GIS原理復習資料課件

1、2022-4-211第一章 緒論教師：楊勇華中農業(yè)大學 資源與環(huán)境學院22022-4-21如何理解如何理解n（1）GIS的物理外殼是計算機化的技術系統(tǒng)n（2）GIS的對象是地理實體n（3）GIS的技術優(yōu)勢在于它的混合數(shù)據結構和有效的數(shù)據集成、地理空間分析能力、空間定位搜索和復雜的查詢功能、圖形創(chuàng)造和可視化表達手段，以及地理過程的演化模擬和空間決策支持功能等n（4）GIS是與多門學科有密切關系32022-4-21 數(shù)學數(shù)學運算研究運算研究 統(tǒng)計學統(tǒng)計學地理統(tǒng)計學地理統(tǒng)計學認知科學認知科學計算機科學計算機科學測量測量遙感遙感攝影測量學攝影測量學制圖學制圖學可視化可視化符號學符號學信息存儲信息存儲數(shù)

2、據庫數(shù)據庫模式識別模式識別計算幾何計算幾何計算機圖形學計算機圖形學人工智能人工智能旅游業(yè)旅游業(yè)航運航運市場市場資產管理資產管理產業(yè)產業(yè)/ /商業(yè)商業(yè)礦產開發(fā)礦產開發(fā)設施維護設施維護公共信息查詢公共信息查詢公共管理公共管理考古學考古學人文地理學人文地理學社會科學社會科學健康護理規(guī)劃健康護理規(guī)劃流行病學流行病學環(huán)境科學環(huán)境科學地貌學地貌學土壤科學土壤科學森林學森林學地質學地質學生態(tài)學生態(tài)學水文學水文學氣象學氣象學地形測量地形測量環(huán)境測量環(huán)境測量社會、經濟社會、經濟測量測量社區(qū)服務社區(qū)服務地理學地理學42022-4-21GIS的組成的組成地理信息系統(tǒng)應用人員 GUI空間數(shù)據 SDBMS系統(tǒng)硬件系統(tǒng)軟

3、件應用模型52022-4-21系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件GISGIS應用軟件應用軟件GISGIS硬件硬件操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)GISGIS專業(yè)平臺軟件專業(yè)平臺軟件GISGIS用戶界面用戶界面GISGIS數(shù)據庫數(shù)據庫62022-4-21主要主要GIS軟件軟件72022-4-21GIS的功能的功能n1、數(shù)據采集與編輯n2、數(shù)據存儲與管理n3、數(shù)據處理和變換n4、空間分析和統(tǒng)計n5、產品制作與顯示n6、二次開發(fā)和編程82022-4-21GIS應用流程應用流程文件圖表數(shù)據獲取 原始數(shù)據存儲檢索空間查詢空間分析數(shù)據編輯投影變換數(shù)據輸出 制圖、表格 交互展示 結構化數(shù)據空間數(shù)據庫92022-4-21GIS應用功能應用功能

4、二、GIS 主要 應用領域 資源管理資源管理區(qū)域和城鄉(xiāng)區(qū)域和城鄉(xiāng)規(guī)劃規(guī)劃災害監(jiān)測災害監(jiān)測 環(huán)境評估環(huán)境評估 作戰(zhàn)指揮作戰(zhàn)指揮 交通運輸交通運輸 宏觀決策宏觀決策 商業(yè)金融、通訊商業(yè)金融、通訊郵電、日常生活郵電、日常生活等各領域等各領域102022-4-21一、地理實體（空間實體）一、地理實體（空間實體）定義定義： 指自然界現(xiàn)象和社會經濟事件中不能再分指自然界現(xiàn)象和社會經濟事件中不能再分割的單元割的單元，它是一個具體有，它是一個具體有概括性，復雜概括性，復雜性，相對意義性，相對意義的概念。的概念。112022-4-21理解地理實體理解地理實體n抽象抽象：地理現(xiàn)象 抽象成 地理實體n抽象的程度與研

5、究區(qū)域的大小、規(guī)模不同而有所不同，也和研究尺度相關。122022-4-21空間數(shù)據的基本特征空間數(shù)據的基本特征132022-4-21三、實體的空間特征n點狀實體n線狀實體n面狀實體n體狀實體142022-4-21什么是空間數(shù)據結構什么是空間數(shù)據結構n描述地理實體的數(shù)據的組織方法，稱為內部數(shù)據結構?？臻g數(shù)據結構空間數(shù)據結構是指適合于計算機系統(tǒng)存儲、管理和處理的地學圖形的邏輯結構，是地理實體的空間排列方式和相互關系的抽象描述。n它是對數(shù)據的一種理解和解釋，不說明數(shù)據結構的數(shù)據是毫無用處的，不僅用戶無法理解，計算機程序也不能正確處理。n對同一組數(shù)據，按不同的數(shù)據結構去處理，得到的可能是截然不同的內容

6、。（矢量，柵格）n空間數(shù)據結構是GIS溝通信息的橋梁，只有充分理解GIS所采用的特定數(shù)據結構，才能正確地使用系統(tǒng)。(數(shù)據輸出，操作)152022-4-212.1 柵格數(shù)據結構柵格數(shù)據結構 柵格結構用密集正方形（或三角形，多邊形）柵格結構用密集正方形（或三角形，多邊形）將地理區(qū)域將地理區(qū)域劃分劃分為網格陣列。為網格陣列。位置由行，列號定義，屬性為柵格單元的值。位置由行，列號定義，屬性為柵格單元的值。點點：由：由單個柵格單個柵格表達。表達。線線：由沿線走向有相同屬性取值的：由沿線走向有相同屬性取值的一組相鄰柵格一組相鄰柵格表達。表達。面面：由沿線走向有相同屬性取值的：由沿線走向有相同屬性取值的一片

7、柵格一片柵格表達。表達。 柵格數(shù)據表示的是二維表面上的地理數(shù)據的離散化柵格數(shù)據表示的是二維表面上的地理數(shù)據的離散化數(shù)值。在柵格數(shù)據中，地表被分割為相互鄰接、規(guī)則數(shù)值。在柵格數(shù)據中，地表被分割為相互鄰接、規(guī)則排列的地塊，每個地塊與一個象元相對應。因此，柵排列的地塊，每個地塊與一個象元相對應。因此，柵格數(shù)據的格數(shù)據的比例尺比例尺就是就是柵格柵格( (象元象元) )的大小與地表相應單的大小與地表相應單元的大小之比元的大小之比，當象元所表示的面積較大時，對長度、，當象元所表示的面積較大時，對長度、面積等的量測有較大影響。每個象元的屬性是地表相面積等的量測有較大影響。每個象元的屬性是地表相應區(qū)域內地理數(shù)

8、據的近似值，因而有可能產生應區(qū)域內地理數(shù)據的近似值，因而有可能產生屬性方屬性方面的偏差面的偏差。22122332333233323332333162022-4-21柵格數(shù)據層柵格數(shù)據層2 222 2aaaaa2 2土壤土壤植被植被組織方法組織方法空間數(shù)據庫空間數(shù)據庫172022-4-21柵格數(shù)據的建立柵格數(shù)據的建立1、 手工獲取手工獲取，專題圖上劃分均勻網格，專題圖上劃分均勻網格，逐個決定其網格代碼。逐個決定其網格代碼。2、掃描儀掃描掃描儀掃描專題圖的圖像數(shù)據專題圖的圖像數(shù)據行、行、列、顏色（灰度）列、顏色（灰度），定義顏色與屬性，定義顏色與屬性對應表，用相應屬性代替相應顏色，得對應表，用相應

9、屬性代替相應顏色，得到（行、列、屬性）再進行柵格編碼、到（行、列、屬性）再進行柵格編碼、存貯，即得該專題圖的柵格數(shù)據。存貯，即得該專題圖的柵格數(shù)據。3、 由矢量數(shù)據轉換而來由矢量數(shù)據轉換而來。4、 遙感影像數(shù)據，遙感影像數(shù)據，對地面景象的輻射對地面景象的輻射和反射能量的掃描抽樣，并按不同的光和反射能量的掃描抽樣，并按不同的光譜段量化后，以數(shù)字形式記錄下來的象譜段量化后，以數(shù)字形式記錄下來的象素值序列。素值序列。5、 格網格網DEM數(shù)據數(shù)據，當屬性值為地面高，當屬性值為地面高程，則為格網程，則為格網DEM，通過，通過DEM內插得內插得到。到。（一）建立途徑（一）建立途徑（二）柵格系統(tǒng)的確定（二）

10、柵格系統(tǒng)的確定(三三)柵格代碼的確定柵格代碼的確定182022-4-21柵格數(shù)據的建立柵格數(shù)據的建立（一）建立途徑（一）建立途徑（二）柵格系統(tǒng)的確定（二）柵格系統(tǒng)的確定(三三)柵格代碼的確定柵格代碼的確定1 1、 柵格坐標系的確定柵格坐標系的確定表示具有空間分布特征的地理要素，不論采用什么編碼系統(tǒng)，什么表示具有空間分布特征的地理要素，不論采用什么編碼系統(tǒng)，什么數(shù)據結構數(shù)據結構( (矢、柵矢、柵) )都應在統(tǒng)一的坐標系統(tǒng)下，而坐標系的確定實質都應在統(tǒng)一的坐標系統(tǒng)下，而坐標系的確定實質是坐標系原點和坐標軸的確定。是坐標系原點和坐標軸的確定。 由于柵格編碼一般用于區(qū)域性由于柵格編碼一般用于區(qū)域性GI

11、SGIS，原點的選擇常具有局部性，原點的選擇常具有局部性質，但為了便于區(qū)域的拼接，柵格系統(tǒng)的質，但為了便于區(qū)域的拼接，柵格系統(tǒng)的起始坐標應與國家基本比起始坐標應與國家基本比例尺地形圖公里網的交點相一致例尺地形圖公里網的交點相一致，并分別采用，并分別采用公里網的縱橫坐標軸公里網的縱橫坐標軸作為柵格系統(tǒng)的坐標軸作為柵格系統(tǒng)的坐標軸。22122332333233323332192022-4-21柵格數(shù)據的建立柵格數(shù)據的建立2 2、 柵格單元的尺寸柵格單元的尺寸1）原則）原則：應能：應能有效地逼近空間對象的分有效地逼近空間對象的分布特征，又減少數(shù)據的冗余度布特征，又減少數(shù)據的冗余度。格網太大，忽略較小

12、圖斑，信息丟失。格網太大，忽略較小圖斑，信息丟失。一般講實體特征愈復雜，柵格尺寸越小，一般講實體特征愈復雜，柵格尺寸越小，分辨率愈高，然而柵格數(shù)據量愈大（按分辨率愈高，然而柵格數(shù)據量愈大（按分辨率的平方指數(shù)增加）計算機成本就分辨率的平方指數(shù)增加）計算機成本就越高，處理速度越慢。越高，處理速度越慢。2）方法）方法：用保證最小多邊形的精度標準：用保證最小多邊形的精度標準來確定尺寸經驗公式：來確定尺寸經驗公式： h h為柵格單元邊長為柵格單元邊長 AiAi為區(qū)域所有多邊形的面積。為區(qū)域所有多邊形的面積。（一）建立途徑（一）建立途徑（二）柵格系統(tǒng)的確定（二）柵格系統(tǒng)的確定(三三)柵格代碼的確定柵格代碼

13、的確定202022-4-21柵格結構精度偏差柵格結構精度偏差212022-4-21柵格數(shù)據取值方法柵格數(shù)據取值方法222022-4-21柵格數(shù)據存儲的壓縮編碼柵格數(shù)據存儲的壓縮編碼直接柵格編碼直接柵格編碼：將柵格數(shù)據看作一個數(shù)據矩陣，將柵格數(shù)據看作一個數(shù)據矩陣，逐行記錄代碼數(shù)據。逐行記錄代碼數(shù)據。1）每行都從左到右記錄；）每行都從左到右記錄； AAAAABBBAABBAABB2）奇數(shù)行從左到右，偶數(shù)行從右到左；）奇數(shù)行從左到右，偶數(shù)行從右到左；特點特點：最直觀、最基本的網格存貯結構，沒有進行任最直觀、最基本的網格存貯結構，沒有進行任何壓縮數(shù)據處理何壓縮數(shù)據處理。AAAAABBBAABBAABB

14、柵格數(shù)據量大，格網數(shù)多，由于地理數(shù)據往往有較強的相關性，即相鄰象元柵格數(shù)據量大，格網數(shù)多，由于地理數(shù)據往往有較強的相關性，即相鄰象元的值往往是相同的。的值往往是相同的。因此該文件存在大量的數(shù)據冗余。當柵格越小，表示的因此該文件存在大量的數(shù)據冗余。當柵格越小，表示的空間精度越高時，這種冗余越嚴重，因此，對柵格數(shù)據進行壓縮編碼非常重空間精度越高時，這種冗余越嚴重，因此，對柵格數(shù)據進行壓縮編碼非常重要。要。所以，出現(xiàn)了各種柵格數(shù)據壓縮方法。所以，出現(xiàn)了各種柵格數(shù)據壓縮方法。數(shù)據壓縮是將數(shù)據表示成更緊湊的格式以減少存儲空間的一項技術數(shù)據壓縮是將數(shù)據表示成更緊湊的格式以減少存儲空間的一項技術。數(shù)據壓縮要

15、求數(shù)據壓縮要求：不失真，變換簡單，壓縮、解壓迅速可靠：不失真，變換簡單，壓縮、解壓迅速可靠232022-4-21柵格數(shù)據存儲的壓縮編碼柵格數(shù)據存儲的壓縮編碼1、鏈式編碼、鏈式編碼、Freeman 鏈碼、邊界鏈碼鏈碼、邊界鏈碼返回返回1）首先定義一個）首先定義一個3x3窗口，中間柵格的走向有窗口，中間柵格的走向有8種可能，并將這種可能，并將這8種可能種可能07進行編碼。進行編碼。2）記下地物屬性碼和起點行、列后，進行追）記下地物屬性碼和起點行、列后，進行追蹤，得到矢量鏈蹤，得到矢量鏈.將柵格數(shù)據（線狀地物面域邊界）表示為將柵格數(shù)據（線狀地物面域邊界）表示為矢量鏈矢量鏈的記錄的記錄鏈式編碼表鏈式編

16、碼表aaaaaaab屬性碼起點行起點列鏈碼鏈碼a14556656b37576654323 優(yōu)點優(yōu)點：鏈碼可有效地存貯壓縮柵格數(shù)據，便于面積、長度、轉折方向和：鏈碼可有效地存貯壓縮柵格數(shù)據，便于面積、長度、轉折方向和邊界、線段凹凸度的計算。邊界、線段凹凸度的計算。 缺點缺點：不易做邊界合并，插入操作、編輯較困難（對局部修改將改變整：不易做邊界合并，插入操作、編輯較困難（對局部修改將改變整體結構）。區(qū)域空間分析困難，相鄰區(qū)域邊界被重復存儲。體結構）。區(qū)域空間分析困難，相鄰區(qū)域邊界被重復存儲。 242022-4-21柵格數(shù)據存儲的壓縮編碼柵格數(shù)據存儲的壓縮編碼2、行程編碼、行程編碼將原圖表示的數(shù)據矩

17、陣變?yōu)閷⒃瓐D表示的數(shù)據矩陣變?yōu)閿?shù)據對數(shù)據對方法一：只在各行（或列）數(shù)據的代碼發(fā)生變化時依次記錄該代碼以及相同代碼重復的個數(shù)。3334444433334444133344421133322211113222111122221111122211111222第一行：（3，3）（4，5）第二行：（3，4）（4，4）第三行：（1，1）（3，3） （4，3）（2，1）第四行：（1，2）（3，3）（2，3）第五行：（1，4）（3，1）（2，3）252022-4-21柵格數(shù)據存儲的壓縮編碼柵格數(shù)據存儲的壓縮編碼特點：特點： 對于游程長度編碼，區(qū)域越大，數(shù)據的相關性越強，則對于游程長度編碼，區(qū)域越大，數(shù)據的相關

18、性越強，則壓縮越大，壓縮越大，適用于類型區(qū)域面積較大的專題圖適用于類型區(qū)域面積較大的專題圖，而不適合，而不適合于類型連續(xù)變化或類別區(qū)域分散的分類圖（壓縮比與圖的于類型連續(xù)變化或類別區(qū)域分散的分類圖（壓縮比與圖的復雜程度成反比）。復雜程度成反比）。 這種編碼在這種編碼在柵格加密時，數(shù)據量不會明顯增加柵格加密時，數(shù)據量不會明顯增加，壓縮率壓縮率高，并最大限度地保留原始柵格結構，編碼解碼運算簡單，高，并最大限度地保留原始柵格結構，編碼解碼運算簡單，且易于檢索，疊加，合并等操作且易于檢索，疊加，合并等操作，這種編碼應用廣泛。，這種編碼應用廣泛。2、行程編碼、行程編碼262022-4-21柵格數(shù)據存儲的

19、壓縮編碼柵格數(shù)據存儲的壓縮編碼3、塊式編碼、塊式編碼采用采用方形區(qū)域方形區(qū)域作為記錄單元，每個記錄單元包括相鄰的若干柵格作為記錄單元，每個記錄單元包括相鄰的若干柵格。數(shù)據對組成數(shù)據對組成：（初始行、列，半徑，屬性值）：（初始行、列，半徑，屬性值）特點特點： 具有具有可變分辨率可變分辨率，即當屬性變化小時圖塊大，即當屬性變化小時圖塊大，對于大塊圖斑記錄單元大，分辨率低，壓縮比高。對于大塊圖斑記錄單元大，分辨率低，壓縮比高。 小塊圖斑記錄單元小，分辨率高，壓縮比低小塊圖斑記錄單元小，分辨率高，壓縮比低所以，與行程編碼類似，隨圖形復雜程度的提高所以，與行程編碼類似，隨圖形復雜程度的提高而降低分辯率。

20、而降低分辯率。依次掃描，編過的不重復。依次掃描，編過的不重復。如：如：（1,1,1,0),(1,2,2,4),(1,4,1,7),(1,5,1,7)1,1,1,0),(1,2,2,4),(1,4,1,7),(1,5,1,7) 1 2 3 4 5 6 7 8 1 0 4 4 7 7 7 7 72 4 4 4 4 4 7 7 73 4 4 4 4 8 8 7 7 4 0 0 4 8 8 8 7 75 0 0 8 8 8 8 7 86 0 0 0 8 8 8 8 87 0 0 0 0 8 8 8 88 0 0 0 0 0 8 8 8272022-4-21塊式編碼示例塊式編碼示例0 2 2 5 5 5

21、 5 52 2 2 2 2 5 5 50 0 0 0 0 3 3 32 2 2 2 3 3 5 50 0 2 3 3 3 5 50 0 3 3 3 3 5 30 0 0 3 3 3 3 30 0 0 0 3 3 3 3（1 1，1 1，1 1，0 0），（），（1 1，2 2，2 2，2 2），），（1 1，4 4，1 1，5 5），（），（1 1，5 5，1 1，5 5），），（1 1，6 6，2 2，5 5），（），（1 1，8 8，1 1，5 5）；）；（2 2，1 1，1 1，2 2），（），（2 2，4 4，1 1，2 2），），（2 2，5 5，1 1，2 2），（），（2 2，8

22、 8，1 1，5 5）；）；（3 3，3 3，1 1，2 2），（），（3 3，4 4，1 1，2 2），），（3 3，5 5，2 2，3 3），（），（3 3，7 7，2 2，5 5）；）；（4 4，1 1，2 2，0 0），（），（4 4，3 3，1 1，2 2），），（4 4，4 4，1 1，3 3）；（）；（5 5，3 3，1 1，3 3），），（5 5，4 4，2 2，3 3），（），（5 5，6 6，1 1，3 3），），（5 5，7 7，1 1，5 5），（），（5 5，8 8，1 1，3 3）；）；（6 6，1 1，3 3，0 0），（），（6 6，6 6，3 3，3 3）；）

23、；（7 7，4 4，1 1，0 0），（），（7 7，5 5，1 1，3 3）；）；（8 8，4 4，1 1，0 0），（），（8 8，5 5，1 1，0 0）。）。282022-4-21柵格數(shù)據存儲的壓縮編碼柵格數(shù)據存儲的壓縮編碼返回返回1、 基本思想基本思想：將將2 2n n2 2n n象元組成的圖像象元組成的圖像( (不足的用背景補上不足的用背景補上) ) 按四個象限進行遞歸分割，按四個象限進行遞歸分割，并判斷屬性是否單一，并判斷屬性是否單一， 單一：不分。單一：不分。 不單一：遞歸分割。不單一：遞歸分割。最后得到一顆四分叉的倒向樹。最后得到一顆四分叉的倒向樹。2 2、 四叉樹的樹形表示

24、四叉樹的樹形表示： 用一倒立樹表示這種分割和分割結果。用一倒立樹表示這種分割和分割結果。根根：整個區(qū)域：整個區(qū)域高高：深度、分幾級，幾次分割：深度、分幾級，幾次分割葉葉：不能再分割的塊：不能再分割的塊樹叉樹叉：還需分割的塊：還需分割的塊 每個樹叉均有每個樹叉均有4 4個分叉，叫四叉樹。個分叉，叫四叉樹。四叉樹四叉樹： 一種一種可變分率可變分率的的非均勻網格非均勻網格系統(tǒng)。系統(tǒng)。是最有效的柵格數(shù)據壓縮編碼方法之一是最有效的柵格數(shù)據壓縮編碼方法之一 AAAAABBBAABBAABB0123292022-4-21柵格數(shù)據存儲的壓縮編碼柵格數(shù)據存儲的壓縮編碼3、 編碼方法1 1）常規(guī)四叉樹）常規(guī)四叉樹

25、 記錄這棵樹的葉結點外，中記錄這棵樹的葉結點外，中間結點，結點之間的聯(lián)系用指間結點，結點之間的聯(lián)系用指針聯(lián)系，針聯(lián)系，每個結點需要每個結點需要6 6個變量：個變量：父結點指針、四個子結點的指父結點指針、四個子結點的指針和本結點的屬性值針和本結點的屬性值。指針不僅指針不僅增加了數(shù)據的存儲量增加了數(shù)據的存儲量，還增加了操作的，還增加了操作的復雜性復雜性：如層次數(shù)（分割次數(shù)）由：如層次數(shù)（分割次數(shù)）由從父結點移到根結點的次數(shù)來確定，結點所代表的圖像塊的位置需要從根節(jié)點開始從父結點移到根結點的次數(shù)來確定，結點所代表的圖像塊的位置需要從根節(jié)點開始逐步推算下來。所以，逐步推算下來。所以，常規(guī)四叉樹并不廣泛

26、用于存儲數(shù)據常規(guī)四叉樹并不廣泛用于存儲數(shù)據，其價值在于建立索引文，其價值在于建立索引文件，進行數(shù)據檢索。件，進行數(shù)據檢索。302022-4-21四叉樹編碼示例四叉樹編碼示例0 2 2 5 5 5 5 52 2 2 2 2 5 5 50 0 0 0 0 3 3 32 2 2 2 3 3 5 50 0 2 3 3 3 5 50 0 3 3 3 3 5 30 0 0 3 3 3 3 30 0 0 0 3 3 3 3 1112131415161718192021222324252627282930313233363738393435400 0 00 3 3 3 0 3 3 33 3 5 3 0 0 2

27、 2 2 3 2 2 2 2 0 22 2 2 5 2 5 5 53 33 5 5西南東南西北東北 312022-4-212.2 矢量數(shù)據結構矢量數(shù)據結構n矢量數(shù)據結構是通過記錄坐標的方式，盡可能精確地表示點、線、面等地理實體。其坐標空間假定為連續(xù)空間，允許任意位置、長度和面積的精確定義，事實上，其精度僅受數(shù)字化設備的精度和數(shù)值記錄字長的限制，在一般情況下，比柵格數(shù)據結構精度高得多。322022-4-21矢量數(shù)據結構編碼的基本內容矢量數(shù)據結構通過記錄空間對象的坐標及空間關系來表達空間對象的位置。q點：空間的一個坐標點；q線：多個點組成的弧段；q面：多個弧段組成的封閉多邊形；332022-4-2

28、1拓撲關系拓撲關系 拓撲關系是明確定義空間結構關系的拓撲關系是明確定義空間結構關系的一種數(shù)學方法；在一種數(shù)學方法；在GISGIS中，用于空間數(shù)據的中，用于空間數(shù)據的組織、分析和應用。組織、分析和應用。 在在GISGIS中，為了真實反映地物，不僅包中，為了真實反映地物，不僅包括實體的大小、形狀及屬性，而且要反映括實體的大小、形狀及屬性，而且要反映出實體之間的相互關系。出實體之間的相互關系。 例如：自然與行政的分區(qū)，各種空間例如：自然與行政的分區(qū)，各種空間類型的分布及交通網等，都存在結點、弧類型的分布及交通網等，都存在結點、弧段和多邊形之間的拓撲關系。段和多邊形之間的拓撲關系。 342022-4-

29、212.2 矢量數(shù)據結構矢量數(shù)據結構n拓撲關系： 指網結構元素節(jié)點、弧段、面域之間的空間關系（1）拓撲鄰接：存在于空間圖形的同類元素之間的拓撲關系結點鄰接關系結點鄰接關系N1/N4，N1/N2，；多邊形鄰接關系多邊形鄰接關系P1/P3，P2/P3， 352022-4-212.2 矢量數(shù)據結構矢量數(shù)據結構n（2）拓撲關聯(lián)：n 指存在于空間圖形的不同元素之間的拓撲關系 結點與弧段的關聯(lián)關系結點與弧段的關聯(lián)關系N1/C1、C3、C6；多邊形與弧段的關聯(lián)關系多邊形與弧段的關聯(lián)關系P1/C1、C5、C6。 362022-4-212.2 矢量數(shù)據結構矢量數(shù)據結構n（3）拓撲包含：面與其他拓撲元素之間的關系

30、。如果點、線、面在該面內，則稱被該面包含。P1包含包含P2,P3和和P4372022-4-212.2 矢量數(shù)據結構矢量數(shù)據結構n（4）拓撲連通：拓撲元素之間的通達關系，如點連通，面的連通。n（5）層次關系：相同拓撲元素之間的等級關系。n歐拉公式： L+2=A+P382022-4-21拓撲關系的表示拓撲關系的表示n面鏈關系：n鏈結點關系：n結點鏈關系：n鏈面關系：面構成面的鏈鏈鏈兩端點的結點結點通過該結點的鏈鏈左面右面392022-4-212.2 矢量數(shù)據結構矢量數(shù)據結構n3、幾種矢量數(shù)據結構n（1）實體式數(shù)據結構（面條結構）402022-4-212.2 矢量數(shù)據結構矢量數(shù)據結構n3、幾種矢量數(shù)

31、據結構（2）樹狀索引編碼法 該法采用樹狀索引以減少數(shù)據冗余并間接增加鄰域信息，方法是對所有邊界點進行數(shù)字化，將坐標對以順序方式存儲，由點索引與邊界線號相聯(lián)系，以線索引與各多邊形相聯(lián)系，形成樹狀索引結構。 412022-4-21樹狀索引編碼法樹狀索引編碼法422022-4-21樹狀索引編碼法樹狀索引編碼法432022-4-212.2 矢量數(shù)據結構矢量數(shù)據結構（3）雙重獨立地圖編碼n簡稱DIME結構（Dual Independent Map Encoding）。它是由美國人口調查局建立起來的為人口調查目的而設計的一種拓撲編碼方法，是一種把幾何量度信息（直角坐標）與拓撲邏輯信息結合起來的系統(tǒng)。DIM

32、E文件的基本元素是連接兩個端點（結點）的一條線段兩個端點（結點）的一條線段（街段）、線段始結點和終結點標識符、伴有這兩個結點的（街段）、線段始結點和終結點標識符、伴有這兩個結點的坐標及線段兩側的區(qū)域代碼（左區(qū)號和右區(qū)號）坐標及線段兩側的區(qū)域代碼（左區(qū)號和右區(qū)號）。根據結點標識符和結點坐標建立結點坐標文件結點坐標文件。根據結點、線段、多邊形間的拓撲關系建立拓撲結構文件拓撲結構文件。在這種結構中，線段通常被認為是直線型的，復雜的曲線由一系列逼近曲線的直線段來表示。結點與結點或者面域與面域之間為鄰接關系鄰接關系，而結點與線段或面域與線段之間為關聯(lián)關系。關聯(lián)關系。 442022-4-21雙重獨立地圖編

33、碼雙重獨立地圖編碼拓撲結構文件節(jié)點坐標文件452022-4-21462022-4-212.2 矢量數(shù)據結構矢量數(shù)據結構n4、鏈狀雙重獨立式數(shù)據結構n鏈狀雙重獨立式數(shù)據結構是DIME數(shù)據結構的一種改進。在DIME中，一條邊只能用直線兩端點的序號及相鄰的面域來表示，而在鏈狀數(shù)據結構中，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。472022-4-21鏈狀雙重獨立式數(shù)據結構鏈狀雙重獨立式數(shù)據結構 在鏈狀雙重獨立數(shù)據結構中，主要有四個文件：多邊多邊形文件、弧段文件、弧段坐標文件、結點文件形文件、弧段文件、弧段坐標文件、結點文件。 多邊形文件主要由多邊形記錄組成，包括多邊形號、包括多邊

34、形號、組成多邊形的弧段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，多邊形文件也可以通過軟件自動檢索各有關弧段生成，并同時計算出多邊形的周長和面積以及中心點的坐標，當多邊形中含 有“洞”時則此“洞”的面積為負，并在總面積中減去，其組成的弧段號前也冠以負號； 弧段文件主要有弧記錄組成，存儲弧段的起止結點號和弧段左右多邊形號； 482022-4-21鏈狀雙重獨立式數(shù)據結構鏈狀雙重獨立式數(shù)據結構 弧段坐標文件由一系列點的位置坐標組成，一般從數(shù)字化過程獲取，數(shù)字化的順序確定了這條鏈段的方向。結點文件由結點記錄組成，存儲每個結點的結點號、結點坐標及與該結點連接的弧段。 結點文件一般

35、通過軟件自動生成，因為在數(shù)字化的過程中，由于數(shù)字化操作的誤差，各弧段在同一結點處的坐標不可能完全一致，需要進行匹配處理。當其偏差在允許范圍內時，可取同名結點的坐標平均值。如果偏差過大，則弧段需要重新數(shù)字化。492022-4-2112345678910111213141516171819202122232425262728293031502022-4-2112345678910111213141516171819202122232425262728293031512022-4-211234567891011121314151617181920212223242526272829303152202

36、2-4-2112345678910111213141516171819202122232425262728293031 31 （x31，y31） 532022-4-21矢量數(shù)據結構的屬性數(shù)據表達n屬性特征類型 類別特征：是什么 說明信息：同類目標的不同特征n屬性特征表達 類別特征：類型編碼 說明信息：屬性數(shù)據結構和表格n屬性表的內容取決于用戶n圖形數(shù)據和屬性數(shù)據的連接通過目標識別符或內部記 錄號實現(xiàn)。542022-4-21矢量數(shù)據結構的屬性數(shù)據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

37、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552022-4-212.4 矢量數(shù)據結構與柵格數(shù)據結構矢量數(shù)據結構與柵格數(shù)據結構2022-4-2156第三章 空間數(shù)據采集和質量控制教師：楊勇華中農業(yè)大學 資源與環(huán)境學院572022-4-21概述概述現(xiàn)實世界現(xiàn)實世界文字報告、文字報告、遙感圖象遙感圖象等等數(shù)字化儀數(shù)字化儀掃描儀掃描儀解析測圖儀解析測圖儀鍵盤鍵盤 等等編輯、接邊、分層、圖形與編輯、接邊、分層、圖形與屬性連接、加注記等屬性連接、加注記等空間數(shù)據庫空

38、間數(shù)據庫數(shù)據源數(shù)據源? ?如何采集如何采集? ?質量如何質量如何? ?582022-4-21GIS的數(shù)據來源的數(shù)據來源統(tǒng)計數(shù)據地圖存儲介質、現(xiàn)勢性、投影轉換地面測量數(shù)字數(shù)據格式、精度多媒體，輔助GIS空間分析和查詢GIS空間數(shù)據遙感、航空影象和數(shù)據分辨率、變形規(guī)律、糾正、解譯特征592022-4-21空間數(shù)據采集的任務空間數(shù)據采集的任務n空間數(shù)據采集的任務是將現(xiàn)有的地圖、外業(yè)觀測成果、航空像片、遙感圖像、文本資料等轉換稱GIS可以處理與接收的數(shù)字形式，通常要經過驗證、修改、編輯等處理n不同數(shù)據輸入需要用不同的設備602022-4-21空間數(shù)據的輸入空間數(shù)據的輸入方法：n鍵盤輸入n手扶跟蹤數(shù)字化

39、輸入n掃描數(shù)字化儀輸入n其他類型的自動數(shù)字化儀器地地圖圖數(shù)數(shù)字字化化612022-4-21空間數(shù)據與非空間屬性數(shù)據的連接空間數(shù)據與非空間屬性數(shù)據的連接屬性數(shù)據采集1 1、鍵盤、鍵盤，人機對話方式，人機對話方式2 2、程序批量輸入、程序批量輸入。a1a2001002001002程序程序空間空間數(shù)據庫數(shù)據庫屬性和幾何數(shù)據的連接1 1、可手工輸入、可手工輸入2 2、由系統(tǒng)自動生成、由系統(tǒng)自動生成( (如用順序號代表標識符如用順序號代表標識符) ) 標識碼標識碼屬性數(shù)據屬性數(shù)據幾何數(shù)據幾何數(shù)據622022-4-21地理目標數(shù)據的分層地理目標數(shù)據的分層 空 間 數(shù) 據 可空 間 數(shù) 據 可 按 某 種

40、屬 性 特 征按 某 種 屬 性 特 征 形 成 一 個形 成 一 個 數(shù) 據 層數(shù) 據 層 ， 通 常 稱 為， 通 常 稱 為 圖 層圖 層（CoverageCoverage）。）?？臻g數(shù)據分層方法：空間數(shù)據分層方法：1 1）專題分層）專題分層 每個圖層對應一個專題，包含某一種或某一類數(shù)據。如地貌層、水系每個圖層對應一個專題，包含某一種或某一類數(shù)據。如地貌層、水系層、道路層、居民地層等。層、道路層、居民地層等。2 2）時間序列分層）時間序列分層即把不同時間或不同時期的數(shù)據作為一個數(shù)據層。即把不同時間或不同時期的數(shù)據作為一個數(shù)據層。3 3）地面垂直高度分層）地面垂直高度分層把不同時間或不同時

41、期的數(shù)據作為一個數(shù)據層。把不同時間或不同時期的數(shù)據作為一個數(shù)據層。 Z Z632022-4-21 分類是將分類是將具有共同具有共同的屬性或特征的事物或現(xiàn)象的屬性或特征的事物或現(xiàn)象歸并在一起歸并在一起，而把，而把不同不同屬屬性或特征的事物或現(xiàn)象性或特征的事物或現(xiàn)象分開分開的過程。的過程。分類是人類思維所固有的一種活動，是認識事物的一種方法。分類是人類思維所固有的一種活動，是認識事物的一種方法。分類的分類的基本原則基本原則是：是：科學性、系統(tǒng)性、可擴性、實用性、兼容性、科學性、系統(tǒng)性、可擴性、實用性、兼容性、穩(wěn)定性、不受比例尺限制、靈活性穩(wěn)定性、不受比例尺限制、靈活性分類基本方法：線分類法、面分類

42、法分類基本方法：線分類法、面分類法把數(shù)據輸入到計算機之前，必須先按使用要求進行分類。如國家資源和環(huán)境把數(shù)據輸入到計算機之前，必須先按使用要求進行分類。如國家資源和環(huán)境信息系統(tǒng)數(shù)據規(guī)范在信息系統(tǒng)數(shù)據規(guī)范在“專業(yè)數(shù)據分類和數(shù)據項目建議總表專業(yè)數(shù)據分類和數(shù)據項目建議總表”中，將數(shù)據分為中，將數(shù)據分為社會環(huán)境、自然環(huán)境和資源與能源三大類共社會環(huán)境、自然環(huán)境和資源與能源三大類共14小項，并規(guī)定了每項數(shù)據的小項，并規(guī)定了每項數(shù)據的內容及基本數(shù)據來源。其中關于資源與能源類的劃分為：內容及基本數(shù)據來源。其中關于資源與能源類的劃分為： 分類編碼的原則642022-4-21 地貌類型地貌類型 土地資源土地資源 土

43、地利用類型土地利用類型 資源與能源資源與能源 氣候和水熱資源氣候和水熱資源 生物資源生物資源 652022-4-21比如土地利用現(xiàn)狀調查和農村地籍調查中土地類型劃分如下：土地類型土地類型土地類型土地類型土地類型土地類型土地類型土地類型名稱名稱 代代碼碼 名稱名稱 代代碼碼 名稱名稱 代代碼碼 名稱名稱 代代碼碼 耕地耕地1園地園地2居民點及工礦用地居民點及工礦用地5交通用地交通用地 6灌溉水田灌溉水田 11果園果園21城鎮(zhèn)城鎮(zhèn) 51鐵路鐵路61望天田望天田 12桑園桑園22農村居民點農村居民點52公路公路62水澆地水澆地 13茶園茶園23獨立工礦用地獨立工礦用地 53農村道路農村道路63旱地旱

44、地 14橡膠園橡膠園24鹽田鹽田54民用機場民用機場64菜地菜地 15其它園地其它園地25特殊用地特殊用地55港口碼頭港口碼頭65662022-4-21分類碼和標識碼672022-4-21GIS數(shù)據質量數(shù)據質量n空間數(shù)據質量是指空間數(shù)據可靠性和精度，通常用空間數(shù)據誤差來度量。在某些情況下，由于多種原因，計算機分析結果甚至會比手工分析的誤差更大。這是除軟件、硬件的質量，計算方法上的問題，以及分類、編碼、輸入、操作上的明顯疏忽以外，數(shù)據本身的質量也是重要的原因。GIS主要功能之一是綜合不同來源，不同分辨率和不同時間的數(shù)據，利用不同比例尺和數(shù)據模型進行操作分析，這種不同來源數(shù)據的綜合和比例尺的改變使

45、GIS數(shù)據誤差問題變得極為復雜。 682022-4-21數(shù)據質量問題數(shù)據質量問題微觀方面 定位精度 屬性精度 邏輯一致性 分辨率宏觀方面 完整性 時間性 地域性 數(shù)據檔案692022-4-21研究空間數(shù)據質量的目的和意義研究空間數(shù)據質量的目的和意義n定義：GIS數(shù)據質量是指GIS中空間數(shù)據的可靠性，通常用空間數(shù)據的誤差誤差來度量。n研究目的：建立一套空間數(shù)據分析何處理的體系，包括誤差源的確定、誤差的鑒別何度量方法、誤差傳播的模型、控制何削弱誤差的方法等，使未來的GIS在提供產品的同時，提供產品的質量指標，即建立GIS產品的合格證制度。nGIS數(shù)據質量的研究分為兩大問題：正演問題和反演問題。70

46、2022-4-21空間元數(shù)據空間元數(shù)據n元數(shù)據（元數(shù)據（Metadata），是關于數(shù)據的數(shù)據（），是關于數(shù)據的數(shù)據（Data About Data），是關于數(shù)據和信息資源的描述性），是關于數(shù)據和信息資源的描述性信息。空間元數(shù)據（信息?？臻g元數(shù)據（Spatial Metadata），是關），是關于地理空間數(shù)據和相關信息資源的描述性信息。于地理空間數(shù)據和相關信息資源的描述性信息。它通過對地理空間數(shù)據的內容、質量、條件、位它通過對地理空間數(shù)據的內容、質量、條件、位置和其他特征進行描述與說明，幫助和促進人們置和其他特征進行描述與說明，幫助和促進人們有效地定位、評價、比較、獲取和使用地理相關有效地定位、

47、評價、比較、獲取和使用地理相關數(shù)據。數(shù)據。n 由于網絡的發(fā)展，元數(shù)據已經由一種數(shù)據描述由于網絡的發(fā)展，元數(shù)據已經由一種數(shù)據描述與索引的方法擴展到包括數(shù)據發(fā)現(xiàn)、數(shù)據轉換、與索引的方法擴展到包括數(shù)據發(fā)現(xiàn)、數(shù)據轉換、數(shù)據管理和數(shù)據使用的整個網絡信息過程中不可數(shù)據管理和數(shù)據使用的整個網絡信息過程中不可缺少強有力的工具和方法之一缺少強有力的工具和方法之一 。2022-4-2171第四章 GIS數(shù)據處理教師：楊勇華中農業(yè)大學 資源與環(huán)境學院722022-4-214.1 數(shù)據編輯數(shù)據編輯n又叫數(shù)字化編輯，指對地圖資料數(shù)字化后的數(shù)據進行編輯加工，主要目的是在改正數(shù)據差錯的同時，相應地改正數(shù)字化資料的圖形。nG

48、IS的圖形編輯系統(tǒng)圖形編輯圖形編輯屬性編輯屬性編輯窗口顯示及操作窗口顯示及操作交互過程是交互過程是GISGIS編輯的特色編輯的特色732022-4-214.1 數(shù)據編輯數(shù)據編輯n一、窗口操作n 窗口是溝通用戶與GIS數(shù)據之間的橋梁，窗口窗口操作操作是交互式圖形編輯系統(tǒng)的重要工具，一般包括全圖顯示、移動窗口顯示、放大、縮小等。n 開窗顯示開窗顯示就是按用戶制定的空間范圍，進行圖形子集合的選取，這個制定范圍稱為“窗口”。有正開窗和負開窗之分。742022-4-214.1 數(shù)據編輯數(shù)據編輯n一、窗口操作n兩個技術：裁剪技術和二維視見變換技術裁剪技術和二維視見變換技術752022-4-214.1 數(shù)據

49、編輯數(shù)據編輯n二維視見變換：n三種坐標系：n（1）世界坐標系n 用戶坐標系 原始n（2）規(guī)格化數(shù)據庫坐標n 數(shù)據庫中的統(tǒng)一坐標系n（3）設備坐標系n 物理設備顯示時的坐標系（屏幕的像素）762022-4-214.1 數(shù)據編輯數(shù)據編輯n二、圖形數(shù)據編輯n圖形數(shù)據編輯是十分重要而且經常的n步驟：將數(shù)據裝入將數(shù)據裝入內存內存顯示與檢查顯示與檢查定位與修改定位與修改Undo保存結果保存結果地圖數(shù)據可能被處理的程度是衡量一個數(shù)據結構價值的重要標志地圖數(shù)據可能被處理的程度是衡量一個數(shù)據結構價值的重要標志772022-4-214.1 數(shù)據編輯數(shù)據編輯n圖形編輯是一圖形編輯是一交互處理過程交互處理過程， GI

50、S具備的具備的圖形編輯功能圖形編輯功能的的要求要求是：是：n1）具有）具有友好的人機界面友好的人機界面，即操作靈活、易，即操作靈活、易于理解、響應迅速等；于理解、響應迅速等；n2）具有對幾何數(shù)據和屬性編碼的）具有對幾何數(shù)據和屬性編碼的修改功能修改功能，如點、線、面的增加、刪除、修改等；如點、線、面的增加、刪除、修改等；n3）具有）具有分層顯示分層顯示和和窗口操作窗口操作功能，便于用功能，便于用戶的使用。戶的使用。782022-4-214.1 數(shù)據編輯數(shù)據編輯n三、屬性數(shù)據編輯n刪除、修改、拷貝，增加n屬性數(shù)據與圖形數(shù)據相連792022-4-214.3 空間數(shù)據的壓縮與光滑空間數(shù)據的壓縮與光滑n

51、一、數(shù)據壓縮n1、間隔取點法n每隔K個點或每隔一定距離取一點，保留首末點，方法簡單，但不一定能恰當?shù)乇Ａ舴较蛏锨曙@著變化的點。n2、垂距法n按垂距的限差選取符合或超過限差的點。每次順序取曲線每次順序取曲線上的三個點，計算中間點與其它兩點連線的垂線距離上的三個點，計算中間點與其它兩點連線的垂線距離d d，并與限差并與限差D D比較。若比較。若d dD D，則中間點去掉；若，則中間點去掉；若dDdD，則中，則中間點保留。然后順序取下三個點繼續(xù)處理，直到這條線結間點保留。然后順序取下三個點繼續(xù)處理，直到這條線結束。束。802022-4-214.3 空間數(shù)據的壓縮與光滑空間數(shù)據的壓縮與光滑n一、數(shù)據

52、壓縮n3、合并法n舍去夾角較大的節(jié)點，保留夾角較小的節(jié)點Pj-2PjPj+2aj812022-4-214.3 空間數(shù)據的壓縮與光滑空間數(shù)據的壓縮與光滑n一、數(shù)據壓縮n4、DouglasPeucker822022-4-214.3 空間數(shù)據的壓縮與光滑空間數(shù)據的壓縮與光滑n一、數(shù)據光滑 是假象曲線為一組離散點，尋找形式較簡單、性能良是假象曲線為一組離散點，尋找形式較簡單、性能良好的曲線解析式。好的曲線解析式。插值方式插值方式：曲線：曲線通過通過給定的離散點。給定的離散點。拉格朗日插值拉格朗日插值，三次樣條曲線三次樣條曲線逼近方式逼近方式：曲線盡量：曲線盡量逼近逼近給定離散點。如給定離散點。如貝塞爾

53、貝塞爾和和B B樣條曲線樣條曲線。832022-4-214.4 圖形變換（幾何變換）圖形變換（幾何變換）n二維幾何變換：平移、比例和旋轉n平移： yxyxTTyxyxTyyTxx和842022-4-214.4 圖形變換（幾何變換）圖形變換（幾何變換）n比例變換： yxyxSSyxyxSyySxx00和852022-4-214.4 圖形變換（幾何變換）圖形變換（幾何變換）n旋轉變換： cossinsincoscossinsincosyxyxyxyyxx和862022-4-214.4 圖形變換（幾何變換）圖形變換（幾何變換）n齊次坐標系：n采用齊次坐標系可將三種變換能利用組真乘法任意組合采用齊次坐

54、標系可將三種變換能利用組真乘法任意組合1000cossin0sincos10000001010001yxxSSTyT平移比例旋轉872022-4-214.5 矢柵轉換矢柵轉換n一、矢量數(shù)據轉換成柵格數(shù)據一、矢量數(shù)據轉換成柵格數(shù)據n1、點的轉換、點的轉換n點的轉換實質上是將點的矢量坐標轉換成柵格數(shù)據中行列值i和j，從而得到點所在柵格元素的位置。其中：n nInteger 表示對運算值取整。nx，y 為所求點在矢量坐標下坐標值。nx，y 分別為每個柵格單元對應邊長。nymax，xmin 表示矢量數(shù)據的y最大值及x最小值。ni，j 為所求點所在柵格坐標中行與列值。公式(5-5-1)882022-4-

55、214.5 矢柵轉換矢柵轉換n一、矢量數(shù)據轉換成柵格數(shù)據一、矢量數(shù)據轉換成柵格數(shù)據n2、線的轉換、線的轉換n由于曲線可用折線來表示的，也就是當折線上取點足夠多由于曲線可用折線來表示的，也就是當折線上取點足夠多時，所畫的折線在視覺上成為曲線。因此，線的變換實質時，所畫的折線在視覺上成為曲線。因此，線的變換實質上是完成相鄰兩點之間直線的轉換。若已知一直線上是完成相鄰兩點之間直線的轉換。若已知一直線ABAB其兩其兩端點坐標分別為端點坐標分別為A(x1A(x1，y1)y1)和和B(x2B(x2，y2)y2)，則其轉換過程不，則其轉換過程不僅包括坐標點僅包括坐標點A A，B B分別從點矢量數(shù)據轉換成柵格

56、數(shù)據，還分別從點矢量數(shù)據轉換成柵格數(shù)據，還包括求出直線包括求出直線ABAB所經過的中間柵格數(shù)據。其過程如下：所經過的中間柵格數(shù)據。其過程如下： 892022-4-214.5 矢柵轉換矢柵轉換n一、矢量數(shù)據轉換成柵格數(shù)據一、矢量數(shù)據轉換成柵格數(shù)據n2、線的轉換、線的轉換n1利用上述點轉換法，將點A(x1，y1)，B(x2，y2)分別轉換成柵格數(shù)據，求出相應的柵格的行列值。n2由上述行列值求出直線所在行列值的范圍，若行差大于列差，則。n3確定直線經過的中間柵格點。若從直線兩端點轉換中，求出該直線經過的起始行號為i1，終止行號im，其中間點行號必定為i2，i3im-1?，F(xiàn)在的問題是求出相應行號相交于

57、直線的列號，其步驟如下：902022-4-214.5 矢柵轉換矢柵轉換n一、矢量數(shù)據轉換成柵格數(shù)據一、矢量數(shù)據轉換成柵格數(shù)據n2、面的轉換、面的轉換n面邊界使用線的柵格化方法，在轉換同時面邊界使用線的柵格化方法，在轉換同時還需要解決面域數(shù)據還需要解決面域數(shù)據(多邊形數(shù)據多邊形數(shù)據)的填充。的填充。n可使用種子填充和掃描線填充算法可使用種子填充和掃描線填充算法 2022-4-2191空間數(shù)據管理教師：楊勇華中農業(yè)大學 資源與環(huán)境學院922022-4-21前言前言 空間數(shù)據庫是地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據庫是地理信息系統(tǒng)在計算機物理在計算機物理存儲介質上存儲和應用的相關的地理空間存儲介質上存儲和應用的相關

58、的地理空間數(shù)據的總合數(shù)據的總合。932022-4-211 數(shù)據庫的概念數(shù)據庫的概念n數(shù)據庫的英文DATA BASE，其意義為數(shù)據基地，即統(tǒng)一存貯和集中管理數(shù)據的基地統(tǒng)一存貯和集中管理數(shù)據的基地。這有些類似資料庫，實際上資料庫的許多特征都可以從數(shù)據庫中找到。在資料庫中，各類資料都有嚴格的分類系統(tǒng)和編碼表，并存放在規(guī)定的資料架上，為管理和查找資料提供了極大的方便。當資料的數(shù)據形式存放于計算機時，它已經失去直觀性，更需要建立嚴密的分類和編碼系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據的標準化和規(guī)范化。942022-4-211 數(shù)據庫的概念數(shù)據庫的概念n注意理解與數(shù)據庫有關的幾個概念：n1. 數(shù)據庫數(shù)據庫是存貯在計算機內的有結構的

59、數(shù)據集合.2. 數(shù)據庫管理系統(tǒng)數(shù)據庫管理系統(tǒng)是一個軟件，用以維護數(shù)據庫，接受并完成用戶對數(shù)據庫的一切操作。3. 數(shù)據庫系統(tǒng)數(shù)據庫系統(tǒng)是指由硬件設備、軟件系統(tǒng)、專業(yè)領域的數(shù)據體和管理人員構成的一個運行系統(tǒng)。952022-4-212 數(shù)據模型數(shù)據模型n一、層次模型n二、網絡模型n三、關系模型n四、面向對象模型傳統(tǒng)的數(shù)據模型傳統(tǒng)的數(shù)據模型962022-4-21層次模型層次模型972022-4-21網絡模型網絡模型982022-4-21關系模型關系模型992022-4-21面向對象模型面向對象模型 n面向對象的定義是指無論怎樣復雜的事例都可以準確地由一個對象表示。每個對象都是包含了數(shù)據集和操作集的實體

60、，即是說，面向對象的模型具有封裝性的特點。n 1 面向對象模型n 2 GIS中的面向對象模型1002022-4-21面向對象模型面向對象模型n1 面向對象模型的幾個重要概念n 對象與封裝性（encapsulation） n 分類（classification）n 概括（generalization）n 聯(lián)合（association）n 聚集（aggregation）1012022-4-21面向對象的核心工具面向對象的核心工具n繼承：單重繼承，多重繼承n傳播：用于描述復合對象或集合對象對成員對象的依賴性并獲得成員對象屬性的過程1022022-4-21空間地物的幾何數(shù)據模型空間地物的幾何數(shù)據模型空