空間數(shù)據(jù)模型及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

1、鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 1/107第三部分第三部分 空間數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)空間數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) l目標要求：了解、掌握目標要求：了解、掌握GISGIS空間數(shù)據(jù)模型的空間數(shù)據(jù)模型的概念；了解、掌握常用的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和柵概念；了解、掌握常用的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 空間數(shù)據(jù)模型空間數(shù)據(jù)模型 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)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的比較與轉(zhuǎn)換兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的比較與轉(zhuǎn)換鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 2/107 1 1 空間數(shù)據(jù)模型空間數(shù)據(jù)模型l模型模型是對現(xiàn)實世界的

2、簡化表達。是對現(xiàn)實世界的簡化表達。l空間數(shù)據(jù)模型空間數(shù)據(jù)模型是關(guān)于現(xiàn)實世界中空間實體及是關(guān)于現(xiàn)實世界中空間實體及其相互間聯(lián)系的概念，它為描述空間數(shù)據(jù)的其相互間聯(lián)系的概念，它為描述空間數(shù)據(jù)的組織和設(shè)計空間數(shù)據(jù)庫模式提供基本方法。組織和設(shè)計空間數(shù)據(jù)庫模式提供基本方法。鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 3/1071.1 1.1 概述概述 lGISGIS空間數(shù)據(jù)模型由空間數(shù)據(jù)模型由概念數(shù)據(jù)模型、邏輯數(shù)概念數(shù)據(jù)模型、邏輯數(shù)據(jù)模型據(jù)模型和和物理數(shù)據(jù)模型物理數(shù)據(jù)模型三個有機聯(lián)系的層次三個有機聯(lián)系的層次組成。組成。概念數(shù)據(jù)模型概念數(shù)據(jù)模型是關(guān)于實體及實體間聯(lián)系的抽象是關(guān)

3、于實體及實體間聯(lián)系的抽象概念集概念集邏輯數(shù)據(jù)模型邏輯數(shù)據(jù)模型是表達概念數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)實體是表達概念數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)實體（或記錄）及其間關(guān)系（或記錄）及其間關(guān)系物理數(shù)據(jù)模型物理數(shù)據(jù)模型是描述數(shù)據(jù)在計算機中的物理組是描述數(shù)據(jù)在計算機中的物理組織、存儲路徑和數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)織、存儲路徑和數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu) 鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 4/107 外模式 1 物理數(shù)據(jù)模型 邏輯數(shù)據(jù)模型 空間概念數(shù)據(jù)模型 外模式 2 外模式 3 現(xiàn)實空間世界 圖3-1-1 空間數(shù)據(jù)模型的三個層次鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 5/107概念數(shù)據(jù)模型

4、概念數(shù)據(jù)模型l由于職業(yè)、專業(yè)等的不同，人們所關(guān)心的問題、研究對象、由于職業(yè)、專業(yè)等的不同，人們所關(guān)心的問題、研究對象、期望的結(jié)果等方面存在著差異，因而對現(xiàn)實世界的描述和期望的結(jié)果等方面存在著差異，因而對現(xiàn)實世界的描述和抽象也是不同的，形成了不同的用戶視圖，稱之為外模式。抽象也是不同的，形成了不同的用戶視圖，稱之為外模式。GISGIS空間數(shù)據(jù)模型的概念模型是考慮用戶需求的共性，用空間數(shù)據(jù)模型的概念模型是考慮用戶需求的共性，用統(tǒng)一的語言描述和綜合、集成各用戶視圖。統(tǒng)一的語言描述和綜合、集成各用戶視圖。l概念數(shù)據(jù)模型是關(guān)于實體及實體間聯(lián)系的抽象概念集。概念數(shù)據(jù)模型是關(guān)于實體及實體間聯(lián)系的抽象概念集。

5、 場模型場模型-柵格數(shù)據(jù)模型柵格數(shù)據(jù)模型 要素模型要素模型-矢量數(shù)據(jù)模型矢量數(shù)據(jù)模型 網(wǎng)絡(luò)模型網(wǎng)絡(luò)模型 鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 6/107空間邏輯數(shù)據(jù)模型空間邏輯數(shù)據(jù)模型l邏輯數(shù)據(jù)模型邏輯數(shù)據(jù)模型是根據(jù)概念數(shù)據(jù)模型確定的空間數(shù)據(jù)庫信息是根據(jù)概念數(shù)據(jù)模型確定的空間數(shù)據(jù)庫信息內(nèi)容（空間實體及相互關(guān)系），具體地表達數(shù)據(jù)項、記錄內(nèi)容（空間實體及相互關(guān)系），具體地表達數(shù)據(jù)項、記錄等之間的關(guān)系，可以有若干不同的實現(xiàn)方法。等之間的關(guān)系，可以有若干不同的實現(xiàn)方法。l結(jié)構(gòu)化邏輯數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)化邏輯數(shù)據(jù)模型 層次數(shù)據(jù)模型：層次數(shù)據(jù)模型：按樹型結(jié)構(gòu)組織數(shù)據(jù)記錄，以反映

6、數(shù)據(jù)之間的隸按樹型結(jié)構(gòu)組織數(shù)據(jù)記錄，以反映數(shù)據(jù)之間的隸屬或?qū)哟侮P(guān)系。屬或?qū)哟侮P(guān)系。 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型 l面向操作的邏輯數(shù)據(jù)模型面向操作的邏輯數(shù)據(jù)模型 關(guān)系數(shù)據(jù)模型關(guān)系數(shù)據(jù)模型 ：用二維表格表達數(shù)據(jù)實體之間的關(guān)系，用關(guān)系操用二維表格表達數(shù)據(jù)實體之間的關(guān)系，用關(guān)系操作提取或查詢數(shù)據(jù)實體之間的關(guān)系作提取或查詢數(shù)據(jù)實體之間的關(guān)系 l對象數(shù)據(jù)模型對象數(shù)據(jù)模型鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 7/107物理數(shù)據(jù)模型物理數(shù)據(jù)模型l邏輯數(shù)據(jù)模型邏輯數(shù)據(jù)模型并不涉及最底層的物理實現(xiàn)細節(jié)，但計算機并不涉及最底層的物理實現(xiàn)細節(jié)，但計算機處理的是二進制數(shù)據(jù)，必須將邏輯數(shù)

7、據(jù)模型轉(zhuǎn)換為處理的是二進制數(shù)據(jù)，必須將邏輯數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換為物理數(shù)物理數(shù)據(jù)模型據(jù)模型，即要設(shè)計，即要設(shè)計空間數(shù)據(jù)的物理組織、空間存取方法、空間數(shù)據(jù)的物理組織、空間存取方法、數(shù)據(jù)庫總體存儲結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫總體存儲結(jié)構(gòu)等。等。 l物理表示與組織：物理表示與組織：物理組織主要是考慮如何在外存儲器上物理組織主要是考慮如何在外存儲器上以最優(yōu)的形式存放數(shù)據(jù)，通常要考慮操作效率、響應(yīng)時間、以最優(yōu)的形式存放數(shù)據(jù)，通常要考慮操作效率、響應(yīng)時間、空間利用和總的開銷?？臻g利用和總的開銷。 層次邏輯數(shù)據(jù)模型的物理表示方法主要有物理鄰接法、表結(jié)構(gòu)法、層次邏輯數(shù)據(jù)模型的物理表示方法主要有物理鄰接法、表結(jié)構(gòu)法、目錄法。目錄法。 網(wǎng)絡(luò)

8、數(shù)據(jù)模型的物理表示方法主要有變長指針表、位圖法、目錄網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型的物理表示方法主要有變長指針表、位圖法、目錄法等。法等。 關(guān)系數(shù)據(jù)模型的物理表示是用關(guān)系表進行的。關(guān)系數(shù)據(jù)模型的物理表示是用關(guān)系表進行的。鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 8/107數(shù)據(jù)建模過程數(shù)據(jù)建模過程l數(shù)據(jù)建模過程分為三步：數(shù)據(jù)建模過程分為三步： 選擇一種數(shù)據(jù)模型來對現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)進行組織；選擇一種數(shù)據(jù)模型來對現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)進行組織； 選擇一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來表達該數(shù)據(jù)模型；選擇一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的文件格式。選擇一種適合于記錄該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的文件格式。l

9、例如，表示地表高程的空間數(shù)據(jù)可以選用例如，表示地表高程的空間數(shù)據(jù)可以選用 柵格模型柵格模型進行組織，柵格模型選用游程編碼這一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行表進行組織，柵格模型選用游程編碼這一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行表達，處理后的數(shù)據(jù)則以文件形式進行存儲。達，處理后的數(shù)據(jù)則以文件形式進行存儲。 地表也可用地表也可用矢量模型矢量模型來組織，即以等高線來表示地表，數(shù)據(jù)以拓來組織，即以等高線來表示地表，數(shù)據(jù)以拓撲結(jié)構(gòu)進行安排并且以撲結(jié)構(gòu)進行安排并且以 DLGDLG文件格式存儲。文件格式存儲。 不規(guī)則三角網(wǎng)不規(guī)則三角網(wǎng)（TINTIN）模型，是另一種能很好地表達高程數(shù)據(jù)的數(shù)）模型，是另一種能很好地表達高程數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模型。據(jù)模型。l因此

10、，一種空間數(shù)據(jù)建?？赡苡袔追N可選的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而因此，一種空間數(shù)據(jù)建?？赡苡袔追N可選的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而每一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)又可能有多種文件格式進行存儲。每一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)又可能有多種文件格式進行存儲。鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 9/107l地理信息系統(tǒng)中最常用的數(shù)據(jù)組織方式為矢地理信息系統(tǒng)中最常用的數(shù)據(jù)組織方式為矢量模型和柵格模型。在矢量模型中，用點、量模型和柵格模型。在矢量模型中，用點、線、面表達世界，在柵格模型中用空間單元線、面表達世界，在柵格模型中用空間單元（CellCell）或像元（）或像元（PixelPixel）來表達。）來表達。鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院

11、城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 10/1071.2 1.2 基于場的柵格模型基于場的柵格模型l場模型用于模擬一定空間內(nèi)連續(xù)變化的地場模型用于模擬一定空間內(nèi)連續(xù)變化的地理現(xiàn)象。理現(xiàn)象。l例如，空氣中污染物的集中程度、地表的例如，空氣中污染物的集中程度、地表的溫度、土壤的濕度水平以及空氣與水的流溫度、土壤的濕度水平以及空氣與水的流動速度和方向。動速度和方向。鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 11/107l柵格數(shù)據(jù)模型是場模型的典型代表，它是將連續(xù)空間離散柵格數(shù)據(jù)模型是場模型的典型代表，它是將連續(xù)空間離散化，即用柵格單元劃分整個連續(xù)空間；柵格

12、單元可以分為化，即用柵格單元劃分整個連續(xù)空間；柵格單元可以分為規(guī)則的和不規(guī)則的；規(guī)則的和不規(guī)則的；l柵格單元的特征參數(shù)柵格單元的特征參數(shù)有尺寸、形狀、方位和間距。有尺寸、形狀、方位和間距。l在邊數(shù)從在邊數(shù)從3 3到到N N的規(guī)則柵格單元中，方格、三角形和六角形的規(guī)則柵格單元中，方格、三角形和六角形是空間數(shù)據(jù)處理中最常用的。是空間數(shù)據(jù)處理中最常用的。 鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 12/107柵格模型的分層表達柵格模型的分層表達鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 13/1071.3 1.3 基于要素的矢量模型基于要

13、素的矢量模型 l基于要素的矢量模型將現(xiàn)實世界抽象為各類基于要素的矢量模型將現(xiàn)實世界抽象為各類要素的集合，要素的空間位置用一系列特征要素的集合，要素的空間位置用一系列特征點的點的X X、Y Y（、（、Z Z）坐標來表達，要素之間的）坐標來表達，要素之間的空間關(guān)系主要通過拓撲關(guān)系來表達?？臻g關(guān)系主要通過拓撲關(guān)系來表達。l矢量數(shù)據(jù)模型已經(jīng)歷了矢量數(shù)據(jù)模型已經(jīng)歷了CADCAD模型、地理相關(guān)模型、地理相關(guān)數(shù)據(jù)模型（數(shù)據(jù)模型（CoverageCoverage模型）和面向?qū)ο蟮臄?shù)模型）和面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型（據(jù)模型（GeodatabaseGeodatabase模型）模型）三個發(fā)展階段。三個發(fā)展階段。鹽城師范學(xué)

14、院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 14/107矢量模型鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 15/1071.4 1.4 網(wǎng)絡(luò)模型網(wǎng)絡(luò)模型 l網(wǎng)絡(luò)模型用于描述現(xiàn)實世界中的線性系統(tǒng)，如道路網(wǎng)絡(luò)模型用于描述現(xiàn)實世界中的線性系統(tǒng)，如道路交通網(wǎng)絡(luò)、給排水系統(tǒng)、電力網(wǎng)絡(luò)等。交通網(wǎng)絡(luò)、給排水系統(tǒng)、電力網(wǎng)絡(luò)等。l網(wǎng)絡(luò)模型將線性系統(tǒng)抽象為邊線（網(wǎng)絡(luò)模型將線性系統(tǒng)抽象為邊線（EdgesEdges）和交匯）和交匯點（點（JunctionsJunctions）的集合；邊線和邊線之間通過交匯）的集合；邊線和邊線之間通過交匯點相連，流（點相連，流（flow

15、flow）（如汽車流、電流和水流）可）（如汽車流、電流和水流）可以從一條邊線傳輸?shù)搅硪粭l邊線。以從一條邊線傳輸?shù)搅硪粭l邊線。 l邊線邊線如街道、傳輸線路、管道以及河段等；如街道、傳輸線路、管道以及河段等；l交匯點交匯點如街道交叉點、保險絲、開關(guān)、服務(wù)中心以如街道交叉點、保險絲、開關(guān)、服務(wù)中心以及河流的匯合點等。及河流的匯合點等。鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 16/107lGeodatabase Geodatabase 對線性網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有兩種描述模型：對線性網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有兩種描述模型：幾何幾何網(wǎng)絡(luò)模型網(wǎng)絡(luò)模型（ geometric networkgeomet

16、ric network）和）和邏輯網(wǎng)絡(luò)模型邏輯網(wǎng)絡(luò)模型（logical networklogical network）。幾何網(wǎng)絡(luò)模型幾何網(wǎng)絡(luò)模型是組成線性網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的要素的集合，是由是組成線性網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的要素的集合，是由邊線和交匯點相連組成的系統(tǒng)邊線和交匯點相連組成的系統(tǒng) 。一條邊線有兩個交匯點，。一條邊線有兩個交匯點，而一個交匯點可以與任何數(shù)量的邊線相連。幾何網(wǎng)絡(luò)模而一個交匯點可以與任何數(shù)量的邊線相連。幾何網(wǎng)絡(luò)模型是從要素集合的視角來看網(wǎng)絡(luò)模型。型是從要素集合的視角來看網(wǎng)絡(luò)模型。網(wǎng)絡(luò)要素類（網(wǎng)絡(luò)要素類（network feature classnetwork feature class）：）：

17、簡單交匯點要素（簡單交匯點要素（simple junction featuresimple junction feature） 復(fù)雜交匯點要素（復(fù)雜交匯點要素（complex junction featurecomplex junction feature） 簡單邊線要素（簡單邊線要素（simple edge featuresimple edge feature） 復(fù)雜邊線要素（復(fù)雜邊線要素（complex edge featurecomplex edge feature）鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 17/107邏輯網(wǎng)絡(luò)模型邏輯網(wǎng)絡(luò)模型是一個由邊線

18、元素和交匯點元素組成的網(wǎng)是一個由邊線元素和交匯點元素組成的網(wǎng)絡(luò)圖表。絡(luò)圖表。 邏輯網(wǎng)絡(luò)與幾何網(wǎng)絡(luò)相似，也是相連的邊線和交匯點的邏輯網(wǎng)絡(luò)與幾何網(wǎng)絡(luò)相似，也是相連的邊線和交匯點的集合。主要的區(qū)別在于邏輯網(wǎng)絡(luò)沒有坐標值。它的主要集合。主要的區(qū)別在于邏輯網(wǎng)絡(luò)沒有坐標值。它的主要目標是用特定的屬性表存儲網(wǎng)絡(luò)的連通性信息。既然邏目標是用特定的屬性表存儲網(wǎng)絡(luò)的連通性信息。既然邏輯網(wǎng)絡(luò)中的邊線和交匯點沒有幾何屬性，因此它們不是輯網(wǎng)絡(luò)中的邊線和交匯點沒有幾何屬性，因此它們不是要素，而是元素（要素，而是元素（elementselements）。）。一個幾何網(wǎng)絡(luò)總是與一個邏輯網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)系，在編輯幾何一個幾何網(wǎng)絡(luò)總是與

19、一個邏輯網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)系，在編輯幾何網(wǎng)絡(luò)要素的時候，相應(yīng)的邏輯網(wǎng)絡(luò)元素會自動更新。網(wǎng)絡(luò)要素的時候，相應(yīng)的邏輯網(wǎng)絡(luò)元素會自動更新。邏輯網(wǎng)絡(luò)不直接出現(xiàn)在邏輯網(wǎng)絡(luò)不直接出現(xiàn)在GISGIS軟件軟件 的應(yīng)用中，與你直接接的應(yīng)用中，與你直接接觸的是幾何網(wǎng)絡(luò)。邏輯網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)絡(luò)要素進行復(fù)雜行為的觸的是幾何網(wǎng)絡(luò)。邏輯網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)絡(luò)要素進行復(fù)雜行為的基礎(chǔ)?；A(chǔ)。鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 18/107鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 19/107 2 2 柵柵格格數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu) 5 5 5 5 5 5 9 9 9 9 9 9 9 9 9

20、95 5 5 5 5 5 5 9 9 9 9 9 9 9 9 95 5 5 5 5 5 5 5 9 9 9 9 9 9 9 95 5 5 5 5 5 5 5 9 9 9 9 9 9 9 95 5 5 5 5 5 5 5 9 9 9 9 9 9 9 95 5 5 5 5 5 5 5 9 9 9 9 9 9 9 9 5 5 5 5 5 5 5 5 9 9 9 9 9 9 9 95 5 5 5 5 5 5 5 9 9 9 9 9 9 9 95 5 5 5 5 5 5 5 9 9 9 9 9 9 9 96 5 5 5 5 5 5 5 9 9 9 9 9 9 9 96 5 5 5 5 5 5 5 5 9

21、 9 9 9 9 9 96 6 5 5 5 5 5 5 5 5 9 9 9 9 9 96 6 5 5 5 5 5 5 5 5 9 9 9 9 9 96 6 5 5 5 5 5 5 5 5 5 9 9 9 9 96 6 6 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 9 9 96 6 6 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 9 9 90 00 00 00 10 00 00 00 00 00 00 00 10 00 03 04 00 00 00 00 10 20 03 04 00 00 00 00 10 20 30 04 00 00 00 00 01 20 30 04 00 00 00 00 01

22、3 30 04 00 00 00 00 01 23 00 04 00 00 00 00 01 300 00 40 00 00 00 03 12 00 00 40 00 00 00 03 12 00 00 40 00 00 00 00 02 00 00 40 00 00 00 00 02 00 04 00 00 00 00 00 02 00 04 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 0斷裂線 鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 20/1072.1 2.

23、1 簡單柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) l柵格結(jié)構(gòu)柵格結(jié)構(gòu)是指將研究區(qū)域劃分為大小均勻緊是指將研究區(qū)域劃分為大小均勻緊密相鄰的網(wǎng)格陣列，每個網(wǎng)格作為一個象元密相鄰的網(wǎng)格陣列，每個網(wǎng)格作為一個象元或象素，由行、列號定義，并包含一個代碼或象素，由行、列號定義，并包含一個代碼, ,表示該象素的屬性類型或量值。表示該象素的屬性類型或量值。l柵格結(jié)構(gòu)是以規(guī)則的陣列來表示空間地物或柵格結(jié)構(gòu)是以規(guī)則的陣列來表示空間地物或現(xiàn)象分布的數(shù)據(jù)組織，組織中的每個數(shù)據(jù)表現(xiàn)象分布的數(shù)據(jù)組織，組織中的每個數(shù)據(jù)表示地物或現(xiàn)象的非幾何屬性特征。示地物或現(xiàn)象的非幾何屬性特征。鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理

24、信息系統(tǒng)選講教程 21/107l點點用一個柵格單元表示用一個柵格單元表示l線狀地物線狀地物用沿線走向的一組相鄰柵格單元表示用沿線走向的一組相鄰柵格單元表示l面或區(qū)域面或區(qū)域用記有區(qū)域?qū)傩缘南噜彇鸥駟卧募媳硎?，每用記有區(qū)域?qū)傩缘南噜彇鸥駟卧募媳硎?，每個柵格單元可有多于兩個的相鄰單元同屬一個區(qū)域。任何個柵格單元可有多于兩個的相鄰單元同屬一個區(qū)域。任何以面狀分布的對象以面狀分布的對象( (土地利用、土壤類型、地勢起伏、環(huán)境土地利用、土壤類型、地勢起伏、環(huán)境污染等污染等) )，都可以用柵格數(shù)據(jù)逼近。遙感影像就屬于典型的，都可以用柵格數(shù)據(jù)逼近。遙感影像就屬于典型的柵格結(jié)構(gòu)，每個象元的數(shù)字表示影像

25、的灰度等級。柵格結(jié)構(gòu)，每個象元的數(shù)字表示影像的灰度等級。 圖圖3-6 3-6 點線面的柵格表達點線面的柵格表達鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 22/107柵格結(jié)構(gòu)特點柵格結(jié)構(gòu)特點l屬性明顯，定位隱含屬性明顯，定位隱含：即數(shù)據(jù)直接記錄屬性的指：即數(shù)據(jù)直接記錄屬性的指針或?qū)傩员旧?，而所在位置則根據(jù)行列號轉(zhuǎn)換為針或?qū)傩员旧?，而所在位置則根據(jù)行列號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的坐標給出。相應(yīng)的坐標給出。l結(jié)構(gòu)容易實現(xiàn)，算法簡單，且易于擴充、修改，結(jié)構(gòu)容易實現(xiàn)，算法簡單，且易于擴充、修改，也很直觀，特別是易于同遙感影像結(jié)合處理也很直觀，特別是易于同遙感影像結(jié)合處理。l誤差較大：誤

26、差較大：由于柵格結(jié)構(gòu)對區(qū)域的量化，在計算由于柵格結(jié)構(gòu)對區(qū)域的量化，在計算面積、長度、距離、形狀等空間指標時，若柵格面積、長度、距離、形狀等空間指標時，若柵格尺寸較大，則會造成較大的誤差，同時由于在一尺寸較大，則會造成較大的誤差，同時由于在一個柵格的范圍內(nèi)，可能存在多于一種的地物，而個柵格的范圍內(nèi)，可能存在多于一種的地物，而表示在相應(yīng)的柵格結(jié)構(gòu)中常常只能是一個代碼。表示在相應(yīng)的柵格結(jié)構(gòu)中常常只能是一個代碼。 鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 23/107確定柵格單元代碼的方式確定柵格單元代碼的方式 l當一個柵格單元中有多個地物要素時，可根當一個柵格單元中有

27、多個地物要素時，可根據(jù)需要用下列方法來確定柵格單元的代碼：據(jù)需要用下列方法來確定柵格單元的代碼：中心點法：中心點法： 面積占優(yōu)法面積占優(yōu)法重要性法重要性法鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 24/1072.2 2.2 柵格數(shù)據(jù)的壓縮編碼方式柵格數(shù)據(jù)的壓縮編碼方式 鏈式編碼鏈式編碼(Chain Codes)(Chain Codes)游程長度編碼（游程長度編碼（run-length coderun-length code） 塊狀編碼塊狀編碼(block code) (block code) 四叉樹編碼四叉樹編碼(quad-tree code) (quad-tr

28、ee code) 八叉樹編碼（八叉樹編碼（octree codeoctree code）鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 25/1072.2.1 2.2.1 鏈式編碼鏈式編碼(Chain Codes)(Chain Codes)l鏈式編碼主要是記錄線狀地物和面狀地物的鏈式編碼主要是記錄線狀地物和面狀地物的邊界。它把線狀地物和面狀地物的邊界表示邊界。它把線狀地物和面狀地物的邊界表示為：由某一起始點開始并按某些基本方向確為：由某一起始點開始并按某些基本方向確定的單位矢量鏈。基本方向可定義為：定的單位矢量鏈?；痉较蚩啥x為：67012345鹽城師范學(xué)院鹽城師范

29、學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 26/10732233233246676021起始點起始點線狀地物確定其起始點線狀地物確定其起始點為像元為像元(1(1，5)5)，則其鏈式編，則其鏈式編碼為：碼為：32233233223323面狀地物其起始點為像面狀地物其起始點為像元元（5 5，8 8），），則該多邊形則該多邊形邊界按順時針方向的鏈式邊界按順時針方向的鏈式編碼為：編碼為：3244667602132446676021鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 27/107鏈式編碼的優(yōu)缺點鏈式編碼的優(yōu)缺點l優(yōu)點優(yōu)點對線狀和多邊形的表示具有很強的數(shù)據(jù)

30、壓縮能力對線狀和多邊形的表示具有很強的數(shù)據(jù)壓縮能力具有一定的運算功能，如面積和周長計算等，探測邊界具有一定的運算功能，如面積和周長計算等，探測邊界急彎和凹進部分等都比較容易急彎和凹進部分等都比較容易比較適于存儲圖形數(shù)據(jù)。比較適于存儲圖形數(shù)據(jù)。l缺點缺點對疊置運算如組合、相交等則很難實施對疊置運算如組合、相交等則很難實施對局部修改將改變整體結(jié)構(gòu)，效率較低，而且由于鏈碼對局部修改將改變整體結(jié)構(gòu)，效率較低，而且由于鏈碼以每個區(qū)域為單位存儲邊界，相鄰區(qū)域的邊界則被重復(fù)以每個區(qū)域為單位存儲邊界，相鄰區(qū)域的邊界則被重復(fù)存儲而產(chǎn)生冗余。存儲而產(chǎn)生冗余。 鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地

31、理信息系統(tǒng)選講教程 28/1072.2.2 2.2.2 游程長度編碼（游程長度編碼（run-length coderun-length code） l對于一幅柵格圖像，常常有行對于一幅柵格圖像，常常有行( (或列或列) )方向上方向上相鄰的若干點具有相同的屬性代碼，因而可相鄰的若干點具有相同的屬性代碼，因而可采取某種方法壓縮那些重復(fù)的記錄內(nèi)容。采取某種方法壓縮那些重復(fù)的記錄內(nèi)容。l只在各行只在各行( (或列或列) )數(shù)據(jù)的代碼發(fā)生變化時依次數(shù)據(jù)的代碼發(fā)生變化時依次記錄該代碼以及相同代碼重復(fù)的個數(shù)，從而記錄該代碼以及相同代碼重復(fù)的個數(shù)，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的壓縮。實現(xiàn)數(shù)據(jù)的壓縮。 鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)

32、院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 29/107l其游程長度編碼為：其游程長度編碼為：l(9,4)(9,4)，(0,4)(0,4)l(9,3)(9,3)，(0,5)(0,5)l(0,1)(0,1)，(9,2)(9,2)，(0,1)(0,1)，(7,2)(7,2)，(0,2)(0,2)l(0,4)(0,4)，(7,2)(7,2)，(0,2)(0,2)l(0,4)(0,4)，(7,4)(7,4)l(0,4)(0,4)，(7,4)(7,4)l(0,4)(0,4)，(7,4)(7,4)l(0,4)(0,4)，(7,4)(7,4)99990000990900009009770000007

33、7000000777700007777000077770000777 79 9990 000 00099999007070000007 77 7770 0000 007 7777 7770 000770070700000鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 30/107游程長度編碼的特點游程長度編碼的特點l壓縮比的大小是與圖的復(fù)雜程度成反比的，在變壓縮比的大小是與圖的復(fù)雜程度成反比的，在變化多的部分，游程數(shù)就多，變化少的部分游程數(shù)化多的部分，游程數(shù)就多，變化少的部分游程數(shù)就少，圖件越簡單，壓縮效率就越高。就少，圖件越簡單，壓縮效率就越高。l游程長度編碼在柵格

34、加密時，數(shù)據(jù)量沒有明顯增游程長度編碼在柵格加密時，數(shù)據(jù)量沒有明顯增加，壓縮效率較高，且易于檢索，疊加合并等操加，壓縮效率較高，且易于檢索，疊加合并等操作，運算簡單，適用于機器存貯容量小，數(shù)據(jù)需作，運算簡單，適用于機器存貯容量小，數(shù)據(jù)需大量壓縮，而又要避免復(fù)雜的編碼解碼運算增加大量壓縮，而又要避免復(fù)雜的編碼解碼運算增加處理和操作時間的情況。處理和操作時間的情況。 鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 31/1072.2.3 2.2.3 塊狀編碼塊狀編碼(block code) (block code) l采用方形區(qū)域作為記錄單元，每個記錄單元采用方形區(qū)域作為記

35、錄單元，每個記錄單元包括相鄰的若干柵格，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由初始位置包括相鄰的若干柵格，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由初始位置( (行、列號行、列號) )和半徑，再加上記錄單元的代碼和半徑，再加上記錄單元的代碼組成。組成。鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 32/107l用用1212個單位正方形，個單位正方形，5 5個個4 4單位的正方形和單位的正方形和2 2 個個16 16 單位的正方形就能完整單位的正方形就能完整表示，編碼規(guī)則（左上表示，編碼規(guī)則（左上角柵格單元行列號、邊角柵格單元行列號、邊長、屬性代碼）具體編長、屬性代碼）具體編碼如下：碼如下：l(1,1,2,9)(1,1,2,9

36、)，(1,3,1,9)(1,3,1,9)，(1,4,1,9)(1,4,1,9)，(1,5,2,0)(1,5,2,0)，(1,7,2,0)(1,7,2,0)，(2,3,1,9)(2,3,1,9)，(2,4,1,0)(2,4,1,0)，(3,1,1,0)(3,1,1,0)，(3,2,1,9)(3,2,1,9)，(3,3,1,9)(3,3,1,9)，(3,4,1,0)(3,4,1,0)， (3,5,2,7)(3,5,2,7)， (3,7,2,0)(3,7,2,0)， (4,1,1,0)(4,1,1,0)，(4,2,1,0)(4,2,1,0)， (4,3,1,0)(4,3,1,0)， (4,4,1,0

37、)(4,4,1,0)， (5,1,4,0)(5,1,4,0)，(5,5,4,7)(5,5,4,7)999900009909000090097700000077000000777700007777000077770000777 79 9990 000 00099999007070000007 77 7770 0000 007 7777 7770 000770070700000鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 33/107塊狀編碼的特點塊狀編碼的特點l一個多邊形所包含的正方形越大，多邊形的一個多邊形所包含的正方形越大，多邊形的邊界越簡單，塊狀編碼的效率就越好

38、。塊狀邊界越簡單，塊狀編碼的效率就越好。塊狀編碼對大而簡單的多邊形更為有效，而對那編碼對大而簡單的多邊形更為有效，而對那些碎部較多的復(fù)雜多邊形效果并不好。些碎部較多的復(fù)雜多邊形效果并不好。l塊狀編碼在合并、插入、檢查延伸性、計算塊狀編碼在合并、插入、檢查延伸性、計算面積等操作時有明顯的優(yōu)越性。然而對某些面積等操作時有明顯的優(yōu)越性。然而對某些運算不適應(yīng)，必須在轉(zhuǎn)換成簡單數(shù)據(jù)形式才運算不適應(yīng)，必須在轉(zhuǎn)換成簡單數(shù)據(jù)形式才能順利進行。能順利進行。 鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 34/1072.2.4 2.2.4 四叉樹編碼四叉樹編碼(quad-tree co

39、de) (quad-tree code) l四叉樹結(jié)構(gòu)的基本思想是四叉樹結(jié)構(gòu)的基本思想是將一幅柵格地圖或?qū)⒁环鶘鸥竦貓D或圖像等分為四部分，逐塊檢查其格網(wǎng)屬性值圖像等分為四部分，逐塊檢查其格網(wǎng)屬性值( (或灰度或灰度) )，如果某個子區(qū)的所有格網(wǎng)值都具，如果某個子區(qū)的所有格網(wǎng)值都具有相同的值，則這個子區(qū)就不再繼續(xù)分割，有相同的值，則這個子區(qū)就不再繼續(xù)分割，否則還要把這個子區(qū)再分割成四個子區(qū)。這否則還要把這個子區(qū)再分割成四個子區(qū)。這樣依次地分割，直到每個子塊都只含有相同樣依次地分割，直到每個子塊都只含有相同的屬性值或灰度為止。的屬性值或灰度為止。 鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教

40、程地理信息系統(tǒng)選講教程 35/107四叉樹結(jié)構(gòu)的基本思想四叉樹結(jié)構(gòu)的基本思想9999000099090000900977000000770000007777000077770000777700007777999900000009999900707000000777777000000077777777000077007070000007007099 9 9 00 9 0 0 9000NWNESWSE鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 36/107四叉樹的生成算法四叉樹的生成算法l從上而下的分割算法：從上而下的分割算法：需要大量的運算，因為大量數(shù)據(jù)需需要大量的

41、運算，因為大量數(shù)據(jù)需要重復(fù)檢查才能確定劃分。當矩陣比較大，且區(qū)域內(nèi)容要要重復(fù)檢查才能確定劃分。當矩陣比較大，且區(qū)域內(nèi)容要素又比較復(fù)雜時，建立這種四叉樹的速度比較慢。素又比較復(fù)雜時，建立這種四叉樹的速度比較慢。l從下而上的合并算法：從下而上的合并算法：如果每相鄰四個網(wǎng)格值相同則進行如果每相鄰四個網(wǎng)格值相同則進行合并，逐次往上遞歸合并，直到符合四叉樹的原則為止。合并，逐次往上遞歸合并，直到符合四叉樹的原則為止。這種方法重復(fù)計算較少，運算速度較快。這種方法重復(fù)計算較少，運算速度較快。l為了保證四叉樹能不斷的分解下去，要求圖像必須為為了保證四叉樹能不斷的分解下去，要求圖像必須為2 2n n* *2 2

42、n n的柵格陣列，的柵格陣列，n n為極限分割次數(shù)，為極限分割次數(shù)，n+1n+1是四叉樹的最大高度是四叉樹的最大高度或最大層數(shù)。或最大層數(shù)。鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 37/107四叉樹編碼的特點四叉樹編碼的特點容易而有效地計算多邊形的數(shù)量特征；容易而有效地計算多邊形的數(shù)量特征；陣列各部分的分辨率是可變的，邊界復(fù)雜部陣列各部分的分辨率是可變的，邊界復(fù)雜部分四叉樹較高即分級多，分辨率也高，而不需分四叉樹較高即分級多，分辨率也高，而不需表示許多細節(jié)的部分則分級少，分辨率低，因表示許多細節(jié)的部分則分級少，分辨率低，因而既可精確表示圖形結(jié)構(gòu)又可減少存貯量；

43、而既可精確表示圖形結(jié)構(gòu)又可減少存貯量；柵格到四叉樹及四叉樹到簡單柵格結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)柵格到四叉樹及四叉樹到簡單柵格結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換比其它壓縮方法容易；換比其它壓縮方法容易；多邊形中嵌套異類小多邊形的表示較方便。多邊形中嵌套異類小多邊形的表示較方便。鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 38/107四叉樹結(jié)構(gòu)分類四叉樹結(jié)構(gòu)分類l1. 1.常規(guī)四叉樹常規(guī)四叉樹l基于自然序數(shù)基于自然序數(shù)1 1，2 2，。，。99990000990900009009770000007700000077770000777700007777000077779 9990 000 00099999007

44、070000007 77 7770 0000 007 7777 7770 000770070700000鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 39/107常規(guī)四叉樹地址常規(guī)四叉樹地址999900009909000090097700000077000000777700007777000077770000777 79 9990 000 00099999007070000007 77 7770 0000 007 7777 7770 000770070700000鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 40/107常規(guī)四叉樹特點：常

45、規(guī)四叉樹特點：常規(guī)四叉樹除了記錄葉結(jié)點之外，還要記錄中常規(guī)四叉樹除了記錄葉結(jié)點之外，還要記錄中間結(jié)點。間結(jié)點。結(jié)點之間借助指針聯(lián)系，每個結(jié)點需要用六個結(jié)點之間借助指針聯(lián)系，每個結(jié)點需要用六個量表達：四個葉結(jié)點指針，一個父結(jié)點指針和量表達：四個葉結(jié)點指針，一個父結(jié)點指針和一個結(jié)點的屬性或灰度值。一個結(jié)點的屬性或灰度值。這些指針不僅增加了數(shù)據(jù)貯存量，而且增加了這些指針不僅增加了數(shù)據(jù)貯存量，而且增加了操作的復(fù)雜性。常規(guī)四叉樹主要在數(shù)據(jù)索引和操作的復(fù)雜性。常規(guī)四叉樹主要在數(shù)據(jù)索引和圖幅索引等方面應(yīng)用。圖幅索引等方面應(yīng)用。鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 41/1

46、07l2. 2.線性四叉樹線性四叉樹線性四叉樹則只存貯最后葉結(jié)點的信息。包括線性四叉樹則只存貯最后葉結(jié)點的信息。包括葉結(jié)點的位置、深度和本結(jié)點的屬性或灰度值。葉結(jié)點的位置、深度和本結(jié)點的屬性或灰度值。線性四叉樹葉結(jié)點的編號需要遵循一定的規(guī)則，線性四叉樹葉結(jié)點的編號需要遵循一定的規(guī)則，這種編號稱為地址碼，它隱含了葉結(jié)點的位置這種編號稱為地址碼，它隱含了葉結(jié)點的位置和深度信息。最常用的地址碼是和深度信息。最常用的地址碼是四進制或十進四進制或十進制制的的MortonMorton碼。碼。鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 42/107A.A.基于四進制的線性四叉樹

47、編碼基于四進制的線性四叉樹編碼l基本思路：以基本思路：以0 0，1 1，2 2，3 3代表四等分子區(qū)的代表四等分子區(qū)的左上，右上，左下，右下區(qū)，逐級分割時，左上，右上，左下，右下區(qū)，逐級分割時，地址編碼隨之延長。地址編碼隨之延長。鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 43/107基于四進制編碼基于四進制編碼999900009909000090097700000077000000777700007777000077770000777 79 9990 000 00099999007070000007 77 7770 0000 007 7777 7770 0007

48、70070700000鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 44/107B.B.基于按位操作的運算計算基于按位操作的運算計算MortonMorton碼碼l設(shè)十進制表示的行、列號在計算機內(nèi)部的二進制設(shè)十進制表示的行、列號在計算機內(nèi)部的二進制數(shù)字分別為：數(shù)字分別為：l十進制的十進制的MortonMorton碼實際上是碼實際上是II II、JJJJ中的二進制數(shù)字中的二進制數(shù)字交叉結(jié)合的結(jié)果，即交叉結(jié)合的結(jié)果，即2123121231).().(jjjjjJJiiiiiIInnnn211223311D).(MjijijijijinnnnEg:(3,5)(011,101

49、)(011011)(27) (7,3)(111,011)(101111)(47)鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 45/107基于十進制的基于十進制的MortonMorton碼及四叉樹的建立碼及四叉樹的建立 0 01 14 45 51616 1717 2020 21212 23 36 67 71818 1919 2222 23238 89 91212 1313 2424 2525 2828 29291010 1111 1414 1515 2626 2727 3030 31313232 3333 3636 3737 4848 4949 5252 53533

50、434 3535 3838 3939 5050 5151 5454 55554040 4141 4444 4545 5656 5757 6060 61614242 4343 4646 4747 5858 5959 6262 6363（a a）四叉樹分割示意圖）四叉樹分割示意圖(b) (b) 基于十進制的線性四叉樹基于十進制的線性四叉樹MortonMorton碼碼鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 46/107MortonMorton碼碼屬性屬性值值0 09 94 49 95 59 96 69 97 70 08 80 09 99 910100 011110

51、0MortonMorton碼碼 屬性值屬性值12129 913130 014140 015150 016160 020200 024247 728280 032320 048487 70 01 14 45 516161717202021212 23 36 67 718181919222223238 89 912121313242425252828292910101111141415152626272730303131323233333636373748484949525253533434353538383939505051515454555540404141444445455656575760

52、60616142424343464647475858595962626363線性四叉樹存儲結(jié)構(gòu)線性四叉樹存儲結(jié)構(gòu)鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 47/107二維行程編碼二維行程編碼l在生成的線性四叉樹表中，仍存在前后葉在生成的線性四叉樹表中，仍存在前后葉結(jié)點的值相同的情況，因而可以采取進一結(jié)點的值相同的情況，因而可以采取進一步的壓縮表達，即將格網(wǎng)值相同的前后結(jié)步的壓縮表達，即將格網(wǎng)值相同的前后結(jié)點合并成一個值，形成二維行程編碼點合并成一個值，形成二維行程編碼（Two Dimensional Run EncodingTwo Dimensional Run

53、 Encoding，簡稱，簡稱 2DRE2DRE）表。在這種二維行程編碼中，前后）表。在這種二維行程編碼中，前后兩個地址碼之差表達了該行程段的格網(wǎng)數(shù)，兩個地址碼之差表達了該行程段的格網(wǎng)數(shù)，它可以表示該子塊的大小。它可以表示該子塊的大小。鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 48/107MortonMorton碼碼 屬性值屬性值0 09 97 70 09 99 910100 012129 913130 024247 728280 048487 7MortonMorton碼碼 屬性值屬性值0 09 94 49 95 59 96 69 97 70 08 80 09

54、 99 910100 011110 0MortonMorton碼碼屬性值屬性值12129 913130 014140 015150 016160 020200 024247 728280 032320 048487 7線性四叉樹存儲結(jié)構(gòu)線性四叉樹存儲結(jié)構(gòu)二維行程編碼存儲結(jié)構(gòu)二維行程編碼存儲結(jié)構(gòu)鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 49/107Eg:Eg:3 35 57 73 32 22 26 66 62 22 26 67 73 34 44 44 44 44 44 44 43 34 44 44 47 77 78 88 84 44 44 44 48 88 88

55、88 84 44 44 44 48 88 84 44 44 44 44 44 48 88 84 44 43 33 34 44 44 44 44 44 43 33 34 44 44 44 44 44 43 33 33 34 44 44 44 44 43 33 33 34 44 44 44 44 4鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 50/1073 35 57 73 30 03 31 15 52 27 73 33 30 03 31 15 52 27 73 33 3圖象線性四叉樹存櫧表二維行程編碼存櫧表鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息

56、系統(tǒng)選講教程 51/1072 22 26 66 62 22 26 67 73 34 44 44 44 44 44 44 40 02 24 46 65 56 66 66 67 77 78 83 39 94 41010 4 41111 4 41212 4 40 02 24 46 67 77 78 83 39 94 4鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 52/1073 34 44 44 47 77 78 88 84 44 44 44 48 88 88 88 84 44 44 44 48 88 84 44 44 44 44 44 48 88 84 44 43 33

57、 34 44 44 44 44 44 43 33 34 44 44 44 44 44 43 33 33 34 44 44 44 44 43 33 33 34 44 44 44 44 40314243444841241671771881982082482843233644034434544634744840314167188284323364403454463474鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 53/1072.2.5 2.2.5 八叉樹結(jié)構(gòu)八叉樹結(jié)構(gòu)l八叉樹結(jié)構(gòu)是四叉樹結(jié)構(gòu)在三維空間的擴展。八叉樹結(jié)構(gòu)是四叉樹結(jié)構(gòu)在三維空間的擴展。l八叉樹結(jié)構(gòu)就是將空間

58、區(qū)域不斷地分解為八個同樣大小八叉樹結(jié)構(gòu)就是將空間區(qū)域不斷地分解為八個同樣大小的子區(qū)域的子區(qū)域( (即將一個六面的立方體再分解為八個相同大小即將一個六面的立方體再分解為八個相同大小的小立方體的小立方體) )，分解的次數(shù)越多，子區(qū)域就越小，一直到，分解的次數(shù)越多，子區(qū)域就越小，一直到同同區(qū)域的屬性單一為止。按從下而上合并的方式來說，區(qū)域的屬性單一為止。按從下而上合并的方式來說，就是將研究區(qū)空間先按就是將研究區(qū)空間先按定的分辨率將三維空間劃分為定的分辨率將三維空間劃分為三維柵格網(wǎng)，然后按規(guī)定的順序每次比較三維柵格網(wǎng)，然后按規(guī)定的順序每次比較3 3個相鄰的柵格個相鄰的柵格單元，如果其屬性值相同則合并，

59、否則就記盤。依次遞單元，如果其屬性值相同則合并，否則就記盤。依次遞歸運算，直到每個子區(qū)域均為單值為止。歸運算，直到每個子區(qū)域均為單值為止。 鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 54/107鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 55/107 3 3 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) l矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實體式實體式索引式索引式雙重獨立式雙重獨立式鏈狀雙重獨立式鏈狀雙重獨立式鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 56/1073.1 3.1 實體式矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實體式矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)l實體式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

60、是指實體式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指構(gòu)成多邊形邊界的各構(gòu)成多邊形邊界的各個線段，以多邊形為單元進行組織個線段，以多邊形為單元進行組織。l按照這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，邊界坐標數(shù)據(jù)和多邊按照這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，邊界坐標數(shù)據(jù)和多邊形單元實體一一對應(yīng)，各個多邊形邊界都形單元實體一一對應(yīng)，各個多邊形邊界都單獨編碼和數(shù)字化。單獨編碼和數(shù)字化。l俗稱面條型數(shù)據(jù)模型。俗稱面條型數(shù)據(jù)模型。 鹽城師范學(xué)院鹽城師范學(xué)院城市城市地理信息系統(tǒng)選講教程地理信息系統(tǒng)選講教程 57/10712345678910111213141516171819202122232425262728293031多邊形多邊形數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)項A(x1,y1),(x2,y2),(x