶屬性表的內(nèi)容取決于用戶o 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)部記錄圖形

51、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)。號(hào)實(shí)現(xiàn)?？臻g數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)2.4 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其編碼矢量數(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)編碼的基本內(nèi)容 標(biāo)識(shí)碼標(biāo)識(shí)碼屬性碼屬性碼空間對(duì)象編碼唯一連接空間和屬性數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫獨(dú)立編碼點(diǎn): ( x ,y )線: ( x1 , y1 ) , (x2 , y2 ) , , ( xn , yn )面: ( x1 , y1 ) , (x2 , y2 ) , , ( x1 , y1 )點(diǎn)位字典點(diǎn): 點(diǎn)號(hào)文件線: 點(diǎn)號(hào)串面: 點(diǎn)號(hào)串點(diǎn)號(hào)XY1112223344n5566存儲(chǔ)方法存儲(chǔ)方法空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)P1P2A1B1B2A4A2B3B4A5

52、A7A3A6空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)屬性編碼目標(biāo)標(biāo)識(shí)地物編碼坐標(biāo)關(guān)聯(lián)的線目標(biāo) P1 P201143，256P2P302 157，298點(diǎn)狀地物空間數(shù)據(jù)表點(diǎn)狀地物空間數(shù)據(jù)表目標(biāo)標(biāo)識(shí)地物編碼坐標(biāo)串起點(diǎn)、終點(diǎn)、左面、右面A1 T30462，256A2A375 157，45線狀地物空間數(shù)據(jù)表線狀地物空間數(shù)據(jù)表目標(biāo)標(biāo)識(shí)地物編碼邊界線目標(biāo)B1B705A2，A3B2B705A3，A4B3B705A5，A6B4B776A6，A7面狀地物空間數(shù)據(jù)表面狀地物空間數(shù)據(jù)表地理信息系統(tǒng)地物編碼地物名稱幾何類型制圖顏色制圖符號(hào)編碼屬性表名P201三角點(diǎn)點(diǎn)狀黑色10302ControlpointP302導(dǎo)線點(diǎn)點(diǎn)狀黑色10

53、308ControlpointB705房屋面狀黃色40302 BuildingB772池塘面狀藍(lán)色61277WaterbodyB774耕地面狀品紅61327LanduseB776林地面狀綠色61335LanduseT304道路線狀紅色20735RoadA375房屋邊界線狀黑色30725無A376地類界線狀綠色30832無地物類型特征與制圖屬性表地物類型特征與制圖屬性表空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)目標(biāo)標(biāo)識(shí)控制點(diǎn)等級(jí)精度測(cè)量年限測(cè)量單位P1三等0.041965國測(cè)局P2四等0.081984地震局目標(biāo)標(biāo)識(shí)所有者建筑日期建筑單位建筑面積樓層B1西安市1985中南三建72857B2西安市1988陜一建13

54、4257B3長(zhǎng)大2002中天237514目標(biāo)標(biāo)識(shí)等級(jí)路面材料寬度修建日期管理單位A1高速水泥501994省公路局ControlpointBuildingRoad空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的屬性數(shù)據(jù)表達(dá)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空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)空間

55、數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)2.5 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及編碼2.5.1 2.5.1 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1 1、定義、定義 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是以規(guī)則的陣列來表示空間地物或現(xiàn)柵格數(shù)據(jù)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(gè)數(shù)據(jù)表示地物或現(xiàn)象象分布的數(shù)據(jù)組織，組織中的每個(gè)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。空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)2.5 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及編碼點(diǎn)：用一個(gè)柵格單元表示；點(diǎn)：用一個(gè)柵格單元表示；線：用沿線走向的一組相鄰柵格單元表示；線：用沿線走向的一組相鄰柵格單元表示；面：用記有區(qū)域?qū)傩缘南噜彇鸥駟卧募媳硎?；面：用記有區(qū)域?qū)傩缘南噜彇鸥駟卧募媳硎?/p>

56、；空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)點(diǎn)線面Y Y：列：列X：行西南角格網(wǎng)坐標(biāo)西南角格網(wǎng)坐標(biāo)（X XWSWS，Y YWSWS）格網(wǎng)分辨率格網(wǎng)分辨率2、柵格像元參數(shù)、柵格像元參數(shù) 形狀與大小形狀與大小空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（ a） 三 角 形（ b） 菱 形（ c) 六 邊 形d正方形 形狀空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 大小大小3333柵格象元的大小與描述實(shí)體的近似程度及存儲(chǔ)的空間相矛盾柵格象元的大小與描述實(shí)體的近似程度及存儲(chǔ)的空間相矛盾 空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)（1 1） 保證精度保證精度 避免輪廓特征過分平滑化；避免輪廓特征過分平滑化；

57、 避免損失小圖斑；避免損失小圖斑； 避免損失狹小圖斑；避免損失狹小圖斑；（2 2）注意與其他數(shù)據(jù)系統(tǒng)相匹配）注意與其他數(shù)據(jù)系統(tǒng)相匹配（3 3）注意適應(yīng)于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和處理能力。）注意適應(yīng)于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和處理能力。柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 柵格象元的大小確定的原則：柵格象元的大小確定的原則：空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 3、決定柵格單元代碼的方式、決定柵格單元代碼的方式(1)、數(shù)據(jù)來源 在專題地圖上均勻劃分表格，每個(gè)單位格覆蓋部分的屬性數(shù)在專題地圖上均勻劃分表格，每個(gè)單位格覆蓋部分的屬性數(shù)據(jù)即成為圖中各點(diǎn)的值。據(jù)即成為圖中各點(diǎn)的值。 用數(shù)字化儀跟蹤，得到矢量結(jié)構(gòu)，再轉(zhuǎn)換成柵格結(jié)構(gòu)。用數(shù)字化儀跟蹤，得到

58、矢量結(jié)構(gòu)，再轉(zhuǎn)換成柵格結(jié)構(gòu)。 用掃描儀數(shù)字化，逐點(diǎn)掃描專題地圖，將掃描數(shù)據(jù)重采樣或用掃描儀數(shù)字化，逐點(diǎn)掃描專題地圖，將掃描數(shù)據(jù)重采樣或重編碼，就得到柵格數(shù)據(jù)文件。重編碼，就得到柵格數(shù)據(jù)文件。 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。樣后輸入系統(tǒng)，作為柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的專題地圖。空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(2）、柵格單元代碼的確定B連續(xù)分布地理要素連續(xù)分布地理要素C具有特殊意義具有特殊意義的較小地物的較小地物重重要要性性法法A分類較細(xì)、分類較細(xì)、地物斑塊較小地物斑塊較小AB百分比法百

59、分比法為了逼近原始數(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。 空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)面面積積占占優(yōu)優(yōu)中心點(diǎn)法中心點(diǎn)法2.5.2 2.5.2 編碼方法編碼方法1 1、直接?xùn)鸥窬幋a、直接?xùn)鸥窬幋a A A A A A A A A A B B B A B B B A B B B A B B B A A A B A A A B在計(jì)算機(jī)內(nèi)是一個(gè)在計(jì)算機(jī)內(nèi)是一個(gè)4 4* *4 4階的矩陣。但在外部設(shè)備上，通常是以左上角開階的矩陣。但在外部設(shè)備上，通常是以左上角開始逐行逐列存貯。如上例存貯順序?yàn)椋菏贾鹦兄鹆写尜A。如上例存貯順序?yàn)椋篈 A A A A B

60、B B A A B B A A A A A A A B B B A A B B A A A BA B空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)2.5 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及編碼行序空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)編碼方法行主序空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)編碼方法Morton空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)編碼方法PeanoHilbert空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)編碼方法對(duì)角線法空間數(shù)據(jù)的表達(dá)地理信息系統(tǒng)編碼方法螺旋地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的表達(dá)編碼方法2.5.2 2.5.2 編碼方法編碼方法1 1、直接?xùn)鸥窬幋a、直接?xùn)鸥窬幋a 當(dāng)每個(gè)像元都有唯一一個(gè)屬性值時(shí)，一層內(nèi)的編碼就需要當(dāng)每個(gè)像元都有唯一一個(gè)屬性值時(shí)，一層內(nèi)的編碼就需要mm行行n