第二章 空間數(shù)據(jù)表達(遙感)

1、地理信息系統(tǒng)張菊清長安大學地測學院第二章 空間數(shù)據(jù)的表達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方法、常規(guī)的地理信息的空間表達方法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、空間對象關系、空間對象關系拓撲關系拓撲關系5 5、柵格數(shù)據(jù)結構及其編碼、柵格數(shù)據(jù)結構及其編碼6 6、矢量數(shù)據(jù)結構及其編碼、矢量數(shù)據(jù)結構及其編碼7 7、兩種數(shù)據(jù)結構的比較及轉換、兩種數(shù)據(jù)結構的比較及轉換地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)第二章 空間數(shù)據(jù)的表達現(xiàn)實世界數(shù)字世界地理信息系統(tǒng)第二章 空間數(shù)據(jù)的表達 數(shù)據(jù)建模是指把現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)組織為有用且能反映真實信息的數(shù)據(jù)集的過程。 選擇一種數(shù)據(jù)模型

2、對現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù) 進行組織； 選擇一種數(shù)據(jù)結構來表達該數(shù)據(jù)模型； 選擇一種適合于記錄該數(shù)據(jù)結構的文 件格式。地理信息系統(tǒng)第二章 空間數(shù)據(jù)的表達基于對象的模型基于場的模型矢量數(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2.1 GIS的地學基礎2.1.1 地理空間模型的描述 地球的自然表面 相對抽象的面大地水準面（物理表面） 地球橢球體模型（數(shù)學表面） 特殊的面，為解決其他一些大地測量學等 問題而提出的，如類地形面。 空間數(shù)據(jù)的表達地球模型地球表面地球表面水準面水準面大地水準面大地水準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)的表達地理信息系統(tǒng)2.1 GIS的地學基礎2.1.2 2.1.2 地理空間坐標系統(tǒng)地理空間坐標系統(tǒng)NSQ 赤道緯線本初子午線EA1 1、 地理坐標：地理坐標： 大地地理坐標大地地理坐標： 天文地理坐標：天文地理坐標： 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，用經(jīng)度和緯度表達地理對象位置建立在平面上的直角坐標系統(tǒng)，用（x，y）表達地理對象位置投影2、坐標參考系統(tǒng)平面系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)3、坐標系統(tǒng)高程系統(tǒng)任意水準面任意水準面大地水準面大地水準面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)的表達地理信息系統(tǒng)水準原點水準原點1985國家高國家高程基準，程基準，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)的表達地理信息系統(tǒng)3、坐標系統(tǒng)高程系統(tǒng) 坐標系統(tǒng)1、地理坐標系、地理坐標系天文地理坐標（天文地理坐標（ ， ） 大地地理坐標大地地理坐標 （L ，B）2、平面坐標系、平面坐標系國家坐標系（國家坐標系（X ，Y）獨立坐標系（獨立坐標系（X ，Y） 1954北京坐標系北京坐標系1980國家大地坐標系國家大地坐標系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、空間坐標系空間坐標系 WGS-84地心坐標系（地心坐標系（X，Y，Z） 空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)0為什么要進行投影？為什么要進行投影？0什么叫投影？什么叫投影？0地圖投影實質地圖投影實質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中為什么要進行地圖投影？中為什么要進行地圖投影？2.1.3 地圖投影地圖投影空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(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映射到平面上的方法，稱為地圖投影。將地球橢球面上的點映射到平面上的方法

6、，稱為地圖投影。1 1、為什么要進行投影、為什么要進行投影? ? 地理坐標為球面坐標，不方便進行距離、方位、面地理坐標為球面坐標，不方便進行距離、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，并易于進行距離、方地圖為平面，符合視覺心理，并易于進行距離、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)的表達地理信息系統(tǒng)3 3、地圖投影的實質是什么？、地圖投影的實質是什么？2.1.3 地圖投影地圖投影 地圖投影的實質就是建立地球橢球面上經(jīng)緯線網(wǎng)地圖投影的實質就是建立地球橢球面上

7、經(jīng)緯線網(wǎng)和平面上相應經(jīng)緯線網(wǎng)的數(shù)學基礎，也就是建立和平面上相應經(jīng)緯線網(wǎng)的數(shù)學基礎，也就是建立地球橢球面上的點的地理坐標（地球橢球面上的點的地理坐標（，）與平面）與平面上對應點的平面坐標（上對應點的平面坐標（x x，y y）之間的函數(shù)關系：）之間的函數(shù)關系： 當給定不同的具體條件時，將得到不同類型的當給定不同的具體條件時，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。 長度變形長度變形 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)的表達地理信息系統(tǒng)5、投影的分類特點：經(jīng)線和緯線處處呈直角相交。特點： 緯線長度不等，其中赤道最長，緯度越高，緯線越短； 在同一條緯線上，經(jīng)差相同的緯線弧長相等； 所有的經(jīng)線長度均相等。特點： 在同一緯度帶內，經(jīng)差相同的網(wǎng)絡面積相等； 在同一經(jīng)度帶內，緯線越高，網(wǎng)絡面積越??；2.1.3 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 地圖內容地圖內容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)同級比例尺也采用蘭勃投影大部分分省圖、大多數(shù)同級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?？臻g數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(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20年代擬定，后經(jīng)克呂格補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，且為投影的對稱軸； 等角投影；

11、中央經(jīng)線上沒有長度變形； 同一條緯線上，離中央經(jīng)線越遠，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，長度變形線最大不超過0.14%?？臻g數(shù)據(jù)的表達空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(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)以地理坐標地理坐標存儲時，則以地圖為數(shù)據(jù)源的存儲時，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換成地理坐標；而輸出或顯示時，空間數(shù)據(jù)必須通過投影變

12、換轉換成地理坐標；而輸出或顯示時，則要將地理坐標表示的空間數(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。平面坐標。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，但當所顯示的地圖與國家基本地圖系列的比例尺一致時，一般采用當所顯示的地圖與國家基本地圖系列的比例尺一致時，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?？臻g數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)8 8、GISGIS中為什么要進行地圖投影？中為什么要進行地圖投影？2.1.3 地圖投影地圖投影現(xiàn)實世界現(xiàn)實世界空間數(shù)據(jù)地圖遙感

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

14、與比例尺是相關的2.1 常規(guī)的地理空間信息的描述方法點實體美國佛羅里達洲地震監(jiān)測站2002年9月該洲可能的500個地震位置空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng) 有位置，無寬度和長度； 抽象的點地理信息系統(tǒng)香港城市道路網(wǎng)分布線實體 有長度，但無寬度和高度 用來描述線狀實體，通常在網(wǎng)絡分析中使用較多 度量實體距離空間數(shù)據(jù)的表達面實體中國土地利用分布圖（不連續(xù)面） 具有長和寬的目標具有長和寬的目標 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)的表達空間對象：面（續(xù)）連續(xù)變化曲面：如地形起伏，整個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，面的內部是同質的。地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的表達體 有長、寬、高的目標 通常用來表示人工或自然的三維目標，如建筑、礦體等三維目標香港理工大學校園建筑地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的表達點點：位置：（：位置：（x，y） 屬性：符號屬性：符號線線：位置：位置： (x1,y1),(x2,y2),(xn,yn) 屬性：符號屬性：符號形狀、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：符號變化屬性：符號變化 等值線等值線 空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)地圖對地理空間的描述水

16、田旱地水澆地果園有林地草地菜地遙感傳感器平臺傳感器遙感影像對地理空間的描述空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(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和終點的線及某種連接由一系列定義了起點和終點的線及某種連接 關系來描述。關系來描述。矢量數(shù)據(jù)結構。矢量數(shù)據(jù)結構。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 應的編碼值應的編碼值R R或相同的顏色、符號、數(shù)字、

18、灰或相同的顏色、符號、數(shù)字、灰 度值來表示。度值來表示。柵格數(shù)據(jù)結構。柵格數(shù)據(jù)結構。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)的表達地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)地理信息的數(shù)字化表示方法GIS描述現(xiàn)實世界的方法現(xiàn)實世界矢量表示柵格表示空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)空間對象的描述要素0 編碼：區(qū)別不同的實體，包括編碼：區(qū)別不同的實體，包括分類碼分類碼和和識別碼識別碼。分類。分類 碼表示空間對象的類別，而

21、識別碼對每個空間對象進碼表示空間對象的類別，而識別碼對每個空間對象進行標識，是唯一的。行標識，是唯一的。0 位置：坐標形式給出空間對象的空間位置位置：坐標形式給出空間對象的空間位置0 類型：空間對象所屬的實體類型，或由那些實體組成類型：空間對象所屬的實體類型，或由那些實體組成0 行為：空間對象所具備的行為和功能行為：空間對象所具備的行為和功能0 屬性：空間對象所對應的非幾何信息屬性：空間對象所對應的非幾何信息0 說明：實體數(shù)據(jù)來源、精度等說明：實體數(shù)據(jù)來源、精度等0 關系：與其他實體之間的關系關系：與其他實體之間的關系空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)空間對象的編碼o 為什么要進行編碼？o 編碼對象：

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)的表達地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)編碼原則u 編碼的系統(tǒng)性和科學性編碼的系統(tǒng)性和科學性u 編碼的一致性編碼的一致性u 編碼的標準化和通用性編碼的標準化和通用性u 編碼的簡捷性編碼的簡捷性u 編碼的可擴展性編碼的可擴展性層次分類編碼o分類對象的從屬和層次關系o有明確的分類對象類別和嚴格的隸屬關系高壓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)的表達地理信息系統(tǒng)多源分類編碼o按空間對象不同特性進行分類并進行編

23、碼o代碼之間沒有隸屬關系，反映對象特性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)的表達地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)編碼步驟1 1、列出全部制圖對象、列出全部制圖對象2 2、根據(jù)制圖對象分類、分級原則和指標，將制圖對、根據(jù)制圖對象分類、分級原則

24、和指標，將制圖對象進行分類分級象進行分類分級3 3、擬定分類代碼系統(tǒng)、擬定分類代碼系統(tǒng)4 4、設定代碼及格式，設定代碼使用的字符和數(shù)字、設定代碼及格式，設定代碼使用的字符和數(shù)字、碼位長度，碼位分配等。碼位長度，碼位分配等。5 5、建立代碼和編碼的對照表，這是編碼的最后成果。、建立代碼和編碼的對照表，這是編碼的最后成果。空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)2.3 地理對象的空間關系2.3.1 空間關系 點 線 面 點 線 面鄰接相交重合相離包含點點點線點面線面面面線線空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)2.3.1 空間關系空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)2.3 地理對象的空間關系2.3.2 2.3.2 拓撲關系拓撲關系1

25、 1、定義：、定義： 拓撲是研究幾何對象在彎曲或拉伸等變換下仍保持不變拓撲是研究幾何對象在彎曲或拉伸等變換下仍保持不變的性質。的性質。 所謂拓撲關系是指明確定義物體之間的空間關系的一種所謂拓撲關系是指明確定義物體之間的空間關系的一種數(shù)學方法數(shù)學方法。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、線、面之間的關系及屬性，并可實現(xiàn)相關的查詢和檢點、線、面之間的關系及屬性，并可實現(xiàn)相關的查詢和檢索。索?？臻g數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)2.3 地理對象的空間關系2 2、拓撲元素：、拓撲元素： 點點：孤立點、線的端點、面的首尾點、鏈：孤立點、線的端點、面的首尾點、鏈的的

26、 連接點連接點 線線：兩結點之間的有序弧段，包括鏈、弧：兩結點之間的有序弧段，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)的表達地理信息系統(tǒng)2.3 地理對象的空間關系點:面:線:起點終點中間點弧段1弧段3弧段2弧段4空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)2.3 地理對象的空間關系3 3、拓撲關系、拓撲關系 關聯(lián)性關聯(lián)性拓撲關聯(lián)性表示空間圖形中不同類型元素（節(jié)點、弧段、多邊形）之間的關系。u 多邊形與弧段（多邊形區(qū)域定義）u 弧段與節(jié)點（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)的表達地理信

27、息系統(tǒng)abcdefgACBDEP4P0P1P2P3空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)2.3 地理對象的空間關系 用關聯(lián)表來表示圖的優(yōu)點是每條弧段所包含的坐標數(shù)據(jù)點只需存儲一次，如果不考慮它們之間的關聯(lián)性，而以每個多邊形的全部封閉弧段的坐標點來存儲數(shù)據(jù)，不僅數(shù)據(jù)量大，而且無法反應空間關系。35824161246837591112連通性、方向性10地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的表達弧段起點終點136235358454512683742816941弧段起點終點123456789連通性、方向性地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的表達35824161246837591112連通性、方向性弧段起點終點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)的表達地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)2.3 地理對象的空間關系3 3、拓撲關系、拓撲關系 鄰接性鄰接性所謂鄰接性表示圖形中同類元素之間的拓撲關系。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)的表達地理信息系統(tǒng)abcdefgACBDEP4P0P1P2P3節(jié)點弧段18，9，525，7，1031，2，644，7，9，1252，3，4，1161，11，8關聯(lián)性（節(jié)點與弧段的關系）空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)35824161246837591112空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)2.3 地理對象的空間關系3 3、拓撲關系、拓撲關系 包含性包含性所謂包含性是指面狀實體中所包含的其他面狀實體或線狀、點狀實體的關系。u 簡單包含u 多層包含u 等價包含空間

30、數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)2.3 地理對象的空間關系P1P2P1P2P3P2P3P1簡單包含多層包含等價包含空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)2.3 地理對象的空間關系 拓撲關系與圖形的幾何形狀無關，幾何形狀相同的圖形，其拓撲結構可能完全相同。aabcdebecd1234561234561234561-1110021-1010311-0004100-0150100-1600011-空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)2.3 地理對象的空間關系dabcdabcabcda-101b1-11c01-1d111-空間拓撲關系表達空間拓撲關系表達關系表關系表表2-1面域與弧段的拓撲關系面 域弧 段P1a, b, c, -gP

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

32、，它定義了地物對象之間的方位物對象之間的方位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)的表達地理信息系統(tǒng)2.3

33、.3、方向空間關系2、方向關系識別、方向關系識別 MBR（Minimum Bounding Rectangle）空間目空間目標的外切矩形。標的外切矩形。 為了確定目標之間是否具有某種方向關系，首先可判斷目標之為了確定目標之間是否具有某種方向關系，首先可判斷目標之間的間的MBR是否具有該關系，然后再利用點是否具有該關系，然后再利用點點關系進一步進行關點關系進一步進行關系判斷，確定具體的關系。系判斷，確定具體的關系。X1,y1X2,y2空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)2.3.4、度量空間關系分析1 1、空間指標量算、空間指標量算 定量量測區(qū)域空間指標和區(qū)域地理景觀間的空間關系定量量測區(qū)域空間指標和區(qū)域地

34、理景觀間的空間關系是地理信息系統(tǒng)特有的能力。是地理信息系統(tǒng)特有的能力。 幾何指標：位置、長度、面積、體積、形狀、方位等。幾何指標：位置、長度、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、通達性等。度、河網(wǎng)密度、切割程度、通達性等。 人文地理指標：集中指標、區(qū)位商、差異指數(shù)、地理人文地理指標：集中指標、區(qū)位商、差異指數(shù)、地理關聯(lián)指數(shù)、吸引范圍、交通便利程度、人口密度等。關聯(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)的表達地理信息系統(tǒng)2.3.4、度量空間關系分析2 2、地理空間的距離度量、地

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

36、理實體坐標的方式精確地表示點、它是指通過記錄地理實體坐標的方式精確地表示點、線、面等實體的空間位置和形狀，是人們較為習慣的一線、面等實體的空間位置和形狀，是人們較為習慣的一種表示空間數(shù)據(jù)的方法。其坐標空間假定為連續(xù)空間，種表示空間數(shù)據(jù)的方法。其坐標空間假定為連續(xù)空間，不必象柵格數(shù)據(jù)結構那樣進行量化處理。因此矢量數(shù)據(jù)不必象柵格數(shù)據(jù)結構那樣進行量化處理。因此矢量數(shù)據(jù)能更精確地定義位置、長度和大小。能更精確地定義位置、長度和大小。2.4 矢量數(shù)據(jù)結構及其編碼 除數(shù)學上的精確坐標假設外，矢量數(shù)據(jù)存儲是以除數(shù)學上的精確坐標假設外，矢量數(shù)據(jù)存儲是以隱式關系以最小的存儲空間存儲復雜的數(shù)據(jù)。隱式關系以最小的存

37、儲空間存儲復雜的數(shù)據(jù)。2.4.12.4.1、矢量數(shù)據(jù)結構、矢量數(shù)據(jù)結構空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(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 編碼的內容編碼的內容l 點實體點實體l 線實體線實體l 面實體面實體 編碼方法編碼方法l 坐標序列法（實體式）坐標序列法（實體式）l 樹狀索引編碼法樹狀索引編碼法( (索引式索引式

38、) )l 雙重獨立式（半顯示）雙重獨立式（半顯示）l 鏈狀雙重獨立式（全顯示）鏈狀雙重獨立式（全顯示）無拓撲關系有拓撲關系空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)矢量數(shù)據(jù)結構編碼的基本內容矢量數(shù)據(jù)結構編碼的基本內容 標識碼標識碼屬性碼屬性碼空間對象編碼空間對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)庫獨立編碼獨立編碼點: ( x ,y )線: ( x1 , y1 ) , (x2 , y2 ) , , ( xn , yn )面: ( x1 , y1 ) , (x2 , y2 ) , , ( x1 , y1 )點位字典點位字典點: 點號文件線: 點號串面: 點號串點號XY1112223344n

39、5566存儲方法存儲方法空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)點實體唯一識別符類型簡單點文字說明結點序列號坐標（X，y）有關的屬性簡單點符號比例尺方向文字說明字符大小方向字體排列結點符號指針與線相交的角度其它相關的屬性地理信息系統(tǒng)線實體唯一標識碼線標識碼起始點終止點坐標對序列顯示信息非幾何屬性空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(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，更重要的是能表達區(qū)域的拓撲特征，如形狀、鄰域和層次結的是能表達區(qū)域的拓撲特征，如形狀、鄰域和層次結構等，因此多邊形矢量編碼比點、線實體的矢量編碼構等，因此多邊形矢量編碼比點、線實體的矢量編碼

40、要復雜得多，也更為重要。要復雜得多，也更為重要。 （1 1）組成地圖的每個多邊形應有唯一的形狀、周長）組成地圖的每個多邊形應有唯一的形狀、周長和面積。和面積。 （2 2）地理分析要求的數(shù)據(jù)結構應能夠記錄每個多邊）地理分析要求的數(shù)據(jù)結構應能夠記錄每個多邊形的鄰域關系。形的鄰域關系。 （3 3）專題地圖上的多邊形并不都是同一等級的多邊）專題地圖上的多邊形并不都是同一等級的多邊形，而可能是多邊形內嵌套小的多邊形。形，而可能是多邊形內嵌套小的多邊形?？臻g數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)矢量數(shù)據(jù)的編碼方法坐標序列法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)的表達地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)12345678910111213141516171819202122ABCDE2324252627特征碼位置坐標空間數(shù)據(jù)的表達12345678910111213141516171819202122ABCDE特征碼位置坐標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)的表達地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)坐標序列法優(yōu)點：優(yōu)點： 結構簡單，顯示容易結構簡單，顯示容易缺

43、點：缺點： 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，可能據(jù)冗余存儲，可能 導致輸出的公共邊界出現(xiàn)間隙或導致輸出的公共邊界出現(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撲關系、缺少多邊形的鄰域信息和圖形的拓撲關系 3 3、島只能作為一個簡單圖形，沒有建立與外界多、島只能作為一個簡單圖形，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)的表達地理信息系統(tǒng)123456789101112131416171819202122ABCDE2324252627邊界線點索引文件空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)123456789101112131416171819202122ABCDE2324252627邊界線點索引文件1 2 3 4 5 6 725 26 277 231 18 23 空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)樹狀索引法的優(yōu)缺點 樹狀索引結構消除了相鄰多邊形邊界的數(shù)據(jù)冗余樹狀索引結構消除了相鄰多邊形邊界的數(shù)據(jù)冗余和不一致的問題，在簡化過于復雜的邊界線或合并和不一致的問題，在簡

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

46、fghijklmn123456789101112線號左多邊形右多邊形起點終點aOA18bOA21cOB32dOB43eOB54fOC65gOC76hOC87iCA89jCB95kCD1210lCD1112mCD1011nBA92這種數(shù)據(jù)結構除了通過線文件生成面文件外，還需要點文件 空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)鏈狀雙重獨立式 鏈狀雙重獨立式數(shù)據(jù)結構是鏈狀雙重獨立式數(shù)據(jù)結構是DIMEDIME數(shù)據(jù)結構的數(shù)據(jù)結構的一種改進。在一種改進。在DIMEDIME中，一條邊只能用直線中，一條邊只能用直線兩端點的序號及相鄰的面域來表示，而在鏈兩端點的序號及相鄰的面域來表示，而在鏈狀數(shù)據(jù)結構中，將若干直線段合為一個弧

47、段狀數(shù)據(jù)結構中，將若干直線段合為一個弧段（或鏈段），每個弧段可以有許多中間點。（或鏈段），每個弧段可以有許多中間點。在鏈狀雙重獨立數(shù)據(jù)結構中，主要有四個文件：在鏈狀雙重獨立數(shù)據(jù)結構中，主要有四個文件：多邊形文件、弧段文件、弧段坐標文件、結多邊形文件、弧段文件、弧段坐標文件、結點文件。點文件。 空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)弧段文件弧段號 起始點終結點左多邊形 右多邊形a51OAb85EAc168EBd195OEe1519ODf1516DBg115OBh81ABi1619DEj3131BC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,

48、21,20,19f15,16,g1,10,11,12,13,14,15h8,9,1i16,19j31,30,29,28,27,26,25,24,31鏈狀雙重獨立式 12345678910111213141516171819202122232425262728293031多邊形文件多邊形號 弧段號Ah,b,aBg,f,c,h,-jCjDe,i,fEe,i,d,b結點文件結點文件結點 弧段號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)雙重獨立編碼（拓撲數(shù)據(jù)結構）l 多邊形網(wǎng)絡完全綜合成一個整體，沒有重疊和漏洞，也沒多邊形網(wǎng)絡完全綜合成一個整

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)均為內部連接在一起的整體單元的一部分，可以進行任何類型的鄰域分析。元的一部分，可以進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)字化精度和計算機字長的限制。數(shù)據(jù)庫的位置精度只受數(shù)字化精度和計算機字長的限制。l 便于數(shù)據(jù)共享。便于數(shù)據(jù)共享。優(yōu)點：缺點：缺點：l 拓撲表必須在一開始就創(chuàng)建，這需要一定時間和存儲空間。拓撲表必須在一開始就創(chuàng)建，這需要一定時間和存儲空間。l 一

50、些簡單操作，如圖形顯示需要的是空間坐標而非拓撲結構，沒一些簡單操作，如圖形顯示需要的是空間坐標而非拓撲結構，沒有必要建立繁瑣的拓撲表。有必要建立繁瑣的拓撲表?？臻g數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)2.4.3 2.4.3 矢量數(shù)據(jù)結構的屬性數(shù)據(jù)表達矢量數(shù)據(jù)結構的屬性數(shù)據(jù)表達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 屬性特征表達屬性特征表達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)結構和表格說明信息：屬性數(shù)據(jù)結構和表格o 屬性表的內容取決于用戶屬性表的內容取決于用戶o 圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的連接通過目標識別符或內部記錄圖形

51、數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的連接通過目標識別符或內部記錄號實現(xiàn)。號實現(xiàn)?？臻g數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)2.4 矢量數(shù)據(jù)結構及其編碼矢量數(shù)據(jù)結構編碼的基本內容矢量數(shù)據(jù)結構編碼的基本內容 標識碼標識碼屬性碼屬性碼空間對象編碼唯一連接空間和屬性數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫獨立編碼點: ( x ,y )線: ( x1 , y1 ) , (x2 , y2 ) , , ( xn , yn )面: ( x1 , y1 ) , (x2 , y2 ) , , ( x1 , y1 )點位字典點: 點號文件線: 點號串面: 點號串點號XY1112223344n5566存儲方法存儲方法空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)P1P2A1B1B2A4A2B3B4A5

52、A7A3A6空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)屬性編碼目標標識地物編碼坐標關聯(lián)的線目標 P1 P201143，256P2P302 157，298點狀地物空間數(shù)據(jù)表點狀地物空間數(shù)據(jù)表目標標識地物編碼坐標串起點、終點、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)表目標標識地物編碼邊界線目標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編碼屬性表名P201三角點點狀黑色10302ControlpointP302導線點點狀黑色10

53、308ControlpointB705房屋面狀黃色40302 BuildingB772池塘面狀藍色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)的表達地理信息系統(tǒng)目標標識控制點等級精度測量年限測量單位P1三等0.041965國測局P2四等0.081984地震局目標標識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長大2002中天237514目標標識等級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)的表達地理信息系統(tǒng)矢量數(shù)據(jù)結構的屬性數(shù)據(jù)表達矢量數(shù)據(jù)結構的屬性數(shù)據(jù)表達點狀對象目標標識目標標識地物編碼坐 標關聯(lián)的線目標精度控制點等級測量單位測量年限線狀對象目標標識目標標識地物編碼坐 標串起點、終點、左面、右面路面材料等級修建時間寬度管養(yǎng)單位面狀對象目標標識目標標識地物編碼邊界目標號建筑日期所有者建筑面積建筑單位結構空間對象地物編碼地物名稱制圖顏色幾何類型制圖符號編碼屬性表明地物類型特征與制圖屬性空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)空間

55、數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)2.5 柵格數(shù)據(jù)結構及編碼2.5.1 2.5.1 柵格數(shù)據(jù)結構柵格數(shù)據(jù)結構 1 1、定義、定義 柵格數(shù)據(jù)結構是以規(guī)則的陣列來表示空間地物或現(xiàn)柵格數(shù)據(jù)結構是以規(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。空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)2.5 柵格數(shù)據(jù)結構及編碼點：用一個柵格單元表示；點：用一個柵格單元表示；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)域屬性的相鄰柵格單元的集合表示；面：用記有區(qū)域屬性的相鄰柵格單元的集合表示

56、；空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)點線面Y Y：列：列X：行西南角格網(wǎng)坐標西南角格網(wǎng)坐標（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)的表達地理信息系統(tǒng)柵格數(shù)據(jù)結構（ a） 三 角 形（ b） 菱 形（ c) 六 邊 形d正方形 形狀空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)柵格數(shù)據(jù)結構 大小大小3333柵格象元的大小與描述實體的近似程度及存儲的空間相矛盾柵格象元的大小與描述實體的近似程度及存儲的空間相矛盾 空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)柵格數(shù)據(jù)結構空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(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）注意適應于計算機存儲和處理能力。）注意適應于計算機存儲和處理能力。柵格數(shù)據(jù)結構 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)的表達地理信息系統(tǒng)柵格數(shù)據(jù)結構 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，每個單位格覆蓋部分的屬性數(shù)據(jù)即成為圖中各點的值。據(jù)即成為圖中各點的值。 用數(shù)字化儀跟蹤，得到矢量結構，再轉換成柵格結構。用數(shù)字化儀跟蹤，得到

58、矢量結構，再轉換成柵格結構。 用掃描儀數(shù)字化，逐點掃描專題地圖，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)結構的專題地圖。樣后輸入系統(tǒng)，作為柵格數(shù)據(jù)結構的專題地圖?？臻g數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)柵格數(shù)據(jù)結構(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、分類較細、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柵格單元的面積，增加柵格單元總數(shù)的方法。 空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)面面積積占占優(yōu)優(yōu)中心點法中心點法2.5.2 2.5.2 編碼方法編碼方法1 1、直接柵格編碼、直接柵格編碼 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在計算機內是一個在計算機內是一個4 4* *4 4階的矩陣。但在外部設備上，通常是以左上角開階的矩陣。但在外部設備上，通常是以左上角開始逐行逐列存貯。如上例存貯順序為：始逐行逐列存貯。如上例存貯順序為：A 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)的表達地理信息系統(tǒng)2.5 柵格數(shù)據(jù)結構及編碼行序空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)編碼方法行主序空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)編碼方法Morton空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)編碼方法PeanoHilbert空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)編碼方法對角線法空間數(shù)據(jù)的表達地理信息系統(tǒng)編碼方法螺旋地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的表達編碼方法2.5.2 2.5.2 編碼方法編碼方法1 1、直接柵格編碼、直接柵格編碼 當每個像元都有唯一一個屬性值時，一層內的編碼就需要當每個像元都有唯一一個屬性值時，一層內的編碼就需要mm行行n