第三次第四次空間數(shù)據(jù)模型及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

1、第三次第四次空間數(shù)據(jù)模型及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第1頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日概念：空間數(shù)據(jù)模型是關(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)的組織和設(shè)計空間數(shù)據(jù)庫模式提供著基本方法。 類型：基于對象（要素）（Feature）的模型場（Field）模型網(wǎng)絡(luò)（Network）模型空間數(shù)據(jù)模型第2頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日 1. 場模型：空間內(nèi)連續(xù)分布，如污染物的集中程度、地表溫度、土壤濕度。空間結(jié)構(gòu)特征和屬性域連續(xù)的、可微的、離散的 各向同性和各向異性 空間自相關(guān)在各向同性與各向異性場中的旅行時間面 強(qiáng)空間正負(fù)自相關(guān)模式 空間數(shù)據(jù)

2、模型第3頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日 1.1 柵格數(shù)據(jù)模型 柵格數(shù)據(jù)模型是基于連續(xù)鋪蓋的，它是用二維鋪蓋或劃分覆蓋整個連續(xù)空間；鋪蓋可以分為規(guī)則的和不規(guī)則的，后者可當(dāng)做拓?fù)涠噙呅翁幚?。三角形、方格和六角形劃?空間數(shù)據(jù)模型柵格數(shù)據(jù)模型 矢量數(shù)據(jù)模型 第4頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日2. 要素模型 基于要素的空間模型強(qiáng)調(diào)了個體現(xiàn)象，該現(xiàn)象以獨立的方式或者以與其他現(xiàn)象之間的關(guān)系的方式來研究。 基于要素的空間信息模型把信息空間分解為對象或?qū)嶓w。一個實體必須符合三個條件： 可被識別 重要（與問題相關(guān)） 可被描述（有特征） 對于基于要素的模型，

3、采用面向?qū)ο蟮拿枋鍪呛线m的?？臻g數(shù)據(jù)模型第5頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日空間對象二維對象一維對象零維對象點延伸對象域單位對象面域?qū)ο竺鎸ο蟓h(huán)弧簡單弧簡單環(huán)歐氏平面的空間對象類型空間數(shù)據(jù)模型第6頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日選擇要素選擇一個位置它在哪里那里怎么樣數(shù)據(jù)現(xiàn)實世界要素模型場模型要素模型和場模型的比較空間數(shù)據(jù)模型第7頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日2.1 矢量數(shù)據(jù)模型空間數(shù)據(jù)模型柵格數(shù)據(jù)模型 矢量數(shù)據(jù)模型 第8頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日地理實體地理實體及其描述地理實體的描述

4、地理實體實體的空間特征實體間空間關(guān)系第9頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日1、定義： 指自然界現(xiàn)象和社會經(jīng)濟(jì)事件中不能再分割的單元，它是一個具體有概括性，復(fù)雜性，相對意義的概念。2、理解： 地理實體類別及實體內(nèi)容的確定是從具體需要出發(fā)的，例如，在全國地圖上由于比例尺很小，中國海洋大學(xué)就是一個點，這個點不能再分割，可以把中國海洋大學(xué)定為一個空間實體，而在大比例尺的青島市地圖上，中國海洋大學(xué)的許多樓房，道路都要表達(dá)出來，所以中國海洋大學(xué)必須再分割，不能作為一個空間實體，應(yīng)將樓房，道路等作為研究的地理實體，由此可見，GIS中的空間實體是一個概括，復(fù)雜，相對的概念。地理實體GI

5、S處理的對象第10頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日3、空間實體的表達(dá) 地理空間實體必須進(jìn)行數(shù)據(jù)表達(dá)，計算機(jī)才能進(jìn)行處理 對空間實體表達(dá)時，點是構(gòu)成地理空間實體的基本元素，所以關(guān)鍵是對點元素的表達(dá)。 如果采用一個沒有大小的點（坐標(biāo)）來表達(dá)基本點元素，稱為矢量表示法；如果采用一個有固定大小的點（面元）來表達(dá)基本點元素，稱為柵格表示法，它們分別對應(yīng)矢量數(shù)據(jù)模型和柵格數(shù)據(jù)模型 兩種數(shù)據(jù)模型代表著從信息世界觀點對現(xiàn)實世界空間目標(biāo)的兩種不同的數(shù)據(jù)表達(dá)方法，它們在功能、使用方法和應(yīng)用對象上都有一定的差異。地理實體GIS處理的對象第11頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5

6、分，星期日地理實體及其描述地理實體實體的空間特征實體間空間關(guān)系地理實體的描述地理實體GIS處理的對象第12頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日二、地理實體的描述空間數(shù)據(jù) 1、描述的內(nèi)容 反映了實體的三個特征 3、數(shù)據(jù)類型 4、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以什么形式存儲和處理幾何數(shù)據(jù)（空間數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)） 數(shù)據(jù)關(guān)系實體間的鄰接、關(guān)聯(lián)包含等相互關(guān)系 屬性數(shù)據(jù)各種屬性特征和時間元數(shù)據(jù) 矢量、柵格、TIN（專用于地表或特殊造型） RDBMS屬性表-采用MIS較成熟 同物理、化學(xué)等學(xué)科使用的數(shù)據(jù)類型相比，空間數(shù)據(jù)是一種較復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，涉及到空間特征、屬性特征及它們之間關(guān)系的描述空間元數(shù)據(jù)位置、形狀、

7、尺寸 、識別碼（名稱）實體的角色、功能、行為、實體的衍生信息時間測量方法、編碼方法、空間參考系等 空間特征：地理位置和空間關(guān)系屬性特征名稱、等級、類別等時間特征2、基本特征 第13頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日地理實體及其描述地理實體的描述地理實體實體的空間特征實體間空間關(guān)系地理實體GIS處理的對象第14頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日（一）空間維數(shù)：有0，1，2，3 維之分，點、線、面、體。（二）空間特征類型：（三）實體類型組合1、點狀實體2、線狀實體3、面狀實體4、體狀實體地理實體的空間特征第15頁，共139頁，2022年，5月20日，

8、10點5分，星期日地理實體及其描述地理實體的描述地理實體實體的空間特征實體間空間關(guān)系地理實體GIS處理的對象第16頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日1、拓?fù)淇臻g關(guān)系： 2、順序空間關(guān)系： （方向空間關(guān)系） 用上下左右、前后、東南西北等方向性名稱來描述空間實體的順序關(guān)系，算法復(fù)雜。3、度量空間關(guān)系：主要指實體間的距離關(guān)系，遠(yuǎn)近。1）在地理空間中兩點間的距離有兩種度量方法。a、沿真實的地球表面進(jìn)行,除與兩點的地理坐標(biāo)有關(guān)外，還與所通過路徑的地形起伏有關(guān)，復(fù)雜,引入第二種。b、沿地球旋轉(zhuǎn)橢球體的距離量算。2）距離類別： 歐氏距離（笛卡爾坐標(biāo)系）、曼哈頓（出租車）距離、時間距離

9、、大地測量距離（大地線）（沿地球大圓經(jīng)過兩個城市中心的距離）。 實體間空間關(guān)系空間關(guān)系類型第17頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日拓?fù)淇臻g關(guān)系第18頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日拓?fù)淇臻g關(guān)系1、定義： 指圖形保持連續(xù)狀態(tài)下變形，但圖形關(guān)系不變的性質(zhì)。將橡皮任意拉伸，壓縮，但不能扭轉(zhuǎn)或折疊。 拓?fù)渥儞Q（橡皮變換） 非拓?fù)鋵傩裕◣缀危┩負(fù)鋵傩裕]發(fā)生變化的屬性）兩點間距離一點指向另一點的方向弧段長度、區(qū)域周長、面積 等一個點在一條弧段的端點 一條弧是一簡單弧段（自身不相交） 一個點在一個區(qū)域的邊界上一個點在一個區(qū)域的內(nèi)部/外部一個點在一個環(huán)的內(nèi)/

10、外部一個面是一個簡單面一個面的連通性 面內(nèi)任兩點從一點可在面的內(nèi)部走向另一點1、定義 2、種類 3、拓?fù)潢P(guān)系的表達(dá) 4、意義第19頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日第20頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日2、種類 1）關(guān)聯(lián)性： （不同類要素之間）結(jié)點與弧段：如V9與L5,L6,L3多邊形與弧段：P2與L3,L5,L22）鄰接性： (同類元素之間)多邊形之間、結(jié)點之間。鄰接矩陣 重疊：- 鄰接：1 不鄰接：0拓?fù)淇臻g關(guān)系P1P2P3P4P1-111P21-10P311-0P4100-第21頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日3

11、）連通性：與鄰接性相類似，指對弧段連接的判別，如用于網(wǎng)絡(luò)分析中確定路徑、街道是否相通。連通矩陣：重疊：- 連通：1 不連通：0 V1V2V3V1-10V21-1V301-4）包含關(guān)系：空間圖形中不同類或同類但不同級元素之間的拓?fù)潢P(guān)系。第22頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日拓?fù)潢P(guān)系具體可由4個關(guān)系表來表示：（1） 面-鏈關(guān)系： 面 構(gòu)成面的弧段（2） 鏈-結(jié)點關(guān)系： 鏈 鏈兩端的結(jié)點（3） 結(jié)點-鏈關(guān)系： 結(jié)點 通過該結(jié)點的鏈（4） 鏈面關(guān)系： 鏈 左面 右面3、拓?fù)潢P(guān)系的表達(dá)對于數(shù)據(jù)處理和GIS空間分析具有重要的意義，因為：1）拓?fù)潢P(guān)系能清楚地反映實體之間的邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)

12、系，它比幾何關(guān)系具有更大的穩(wěn)定性，不隨地圖投影而變化。2）有助于空間要素的查詢，利用拓?fù)潢P(guān)系可以解決許多實際問題。 如某縣的鄰接縣，面面相鄰問題。又如供水管網(wǎng)系統(tǒng)中某段水管破裂找關(guān)閉它的閥門，就需要查詢該線（管道）與哪些點（閥門）關(guān)聯(lián)。3）根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系可重建地理實體。4、拓?fù)潢P(guān)系的意義：第23頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一般分為基于矢量模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和基于柵格模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 矢量（Vector）數(shù)據(jù)是面向地物的結(jié)構(gòu)，即對于每一個具體的目標(biāo)都直接賦有位置和屬性信息以及目標(biāo)之間的拓?fù)潢P(guān)系說明。 柵格（Raster）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是面向位置的結(jié)構(gòu)，平面

13、空間上的任何一點都直接聯(lián)系到某一個或某一類地物。但對于某一個具體的目標(biāo)又沒有直接聚集所有信息，只能通過遍歷柵格矩陣逐一尋找，它也不能完整地建立地物之間的拓?fù)潢P(guān)系。第24頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日第25頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)組織圖形表示柵格結(jié)構(gòu)的建立 柵格數(shù)據(jù)編碼 定義第26頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日將地球表面劃分為大小均勻緊密相鄰的網(wǎng)格陣列，每個網(wǎng)格作為一個象元或象素由行、列定義，并包含一個代碼表示該象素的屬性類型或量值，或僅僅包括指向其屬性記錄的指針。柵格

14、結(jié)構(gòu)表示的地表是不連續(xù)的，是量化和近似離散的數(shù)據(jù)。每一個單元格對應(yīng)一個相應(yīng)的地塊?？臻g數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)第27頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日柵格數(shù)據(jù)單元格經(jīng)常是矩形（主要是正方形）的，但并不是必須如此。其單元格形狀可以隨應(yīng)用的需要進(jìn)行具體設(shè)定，比如設(shè)置為三角形。柵格數(shù)據(jù)的比例尺就是柵格大小與地表相應(yīng)單元大小之比。柵格尺寸越小，其分辨率越高，數(shù)據(jù)量也越大?？臻g數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)第28頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日SPOT XS 20m*20m 牡丹水庫band G, R, IR柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第29頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分

15、，星期日柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)組織圖形表示柵格結(jié)構(gòu)的建立 柵格數(shù)據(jù)編碼 定義空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)第30頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日Real worldGridPointLineAreaValue=0=1=2=3RowColumnTrianglesHexagonsRASTER圖形表示第31頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日 柵格結(jié)構(gòu)用密集正方形（或三角形，多邊形）將地理區(qū)域劃分為網(wǎng)格陣列。位置由行，列號定義，屬性為柵格單元的值。圖形表示22122332333233323332點：由單個柵格表達(dá)。線：由沿線走向有相同屬性取值的一組相鄰柵格表達(dá)。面：

16、由沿線走向有相同屬性取值的一片柵格表達(dá)。柵格數(shù)據(jù)的比例尺就是柵格(象元)的大小與地表相應(yīng)單元的大小之比，當(dāng)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應(yīng)區(qū)域內(nèi)地理數(shù)據(jù)的近似值，因而有可能產(chǎn)生屬性方面的偏差。333第32頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日屬性明顯數(shù)據(jù)中直接記錄了數(shù)據(jù)屬性或指向數(shù)據(jù)屬性的指針，因而我們可以直接得到地物的屬性代碼定位隱含所在位置則根據(jù)行列號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的坐標(biāo)，也就是說定位是根據(jù)數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)集中的位置得到的。柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)容易實現(xiàn)，算法簡單，且易于擴(kuò)充、修改，也很直觀，特別是易于同遙感影像的結(jié)合處理，給地理空間數(shù)據(jù)

17、處理帶來了極大的方便。圖形表示柵格數(shù)據(jù)特點第33頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖形表示柵格結(jié)構(gòu)的建立 柵格數(shù)據(jù)編碼 數(shù)據(jù)組織 定義空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)第34頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日柵格數(shù)據(jù)組織針對一個柵格單元對應(yīng)多個屬性值的多層?xùn)鸥裎募？臻g數(shù)據(jù)庫22222aaaaa2 2土壤植被組織方法第35頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日第36頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖形表示柵格結(jié)構(gòu)的建立 柵格數(shù)據(jù)編碼 數(shù)據(jù)組織 定義空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)第37頁，共139頁，2

18、022年，5月20日，10點5分，星期日柵格結(jié)構(gòu)的建立1、手工獲取，專題圖上劃分均勻網(wǎng)格，逐個決定其網(wǎng)格代碼。2、掃描儀掃描專題圖的圖像數(shù)據(jù)行、列、顏色（灰度），定義顏色與屬性對應(yīng)表，用相應(yīng)屬性代替相應(yīng)顏色，得到（行、列、屬性）再進(jìn)行柵格編碼、存貯，即得該專題圖的柵格數(shù)據(jù)。3、由矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換而來。4、遙感影像數(shù)據(jù)，對地面景象的輻射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素值序列。5、格網(wǎng)DEM數(shù)據(jù)，當(dāng)屬性值為地面高程，則為格網(wǎng)DEM，通過DEM內(nèi)插得到。（一）數(shù)據(jù)獲取（二）柵格系統(tǒng)的確定(三)柵格代碼的確定第38頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星

19、期日柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖形表示柵格結(jié)構(gòu)的建立 柵格數(shù)據(jù)編碼 數(shù)據(jù)組織 定義空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)第39頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日空間實體 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 圖形數(shù)據(jù)編碼 數(shù)據(jù)組織結(jié)果 屬性數(shù)據(jù) 存入計算機(jī) 數(shù)據(jù)編碼第40頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日柵格數(shù)據(jù)編碼 無論如何取值，在計算機(jī)中，如果矩陣的每個元素用一個雙字節(jié)表示，則一個圖層的全柵格數(shù)據(jù)所需要的存儲空間為m（行） n（列） 2（字節(jié)）。 如：一個面積為100km2的區(qū)域，如果網(wǎng)格邊長取為1m，每個網(wǎng)格用一個雙字節(jié)表示，則一個圖層的要素就占用 兆字節(jié)的存儲空間。200 ？第41頁，共139頁，

20、2022年，5月20日，10點5分，星期日柵格數(shù)據(jù)編碼方法 直接?xùn)鸥窬幋a 行程編碼（變長編碼） 塊碼游程編碼向二維的擴(kuò)展 鏈?zhǔn)骄幋a、Freeman 鏈碼、邊界鏈碼 四叉樹編碼第42頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日將柵格數(shù)據(jù)看作一個數(shù)據(jù)矩陣，逐行記錄代碼數(shù)據(jù)。1）每行都從左到右記錄； AAAA；ABBB；AABB；AABB2）奇數(shù)行從左到右，偶數(shù)行從右到左；特點：最直觀、最基本的網(wǎng)格存貯結(jié)構(gòu)，沒有進(jìn)行任何壓縮數(shù)據(jù)處理。 柵格數(shù)據(jù)量大，格網(wǎng)數(shù)多，由于地理數(shù)據(jù)往往有較強(qiáng)的相關(guān)性，即相鄰象元的值往往是相同的。所以，出現(xiàn)了各種柵格數(shù)據(jù)壓縮方法。數(shù)據(jù)壓縮是將數(shù)據(jù)表示成更緊湊的格式

21、以減少存儲空間的一項技術(shù)。分為：無損壓縮：在編碼過程中信息沒有丟失，經(jīng)過解碼可恢復(fù)原有的信息信息 保持編碼。有損壓縮：為最大限度壓縮數(shù)據(jù)，在編碼中損失一些認(rèn)為不太重要的信息，解碼后，這部分信息無法恢復(fù)。信息不保持編碼。 直接?xùn)鸥窬幋a A A A A A B B B A A B B A A B B 第43頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日一些常用的柵格排列順序第44頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日柵格數(shù)據(jù)編碼方法 直接?xùn)鸥窬幋a 行程編碼（變長編碼） 塊碼游程編碼向二維的擴(kuò)展 鏈?zhǔn)骄幋a、Freeman 鏈碼、邊界鏈碼 四叉樹編碼第45頁，共139頁

22、，2022年，5月20日，10點5分，星期日行程編碼（變長編碼） 是將原始柵格陣列中屬性值相同的連續(xù)若干個柵格單元映射為一個游程，每個游程的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為（A，P）整數(shù)對。其中，A代表屬性值，P代表該游程長度。 記錄每個游程起（迄）列號游程長度的記錄方式有兩種： 記錄每個游程象元數(shù)第46頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日逐行記錄每個游程的迄點列號5，5A，2，B，5A，1，C，4，A，5D，1，C，3，A，5D，2，C，3，A，5D，2，A，5游程長度編碼方法一第47頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日記錄每個游程象元數(shù)5，5A，2，B，3A，1，C，

23、3，A，1D，1，C，2，A，2D，2，C，1，A，2D，2，A，35，52，A3，B1，A3，C1，A1，D2，C2，A或游程長度編碼方法二第48頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日柵格數(shù)據(jù)編碼方法 直接?xùn)鸥窬幋a 行程編碼（變長編碼） 塊碼游程編碼向二維的擴(kuò)展 鏈?zhǔn)骄幋a、Freeman 鏈碼、邊界鏈碼 四叉樹編碼第49頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日塊碼(游程編碼向二維擴(kuò)展) 塊式編碼是將游程擴(kuò)大到兩維情況，把多邊形范圍劃分成若干具有同一屬性的正方形，然后對各個正方形進(jìn)行編碼。 塊式編碼的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由初始位置（行列號）、半徑和屬性代碼組成。第50

24、頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日M M R M M M M MM M M R R M M M1 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 8M M R M M M M MM M R R M R M MM R R R R R R MM R R R R R R MM R R R R R R MM R R R R R R MM M R R R R R MM M M R R M M MM M R R R R R MM M R R M R M MM R R R R R R MM R R R R R R MM R R R R R R MM R R R R R R M塊

25、碼示意圖第51頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日1，1，2，M；1，3，1，R；1，4，1，M；1，5，1，M；1，6，1，M；1，7，2，M2，3，2，R；2，5，1，M；2，6，1，R3，1，1，M；3，2，1，R；3，5，3，R；3，8，1，M4，1，1，M；4，2，2，R;4，4，1，R ； 4，8，1，M5，1，1，M；5，4，1，R；5，8，1，MM M R M M M M MM M M R R M M M1 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 8M M R R R R R MM M R R M R M MM R R R R R R MM

26、R R R R R R MM R R R R R R MM R R R R R R M塊碼編碼示例第52頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日數(shù)據(jù)劃分越細(xì)，數(shù)據(jù)冗余多的多，才能顯示 出塊碼的優(yōu)越性 具有可變分辨率，即當(dāng)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。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(fù)雜程度的提高而降低分辯率。塊碼編碼特點第53頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日柵格數(shù)據(jù)編碼方法 直接?xùn)鸥窬幋a 行程編碼（變長編碼） 塊碼游程編碼向二維的擴(kuò)展 鏈?zhǔn)骄幋a、Freeman 鏈碼、邊界鏈碼 四叉

27、樹編碼第54頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日鏈?zhǔn)骄幋a、Freeman 鏈碼、邊界鏈碼1）首先定義一個3x3窗口，中間柵格的走向有8種可能，并將這8種可能07進(jìn)行編碼。2）記下地物屬性碼和起點行、列后，進(jìn)行追蹤，得到矢量鏈.將柵格數(shù)據(jù)（線狀地物面域邊界）表示為矢量鏈的記錄鏈?zhǔn)骄幋a表aaaaaaab屬性碼起點行起點列鏈碼a14556656b37576654323第55頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日鏈?zhǔn)骄幋a優(yōu)點：鏈?zhǔn)骄幋a對多邊形的表示具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)壓縮能力，且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(jìn)部分等都比較容易，比較適于存儲

28、圖形數(shù)據(jù)。缺點：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，而且由于鏈碼以每個區(qū)域為單位存儲邊界，相鄰區(qū)域的公共邊界被重復(fù)存儲會產(chǎn)生冗余。第56頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日柵格數(shù)據(jù)編碼方法 直接?xùn)鸥窬幋a 行程編碼（變長編碼） 塊碼游程編碼向二維的擴(kuò)展 鏈?zhǔn)骄幋a、Freeman 鏈碼、邊界鏈碼 四叉樹編碼第57頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日其基本分割方法是將一幅柵格地圖或圖像等分為四部分。逐塊檢查其柵格屬性值(或灰度)。如果某個子區(qū)的所有柵格值都具有相同的值。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

29、四個子區(qū)。這樣依次地分割，直到每個子塊都只含有相同的屬性值或灰度為止。 采用四叉樹編碼時，為了保證四叉樹分解能不斷地進(jìn)行下去，要求圖像必須為2n2 n的柵格陣列，對于非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的圖像需首先通過增加背景的方法將圖像擴(kuò)充為2 n 2 n的圖像。 四叉樹編碼第58頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日四叉樹編碼1、 基本思想：將2n2n象元組成的圖像(不足的用背景補上) 按四個象限進(jìn)行遞歸分割，并判斷屬性是否單一，單一：不分。 不單一：遞歸分割。最后得到一顆四分叉的倒向樹。2、 四叉樹的樹形表示： 用一倒立樹表示這種分割和分割結(jié)果。根：整個區(qū)域高：深度、分幾級，幾次分割葉：不能再

30、分割的塊樹叉：還需分割的塊 每個樹叉均有4個分叉，叫四叉樹。（一）四叉樹概述：最有效的柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼方法之一 AAAAABBBAABBAABB第59頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日3、 編碼方法：四叉樹結(jié)構(gòu)按其編碼的方法不同分為常規(guī)四叉樹和線性四叉樹：1）常規(guī)四叉樹 記錄這棵樹的葉結(jié)點外，中間結(jié)點，結(jié)點之間的聯(lián)系用指針聯(lián)系，每個結(jié)點需要6個變量：父結(jié)點指針、四個子結(jié)點的指針和本結(jié)點的屬性值。 指針不僅增加了數(shù)據(jù)的存儲量，還增加了操作的復(fù)雜性：如層次數(shù)（分割次數(shù)）由從父結(jié)點移到根結(jié)點的次數(shù)來確定，結(jié)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，常規(guī)四叉樹并

31、不廣泛用于存儲數(shù)據(jù)，其價值在于建立索引文件，進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索。四叉樹編碼第60頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日2）線性四叉樹 線性四叉樹：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。所謂深度是指處于四叉樹的第幾層上。由深度可推知子區(qū)的大小。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)點的位置和深度信息。最常用的地址碼是四進(jìn)制或十進(jìn)制的Morton碼。優(yōu)點： 存貯量小，只對葉結(jié)點編碼，節(jié)省了大量中間結(jié)點的存儲，地址碼隱含著結(jié)點的分割路徑和分割次數(shù)。 線性四叉樹可直接尋址，通過其坐標(biāo)值直接計算其Morton碼，而不用建立

32、四叉樹。四叉樹編碼第61頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日 由上而下的方法運算量大，耗時較長。因而實踐中可以采用從下而上的方法建立四叉樹編碼。對柵格數(shù)據(jù)按如下的順序進(jìn)行檢測：如果每相鄰四個柵格值相同則進(jìn)行合并，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。 四叉樹編碼第62頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日2、把一幅2n2n的圖像壓縮成線性四叉樹的過程 1、按Morton碼把圖象讀入一維數(shù)組。 2、相鄰的四個象元比較，一致的合并，只記錄第一個象元的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

33、止。 3、進(jìn)一步用游程長度編碼壓縮。壓縮時只記錄第一個象元的Morton碼。A 0A 1A 4A 5A 2 B 3B 6B 7A 8A 9B 12B 13A 10A 11B 14B 15右圖的壓縮處理過程為：1、按Morton碼讀入一維數(shù)組。 Morton碼：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 象 元 值： A A A B A B B B A A A A B B B B2、四相鄰象元合并，只記錄第一個象元的Morton碼。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 12 A A A B A A B B A B3、由于不能進(jìn)一步合并，則用游程長度編碼壓縮。 0

34、3 4 6 8 12 A B A B A B A 0A 1A 4A 5A 2 B 3B 6B 7A 8A 9B 12B 13A 10A 11B 14B 15四叉樹編碼第63頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日四叉樹優(yōu)缺點優(yōu)點： 1）對于團(tuán)塊圖像，四叉樹表示法占用空間比網(wǎng)絡(luò)法要少得多，四叉樹表示法基本上是一種非冗余表示法。 2）四叉樹具有可變率或多重分辯率的特點使得它有很好的應(yīng)用前景，適用于處理凝聚性或呈塊狀分布的空間數(shù)據(jù)，特別適用于處理分布不均勻的塊狀空間數(shù)據(jù)，但不適用于連續(xù)表面（如地形）或線狀地物。此外，目前應(yīng)用四叉樹還存下列問題：1) 建立四叉樹耗費機(jī)時很多2) 四叉

35、樹雖可修改，但很費事四叉樹編碼第64頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日3) 四叉樹未能直接表示物體間的拓?fù)潢P(guān)系。4) 與非樹表示法比較，四叉樹表示法的缺點在于轉(zhuǎn)換的不穩(wěn)定性或叫滑動變異例如，兩個圖像的差異僅由于平移，就會構(gòu)成極為不同的四叉樹，因而很難根據(jù)四叉樹來判斷這兩個圖像是否全同，故不利于做形狀分析和模式識別 A 0A 1A 4A 5A 2 B 3B 6B 7A 8A 9B 12B 13A 10A 11B 14B 15AAAAABBBAABBAABB5) 一個物體的圖像在構(gòu)成四叉樹時會被分割到若干個象限中，使它失去了內(nèi)在的相關(guān)性。AAAAABBBAABBAABB四叉

36、樹編碼第65頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日常見柵格壓縮編碼方法總結(jié)：鏈碼的壓縮效率較高，已經(jīng)近矢量結(jié)構(gòu)，對邊界的運算比較方便，但不具有區(qū)域的性質(zhì)，區(qū)域運算困難 。游程長度編碼既可以在很大程度上壓縮數(shù)據(jù)，又最大限度地保留了原始柵格結(jié)構(gòu)，編碼解碼十分容易。但對破碎數(shù)據(jù)處理效果不好。塊碼和四叉樹編碼具有區(qū)域性質(zhì)，又具有可變的分辨率，有較高的壓縮效率，但運算效率是其瓶頸。其中四叉樹編碼可以直接進(jìn)行大量圖形圖像運算，效率較高，是很有前途的方法。 第66頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 獲取方式定義及圖形表示矢量數(shù)據(jù)組織 編碼方式空間數(shù)據(jù)結(jié)

37、構(gòu)矢量數(shù)據(jù)第67頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義及圖形顯示 矢量數(shù)據(jù)用一系列有序的x、y坐標(biāo)對表示地理實體的空間位置。 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是: 數(shù)據(jù)占存貯空間小, 空間位置精度高, 空間關(guān)系描述全面, 容易建立拓?fù)潢P(guān)系, 空間和屬性數(shù)據(jù)綜合查詢更新方便。 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的主要缺點是: 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 處理位置關(guān)系(包括相交、通過、包含等)費時, 地圖疊加分析較困難, 邊界復(fù)雜模糊的事物難以描述, 不能直接處理圖像信息, 與DTM和RS結(jié)合困難等。第68頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義及圖形顯示定位明顯屬性隱含第6

38、9頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 獲取方式定義及圖形表示矢量數(shù)據(jù)組織 編碼方式第70頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日矢量數(shù)據(jù)獲取方式1) 由外業(yè)測量獲得 可利用測量儀器自動記錄測量成果(常稱為電子手薄)，然后轉(zhuǎn)到地理數(shù)據(jù)庫中。2)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)。3)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)。第71頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 獲取方式定義及圖形表示矢量數(shù)據(jù)組織 編碼方式第72頁，共139頁，20

39、22年，5月20日，10點5分，星期日矢量數(shù)據(jù)組織點：坐標(biāo)對（x,y） +識別符線：坐標(biāo)對系列(x1,y1).(xn,yn) 及有關(guān)屬性、其它屬性面：首尾相同的坐標(biāo)串關(guān)系表幾何位置坐標(biāo)文件連接矢量數(shù)據(jù)表示時應(yīng)考慮以下問題： 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。 矢量數(shù)據(jù)之間的空間關(guān)系(拓?fù)潢P(guān)系)。第73頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 獲取方式定義及圖形表示矢量數(shù)據(jù)組織 編碼方式第74頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日編碼方法 ：點實體線實體多邊形 坐標(biāo)序列法 樹狀索引編碼法 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)編碼法 (X,Y)(X2,

40、Y2)(X3,Y3)(X4,Y4)(X5,Y5)LinePoint(X5,Y5)(X,Y)(X2,Y2)(X4,Y4)(X3,Y3)Polygon(X,Y)矢量數(shù)據(jù)編碼方式第75頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日點實體 點是空間上不能再分的地理實體，可以是具體的或抽象的，如地物點、文本位置點或線段網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點等，由一對x、y坐標(biāo)表示。 對于點實體，矢量結(jié)構(gòu)中只記錄其在特定坐標(biāo)系下的坐標(biāo)和屬性代碼 矢量數(shù)據(jù)編碼方式點實體第76頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日線實體對于線實體，在數(shù)字化時即進(jìn)行量化，就是用一系列足夠短的直線首尾相接表示一條曲線，當(dāng)曲線

41、被分割成多而短的線段后，這些小線段可以近似地看成直線段，而這條曲線也可以足夠精確地由這些小直線段序列表示，矢量結(jié)構(gòu)中只記錄這些小線段的端點坐標(biāo)，將曲線表示為一個坐標(biāo)序列，坐標(biāo)之間認(rèn)為是以直線段相連，在一定精度范圍內(nèi)可以逼真地表示各種形狀的線狀地物 矢量數(shù)據(jù)編碼方式線實體第77頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日唯一標(biāo)識碼是系統(tǒng)排列序號；線標(biāo)識碼可以標(biāo)識線的類型；起始點和終止點號可直接用坐標(biāo)表示；顯示信息是顯示時的文本或符號等；與線相聯(lián)系的非幾何屬性可以直接存儲于線文件中，也可單獨存儲，而由標(biāo)識碼聯(lián)接查找。 矢量數(shù)據(jù)編碼方式線實體第78頁，共139頁，2022年，5月20日

42、，10點5分，星期日 多邊形實體編碼 “多邊形”在地理信息系統(tǒng)中是指一個任意形狀、邊界完全閉合的空間區(qū)域。其邊界將整個空間劃分為外部和內(nèi)部。 多邊形矢量編碼不但要表示位置和屬性，更為重要的是要能表達(dá)區(qū)域的拓?fù)湫再|(zhì)，如鄰接、關(guān)聯(lián)和包含等，。 多邊形矢量編碼除有存儲效率的要求外，一般還要求所表示的各多邊形有各自獨立的形狀，可以計算各自的周長和面積等幾何指標(biāo)；各多邊形拓?fù)潢P(guān)系的記錄方式要一致，以便進(jìn)行空間分析；要明確表示區(qū)域的層次，如島-湖-島的關(guān)系等。矢量數(shù)據(jù)編碼方式多邊形實體第79頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日多邊形實體編碼方式（spaghetti）面條模型：以實體為

43、單位記錄其坐標(biāo)缺點： 1、相鄰多邊形的公共邊界被數(shù)字化并存儲兩次，造成數(shù)據(jù)冗余和碎屑多邊形數(shù)據(jù)不一致，浪費空間，導(dǎo)致雙重邊界不能精確匹配。2、自成體系，缺少多邊形的鄰接信息，無拓?fù)潢P(guān)系。3、島作為一個單個圖形，沒有建立與外界多邊形聯(lián)系。不易檢查拓?fù)溴e誤。所以，這種結(jié)構(gòu)只用于簡單的制圖系統(tǒng)中，顯示圖形。（一）實體式優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、直觀、易實現(xiàn)以實體為單位的運算和顯示。多邊形坐標(biāo)串P1P21234567891011 1213 1415PPP第80頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日（二）索引式（樹狀）多邊形實體編碼方式 采用樹狀索引以減少數(shù)據(jù)冗余并間接增加鄰域信息，方法是對所

44、有邊界點進(jìn)行數(shù)字化，將坐標(biāo)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(jié)構(gòu)。第81頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日多邊形實體編碼方式樹狀索引法123456789101112131415P1P2P3 P1P3P2 1 2 3 4 5 67 8 9 10 1112 13 14 15 第82頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日（二）索引式（樹狀）123456789101112131415P1P2P3點文件 點號 坐標(biāo) 1 x1，y1 2 x2，y2 15 x15，y15第83頁，共139頁，2022年，5月20日，

45、10點5分，星期日（二）索引式（樹狀）123456789101112131415P1P2P3線號 起點 終點 點號 1 4 1,2,3,4 5 6 5,6 7 11 7,8,9,10,11 12 13 12,15,14,131 2 3 4 5 67 8 9 10 1112 13 14 15 線文件：第84頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日（二）索引式（樹狀）123456789101112131415P1P2P3多邊形文件多邊形號 邊界線號 1 ， 2 ， 3 P1P3P2 第85頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日與實體式相比：優(yōu)點：用建索引的方法

46、消除多邊形數(shù)據(jù)的冗余和不一致，鄰接信息、島信息可在多邊形文件中通過是否公共弧段號的方式查詢。缺點：表達(dá)拓?fù)潢P(guān)系較繁瑣，給相鄰運算、消除無用邊、處理島信息、檢索拓?fù)潢P(guān)系等帶來困難，以人工方式建立編碼表，工作量大，易出錯。（二）索引式（樹狀）第86頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日（三）雙重獨立式編碼 簡稱DIME(Dual Independent Map Encoding)，是美國人口統(tǒng)計系統(tǒng)采用的一種編碼方式，是一種拓?fù)渚幋a結(jié)構(gòu)。1、點文件點號坐標(biāo)1x1,y12、線文件:線文件是以線段為記錄單位 線號左多邊形 右多邊形 起點終點L210P1P22101234567891

47、011 1213 1415PPP3、面文件面號線號P1L210,L109關(guān)聯(lián)鄰接關(guān)聯(lián)連通拓?fù)潢P(guān)系明確在DIME中做如下改進(jìn)： 將以線段為記錄單位改為以弧段為單位鏈狀雙重獨立式編碼多邊形實體編碼方式第87頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日（四）鏈狀雙重獨立式編碼拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1、弧段坐標(biāo)文件：弧段號坐標(biāo)系列（串)A2，10，9，8，7，52、弧段文件：鏈面，鏈結(jié)點關(guān)系 弧段號 左多邊形 右多邊形 起點終點AP1P2251234567891011 1213 1415PPP3、面文件面號弧段號 P1A,B,-C4、點拓?fù)湮募?結(jié)點鏈關(guān)系 點號 點坐標(biāo) 弧段號2X2,y2 A

48、,B,D 在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，多邊形（面）的邊界被分割成一系列的線（弧、鏈、邊）和點（結(jié)點）等拓?fù)湟兀c、線、面之間的拓?fù)潢P(guān)系在屬性表中定義，多邊形邊界不重復(fù)。 多邊形實體編碼方式第88頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日Arc-node data structure（弧段和結(jié)點數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）nodes are created where the lines intersect, arcs are created between the nodes, with vertices providing shape, and polygons are constructed from

49、the arcsThe arc-node data structure supports three major topological concepts: Connectivity: Arcs connect to each other at nodes Area definition: Arcs that connect to surround an area define a polygon Contiguity: Arcs have direction and left and right sides矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ARC/INFO中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)第89頁，共139頁，2022年，5月20日

50、，10點5分，星期日ARC/INFO中的拓?fù)潢P(guān)系：Connectivity:連通性Connectivity：Arcs connect to each other at nodes ,allows you to identify a route to the airport or connect streams to rivers or follow a path from the water treatment plant to a house. 網(wǎng)絡(luò)分析的基礎(chǔ)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ARC/INFO中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)第90頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日Arc-node topol

51、ogy is supported through an arc-node list. The list identifies the from and to nodes for each arc. Connected arcs are determined by searching through the list for common node numbers. In the following example, it is possible to determine that arcs 1, 2, and 3 all intersect because they share node 11

52、. The computer can determine that it is possible to travel along arc 1 and turn onto arc 3 because they share a common node (11), but its not possible to turn directly from arc 1 onto arc 5 because they dont.第91頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日Area definition: Arcs that connect to surround an area defin

53、e a polygon（多邊形-弧段拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ARC/INFO中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)ARC/INFO中的拓?fù)潢P(guān)系： 多邊形定義（Area definition） ARC/INFO使用多邊形弧線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)定義多邊形。多邊形不直接存貯坐標(biāo)信息，而是在PAL文件中由組成多邊形的弧來定義多邊形。一個多邊形由一系列組成它的邊界的弧規(guī)定，包括那些在里面的“島”。 在多邊形弧線表中，一條弧的順序號為負(fù)，則說明在完成多邊形循環(huán)時，是按從終止結(jié)點到起始結(jié)點的方向通過的；島前加0來標(biāo)記。第92頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日 Recall that the arc-node struc

54、ture represents polygons as an ordered list of arcs rather than a closed loop of x,y coordinates. This is called polygon-arc topology. In the illustration above, polygon F is made up of arcs 8, 9, 10 and 7 (the 0 before the 7 indicates that this arc creates an island in the polygon)第93頁，共139頁，2022年，

55、5月20日，10點5分，星期日Two geographic features which share a boundary are called adjacent. Contiguity is the topological concept which allows the vector data model to determine adjacencyARC/INFO中的拓?fù)潢P(guān)系：鄰接性(Contiguity)鄰接性（左右多邊形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)） 在建立多邊形時， ARC/INFO將每條弧的左右多邊形的內(nèi)部順序號添加到ARC文件中。 左右多邊形定義了鄰接性。如果兩個多邊形擁有公共邊（?。?，則認(rèn)為兩個

56、多邊形相互鄰接。 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ARC/INFO中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)第94頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日 Recall that the from-node and to-node define an arc. This indicates an arcs direction, so that the polygons on its left and right sides can be determined. Left-right topology refers to the polygons on the left and right sides of an arc.

57、In the illustration above, polygon B is on the left of arc 6, and polygon C is on the right. Thus, we know that polygons B and C are adjacent.第95頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的比較與轉(zhuǎn)換一、矢、柵優(yōu)缺點： 優(yōu)點 缺點矢量 1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)緊湊、冗余度低 2、有利于網(wǎng)絡(luò)和檢索分析 3、圖形顯示質(zhì)量好、精度高 1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜 2、多邊形疊置分析困難，沒有柵格有效。 柵 格 1、 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單，易于算法實現(xiàn)。 2、便于

58、空間分析和地表模擬 3、 現(xiàn)勢性強(qiáng) 1、數(shù)據(jù)量大 2、投影轉(zhuǎn)換比較復(fù)雜第96頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日矢量格式向柵格格式的轉(zhuǎn)換 首先必須確定柵格元素的大小，即根據(jù)原矢量圖的大小，精度要求及所研究問題的性質(zhì)，確定柵格的分辨率。 如把某一地區(qū)的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的地形圖向柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時，必須考慮地形的起伏變化，當(dāng)該地區(qū)的地形起伏變化很大時(如黃土高原丘陵溝壑區(qū))，必須選用高的分辨率，否則無法反映地形變化的真實情況。第97頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日矢量格式向柵格格式的轉(zhuǎn)換 例如：已知某一地區(qū)x方向為15km， y方向為 30km，現(xiàn)要把該地區(qū)

59、的地塊圖轉(zhuǎn)成柵格數(shù)據(jù)，要求柵格分辨率為30m30m（1，1）第98頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日1.點轉(zhuǎn)換矢量格式向柵格格式的轉(zhuǎn)換 點的轉(zhuǎn)換實質(zhì)上是將點的矢量坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成柵格數(shù)據(jù)中行列值i和j，從而得到點所在柵格元素的位置。其中：第99頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日2.線轉(zhuǎn)換矢量格式向柵格格式的轉(zhuǎn)換 線的變換實質(zhì)上是完成相鄰兩點之間直線的轉(zhuǎn)換。若已知一直線AB其兩端點坐標(biāo)分別為A(x1，y1)和B(x2，y2)，則其轉(zhuǎn)換過程不僅包括坐標(biāo)點A，B分別從點矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成柵格數(shù)據(jù)，還包括求出直線AB所經(jīng)過的中間柵格數(shù)據(jù)。其過程如下： 1利用上述點

60、轉(zhuǎn)換法，將點A(x1，y1)，B(x2，y2)分別轉(zhuǎn)換成柵格數(shù)據(jù)，求出相應(yīng)的柵格的行列值。2由上述行列值求出直線所在行列值的范圍。3確定直線經(jīng)過的中間柵格點。若從直線兩端點轉(zhuǎn)換中，求出該直線經(jīng)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。現(xiàn)在的問題是求出相應(yīng)行號相交于直線的列號，其步驟如下：第100頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日矢量格式向柵格格式的轉(zhuǎn)換 （1）求出相應(yīng)i行中心處同直線相交的y值：（2）用直線方程求出對應(yīng)y值的點的x值：（2）從x，y值求出相應(yīng)i行的列值j：第101頁，共139頁，2022年，5月20日，10點5分，星期日矢量