矢量和柵格數(shù)據(jù)模型

矢量和柵格數(shù)據(jù)模型目錄CONTENTS二、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1.簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)模型中，空間實(shí)體以基本的空間對(duì)象(點(diǎn)、線、面)為單元進(jìn)行單獨(dú)組織，不存儲(chǔ)任何空間關(guān)系。優(yōu)點(diǎn)：編碼容易、數(shù)字化操作簡(jiǎn)單和數(shù)據(jù)編排直觀。缺點(diǎn)：1、相鄰多邊形的公共邊界要被數(shù)字化和存儲(chǔ)兩遍，節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)庫(kù)中被多次記錄，不僅造成數(shù)據(jù)冗余，還容易造成數(shù)據(jù)的不一致，引起嚴(yán)重的匹配誤差，可能導(dǎo)致輸出的公共邊界出現(xiàn)間隙或重疊。2、每個(gè)多邊形自成體系，缺少多邊形的鄰域信息和圖形的拓?fù)潢P(guān)系。3、難以檢查多邊形邊界的拓?fù)潢P(guān)系正確與否，如是否存在間隙、重疊、不完整的多邊形(死點(diǎn))或拓?fù)鋵W(xué)上不能接受的環(huán)(奇異多邊形)等問(wèn)題。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)面向?qū)ο蟮木唧w實(shí)現(xiàn)方法有兩種，我們可以查看圖片。方法1：點(diǎn)數(shù)據(jù)文件(點(diǎn)號(hào)、XY坐標(biāo))+多邊形數(shù)據(jù)文件(多邊形ID、點(diǎn)號(hào)串、類別碼)方法2：點(diǎn)數(shù)據(jù)文件(點(diǎn)號(hào)、XY坐標(biāo))+多邊形數(shù)據(jù)文件(多邊形ID、坐標(biāo)串、類別碼)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1.拓?fù)鋽?shù)據(jù)模型特點(diǎn)：點(diǎn)是相互獨(dú)立的，點(diǎn)連成線，線構(gòu)成面。每條線起始于起始結(jié)點(diǎn)(FN)，止于終止結(jié)點(diǎn)(TN)，并與左右多邊形(LP和RP)相鄰接。構(gòu)成多邊形的線又稱為鏈段或弧段，兩條以上的弧段相交的點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)，由一條弧段組成的多邊形稱為島，不含島的多邊形稱為簡(jiǎn)單多邊形，含島的稱為復(fù)合多邊形雙重獨(dú)立編碼結(jié)構(gòu)，對(duì)任何一條線段，用順序的兩點(diǎn)及相鄰多邊形進(jìn)行表示。優(yōu)點(diǎn)：編輯和查詢的速度快，有利于空間分析，消除了重復(fù)線。缺點(diǎn)：顯示速度慢，創(chuàng)建拓?fù)湫枰馁M(fèi)比較長(zhǎng)的時(shí)間。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1.拓?fù)鋽?shù)據(jù)模型矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)二、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是將空間分割成有規(guī)則的網(wǎng)格在各個(gè)網(wǎng)格上給出相應(yīng)的屬性值來(lái)表示地理實(shí)體的一種數(shù)據(jù)組織形式。1.完全柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)原理：完全柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(也稱編碼)將柵格看作一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣，逐行逐個(gè)記錄柵格單元的值。方法：可以每行都從左到右，也可奇數(shù)行從左到右而偶數(shù)行從右到左，或者采用其他特殊的方法。優(yōu)點(diǎn)：1.它不采用任何壓縮數(shù)據(jù)的處理，因此這是最簡(jiǎn)單、最直接、最基本的柵格組織方式。2.通常這種編碼為柵格文件或格網(wǎng)文件。柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.普通柵格的存儲(chǔ)方式基于柵格方式：以柵格為存儲(chǔ)單元，只存一個(gè)矩陣，矩陣中的一個(gè)格子存多個(gè)屬性值(層屬性)。基于層方式：以層為存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)多個(gè)矩陣，矩陣中的一個(gè)格子只存一個(gè)屬性值?；诿嬗虻姆绞剑阂詫訛榇鎯?chǔ)單位的基礎(chǔ)上，再以多邊形為存儲(chǔ)單元，一個(gè)多邊形存儲(chǔ)它區(qū)域內(nèi)的所有柵格值。柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.普通柵格的存儲(chǔ)方式柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3.游程長(zhǎng)度編碼游程是指相鄰?fù)稻W(wǎng)格的數(shù)量。游程長(zhǎng)度編碼結(jié)構(gòu)：柵格數(shù)據(jù)無(wú)損壓縮的重要方法基本思想:對(duì)于一幅柵格數(shù)據(jù)，常有行、列方向相鄰的若干點(diǎn)具有相同的屬性代碼，因而采取某種方法壓縮重復(fù)的個(gè)數(shù)目的：壓縮柵格數(shù)據(jù)量，消除數(shù)據(jù)間的冗余壓縮過(guò)程叫二元組映射下圖是游程長(zhǎng)度編碼的編碼方法柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3.游程長(zhǎng)度編碼柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)4.四叉樹(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(1)常規(guī)四叉樹(shù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)壓縮的方式。四分之一的劃分，直到子區(qū)內(nèi)屬性相同。將一幅是柵格數(shù)據(jù)層分為四個(gè)部分，逐塊檢查格網(wǎng)屬性值，如果子區(qū)所有格網(wǎng)屬性相同，則停止再分，此時(shí)該子區(qū)不論大小，均作為最后的存儲(chǔ)單元。否則，便繼續(xù)將子區(qū)分為4個(gè)子區(qū)，依次檢查下去。通過(guò)這樣，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的壓縮。柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)4.四叉樹(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(2)線性四叉樹(shù)(Morton碼)線性四叉樹(shù)則只存貯最后葉結(jié)點(diǎn)的信息，包括葉結(jié)點(diǎn)的位置編碼/地址碼、屬性或灰度值線性四叉樹(shù)地址碼，通常采用十進(jìn)制Morton碼(MD碼)優(yōu)點(diǎn):1、壓縮效率高，壓縮和解壓縮比較方便。2、陣列各部分的分辨率可不同，既可精確地表示圖形結(jié)構(gòu)，又可減少存儲(chǔ)量，易于進(jìn)行大部分圖形操作和運(yùn)算缺點(diǎn)：不利于形狀分析和模式識(shí)別，即具有圖形編碼的不定性。柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)四叉樹(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)線性四叉樹(shù)(Morton碼)MD碼對(duì)一個(gè)位置進(jìn)行唯一的標(biāo)識(shí)行列二進(jìn)制進(jìn)行交替獲得一個(gè)二進(jìn)制的MD碼(列是第一位)，然后再將二進(jìn)制的MD碼轉(zhuǎn)成十進(jìn)制柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)5.鏈碼結(jié)構(gòu)鏈碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)首先采用弗里曼(Freeman)碼對(duì)柵格中的線或多邊形邊界進(jìn)行編碼，然后再組織為鏈碼結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：1、有效地壓縮了柵格數(shù)據(jù)尤其對(duì)多邊形的表示最為顯著；2、鏈?zhǔn)骄幋a還有一定的運(yùn)算能力，對(duì)計(jì)算長(zhǎng)度、面積或轉(zhuǎn)折