第二章空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)

1、2-12-1空間實(shí)體及其描述空間實(shí)體及其描述 2-3柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 2-22-2矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 2-4 2-4 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) 2-5 2-5 三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 2-62-6空間數(shù)據(jù)庫(kù)的概念空間數(shù)據(jù)庫(kù)的概念 2-7 空間數(shù)據(jù)庫(kù)模型空間數(shù)據(jù)庫(kù)模型 2-8 空間數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì) 2-9 2-9 空間數(shù)據(jù)庫(kù)建立與維護(hù)空間數(shù)據(jù)庫(kù)建立與維護(hù) 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)一、地理實(shí)體（空間實(shí)體）一、地理實(shí)體（空間實(shí)體）-GIS-GIS處理對(duì)象處理對(duì)象 1、定義、定義： 指自然界現(xiàn)象和社會(huì)經(jīng)濟(jì)事件中不能再分割的單

2、元指自然界現(xiàn)象和社會(huì)經(jīng)濟(jì)事件中不能再分割的單元，它是一個(gè)具體有，它是一個(gè)具體有概概 括性，復(fù)雜性，相對(duì)意義括性，復(fù)雜性，相對(duì)意義的概念。的概念。 2 2、理解、理解： 地理實(shí)體類別及實(shí)體內(nèi)容的確定是從地理實(shí)體類別及實(shí)體內(nèi)容的確定是從具體需要具體需要出發(fā)的，出發(fā)的，GISGIS中的空間實(shí)中的空間實(shí) 體是一個(gè)概括，復(fù)雜，相對(duì)的概念。體是一個(gè)概括，復(fù)雜，相對(duì)的概念。 2-12-1空間實(shí)體及其描述空間實(shí)體及其描述 1 1、描述的內(nèi)容、描述的內(nèi)容 3 3、數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型 4 4、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 幾何數(shù)據(jù)（空間幾何數(shù)據(jù)（空間數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)）數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)） 關(guān)系數(shù)據(jù)關(guān)系數(shù)據(jù)實(shí)體實(shí)體間的鄰接、關(guān)聯(lián)間的

3、鄰接、關(guān)聯(lián)包含等相互關(guān)系包含等相互關(guān)系 屬性數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)各種各種屬性特征和時(shí)間屬性特征和時(shí)間 元數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù) 矢量、柵格、矢量、柵格、TINTIN（專用于地（專用于地表或特殊造型）表或特殊造型） RDBMSRDBMS屬性表屬性表- -采用采用MISMIS較成熟較成熟 空間元數(shù)據(jù)空間元數(shù)據(jù)位置、形狀、尺位置、形狀、尺寸寸 、 識(shí)別碼（名稱）識(shí)別碼（名稱）實(shí)體的角色、功實(shí)體的角色、功能、行為、實(shí)體能、行為、實(shí)體的衍生信息的衍生信息 時(shí)間時(shí)間 測(cè)量方法、編碼測(cè)量方法、編碼方法、空間參考方法、空間參考系等系等 空間特征：地理空間特征：地理位置和空間關(guān)系位置和空間關(guān)系 屬性特征屬性特征名稱、名稱、等級(jí)、類

4、別等等級(jí)、類別等 時(shí)間特征時(shí)間特征2 2、基本特征基本特征 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)1）屬性特征：）屬性特征： 非定位數(shù)據(jù)，表示現(xiàn)象或特征；非定位數(shù)據(jù)，表示現(xiàn)象或特征； 2）空間特征：）空間特征： 定位數(shù)據(jù)，表示現(xiàn)象的空間位置；定位數(shù)據(jù)，表示現(xiàn)象的空間位置； 3）時(shí)間特征：）時(shí)間特征： 指現(xiàn)象或物體隨時(shí)間的變化。指現(xiàn)象或物體隨時(shí)間的變化。2-12-1空間實(shí)體及其描述空間實(shí)體及其描述 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù) A）地圖數(shù)據(jù)）地圖數(shù)據(jù) B）地形數(shù)據(jù)）地形數(shù)據(jù) C）屬性數(shù)據(jù)）屬性數(shù)據(jù) D）影象數(shù)據(jù)）影象數(shù)據(jù) E）元數(shù)據(jù)）元數(shù)

5、據(jù) 1）依據(jù)數(shù)據(jù)來(lái)源的不同分為）依據(jù)數(shù)據(jù)來(lái)源的不同分為：2-12-1空間實(shí)體及其描述空間實(shí)體及其描述 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2）依據(jù)表示對(duì)象的不同分為）依據(jù)表示對(duì)象的不同分為：2-12-1空間實(shí)體及其描述空間實(shí)體及其描述 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-12-1空間實(shí)體及其描述空間實(shí)體及其描述 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-12-1空間實(shí)體及其描述空間實(shí)體及其描述 （一）空間維數(shù)：（一）空間維數(shù)：有有0 0，1 1，2 2，3 3 維之分，點(diǎn)、線、面、體。維之分，點(diǎn)、線、面、體。 （二

6、）空間特征類型（二）空間特征類型（三）實(shí)體類型組合（三）實(shí)體類型組合 在地圖上實(shí)體維數(shù)的表示可以改變?cè)诘貓D上實(shí)體維數(shù)的表示可以改變 點(diǎn)點(diǎn)-面面 線線（單線河）（單線河）-面（雙線河），通過(guò)地圖綜合。面（雙線河），通過(guò)地圖綜合。1 1、點(diǎn)狀實(shí)體、點(diǎn)狀實(shí)體 2 2、線狀實(shí)體、線狀實(shí)體 3 3、面狀實(shí)體、面狀實(shí)體 4 4、體狀實(shí)體、體狀實(shí)體 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-12-1空間實(shí)體及其描述空間實(shí)體及其描述 點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)、點(diǎn)狀實(shí)體。點(diǎn)：有特定位置，維數(shù)為點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)、點(diǎn)狀實(shí)體。點(diǎn)：有特定位置，維數(shù)為0 0的物體。的物體。 4 4）角點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)）角點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)VertexVe

7、rtex： 表示線段和弧段上的連接點(diǎn)。表示線段和弧段上的連接點(diǎn)。 1）實(shí)體點(diǎn)）實(shí)體點(diǎn)：用來(lái)代表一個(gè)實(shí)體。：用來(lái)代表一個(gè)實(shí)體。2）注記點(diǎn)）注記點(diǎn)：用于定位注記。：用于定位注記。3）內(nèi)點(diǎn)：）內(nèi)點(diǎn)：用于負(fù)載多邊形的屬性，用于負(fù)載多邊形的屬性，存在于多邊形內(nèi)。存在于多邊形內(nèi)。第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)1）實(shí)體長(zhǎng)度）實(shí)體長(zhǎng)度： 從起點(diǎn)到終點(diǎn)的總長(zhǎng)從起點(diǎn)到終點(diǎn)的總長(zhǎng) 2）彎曲度）彎曲度： 用于表示像道路拐彎時(shí)彎曲的程度。用于表示像道路拐彎時(shí)彎曲的程度。 3）方向性）方向性： 如：水流方向，上游如：水流方向，上游下游，下游， 公路，單、雙向之分。公路，單、雙向之分。 2-

8、12-1空間實(shí)體及其描述空間實(shí)體及其描述 具有相同屬性的點(diǎn)的軌跡，線或折線，由一系列的有序坐標(biāo)表示，并有如下具有相同屬性的點(diǎn)的軌跡，線或折線，由一系列的有序坐標(biāo)表示，并有如下特性特性：線狀實(shí)體包括線狀實(shí)體包括： 線段，邊界、鏈、弧段、網(wǎng)絡(luò)等。線段，邊界、鏈、弧段、網(wǎng)絡(luò)等。第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-12-1空間實(shí)體及其描述空間實(shí)體及其描述 面狀實(shí)體的如下面狀實(shí)體的如下特征特征： 1 1）面積范圍面積范圍 2 2）周長(zhǎng)周長(zhǎng) 3 3）獨(dú)立性或與其它地物相鄰獨(dú)立性或與其它地物相鄰 4 4）內(nèi)島嶼或鋸齒狀外形內(nèi)島嶼或鋸齒狀外形 5 5）重疊性與非重疊性）重疊性與非

9、重疊性 在數(shù)據(jù)庫(kù)中由在數(shù)據(jù)庫(kù)中由一封閉曲線加內(nèi)點(diǎn)一封閉曲線加內(nèi)點(diǎn)來(lái)表示。來(lái)表示。第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-12-1空間實(shí)體及其描述空間實(shí)體及其描述 立體狀實(shí)體用于描述三維空間中的現(xiàn)象與物體，它具有長(zhǎng)度、寬度及高度等立體狀實(shí)體用于描述三維空間中的現(xiàn)象與物體，它具有長(zhǎng)度、寬度及高度等屬性，立體狀實(shí)體一般具有以下一些空間屬性，立體狀實(shí)體一般具有以下一些空間特征特征： 體積。體積。 每個(gè)二維平面的面積。每個(gè)二維平面的面積。 周長(zhǎng)。周長(zhǎng)。 內(nèi)島。內(nèi)島。 含有弧立塊或相鄰塊。含有弧立塊或相鄰塊。 斷面圖與剖面圖。斷面圖與剖面圖。 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)

10、庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-12-1空間實(shí)體及其描述空間實(shí)體及其描述 現(xiàn)實(shí)世界的各種現(xiàn)象比較復(fù)雜，往往由不同的空間單元組合而成，復(fù)雜實(shí)現(xiàn)實(shí)世界的各種現(xiàn)象比較復(fù)雜，往往由不同的空間單元組合而成，復(fù)雜實(shí)體由簡(jiǎn)單實(shí)體組合表達(dá)。體由簡(jiǎn)單實(shí)體組合表達(dá)。 點(diǎn)、線、面兩兩之間組合表達(dá)復(fù)雜的空間問(wèn)題：點(diǎn)、線、面兩兩之間組合表達(dá)復(fù)雜的空間問(wèn)題： 如：如：線線面面 面面-面面 空間關(guān)系是空間關(guān)系是GIS數(shù)據(jù)描述和表達(dá)的重要內(nèi)容數(shù)據(jù)描述和表達(dá)的重要內(nèi)容： 一方面它為一方面它為GIS數(shù)據(jù)庫(kù)的有效建立，空間查詢，空間分析，輔助決策等提供了數(shù)據(jù)庫(kù)的有效建立，空間查詢，空間分析，輔助決策等提供了最基本的關(guān)系；最基本的關(guān)系

11、； 另一方面有助于形成標(biāo)準(zhǔn)的另一方面有助于形成標(biāo)準(zhǔn)的SQL空間查詢語(yǔ)言，便于空間特征的存儲(chǔ)，提取，空間查詢語(yǔ)言，便于空間特征的存儲(chǔ)，提取，查詢，更新等。查詢，更新等。 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-12-1空間實(shí)體及其描述空間實(shí)體及其描述 1、區(qū)域包含線：、區(qū)域包含線：計(jì)算區(qū)域內(nèi)線計(jì)算區(qū)域內(nèi)線的密度。的密度。 2、線通過(guò)區(qū)域：、線通過(guò)區(qū)域：公路上否通過(guò)公路上否通過(guò)某縣。某縣。 3、線環(huán)繞區(qū)域：、線環(huán)繞區(qū)域：區(qū)域邊界，搜區(qū)域邊界，搜索左右區(qū)域名稱。索左右區(qū)域名稱。 4、線與區(qū)域分離：、線與區(qū)域分離：距離。距離。 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)

12、構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-12-1空間實(shí)體及其描述空間實(shí)體及其描述 1、區(qū)域包含線：、區(qū)域包含線：計(jì)算區(qū)域內(nèi)線計(jì)算區(qū)域內(nèi)線的密度。的密度。 2、線通過(guò)區(qū)域：、線通過(guò)區(qū)域：公路上否通過(guò)公路上否通過(guò)某縣。某縣。 3、線環(huán)繞區(qū)域：、線環(huán)繞區(qū)域：區(qū)域邊界，搜區(qū)域邊界，搜索左右區(qū)域名稱。索左右區(qū)域名稱。 4、線與區(qū)域分離：、線與區(qū)域分離：距離。距離。 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-12-1空間實(shí)體及其描述空間實(shí)體及其描述 （一）空間關(guān)系類型（一）空間關(guān)系類型1 1、 拓?fù)淇臻g關(guān)系拓?fù)淇臻g關(guān)系： 2 2、 順序空間關(guān)系順序空間關(guān)系： （方向空間關(guān)系方向空間關(guān)系） 3 3、 度量

13、空間關(guān)系度量空間關(guān)系，主要指實(shí)體間的距離關(guān)系，遠(yuǎn)近。，主要指實(shí)體間的距離關(guān)系，遠(yuǎn)近。 1 1）在地理空間中兩點(diǎn)間距離的在地理空間中兩點(diǎn)間距離的兩種度量方法兩種度量方法： a a、沿真實(shí)的地球表面進(jìn)行。、沿真實(shí)的地球表面進(jìn)行。 b b、沿地球旋轉(zhuǎn)橢球體的距離量算。、沿地球旋轉(zhuǎn)橢球體的距離量算。 2 2） 距離類別距離類別： a、歐氏距離（笛卡爾坐標(biāo)系）歐氏距離（笛卡爾坐標(biāo)系） b、曼哈頓（出租車）距離曼哈頓（出租車）距離 c、時(shí)間距離（緯度差）時(shí)間距離（緯度差） d、大地測(cè)量距離（大地線）。大地測(cè)量距離（大地線）。北北ab第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-12-1

14、空間實(shí)體及其描述空間實(shí)體及其描述 1、定義、定義： 指指圖形保持連續(xù)狀態(tài)下變形圖形保持連續(xù)狀態(tài)下變形，但圖形關(guān)系不變的性質(zhì)。，但圖形關(guān)系不變的性質(zhì)。 拓?fù)渥儞Q拓?fù)渥儞Q （橡皮變換）（橡皮變換） 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-12-1空間實(shí)體及其描述空間實(shí)體及其描述 1）關(guān)聯(lián)性）關(guān)聯(lián)性： （不同類不同類要素之間）要素之間）結(jié)點(diǎn)與弧段：如結(jié)點(diǎn)與弧段：如V9與與L5,L6,L3 多邊形與弧段：多邊形與弧段：P2與與L3,L5,L2 2）鄰接性）鄰接性： (同類同類元素之間元素之間) 多邊形之間、結(jié)點(diǎn)之間。多邊形之間、結(jié)點(diǎn)之間。 鄰接矩陣鄰接矩陣 重疊：重疊：- 鄰

15、接：鄰接：1 不鄰接：不鄰接：0第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)NoImage2-12-1空間實(shí)體及其描述空間實(shí)體及其描述 連通矩陣連通矩陣： 重疊：重疊：- 連通：連通：1 不連通：不連通：0 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-12-1空間實(shí)體及其描述空間實(shí)體及其描述 一條弧段的起點(diǎn)、終點(diǎn)確定了弧段的方向。用于表達(dá)現(xiàn)實(shí)中的有向弧段，如城一條弧段的起點(diǎn)、終點(diǎn)確定了弧段的方向。用于表達(dá)現(xiàn)實(shí)中的有向弧段，如城市道路單向，河流的流向等。市道路單向，河流的流向等。 5）包含性）包含性：指面狀實(shí)體包含了哪些線、點(diǎn)或面狀實(shí)體。：指面狀實(shí)體包含了

16、哪些線、點(diǎn)或面狀實(shí)體。 6）區(qū)域定義）區(qū)域定義：多邊形由一組封閉的線來(lái)定義。：多邊形由一組封閉的線來(lái)定義。 7）層次關(guān)系）層次關(guān)系：相同元素之間的等級(jí)關(guān)系，武漢市有各個(gè)區(qū)組成。：相同元素之間的等級(jí)關(guān)系，武漢市有各個(gè)區(qū)組成。 主要的主要的拓?fù)潢P(guān)系：拓?fù)潢P(guān)系：拓?fù)溧徑?、拓?fù)潢P(guān)聯(lián)、拓?fù)浒負(fù)溧徑印⑼負(fù)潢P(guān)聯(lián)、拓?fù)浒５诙驴臻g數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)第二章空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)拓?fù)潢P(guān)系具體可由拓?fù)潢P(guān)系具體可由4個(gè)關(guān)系表來(lái)表示：個(gè)關(guān)系表來(lái)表示： （1） 面面-鏈關(guān)系：鏈關(guān)系： 面面 構(gòu)成面的弧段構(gòu)成面的弧段 （2） 鏈鏈-結(jié)點(diǎn)關(guān)系：結(jié)點(diǎn)關(guān)系： 鏈鏈 鏈兩端的結(jié)點(diǎn)鏈兩端的結(jié)點(diǎn) （3） 結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)-鏈關(guān)系：

17、鏈關(guān)系： 結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn) 通過(guò)該結(jié)點(diǎn)的鏈通過(guò)該結(jié)點(diǎn)的鏈 （4） 鏈鏈面關(guān)系：面關(guān)系： 鏈鏈 左面左面 右面右面1）拓?fù)潢P(guān)系能）拓?fù)潢P(guān)系能清楚地反映清楚地反映實(shí)體之間的實(shí)體之間的邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系。邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系。 2）有助于空間要素的查詢有助于空間要素的查詢，利用拓?fù)潢P(guān)系可以解決許多實(shí)際問(wèn)題。，利用拓?fù)潢P(guān)系可以解決許多實(shí)際問(wèn)題。 3）根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系可）根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系可重建地理實(shí)體重建地理實(shí)體。2-12-1空間實(shí)體及其描述空間實(shí)體及其描述 4、拓?fù)潢P(guān)系的意義、拓?fù)潢P(guān)系的意義：第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)一、圖形表示一、圖形表示 摘自摘自 張超張超第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)

18、據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-2 2-2 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1) 由外業(yè)測(cè)量獲得由外業(yè)測(cè)量獲得 可利用測(cè)量?jī)x器自動(dòng)記錄測(cè)量成果，然后轉(zhuǎn)到地理數(shù)據(jù)庫(kù)中?？衫脺y(cè)量?jī)x器自動(dòng)記錄測(cè)量成果，然后轉(zhuǎn)到地理數(shù)據(jù)庫(kù)中。 2)由柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換獲得由柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換獲得 利用柵格數(shù)據(jù)矢量化技術(shù)，把柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為矢量數(shù)據(jù)。利用柵格數(shù)據(jù)矢量化技術(shù)，把柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為矢量數(shù)據(jù)。 3)跟蹤數(shù)字化跟蹤數(shù)字化 用跟蹤數(shù)字化的方法，把地圖變成離散的矢量數(shù)據(jù)。用跟蹤數(shù)字化的方法，把地圖變成離散的矢量數(shù)據(jù)。 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-2 2-2 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 點(diǎn)點(diǎn)：坐標(biāo)對(duì)（：

19、坐標(biāo)對(duì)（x,y） +識(shí)別符識(shí)別符 線：坐標(biāo)對(duì)系列線：坐標(biāo)對(duì)系列(x1,y1).(xn,yn) 及及有關(guān)屬性、其它屬性有關(guān)屬性、其它屬性 面：首尾相同的坐標(biāo)串面：首尾相同的坐標(biāo)串關(guān)系表關(guān)系表幾何位置坐標(biāo)文件幾何位置坐標(biāo)文件連連接接矢量數(shù)據(jù)表示時(shí)矢量數(shù)據(jù)表示時(shí)應(yīng)考慮以下問(wèn)題應(yīng)考慮以下問(wèn)題： 矢量數(shù)據(jù)自身的存貯和處理。矢量數(shù)據(jù)自身的存貯和處理。 與屬性數(shù)據(jù)的聯(lián)系。與屬性數(shù)據(jù)的聯(lián)系。 矢量數(shù)據(jù)之間的空間關(guān)系矢量數(shù)據(jù)之間的空間關(guān)系(拓?fù)潢P(guān)系拓?fù)潢P(guān)系)。第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-2 2-2 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1） 坐標(biāo)坐標(biāo) 2）識(shí)別符）識(shí)別符 簡(jiǎn)單點(diǎn)要素的比

20、例尺、方向簡(jiǎn)單點(diǎn)要素的比例尺、方向 3）有關(guān)屬性）有關(guān)屬性 注記點(diǎn)的大小、方向、字體、排列注記點(diǎn)的大小、方向、字體、排列 結(jié)點(diǎn)的指針、與線相交的角度。結(jié)點(diǎn)的指針、與線相交的角度。 4）其它屬性）其它屬性 ： 三角點(diǎn)設(shè)立年代、材料等三角點(diǎn)設(shè)立年代、材料等第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)面條模型：面條模型： 以實(shí)體為單位記錄其坐以實(shí)體為單位記錄其坐標(biāo)。標(biāo)。2-2 2-2 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) （一）實(shí)體式（一）實(shí)體式多邊形 坐標(biāo)串 P1 P2 1234567891011 1213 1415P PP PP P第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)

21、據(jù)庫(kù)2-2 2-2 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) （一）實(shí)體式（續(xù)）（一）實(shí)體式（續(xù)）優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、直觀、易實(shí)現(xiàn)以實(shí)體為單位的運(yùn)算和顯示。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、直觀、易實(shí)現(xiàn)以實(shí)體為單位的運(yùn)算和顯示。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 1、相鄰多邊形的公共邊界被數(shù)字化并存儲(chǔ)兩次，造成數(shù)據(jù)冗余和相鄰多邊形的公共邊界被數(shù)字化并存儲(chǔ)兩次，造成數(shù)據(jù)冗余和 碎屑多邊形數(shù)據(jù)不一致。碎屑多邊形數(shù)據(jù)不一致。 2、自成體系，自成體系，缺少多邊形的鄰接信息，無(wú)拓?fù)潢P(guān)系缺少多邊形的鄰接信息，無(wú)拓?fù)潢P(guān)系，難以進(jìn)行鄰，難以進(jìn)行鄰 域處理。域處理。 3、島作為一個(gè)單個(gè)圖形，沒(méi)有與外界多邊形聯(lián)系。不易檢查拓?fù)溴e(cuò)島作為一個(gè)單個(gè)圖形，沒(méi)有與外界多邊形聯(lián)系。不

22、易檢查拓?fù)溴e(cuò)誤。誤。 所以，這種結(jié)構(gòu)只用于簡(jiǎn)單的制圖系統(tǒng)中，顯示圖形。所以，這種結(jié)構(gòu)只用于簡(jiǎn)單的制圖系統(tǒng)中，顯示圖形。第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-2 2-2 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 對(duì)所有點(diǎn)的坐標(biāo)按順序建坐標(biāo)文件，再建點(diǎn)與邊（線）、線與多邊形的索引文件。對(duì)所有點(diǎn)的坐標(biāo)按順序建坐標(biāo)文件，再建點(diǎn)與邊（線）、線與多邊形的索引文件。1、點(diǎn)文件：、點(diǎn)文件：索引文件：索引文件：3、面文件：、面文件：2、弧段文件、弧段文件:（圖）（圖） 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-2 2-2 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 與實(shí)體式相比與實(shí)體式相比：

23、優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 1）消除多邊形數(shù)據(jù)的冗余和不一致）消除多邊形數(shù)據(jù)的冗余和不一致 2）鄰接信息、島信息可通過(guò)查找公共弧段號(hào)的方式查詢。）鄰接信息、島信息可通過(guò)查找公共弧段號(hào)的方式查詢。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 1）表達(dá)拓?fù)潢P(guān)系較繁瑣）表達(dá)拓?fù)潢P(guān)系較繁瑣 2）給相鄰運(yùn)算、處理島信息、檢索拓?fù)潢P(guān)系等帶來(lái)困難）給相鄰運(yùn)算、處理島信息、檢索拓?fù)潢P(guān)系等帶來(lái)困難 3）以人工方式建立編碼表，工作量大，易出錯(cuò)。）以人工方式建立編碼表，工作量大，易出錯(cuò)。第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱DIME(Dual Independent Map Encoding)，是一種，是一種拓?fù)渫負(fù)渚幋a結(jié)構(gòu)。

24、編碼結(jié)構(gòu)。 2-2 2-2 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1、點(diǎn)文件、點(diǎn)文件2、線文件、線文件: :線文件是以線文件是以線段線段為記錄單位為記錄單位 3、面文件、面文件關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)鄰接鄰接關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)連通連通（圖）（圖） 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-2 2-2 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1、弧段坐標(biāo)文件、弧段坐標(biāo)文件： 2 2、弧段文件：鏈、弧段文件：鏈面，鏈面，鏈結(jié)點(diǎn)關(guān)系結(jié)點(diǎn)關(guān)系 3、面文件、面文件4 4、點(diǎn)拓?fù)湮募?、點(diǎn)拓?fù)湮募?結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)鏈關(guān)系鏈關(guān)系 （圖）（圖） 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)拓?fù)潢P(guān)系明確，也能表達(dá)島信息，而且以弧

25、段為記錄單位，滿足實(shí)際應(yīng)用需要拓?fù)潢P(guān)系明確，也能表達(dá)島信息，而且以弧段為記錄單位，滿足實(shí)際應(yīng)用需要。 在在ARC/INFO軟件中：軟件中： 1 1）ARCARC文件文件： 弧段號(hào)弧段號(hào) 點(diǎn)數(shù)點(diǎn)數(shù) 坐標(biāo)串坐標(biāo)串 2）INFO：屬性表：屬性表 如如AAT（Arc Attribute Table）2-2 2-2 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)1234567891011 1213 1415P PP PP PMAP返回返回 柵格結(jié)構(gòu)用密集正方形（或三角形，多邊形）柵格結(jié)構(gòu)用密集正方形（或三角形，多邊形）將地理區(qū)域?qū)⒌乩韰^(qū)域劃分劃分為網(wǎng)

26、格陣列。為網(wǎng)格陣列。 位置由行，列號(hào)定義，屬性為柵格單元的值。位置由行，列號(hào)定義，屬性為柵格單元的值。一、圖形表示一、圖形表示點(diǎn)點(diǎn)：由：由單個(gè)柵格單個(gè)柵格表達(dá)。表達(dá)。 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一組相鄰柵格柵格表達(dá)。表達(dá)。 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柵格一片柵格表達(dá)。表達(dá)。 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-3 2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 針對(duì)針對(duì)一個(gè)柵格單元對(duì)應(yīng)多個(gè)屬性值的多層?xùn)鸥裎募粋€(gè)柵格單元對(duì)應(yīng)多個(gè)屬性值的多層?xùn)鸥裎募？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)庫(kù)2 222 2aaaaa2 2

27、土壤土壤植被植被組織方法組織方法 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-3 2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 方法方法c c：以層為基礎(chǔ)，每層內(nèi)以多邊形為序記錄多邊形的屬性值和多以層為基礎(chǔ)，每層內(nèi)以多邊形為序記錄多邊形的屬性值和多邊形內(nèi)各象元的坐標(biāo)邊形內(nèi)各象元的坐標(biāo)。 節(jié)約用于存儲(chǔ)屬性的空間。節(jié)約用于存儲(chǔ)屬性的空間。方法方法a a：以象元為記錄序列，不同層上同一象元位置上的各屬性值表示為以象元為記錄序列，不同層上同一象元位置上的各屬性值表示為一個(gè)列數(shù)組。一個(gè)列數(shù)組。 N層中層中只記錄一層的象元位置，只記錄一層的象元位置，節(jié)約存儲(chǔ)空間，節(jié)約存儲(chǔ)空間，柵格個(gè)數(shù)多。柵格個(gè)

28、數(shù)多。方法方法b b：每層每個(gè)象元的位置、屬性一一記錄。每層每個(gè)象元的位置、屬性一一記錄。 結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，但浪費(fèi)存儲(chǔ)。結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，但浪費(fèi)存儲(chǔ)。 示圖示圖 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)柵格數(shù)據(jù)組織方法的示意圖柵格數(shù)據(jù)組織方法的示意圖2-3 2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1、 手工獲取手工獲取 2、 掃描儀掃描掃描儀掃描 3、 由矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換而來(lái)由矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換而來(lái) 4、 遙感影像數(shù)據(jù)遙感影像數(shù)據(jù) 5、 格網(wǎng)格網(wǎng)DEM數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) （一）建立途徑：（一）建立途徑：第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-3 2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1

29、 1、 柵格坐標(biāo)系的確定柵格坐標(biāo)系的確定 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GISGIS，原點(diǎn)的選擇常具有局，原點(diǎn)的選擇常具有局部性質(zhì)。部性質(zhì)。 但為了便于區(qū)域的拼接，柵格系統(tǒng)的但為了便于區(qū)域的拼接，柵格系統(tǒng)的起始坐標(biāo)應(yīng)與國(guó)家基起始坐標(biāo)應(yīng)與國(guó)家基本比例尺地形圖公里網(wǎng)的交點(diǎn)相一致本比例尺地形圖公里網(wǎng)的交點(diǎn)相一致， 并分別采用并分別采用公里網(wǎng)的縱橫坐標(biāo)軸作為柵格系統(tǒng)的坐標(biāo)軸公里網(wǎng)的縱橫坐標(biāo)軸作為柵格系統(tǒng)的坐標(biāo)軸。 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-3 2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1）原則）原則：應(yīng)能：應(yīng)能有效地逼近空間對(duì)象的分有效地逼近空間對(duì)

30、象的分布特征，又減少數(shù)據(jù)的冗余度布特征，又減少數(shù)據(jù)的冗余度。 格網(wǎng)太大，忽略較小圖斑，信息丟失。格網(wǎng)太大，忽略較小圖斑，信息丟失。 2）方法）方法：用保證最小多邊形的精度標(biāo)準(zhǔn)：用保證最小多邊形的精度標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定尺寸經(jīng)驗(yàn)公式：來(lái)確定尺寸經(jīng)驗(yàn)公式： h h為柵格單元邊長(zhǎng)為柵格單元邊長(zhǎng) 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。 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-3 2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1、中心點(diǎn)法、中心點(diǎn)法：取位于柵格中心的屬性值為該柵格：取位于柵格中心的屬性值為該柵格的屬性值。的屬性值。 2、面積占優(yōu)法、面積占優(yōu)法：柵格單元屬性值為面積最

31、大者。：柵格單元屬性值為面積最大者。 3、 重要性法重要性法：取重要的屬性值為柵格屬性值。：取重要的屬性值為柵格屬性值。 4、長(zhǎng)度占優(yōu)法長(zhǎng)度占優(yōu)法：每個(gè)柵格單元的值由該柵格中線：每個(gè)柵格單元的值由該柵格中線段最長(zhǎng)的實(shí)體的屬性來(lái)確定。段最長(zhǎng)的實(shí)體的屬性來(lái)確定。 AB baa2 2 1 1第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-3 2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1、直接?xùn)鸥窬幋a、直接?xùn)鸥窬幋a： 將柵格數(shù)據(jù)看作一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣，將柵格數(shù)據(jù)看作一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣，逐行記錄代碼數(shù)據(jù)。逐行記錄代碼數(shù)據(jù)。 1）每行都從左到右記錄；）每行都從左到右記錄； AAAAABBBAABBAABB

32、2）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(diǎn)特點(diǎn)：最直觀、最基本的網(wǎng)格存貯結(jié)構(gòu)，沒(méi)有進(jìn)行任何壓縮最直觀、最基本的網(wǎng)格存貯結(jié)構(gòu)，沒(méi)有進(jìn)行任何壓縮數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理。 A A A A A B B B A A B B A A B B 數(shù)據(jù)壓縮是將數(shù)據(jù)表示成更緊湊的格式以減少存儲(chǔ)空間的一項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)壓縮是將數(shù)據(jù)表示成更緊湊的格式以減少存儲(chǔ)空間的一項(xiàng)技術(shù)。分為：。分為： 無(wú)損壓縮無(wú)損壓縮：信息信息 保持編碼保持編碼。 有損壓縮有損壓縮：信息不保持編碼。信息不保持編碼。 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-3 2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 將原

33、圖表示的數(shù)據(jù)矩陣變?yōu)閷⒃瓐D表示的數(shù)據(jù)矩陣變?yōu)閿?shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)： 1）屬性碼，長(zhǎng)度，行號(hào)（可不要）屬性碼，長(zhǎng)度，行號(hào)（可不要） 長(zhǎng)度：連續(xù)相同碼值的柵格個(gè)數(shù)。長(zhǎng)度：連續(xù)相同碼值的柵格個(gè)數(shù)。 2）屬性碼，點(diǎn)位）屬性碼，點(diǎn)位 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1 1）區(qū)域越大，數(shù)據(jù)的相關(guān)性越強(qiáng)，則壓縮越大，）區(qū)域越大，數(shù)據(jù)的相關(guān)性越強(qiáng)，則壓縮越大，適用于類適用于類 型區(qū)域面積較大的專題圖型區(qū)域面積較大的專題圖。 2 2）在）在柵格加密時(shí)，數(shù)據(jù)量不會(huì)明顯增加，柵格加密時(shí)，數(shù)據(jù)量不會(huì)明顯增加，壓縮率高壓縮率高，編碼，編碼 解碼解碼運(yùn)算簡(jiǎn)單運(yùn)算簡(jiǎn)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。 A A A A A

34、 B B B A A B B A A B B 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-3 2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 采用采用方形區(qū)域方形區(qū)域作為記錄單元，每個(gè)記錄單元包括相鄰的若干柵格作為記錄單元，每個(gè)記錄單元包括相鄰的若干柵格。 數(shù)據(jù)對(duì)組成：（初始行、列，半徑，屬性值）數(shù)據(jù)對(duì)組成：（初始行、列，半徑，屬性值）特點(diǎn)特點(diǎn)：具有：具有可變分辨率可變分辨率。 1 1）大塊圖斑記錄單元大，分辨率低，壓縮比）大塊圖斑記錄單元大，分辨率低，壓縮比高。高。 2 2）小塊圖斑記錄單元小，分辨率高，壓縮比）小塊圖斑記錄單元小，分辨率高，壓縮比低。低。依次掃描，編過(guò)的不重復(fù)。依次

35、掃描，編過(guò)的不重復(fù)。 1 2 3 4 5 6 7 8 1 0 4 4 7 7 7 7 7 2 4 4 4 4 4 7 7 7 3 4 4 4 4 8 8 7 7 4 0 0 4 8 8 8 7 7 5 0 0 8 8 8 8 7 8 6 0 0 0 8 8 8 8 8 7 0 0 0 0 8 8 8 8 8 0 0 0 0 0 8 8 8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) 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-3 2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)

36、據(jù)結(jié)構(gòu) 2）記下地物屬性碼和起點(diǎn)行、列后，進(jìn)行追）記下地物屬性碼和起點(diǎn)行、列后，進(jìn)行追蹤，得到矢量鏈。蹤，得到矢量鏈。將柵格數(shù)據(jù)（線狀地物面域邊界）表示為將柵格數(shù)據(jù)（線狀地物面域邊界）表示為矢量鏈?zhǔn)噶挎湹挠涗浀挠涗浗⒉襟E：建立步驟：1）首先定義一個(gè)）首先定義一個(gè)3x3窗口，對(duì)中間柵格的走窗口，對(duì)中間柵格的走 向的向的8種可能進(jìn)行編碼。種可能進(jìn)行編碼。 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-3 2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 鏈?zhǔn)骄幋a的特點(diǎn)：鏈?zhǔn)骄幋a的特點(diǎn)：第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-3 2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1、

37、 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(bǔ)上不足的用背景補(bǔ)上) ) 按四個(gè)象限進(jìn)行遞歸分割，按四個(gè)象限進(jìn)行遞歸分割， 并判斷屬性是否單一，并判斷屬性是否單一， a a 單一：不分。單一：不分。 b b 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(shù)。最后得到一顆四分叉的倒向樹(shù)。 （一）四叉樹(shù)概述（一）四叉樹(shù)概述： 一種一種可變分率可變分率的的非均勻網(wǎng)格非均勻網(wǎng)格系統(tǒng)。系統(tǒng)。是最有效的柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼方法之一是最有效的柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼方法之一 (示意圖示意圖)第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2

38、-3 2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 2、 四叉樹(shù)的樹(shù)形表示四叉樹(shù)的樹(shù)形表示： 用一倒立樹(shù)表示這種分割和分割結(jié)果。用一倒立樹(shù)表示這種分割和分割結(jié)果。 根：根：整個(gè)區(qū)域整個(gè)區(qū)域 高：高：深度、分幾級(jí)，幾次分割深度、分幾級(jí)，幾次分割 葉：葉：不能再分割的塊不能再分割的塊 樹(shù)叉：樹(shù)叉：還需分割的塊還需分割的塊 每個(gè)樹(shù)叉均有每個(gè)樹(shù)叉均有4個(gè)分叉，叫四叉樹(shù)。個(gè)分叉，叫四叉樹(shù)。（一）四叉樹(shù)概述（一）四叉樹(shù)概述：第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-3 2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-3 2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵

39、格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1 1）常規(guī)四叉樹(shù)）常規(guī)四叉樹(shù) 每個(gè)結(jié)點(diǎn)記錄每個(gè)結(jié)點(diǎn)記錄6 6個(gè)指針變量個(gè)指針變量： 1）父結(jié)點(diǎn)指針）父結(jié)點(diǎn)指針 2）四個(gè)子結(jié)點(diǎn)的指針）四個(gè)子結(jié)點(diǎn)的指針 3）本結(jié)點(diǎn)的屬性值）本結(jié)點(diǎn)的屬性值。指針不僅指針不僅增加了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)量增加了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)量，還增加了操作的，還增加了操作的復(fù)雜性復(fù)雜性。 所以，所以，常規(guī)四叉樹(shù)并不廣泛用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)常規(guī)四叉樹(shù)并不廣泛用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，其價(jià)值在于建立索引文件，進(jìn)行數(shù)據(jù)檢，其價(jià)值在于建立索引文件，進(jìn)行數(shù)據(jù)檢 索。索。第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-3 2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 用用地址碼（定位碼、地址碼（定位碼、Mo

40、rton碼）碼）記錄葉結(jié)點(diǎn)的記錄葉結(jié)點(diǎn)的位置、深度位置、深度 （幾次分割）和屬性。（幾次分割）和屬性。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 1 1）存貯量小，只對(duì)葉結(jié)點(diǎn)編碼，節(jié)省了大量中間結(jié)點(diǎn)的存）存貯量小，只對(duì)葉結(jié)點(diǎn)編碼，節(jié)省了大量中間結(jié)點(diǎn)的存 儲(chǔ)，地址碼隱含著結(jié)點(diǎn)的分割路徑和分割次數(shù)。儲(chǔ)，地址碼隱含著結(jié)點(diǎn)的分割路徑和分割次數(shù)。 2 2）線性四叉樹(shù)可直接尋址，通過(guò)其坐標(biāo)值直接計(jì)算其）線性四叉樹(shù)可直接尋址，通過(guò)其坐標(biāo)值直接計(jì)算其 MortonMorton碼，而不用建立四叉樹(shù)。碼，而不用建立四叉樹(shù)。 3 3）定位碼容易存儲(chǔ)和執(zhí)行實(shí)現(xiàn)集合相加等組合操作。）定位碼容易存儲(chǔ)和執(zhí)行實(shí)現(xiàn)集合相加等組合操作。 第二章第二章 空間

41、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-3 2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1 1、 方法方法1 1： 四叉樹(shù)從上而下（形成）（從整體開(kāi)始）四叉樹(shù)從上而下（形成）（從整體開(kāi)始） 由葉結(jié)點(diǎn)找由葉結(jié)點(diǎn)找MortonMorton碼。碼。 A A、分割一次，增加一位數(shù)字、分割一次，增加一位數(shù)字，大分割在前，小分割在，大分割在前，小分割在 后。所以，后。所以，碼的位數(shù)表示分割的次數(shù)碼的位數(shù)表示分割的次數(shù)。 B B、每一個(gè)位均是不大于每一個(gè)位均是不大于3 3的四進(jìn)制數(shù)，表達(dá)位置。的四進(jìn)制數(shù)，表達(dá)位置。 由由MortonMorton找出四叉樹(shù)葉結(jié)點(diǎn)的具體位置。找出四叉樹(shù)葉結(jié)點(diǎn)的具體位置。 0303

42、B BA A第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-3 2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1 1）計(jì)算每個(gè)柵格對(duì)應(yīng)的）計(jì)算每個(gè)柵格對(duì)應(yīng)的MQ MQ MQ=2 MQ=2* *Ib+Jb Ib+Jb I,J I,J化為二進(jìn)制化為二進(jìn)制Ib,Jb Ib,Jb 看最大的看最大的I,J,I,J,不足在前補(bǔ)不足在前補(bǔ) 零。零。 其其始行列號(hào)從始行列號(hào)從0 0計(jì)。計(jì)。 2) 2) 按碼的升序排成線性表，放在連續(xù)的內(nèi)存塊按碼的升序排成線性表，放在連續(xù)的內(nèi)存塊 中。中。 3 3）依次檢查每四個(gè)相鄰的）依次檢查每四個(gè)相鄰的MQMQ對(duì)應(yīng)的屬性值，相同對(duì)應(yīng)的屬性值，相同 合并（不同碼位去掉）

43、，不同則存盤合并（不同碼位去掉），不同則存盤, ,直到?jīng)]直到?jīng)] 有能夠合并的子塊為止。有能夠合并的子塊為止。第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-3 2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1 1、一種按位操作的方法、一種按位操作的方法： 如行為如行為2 2、列為、列為3 3的柵格的的柵格的MD MD 步驟：步驟： (1)(1)行、列號(hào)為二進(jìn)制行、列號(hào)為二進(jìn)制 Ib= 1 0 Jb= 1 1 Ib= 1 0 Jb= 1 1 (2)I(2)I行行J J列交叉列交叉 1 1 0 1 = 13 1 1 0 1 = 13 (3)(3)再化為十進(jìn)制。再化為十進(jìn)制。 實(shí)質(zhì)上是按左上、

44、右上、左下、右下的順序，從零開(kāi)始對(duì)實(shí)質(zhì)上是按左上、右上、左下、右下的順序，從零開(kāi)始對(duì)每個(gè)柵格進(jìn)行自然編碼。每個(gè)柵格進(jìn)行自然編碼。 四進(jìn)制四進(jìn)制MortonMorton碼直觀上切合四叉樹(shù)分割，但許多語(yǔ)言不支持四進(jìn)制變量，需用碼直觀上切合四叉樹(shù)分割，但許多語(yǔ)言不支持四進(jìn)制變量，需用 十進(jìn)制表示十進(jìn)制表示MortonMorton碼碼. .第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-3 2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1 1）按按MortonMorton碼把圖象讀入一維數(shù)組。碼把圖象讀入一維數(shù)組。 2）相鄰的四個(gè)象元比較，一致的合并，只記錄第一個(gè)象元的相鄰的四個(gè)象元比較，一致的

45、合并，只記錄第一個(gè)象元的Morton Morton 碼。循環(huán)比較所形成的大塊，相同的再合并，直到不能合并為止。碼。循環(huán)比較所形成的大塊，相同的再合并，直到不能合并為止。 3）進(jìn)一步用游程長(zhǎng)度編碼壓縮。壓縮時(shí)只記錄第一個(gè)象元的進(jìn)一步用游程長(zhǎng)度編碼壓縮。壓縮時(shí)只記錄第一個(gè)象元的Morton 碼。碼。第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-3 2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-3 2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 上圖上圖的壓縮處理過(guò)程為：的壓縮處理過(guò)程為： 1）按）按Morton碼讀入一維數(shù)組。碼讀入一維數(shù)

46、組。 Morton碼：碼：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 象象 元元 值：值： A A A B A B B B A A A A B B B B 2）四相鄰象元合并，只記錄第一個(gè)象元的）四相鄰象元合并，只記錄第一個(gè)象元的Morton碼。碼。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 12 A A A B A A B B A B 3）由于不能進(jìn)一步合并，則用游程長(zhǎng)度編碼壓縮。）由于不能進(jìn)一步合并，則用游程長(zhǎng)度編碼壓縮。 0 3 4 6 8 12 A B A B A B 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-3 2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵

47、格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 1 1）對(duì)于團(tuán)塊圖像占用空間比網(wǎng)絡(luò)法要少得多，基本上是一對(duì)于團(tuán)塊圖像占用空間比網(wǎng)絡(luò)法要少得多，基本上是一 種種非冗余表示法非冗余表示法。 2 2）可變率或多重分辯率，適用于處理凝聚性或呈塊狀分布可變率或多重分辯率，適用于處理凝聚性或呈塊狀分布 的空間數(shù)據(jù)。的空間數(shù)據(jù)。 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-3 2-3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 1） 矢矢/柵正反變換還不理想。柵正反變換還不理想。 2） 建立四叉樹(shù)耗費(fèi)機(jī)時(shí)很多。建立四叉樹(shù)耗費(fèi)機(jī)時(shí)很多。 3）四叉樹(shù)雖可修改，但很費(fèi)事。四叉樹(shù)雖可修改，但很費(fèi)事。 4）未能直接未能直

48、接表示物體間的拓?fù)潢P(guān)系。表示物體間的拓?fù)潢P(guān)系。 5）具有轉(zhuǎn)換不穩(wěn)定性（具有轉(zhuǎn)換不穩(wěn)定性（滑動(dòng)變異）滑動(dòng)變異） 6）失去了內(nèi)在的相關(guān)性失去了內(nèi)在的相關(guān)性第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)一、矢、柵優(yōu)缺點(diǎn)一、矢、柵優(yōu)缺點(diǎn)： 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)柵格結(jié)構(gòu)：柵格結(jié)構(gòu)： 大范圍小比例尺的自然資源、環(huán)境、農(nóng)林業(yè)等區(qū)域問(wèn)題的研究。大范圍小比例尺的自然資源、環(huán)境、農(nóng)林業(yè)等區(qū)域問(wèn)題的研究。矢量結(jié)構(gòu)：矢量結(jié)構(gòu)： 城市分區(qū)或詳細(xì)規(guī)劃、土地管理、公用事業(yè)管理等方面的應(yīng)用。城市分區(qū)或詳細(xì)規(guī)劃、土地管理、公用事業(yè)管理等方面的應(yīng)用。第二章第二章 空間數(shù)據(jù)

49、結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-4 2-4 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) 將將矢量面對(duì)目標(biāo)的方法矢量面對(duì)目標(biāo)的方法和和柵格元子充填的方法柵格元子充填的方法結(jié)合起來(lái)結(jié)合起來(lái)， 采用填滿線狀目標(biāo)路徑和充填面狀目標(biāo)空間的方法采用填滿線狀目標(biāo)路徑和充填面狀目標(biāo)空間的方法 作為一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。作為一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。從原理上說(shuō)，這是一種從原理上說(shuō)，這是一種以矢量的方式來(lái)組織柵格數(shù)據(jù)以矢量的方式來(lái)組織柵格數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-4 2-4 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) 線狀地物：線狀地物：除記錄原始取

50、樣點(diǎn)外，還記錄路徑所通過(guò)的柵格。除記錄原始取樣點(diǎn)外，還記錄路徑所通過(guò)的柵格。 面狀地物：面狀地物：除記錄它的多邊形周邊以外，還包括中間的面域柵格。除記錄它的多邊形周邊以外，還包括中間的面域柵格。 1）保留了矢量的全部性質(zhì)；）保留了矢量的全部性質(zhì)； 2）建立了柵格與地物的關(guān)系。）建立了柵格與地物的關(guān)系。 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-4 2-4 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) 1）點(diǎn)狀地物點(diǎn)狀地物僅有空間位置，沒(méi)有形狀和面積，在計(jì)算僅有空間位置，沒(méi)有形狀和面積，在計(jì)算 機(jī)內(nèi)部?jī)H有一個(gè)位置數(shù)據(jù)。機(jī)內(nèi)部?jī)H有一個(gè)位置數(shù)據(jù)。2） 線狀地物線狀地物有形狀但沒(méi)有面積

51、，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部需要有形狀但沒(méi)有面積，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部需要 用一組元子填滿整個(gè)路徑。用一組元子填滿整個(gè)路徑。3）面狀地物面狀地物具有形狀和面積，在平面上的投影是由邊界包具有形狀和面積，在平面上的投影是由邊界包 圍的緊致空間和一組填滿路徑的元子表達(dá)的邊界組成。圍的緊致空間和一組填滿路徑的元子表達(dá)的邊界組成。 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-4 2-4 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) 為提高柵格表示精度，采用為提高柵格表示精度，采用細(xì)分格網(wǎng)法細(xì)分格網(wǎng)法： 將一對(duì)將一對(duì)X,Y坐標(biāo)用兩個(gè)坐標(biāo)用兩個(gè)Morton碼代替：碼代替： M M1 1 表示該點(diǎn)所在基本格網(wǎng)的地址碼

52、；表示該點(diǎn)所在基本格網(wǎng)的地址碼； M M2 2 表示該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的細(xì)分格網(wǎng)的表示該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的細(xì)分格網(wǎng)的MortonMorton碼。碼。 M1 M2x,y第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-4 2-4 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) 線性四叉樹(shù)線性四叉樹(shù)(Morton)是基本數(shù)據(jù)格式，三個(gè)約定設(shè)計(jì)點(diǎn)、線、面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本是基本數(shù)據(jù)格式，三個(gè)約定設(shè)計(jì)點(diǎn)、線、面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本 依據(jù)，細(xì)分格網(wǎng)法保證足夠精度。依據(jù)，細(xì)分格網(wǎng)法保證足夠精度。點(diǎn) 標(biāo) 識(shí)點(diǎn) 標(biāo) 識(shí)號(hào)號(hào) M1 M2 高程高程Z 10025 43 4084 432 10026 105 7725 463 1、點(diǎn)狀地物

53、和結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、點(diǎn)狀地物和結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-4 2-4 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) 弧標(biāo)識(shí)號(hào)弧標(biāo)識(shí)號(hào) 起結(jié)點(diǎn)號(hào)起結(jié)點(diǎn)號(hào) 終結(jié)點(diǎn)號(hào)終結(jié)點(diǎn)號(hào) 中間點(diǎn)串（中間點(diǎn)串（M1,M2,Z） 20078 10025 10026 58,7749,435,92,4377,439 線標(biāo)識(shí)號(hào)線標(biāo)識(shí)號(hào) 弧段標(biāo)識(shí)號(hào)弧段標(biāo)識(shí)號(hào) 30031 20078，20079 30032 20092，20098，20099 弧段的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)弧段的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu): :線狀地物的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)線狀地物的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-4

54、 2-4 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) 1) 弧段文件弧段文件2）帶指針的二維行程碼）帶指針的二維行程碼二維行程二維行程M碼碼 屬性值屬性值0 0 5 4 8 0 16 4 30 8 31 4 32 0 37 8 40 0 44 8 46 0 47 8 二維行程二維行程M碼碼 循環(huán)指針屬性值循環(huán)指針屬性值 0 8 5 16 8 32 16 31 30 37 31 4（屬性值）（屬性值） 32 40 37 44 40 46 44 47 46 0（屬性值）（屬性值） 47 8（屬性值）（屬性值） 邊界弧段邊界弧段-形狀形狀面域面域第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)

55、庫(kù)2-4 2-4 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) 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-4 2-4 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) 面標(biāo)識(shí)號(hào)面標(biāo)識(shí)號(hào) 弧標(biāo)識(shí)號(hào)串弧標(biāo)識(shí)號(hào)串 面塊頭指針面塊頭指針 4000140001（屬性值為（屬性值為0 0） 2000120001，2000220002，20003 20003 0 0 4000240002（屬性值為（屬性值為4 4） 2000220002，20004 20004 16 16 4000340003（屬性值為（屬性值為8 8） 2000 2000 37 37 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

56、和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-4 2-4 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) 由幾個(gè)或幾種點(diǎn)、線、面狀簡(jiǎn)單地物組成的地物稱為復(fù)雜地物由幾個(gè)或幾種點(diǎn)、線、面狀簡(jiǎn)單地物組成的地物稱為復(fù)雜地物 復(fù)雜地物標(biāo)識(shí)號(hào)復(fù)雜地物標(biāo)識(shí)號(hào) 簡(jiǎn)單地物標(biāo)識(shí)號(hào)簡(jiǎn)單地物標(biāo)識(shí)號(hào) 50008 50008 1002510025，3000530005，30025 30025 50009 50009 3000630006，3000730007，40032 40032 第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)真三維模型真三維模型V=f(x,y,z)，z是一自變量，不受是一自變量，不受x，y的影響。的影響。 三維數(shù)據(jù)的組織與重

57、建，三維變換、查詢、運(yùn)算、三維數(shù)據(jù)的組織與重建，三維變換、查詢、運(yùn)算、 分析、維護(hù)較為復(fù)雜。分析、維護(hù)較為復(fù)雜。一、概述一、概述柵格柵格：將地理實(shí)體的三維空間分成細(xì)小單元：將地理實(shí)體的三維空間分成細(xì)小單元-體元。體元。 普遍用普遍用八叉樹(shù)。八叉樹(shù)。 矢量矢量：x，y，z，抽象為點(diǎn)、線、面、體，面構(gòu)成體。，抽象為點(diǎn)、線、面、體，面構(gòu)成體。 常用常用三維邊界表示法三維邊界表示法。 三維結(jié)構(gòu)存在柵格和矢量?jī)煞N形式：三維結(jié)構(gòu)存在柵格和矢量?jī)煞N形式：第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)1 1、思想、思想： 四叉樹(shù)在四叉樹(shù)在三維空間三維空間的推廣。的推廣。 將將要表示的形體要表示

58、的形體V放在一個(gè)充分大的正方體放在一個(gè)充分大的正方體C內(nèi)，內(nèi)，C的邊長(zhǎng)為的邊長(zhǎng)為2n，不斷用兩個(gè)與，不斷用兩個(gè)與XOY、XOZ的平面均的平面均分分C為為8個(gè)子體，并判斷屬性單一性。個(gè)子體，并判斷屬性單一性。 當(dāng)子體部分為當(dāng)子體部分為V-灰結(jié)點(diǎn)灰結(jié)點(diǎn) 需再需再1分為分為8。 子體中無(wú)子體中無(wú)V-白結(jié)點(diǎn)白結(jié)點(diǎn) 停止分割，葉結(jié)點(diǎn)。停止分割，葉結(jié)點(diǎn)。 子體子體全為全為VV黑結(jié)點(diǎn)黑結(jié)點(diǎn)2-5 2-5 三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 0 01 12 23 34 45 57 7第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)1）規(guī)則八叉樹(shù)）規(guī)則八叉樹(shù) 用用10項(xiàng)項(xiàng)字段來(lái)記錄每個(gè)結(jié)點(diǎn)（字段來(lái)記錄每個(gè)結(jié)

59、點(diǎn)（8個(gè)子結(jié)點(diǎn)指針，個(gè)子結(jié)點(diǎn)指針， 1個(gè)父結(jié)點(diǎn)指針，個(gè)父結(jié)點(diǎn)指針，1個(gè)結(jié)點(diǎn)屬性個(gè)結(jié)點(diǎn)屬性）。）。2-5 2-5 三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)特點(diǎn)：節(jié)省存貯空間；但喪：節(jié)省存貯空間；但喪 失一定的靈活性。失一定的靈活性。 2）線性八叉樹(shù)）線性八叉樹(shù) Motorn碼碼 用預(yù)先確定的次序?qū)瞬鏄?shù)轉(zhuǎn)換成一個(gè)線性表，表中的用預(yù)先確定的次序?qū)瞬鏄?shù)轉(zhuǎn)換成一個(gè)線性表，表中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)用固定的字節(jié)描每個(gè)結(jié)點(diǎn)用固定的字節(jié)描 述，某些位說(shuō)明它是否為葉結(jié)點(diǎn)。述，某些位說(shuō)明它是否為葉結(jié)點(diǎn)。第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù) 每個(gè)結(jié)點(diǎn)均每個(gè)結(jié)點(diǎn)均1分為分為8，并標(biāo)記為，并標(biāo)記為 0，1，2，

60、3，4，5，6，7。隱含子結(jié)點(diǎn)記錄存隱含子結(jié)點(diǎn)記錄存放的次序放的次序 -便于檢索便于檢索 浪費(fèi)存儲(chǔ)浪費(fèi)存儲(chǔ)，除非完全八叉樹(shù)，即所有葉結(jié)點(diǎn)均在同一層次出現(xiàn)，上層均為非葉，除非完全八叉樹(shù)，即所有葉結(jié)點(diǎn)均在同一層次出現(xiàn)，上層均為非葉結(jié)點(diǎn)。結(jié)點(diǎn)。2-5 2-5 三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 0 1 2 3 70 1 2 3 7第二章第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)2-5 2-5 三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) v1v2v3v4l1l 2l 3l 4l 5l6v1 x1 y1 z1 v2 x2 y2 z2 v3 x3 y3 z3 v4 x4 y4 z4 l1 v1 v2 l2 v2 v3