第三章 地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

1、土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理第三章第三章 地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3 3. .1 1 空間實(shí)體及其表達(dá)空間實(shí)體及其表達(dá)3 3. .2 2 空間數(shù)據(jù)模型空間數(shù)據(jù)模型3 3. .3 3 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3 3. .4 4 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3 3. .5 5 矢柵一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢柵一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3 3. .6 6 曲面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)曲面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理地理空間(現(xiàn)實(shí)世界) (Geographic Space)是指地球表面及近地表

2、空間 ，上至大氣電離層、下至地殼與地幔交界的莫霍界面。地理空間存在著復(fù)雜的空間事物或地理現(xiàn)象。地理空間實(shí)體(空間實(shí)體)是對(duì)復(fù)雜地理事物和現(xiàn)象進(jìn)行簡(jiǎn)化抽象得到的結(jié)果?？臻g實(shí)體具有4個(gè)基本特征：空間位置特征（位置、大小、形狀、分布）、屬性特征、時(shí)間特征和空間關(guān)系（如拓?fù)潢P(guān)系、順序關(guān)系、度量關(guān)系）。3.1 空間實(shí)體及其表達(dá)空間實(shí)體及其表達(dá)土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理現(xiàn)實(shí)世界現(xiàn)實(shí)世界空間數(shù)據(jù)地圖遙感影像特征關(guān)系行為觀察選擇抽象綜合測(cè)量：位置編碼：屬性建立關(guān)系：表達(dá)表達(dá) 空間實(shí)體的認(rèn)知與抽象過(guò)程空間實(shí)體的認(rèn)知與抽象過(guò)程土土 地地 信信 息息 系系

3、 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理點(diǎn)：位置：（x，y） 屬性：符號(hào)線(xiàn)：位置:(x1,y1),(x2,y2),(xn,yn) 屬性：符號(hào)形狀、顏色、尺寸面： 位置:(x1,y1),(x2,y2),(xi,yi),(xn,yn) 屬性：符號(hào)變化 等值線(xiàn) 空間實(shí)體地圖表達(dá)空間實(shí)體地圖表達(dá) ( (矢量法）矢量法）土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理遙感傳感器平臺(tái)傳感器空間實(shí)體遙感表達(dá)空間實(shí)體遙感表達(dá) ( (柵格法）柵格法）土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理點(diǎn)狀實(shí)體點(diǎn)狀實(shí)體 ：零

4、維：零維線(xiàn)狀實(shí)體：一維線(xiàn)狀實(shí)體：一維面狀實(shí)體：二維面狀實(shí)體：二維體狀實(shí)體：三維體狀實(shí)體：三維3.1.1 3.1.1 空間實(shí)體類(lèi)型空間實(shí)體類(lèi)型時(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實(shí)體維數(shù)與比例尺相關(guān)！土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理(1) 點(diǎn)實(shí)體 有位置，無(wú)寬度和長(zhǎng)度；有位置，無(wú)寬度和長(zhǎng)度； 抽象的點(diǎn)抽象的點(diǎn)美國(guó)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)地震位置土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理 有長(zhǎng)度、方向、曲率，但無(wú)寬度和高度 用來(lái)描述線(xiàn)狀實(shí)體，通常在網(wǎng)

5、絡(luò)分析中使用較多 度量實(shí)體距離香港城市道路網(wǎng)分布(2) 線(xiàn)實(shí)體土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理 具有長(zhǎng)和寬的目標(biāo) 通常用來(lái)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(3) 面實(shí)體中國(guó)土地利用現(xiàn)狀圖 (不連續(xù)面）土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理連續(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。土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理 有長(zhǎng)、寬

6、、高的目標(biāo) 通常用來(lái)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(4) 體實(shí)體土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理0 編碼編碼：區(qū)別不同的實(shí)體，包括分類(lèi)碼和識(shí)別碼。分類(lèi)：區(qū)別不同的實(shí)體，包括分類(lèi)碼和識(shí)別碼。分類(lèi) 碼碼 表識(shí)空間對(duì)象的類(lèi)別，而識(shí)別碼對(duì)每個(gè)空間對(duì)象進(jìn)表識(shí)空間對(duì)象的類(lèi)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(lèi)型：空間對(duì)象所屬的實(shí)體類(lèi)型，或有那些實(shí)體組成類(lèi)型：空間對(duì)象所屬的實(shí)體類(lèi)型，或有那些實(shí)體組成0 行為：空

7、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 屬性屬性：空間對(duì)象所對(duì)應(yīng)的非幾何信息：空間對(duì)象所對(duì)應(yīng)的非幾何信息0 說(shuō)明：實(shí)體數(shù)據(jù)來(lái)源、精度等說(shuō)明：實(shí)體數(shù)據(jù)來(lái)源、精度等0 關(guān)系關(guān)系：與其他實(shí)體之間的關(guān)系：與其他實(shí)體之間的關(guān)系3.1.2 3.1.2 空間實(shí)體的描述空間實(shí)體的描述土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理n編碼對(duì)象：屬性數(shù)據(jù)n編碼過(guò)程：分類(lèi)、分級(jí)、編碼 分類(lèi)，將具有共同屬性或特征的事物或現(xiàn)象歸并在一起； 分級(jí)，對(duì)事物或現(xiàn)象的數(shù)量或特征進(jìn)行等級(jí)劃分，包括確定分級(jí)數(shù)和分級(jí)線(xiàn)； 編碼，指定屬性數(shù)據(jù)的代碼的方法和過(guò)程。1. 空間對(duì)象編

8、碼空間對(duì)象編碼土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理（1 1）空間對(duì)象分類(lèi)）空間對(duì)象分類(lèi)科學(xué)性、系統(tǒng)性、可擴(kuò)性、實(shí)用性、兼容性科學(xué)性、系統(tǒng)性、可擴(kuò)性、實(shí)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(lèi)的原則分類(lèi)的原則 線(xiàn)分類(lèi)法線(xiàn)分類(lèi)法 是按照分類(lèi)對(duì)象的從屬和層次是按照分類(lèi)對(duì)象的從屬和層次關(guān)系為排列順序的一種代碼，它的優(yōu)點(diǎn)是能明關(guān)系為排列順序的一種代碼，它的優(yōu)點(diǎn)是能明確表示出分類(lèi)對(duì)象的類(lèi)別，代碼結(jié)構(gòu)有嚴(yán)格的確表示出分類(lèi)對(duì)象的類(lèi)別，代碼結(jié)構(gòu)有嚴(yán)格的隸屬關(guān)系。隸屬關(guān)系。 分類(lèi)的方法分類(lèi)的方法土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)

9、統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理耕地耕地71園地園地 72林地林地 73牧草地牧草地74居民點(diǎn)及公礦用地居民點(diǎn)及公礦用地 75交通用地交通用地75水域水域 76未利用地未利用地 77土地利用類(lèi)型土地利用類(lèi)型7有林地有林地 731灌木地灌木地 732疏林地疏林地733跡地跡地 735針葉樹(shù)疏林地針葉樹(shù)疏林地7331闊葉樹(shù)疏林地闊葉樹(shù)疏林地7332未成林林地未成林林地734土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理 面分類(lèi)法面分類(lèi)法 是將給定的分類(lèi)對(duì)象按選定的是將給定的分類(lèi)對(duì)象按選定的若干個(gè)屬性或特征分成彼此互不依賴(lài)的若干方若干個(gè)屬

10、性或特征分成彼此互不依賴(lài)的若干方面，每個(gè)面中又可以分成很多彼此獨(dú)立的若干面，每個(gè)面中又可以分成很多彼此獨(dú)立的若干個(gè)類(lèi)目。優(yōu)點(diǎn)是具有較大的彈性，易于添加和個(gè)類(lèi)目。優(yōu)點(diǎn)是具有較大的彈性，易于添加和修改類(lèi)目。修改類(lèi)目。土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理河流特性分類(lèi)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：630

11、0 500 m：7500m： 8 50m： 6土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理 在空間對(duì)象的屬性數(shù)據(jù)中，有一部分是與幾何數(shù)據(jù)的在空間對(duì)象的屬性數(shù)據(jù)中，有一部分是與幾何數(shù)據(jù)的表示表示密切有關(guān)密切有關(guān)的。的。例如，道路的等級(jí)、類(lèi)型等，決定著道路符號(hào)的例如，道路的等級(jí)、類(lèi)型等，決定著道路符號(hào)的形狀、色彩、尺寸等。形狀、色彩、尺寸等。在在GISGIS中，通常把中，通常把這部分屬性數(shù)據(jù)這部分屬性數(shù)據(jù)用用編編碼碼的形式表示，并與幾何數(shù)據(jù)的形式表示，并與幾何數(shù)據(jù)一起管理一起管理起來(lái)。起來(lái)。 編碼原則編碼原則：唯一性唯一性 合理性合理性 可擴(kuò)性可擴(kuò)性 簡(jiǎn)單

12、性簡(jiǎn)單性 適用性適用性 規(guī)范性規(guī)范性類(lèi)型：類(lèi)型：數(shù)字?jǐn)?shù)字 字母字母 數(shù)字字母混合型數(shù)字字母混合型GISGIS中的代碼類(lèi)型：中的代碼類(lèi)型：分類(lèi)碼分類(lèi)碼( (主碼）主碼） 識(shí)別碼（子碼）識(shí)別碼（子碼）編碼方案：編碼方案：層次分類(lèi)碼層次分類(lèi)碼 多源分類(lèi)碼多源分類(lèi)碼（2 2）空間對(duì)象編碼）空間對(duì)象編碼國(guó)家基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)分類(lèi)碼國(guó)家基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)分類(lèi)碼 p63-64 !土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理 分類(lèi)碼分類(lèi)碼 分類(lèi)碼分類(lèi)碼是根據(jù)地理信息分類(lèi)體系設(shè)計(jì)出的各專(zhuān)業(yè)信是根據(jù)地理信息分類(lèi)體系設(shè)計(jì)出的各專(zhuān)業(yè)信息的分類(lèi)代碼，用以標(biāo)識(shí)不同類(lèi)別的數(shù)據(jù)，根據(jù)它可

13、息的分類(lèi)代碼，用以標(biāo)識(shí)不同類(lèi)別的數(shù)據(jù)，根據(jù)它可以從數(shù)據(jù)中查詢(xún)出所需類(lèi)別的全部數(shù)據(jù)。分類(lèi)碼一般以從數(shù)據(jù)中查詢(xún)出所需類(lèi)別的全部數(shù)據(jù)。分類(lèi)碼一般由數(shù)字或字符或數(shù)字字符混合構(gòu)成。由數(shù)字或字符或數(shù)字字符混合構(gòu)成。土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理 右圖是上海市地理信右圖是上海市地理信息系統(tǒng)的分類(lèi)碼示例。息系統(tǒng)的分類(lèi)碼示例。其中，第一位為庫(kù)碼，其中，第一位為庫(kù)碼，分別以分別以ABCD表示表示1:5001:500、1:20001:2000、1:100001:10000、1:500001:50000等不等不同的庫(kù)要素。第二和第同的庫(kù)要素。第二和第三位為特征碼

14、，按數(shù)據(jù)三位為特征碼，按數(shù)據(jù)規(guī)范中定義的基礎(chǔ)特征規(guī)范中定義的基礎(chǔ)特征按順序進(jìn)行。第四和第按順序進(jìn)行。第四和第五位為類(lèi)型碼，以基礎(chǔ)五位為類(lèi)型碼，以基礎(chǔ)特征中的屬性域的類(lèi)型特征中的屬性域的類(lèi)型進(jìn)行定義。進(jìn)行定義。土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理 標(biāo)識(shí)碼標(biāo)識(shí)碼 標(biāo)識(shí)碼標(biāo)識(shí)碼間接利用信息分類(lèi)的結(jié)果，在分類(lèi)的基礎(chǔ)上，間接利用信息分類(lèi)的結(jié)果，在分類(lèi)的基礎(chǔ)上，對(duì)某一類(lèi)數(shù)據(jù)中各個(gè)實(shí)體進(jìn)行標(biāo)識(shí)，以便能按實(shí)體進(jìn)對(duì)某一類(lèi)數(shù)據(jù)中各個(gè)實(shí)體進(jìn)行標(biāo)識(shí)，以便能按實(shí)體進(jìn)行存儲(chǔ)和逐個(gè)進(jìn)行查詢(xún)檢索。行存儲(chǔ)和逐個(gè)進(jìn)行查詢(xún)檢索。 標(biāo)識(shí)碼通常由標(biāo)識(shí)碼通常由定位分區(qū)和各要素實(shí)體代碼定位

15、分區(qū)和各要素實(shí)體代碼兩個(gè)兩個(gè)碼段構(gòu)成。碼段構(gòu)成。土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理拓?fù)鋵傩?A. 拓?fù)潢P(guān)系/拓?fù)鋵傩?p45-4 7一個(gè)點(diǎn)在一個(gè)弧段的端點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)在一個(gè)弧段的端點(diǎn) 一個(gè)弧段是一個(gè)簡(jiǎn)單弧段（弧段自身不一個(gè)弧段是一個(gè)簡(jiǎn)單弧段（弧段自身不相交）相交） 一個(gè)點(diǎn)在一個(gè)區(qū)域的邊界上一個(gè)點(diǎn)在一個(gè)區(qū)域的邊界上 一個(gè)點(diǎn)在一個(gè)區(qū)域的內(nèi)部一個(gè)點(diǎn)在一個(gè)區(qū)域的內(nèi)部 描述空間實(shí)體對(duì)象之間相互作用的關(guān)系（描述空間實(shí)體對(duì)象之間相互作用的關(guān)系（Topological Relat

16、ion）。）。 2. 空間關(guān)系空間關(guān)系土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理非拓?fù)鋵傩?兩點(diǎn)之間的距離兩點(diǎn)之間的距離一個(gè)點(diǎn)指向另一個(gè)點(diǎn)的方向一個(gè)點(diǎn)指向另一個(gè)點(diǎn)的方向 弧段的長(zhǎng)度弧段的長(zhǎng)度一個(gè)區(qū)域的周長(zhǎng)一個(gè)區(qū)域的周長(zhǎng) 一個(gè)區(qū)域的面積一個(gè)區(qū)域的面積 土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理（1）拓?fù)溧徑油負(fù)溧徑?指存在于空間圖形的同類(lèi)元素 之間的拓?fù)潢P(guān)系。例如結(jié)點(diǎn)鄰接關(guān)系N1/N4, N1/N2,；多邊形鄰接關(guān)系P1/ P3, P2/ P3, ?？臻g數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系空間數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系土土 地地 信信 息息

17、系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理 指存在于空間圖形的不同元素之間的拓?fù)潢P(guān)系，例如結(jié)點(diǎn)與弧段的關(guān)聯(lián)關(guān)系N1/C1、C3、C6；N2/ C1、C2、C5, ；多邊形與弧段的關(guān)聯(lián)關(guān)系P1/C1、C5、C6； P2/C2、C4、C5、C7， 。（2）拓?fù)潢P(guān)聯(lián)拓?fù)潢P(guān)聯(lián)土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理非島非島島 指存在于空間圖形的同類(lèi)，但不同級(jí)的元素之間的拓?fù)潢P(guān)系。包含關(guān)系分簡(jiǎn)單包含、多層包含和等價(jià)包含三種形式（3）拓?fù)浒負(fù)浒镣?地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理拓?fù)浒?/p>

18、含關(guān)系的幾種形式 設(shè)ID表示當(dāng)前多邊形，IW表示等價(jià)包含，IP表示ID為島（IP0）或非島（IP =0 ），則包含關(guān)系的形式如圖所示。土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理n空間圖形中弧段之間的拓?fù)潢P(guān)系。例如C1與C2、和C3連通。（4）拓?fù)溥B通拓?fù)溥B通土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理 如果要將結(jié)點(diǎn)、弧段和多邊形之間的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表達(dá)出來(lái)，可以形成四個(gè)關(guān)系表，如表2-1、表2-2、表2-3和表2-4所示。土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理土土 地

19、地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理n除了在邏輯上定義結(jié)點(diǎn)、弧段和多邊形來(lái)描述圖形要素的拓?fù)潢P(guān)系外，不同類(lèi)型的空間實(shí)體間也存在著拓?fù)潢P(guān)系。分析點(diǎn)、線(xiàn)、面三種類(lèi)型的空間實(shí)體，它們兩兩之間存在著分離、相鄰、重合、包含或覆蓋、相交5種可能的關(guān)系 。土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理鄰接相交重合相離包含點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)線(xiàn)點(diǎn)面線(xiàn)面面面線(xiàn)線(xiàn)土土 地地 信

20、信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理空間拓?fù)潢P(guān)系的意義空間拓?fù)潢P(guān)系的意義 (1) 根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系，不需要利用坐標(biāo)或距離，可以確定一種地理實(shí)體相對(duì)于另一種地理實(shí)體的空間位置關(guān)系。(2) 利用拓?fù)鋽?shù)據(jù)有利于空間要素的查詢(xún)。(3) 可以利用拓?fù)鋽?shù)據(jù)作為工具，重建地理實(shí)體。土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理n順序空間關(guān)系是基于空間實(shí)體在地理空間的分布，采用上順序空間關(guān)系是基于空間實(shí)體在地理空間的分布，采用上下、左右、前后、東南西北等方向性名詞來(lái)描述。也可以下、左右、前后、東南西北等方向性名詞來(lái)描述。也可以按點(diǎn)點(diǎn)、點(diǎn)線(xiàn)

21、、點(diǎn)面、線(xiàn)線(xiàn)、線(xiàn)面和面面等按點(diǎn)點(diǎn)、點(diǎn)線(xiàn)、點(diǎn)面、線(xiàn)線(xiàn)、線(xiàn)面和面面等多種組合來(lái)考察不同類(lèi)型空間實(shí)體間的順序關(guān)系多種組合來(lái)考察不同類(lèi)型空間實(shí)體間的順序關(guān)系 ；n由于順序空間關(guān)系必須是在對(duì)空間實(shí)體間方位進(jìn)行計(jì)算后由于順序空間關(guān)系必須是在對(duì)空間實(shí)體間方位進(jìn)行計(jì)算后才能得出相應(yīng)的方位描述，而這種計(jì)算非常復(fù)雜。實(shí)體間才能得出相應(yīng)的方位描述，而這種計(jì)算非常復(fù)雜。實(shí)體間的順序空間關(guān)系的構(gòu)建目前尚沒(méi)有很好的解決方法，另外的順序空間關(guān)系的構(gòu)建目前尚沒(méi)有很好的解決方法，另外隨著空間數(shù)據(jù)的投影、幾何變換，順序空間關(guān)系也會(huì)發(fā)生隨著空間數(shù)據(jù)的投影、幾何變換，順序空間關(guān)系也會(huì)發(fā)生變化，所以在變化，所以在現(xiàn)在的現(xiàn)在的GISGI

22、S中，并不對(duì)順序空間關(guān)系進(jìn)行描中，并不對(duì)順序空間關(guān)系進(jìn)行描述和表達(dá)述和表達(dá)。B. 空間順序關(guān)系土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理n度量空間關(guān)系主要指空間實(shí)體間的距離關(guān)系。度量空間關(guān)系主要指空間實(shí)體間的距離關(guān)系。n與順序空間關(guān)系類(lèi)似，距離值隨投影和幾何變換而變化。與順序空間關(guān)系類(lèi)似，距離值隨投影和幾何變換而變化。建立點(diǎn)點(diǎn)的度量關(guān)系容易、點(diǎn)線(xiàn)和點(diǎn)面的度量關(guān)系建立點(diǎn)點(diǎn)的度量關(guān)系容易、點(diǎn)線(xiàn)和點(diǎn)面的度量關(guān)系較難，而線(xiàn)線(xiàn)、線(xiàn)面和面面的度量關(guān)系更為困難，較難，而線(xiàn)線(xiàn)、線(xiàn)面和面面的度量關(guān)系更為困難，涉及大量的判斷和計(jì)算。在涉及大量的判斷和計(jì)算。在GISGIS

23、中，一般也不明確描述度中，一般也不明確描述度量空間關(guān)系。量空間關(guān)系。C.空間度量關(guān)系土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理空間實(shí)體認(rèn)知與抽象的層次空間實(shí)體認(rèn)知與抽象的層次3.2 空間實(shí)體模型空間實(shí)體模型土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理n地理空間中地理事物與現(xiàn)象的抽象概念集，是地理數(shù)據(jù)的語(yǔ)義解釋?zhuān)橄蟮淖罡邔?；n考慮用戶(hù)需求的共性，用統(tǒng)一的語(yǔ)言描述和綜合、集成各用戶(hù)視圖；n模型構(gòu)造的基本原則是：語(yǔ)義表達(dá)能力強(qiáng)；作為用戶(hù)與GIS軟件之間交流的形式化語(yǔ)言，應(yīng)易于用戶(hù)理解（如ER模型）；獨(dú)立于具體計(jì)算

24、機(jī)實(shí)現(xiàn)；盡量與系統(tǒng)的邏輯模型保持同一的表達(dá)形式，不需要任何轉(zhuǎn)換，或者容易向邏輯數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換；n概念模型只能體現(xiàn)地理空間的某一方面。根據(jù)GIS數(shù)據(jù)組織和處理方式，大體上分為三類(lèi)，即對(duì)象模型(離散對(duì)象)、網(wǎng)絡(luò)模型（道路、輸水等網(wǎng)絡(luò)）和場(chǎng)模型（連續(xù)對(duì)象）。 1. 1. 概念數(shù)據(jù)模型概念數(shù)據(jù)模型土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理nGIS描述概念數(shù)據(jù)模型中實(shí)體及其關(guān)系的邏輯結(jié)構(gòu)，概念模型向物理模型轉(zhuǎn)換的橋梁，系統(tǒng)抽象的中間層 ；n模型的建立既要考慮用戶(hù)易理解，又要考慮易于物理實(shí)現(xiàn)，易于轉(zhuǎn)換成物理數(shù)據(jù)模型；n通常所稱(chēng)的空間數(shù)據(jù)模型其實(shí)是空間數(shù)據(jù)的邏輯模型

25、（矢量數(shù)據(jù)模型、柵格數(shù)據(jù)模型、矢量-柵格一體化模型，面向?qū)ο竽Ｐ停?；n空間數(shù)據(jù)概念模型與邏輯模型不是一一對(duì)應(yīng)的，而是存在著一定的交叉關(guān)系。 2. 2. 邏輯數(shù)據(jù)模型邏輯數(shù)據(jù)模型3. 3. 物理數(shù)據(jù)模型物理數(shù)據(jù)模型n概念數(shù)據(jù)模型在計(jì)算機(jī)內(nèi)部具體的存儲(chǔ)形式和操作機(jī)制，即在物理磁盤(pán)上如何存放和存取，是系統(tǒng)抽象的最底層。土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理u 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)即數(shù)據(jù)的組織形式，是指適合于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、管理、處理的空間數(shù)據(jù)邏輯模型表達(dá)。u是邏輯數(shù)據(jù)模型映射為物理數(shù)據(jù)模型的橋梁。u 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)地理信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢(xún)檢索和應(yīng)用分析等操作處

26、理的效率有著至關(guān)重要的影響。 u 同一空間數(shù)據(jù)邏輯模型往往采用多種空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，例如游程長(zhǎng)度編碼結(jié)構(gòu)、四叉樹(shù)結(jié)構(gòu)都是柵格數(shù)據(jù)模型的具體實(shí)現(xiàn)。 4. 4. 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：對(duì)矢量數(shù)據(jù)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)的組織。它通過(guò)記錄坐標(biāo)值及其關(guān)系來(lái)精確表示點(diǎn)、線(xiàn)、面等地理實(shí)體的。矢量數(shù)據(jù)模型 3.3 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) p48-52矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)按其是矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)按其是否明確表示地理實(shí)體間否明確表示地理實(shí)體間的空間關(guān)系分為的空間關(guān)系分為實(shí)體數(shù)實(shí)體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)據(jù)結(jié)構(gòu)和和拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)兩大

27、類(lèi)。兩大類(lèi)。土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理 實(shí)體型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中空間數(shù)據(jù)按照基本的空間對(duì)象(點(diǎn)、線(xiàn)或多邊形）為單元進(jìn)行單獨(dú)組織，不含拓?fù)潢P(guān)系的信息，最典型的是所謂面條(Spaghetti）結(jié)構(gòu)。如ArcView GIS的Shape 文件和MapInfo的Tab文件。3.3.1 3.3.1 實(shí)體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理Spaghetti數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中構(gòu)成多邊形邊界的各個(gè)線(xiàn)段，以多邊形多邊形為單元進(jìn)行組織。邊界坐標(biāo)數(shù)據(jù)和多邊形單元實(shí)體一一對(duì)應(yīng)，各個(gè)多邊形邊界點(diǎn)都單獨(dú)編碼

28、并記錄坐標(biāo)。 土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理 Spaghetti數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有編碼容易、數(shù)字化操作簡(jiǎn)單和數(shù)據(jù)編排直觀等優(yōu)點(diǎn)；但有以下缺點(diǎn)： 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)，可能導(dǎo)致輸出的公共邊界出現(xiàn)間隙或重疊； 缺少多邊形的鄰域信息和圖形的拓?fù)潢P(guān)系； 島只作為一個(gè)單個(gè)圖形，沒(méi)有建立與外界多邊形的聯(lián)系。土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理3.3.2 3.3.2 拓?fù)湫褪噶繑?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)拓?fù)湫褪噶繑?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)沒(méi)有固定的格式，還沒(méi)有形成標(biāo)準(zhǔn)，但基本原理相同的。共同的特點(diǎn)是：點(diǎn)

29、是相互獨(dú)立的，點(diǎn)連成線(xiàn)，線(xiàn)構(gòu)成面。每條線(xiàn)始于起始結(jié)點(diǎn)，止于終止結(jié)點(diǎn)，并與左右多邊形相鄰接。拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括： 索引式、雙重獨(dú)立編碼結(jié)構(gòu)(DIME)、鏈狀雙重獨(dú)立編碼結(jié)構(gòu)。土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理1. 1. 索引式結(jié)構(gòu)索引式結(jié)構(gòu) 可以解決數(shù)據(jù)冗余，但不利于鄰域函數(shù)運(yùn)算、消除無(wú)用邊、處理島狀信息、檢查拓?fù)潢P(guān)系，編碼表以人工方式建立，工作量大且容易出錯(cuò)。 土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理2. 2. 雙重獨(dú)立編碼結(jié)構(gòu)雙重獨(dú)立編碼結(jié)構(gòu)除線(xiàn)段拓?fù)潢P(guān)系文件外，還需要點(diǎn)文件和面文件 (略）。 D

30、IME適用于城市地理信息系統(tǒng)，尤其是城市地籍宗地管理。土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理n鏈狀雙重獨(dú)立式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是DIME數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)。在DIME中，一條邊只能用直線(xiàn)兩端點(diǎn)的序號(hào)及相鄰的多邊形來(lái)表示，而在鏈狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，將若干直線(xiàn)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)。n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、弧段點(diǎn)文件、點(diǎn)坐標(biāo)文件。n ARCGIS產(chǎn)品中的COVERAGE數(shù)據(jù)模型就是采用鏈狀雙重獨(dú)立編碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的。3. 3. 鏈狀雙重獨(dú)立編碼結(jié)構(gòu)鏈狀雙重獨(dú)立編碼結(jié)構(gòu)土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)

31、四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理 (1)(1)描述點(diǎn)、線(xiàn)、面的空間關(guān)系不完全依描述點(diǎn)、線(xiàn)、面的空間關(guān)系不完全依賴(lài)于具體坐標(biāo)位置。賴(lài)于具體坐標(biāo)位置。(2)(2)用拓?fù)浔硭磉_(dá)的空間關(guān)系信息豐富、用拓?fù)浔硭磉_(dá)的空間關(guān)系信息豐富、簡(jiǎn)潔。簡(jiǎn)潔。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn) (3)(3)便于作多邊形和多邊形的疊合。便于作多邊形和多邊形的疊合。 (4) (4)便于檢查數(shù)據(jù)輸入過(guò)程中的錯(cuò)誤。便于檢查數(shù)據(jù)輸入過(guò)程中的錯(cuò)誤。土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理A.A.拓?fù)潢P(guān)系的建立比較復(fù)雜。拓?fù)潢P(guān)系的建立比較復(fù)雜。B.B.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)本身比較復(fù)

32、雜。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)本身比較復(fù)雜。 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理3.4 柵格 (Raster)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) p52-58柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是以規(guī)則的像元陣列來(lái)表示空間地物或現(xiàn)象的分布的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。其陣列中的每個(gè)數(shù)值表示地物或現(xiàn)象的屬性特征。3.4.1 3.4.1 概述概述柵格數(shù)據(jù)模型柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示的地表是不連續(xù)的，是量化和近似的離散數(shù)據(jù)。土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理點(diǎn)點(diǎn)線(xiàn)線(xiàn)面面對(duì)于柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)于柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)點(diǎn)點(diǎn)：為一個(gè)像元：為一個(gè)像元線(xiàn)線(xiàn)：在一定方向：在一定方向上連接

33、成串的相鄰上連接成串的相鄰像元集合。像元集合。面面：聚集在一起：聚集在一起的相鄰像元集合。的相鄰像元集合。土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理1. 柵格坐標(biāo)系的確定柵格坐標(biāo)系的確定 坐標(biāo)系的確定實(shí)質(zhì)是坐標(biāo)系原點(diǎn)和坐標(biāo)軸的確定。柵格系統(tǒng)的起始坐標(biāo)應(yīng)與國(guó)家基本比例尺地形圖公里網(wǎng)的交點(diǎn)相一致，并分別采用公里網(wǎng)的縱橫坐標(biāo)軸作為柵格系統(tǒng)的坐標(biāo)軸。 3.4.2 3.4.2 柵格單元的確定柵格單元的確定3. 柵格單元的柵格單元的形狀形狀柵格單位形狀可以是正方形、三角形、六角形劃分和長(zhǎng)方形，但一般是正方形。土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境

34、學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理網(wǎng)格的基本單元通常是固定大小的正方形空間事物就按其在網(wǎng)格中什么行、什么列、取什么值來(lái)表示?；締卧拇笮〈砹藮鸥裥偷貓D(空間)數(shù)據(jù)庫(kù)的分辨率。3. 柵格單元的尺寸柵格單元的尺寸 柵格單元的尺寸確定的原則是應(yīng)能有效地逼近空間對(duì)象的分布特征，又減少數(shù)據(jù)的冗余度。土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理圖2-4-5 柵格數(shù)據(jù)逼近的土地利用圖土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理4. 柵格數(shù)據(jù)單元值的選取柵格數(shù)據(jù)單元值的選取CAB百分比法面積占優(yōu)重要性中心點(diǎn)法A連續(xù)分布地理要

35、素C具有特殊意義的較小地物A分類(lèi)較細(xì)、地物斑塊較小AB土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理n逐行逐個(gè)記錄柵格單元的值?？梢悦啃卸紡淖蟮接?，也可奇數(shù)行從左到右而偶數(shù)行從右到左。n柵格矩陣結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單最直接的一種柵格編碼方法,不采用任何壓縮數(shù)據(jù)的處理，是最直觀最基本的柵格數(shù)據(jù)組織方式。n數(shù)據(jù)組織方式有三種：基于象元、基于層和基于面域。 n存在分辨率增加，存存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量急劇增大。3.4.3 3.4.3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型1. 柵格矩陣結(jié)構(gòu)柵格矩陣結(jié)構(gòu) p54土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原

36、理土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理 從直觀的角度，可以看出隨著基本單元的縮小，像素分辨率的提高，取值相同的單元就明顯地成團(tuán)成簇地分布在網(wǎng)格中如圖所示：土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理如果地物在空間上分布的均質(zhì)性較好，即當(dāng)基本單元縮小時(shí)，一個(gè)多邊形僅在邊界上變得更加精確，內(nèi)部不出現(xiàn)其他點(diǎn)、線(xiàn)、面，那么就可利用單元取值成團(tuán)成簇的特點(diǎn)來(lái)減少數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存量，即所謂數(shù)據(jù)壓縮方法，以緩和儲(chǔ)存量和分辨率之間的矛盾。土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理游程

37、長(zhǎng)度編碼/行程編碼法四分樹(shù)結(jié)構(gòu)法2.2.壓縮柵格數(shù)據(jù)編碼壓縮柵格數(shù)據(jù)編碼土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理(1)游程長(zhǎng)度編碼點(diǎn)號(hào)行號(hào)列號(hào)點(diǎn)號(hào)行號(hào)列號(hào)土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理 也稱(chēng)四叉樹(shù)。先把地圖看成是一個(gè)正方形的單元如圖所示（這是個(gè)簡(jiǎn)單的例子，在實(shí)際使用中，一幅地圖上總有很多多邊形 ）(2) (2) 四分樹(shù)法四分樹(shù)法土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理如果該單元內(nèi)有不同性質(zhì)的多邊形，則將單元分成四個(gè)大小相同的二級(jí)單元，然后再分別判斷

38、這四個(gè)二級(jí)單元中是否還有不同性質(zhì)的多邊形若其中某個(gè)二級(jí)單元中有不同性質(zhì)的多邊形，若其中某個(gè)二級(jí)單元中有不同性質(zhì)的多邊形，則則再再劃分成四個(gè)大小相同的三級(jí)單元?jiǎng)澐殖伤膫€(gè)大小相同的三級(jí)單元 這種逐級(jí)一分為四的方法，一直分到預(yù)定這種逐級(jí)一分為四的方法，一直分到預(yù)定的最高分辨率為止。的最高分辨率為止。土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理n四叉數(shù)的建立方式：四叉數(shù)的建立方式： 自上而下

39、式的運(yùn)算量大，速度慢； 自下而上式的重復(fù)計(jì)算少，運(yùn)算速度較快。n四叉數(shù)的存儲(chǔ)方法：四叉數(shù)的存儲(chǔ)方法： 常規(guī)四叉數(shù)記錄葉節(jié)點(diǎn)與中間節(jié)點(diǎn)。需六個(gè)變量表達(dá)，存儲(chǔ)四個(gè)葉結(jié)點(diǎn)指針，一個(gè)父結(jié)點(diǎn)指針和一個(gè)結(jié)點(diǎn)的屬性或灰度值。主要在數(shù)據(jù)索引和圖幅索引等方面應(yīng)用。 線(xiàn)性四叉數(shù)僅記錄最后葉節(jié)點(diǎn)信息，包括葉結(jié)點(diǎn)的位置、深度和本結(jié)點(diǎn)的屬性或灰度值。所謂深度是指處于四叉樹(shù)的第幾層上，由深度可推知子區(qū)的大小。土土 地地 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地 理 信 息 系 統(tǒng) 原理矢量模型矢量模型（位置明顯，屬性隱含）（位置明顯，屬性隱含）柵格模型柵格模型（位置隱含，屬性明顯）（位置隱含，屬性明顯）優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量小數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量小1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單2空間位置精度高空間位置精度高2多種地圖疊合分析方便多種地圖疊合分析方便3空間關(guān)系描述方便空間