地理信息系统概论第二章地理信息系统的数据结构课件-1 高教版.ppt

第一节地理空间及其表达介绍地理空间概念和空间实体的表达第二节地理空间数据及其特征包括GIS的空间数据 空间数据的基本特征 空间数据的拓扑关系第三节空间数据结构的类型矢量数据结构 栅格数据结构 矢量与栅格一体化数据结构 矢量与栅格数据结构的比较 第二章GIS数据结构 地理空间指的是地球表层 其基准是陆地表面和大洋表面 它是人类活动频繁发生的区域 是人地关系最为复杂 紧密的区域 地理空间 Geo spatial 一般分为 绝对空间 是具有属性描述的空间位置的集合 它由一系列不同位置的空间坐标组成 相对空间 是具有空间属性特征的实体集合 它是由不同实体之间的空间关系构成 一 地理空间 Geo spatial 的概念 第一节地理空间及其表达 1 地球空间模型为了研究地理现象 有必要建立地球表面的几何模型 根据大地测量学的研究成果 地球表面几何模型可以分为四类 1 地球的自然表面 2 大地水准面 3 椭球体模型 4 数学模型 第一节地理空间及其表达 1 地球的自然表面地球的自然表面模型是地球的自然体 起伏而不规则 呈梨形形状 第一节地理空间及其表达 2 大地水准面设当一个海水面处于完全静止的平衡状态时 从海平面延伸到所有大陆下部 且与地球重力方向处处正交的一个连续 闭合的水准面构成的地表模型 以大地水准面为基准 就可以利用水准测量对地球自然表面任意一点进行高程测量 由于地球重力的影响 大地水准面也是一个不规则曲面 但起伏远小于自然表面 第一节地理空间及其表达 3 椭球体模型为了测量成果计算的需要 选用一个同大地体相近的 可以用数学方法来表达的旋转椭球来代替地球 且这个旋转椭球是由一个椭圆绕其短轴旋转而成的 它是以大地水准面为基础的 凡是与局部地区 一个或几个国家 的大地水准面符合得最好的旋转椭球 称为参考椭球 第一节地理空间及其表达 第一节地理空间及其表达 椭球体模型就是以大地水准面为基准建立起来的椭球体模型 该模型用三个轴来描述椭球体 c 椭球体短轴半径 它表示从极地到地心的距离a 椭球体长轴上的半径b 中轴上的半径 三轴椭球体模型 第一节地理空间及其表达 三轴椭球体模型参数如下 双轴椭球体模型依据不同的大地水准面测量的数据 可以得到不同的三轴椭球体数学模型 较为常用的即用a代替b 双轴椭球体模型也称为旋转椭球体 第一节地理空间及其表达 国际主要椭球参数 4 数学模型地球的数学模型 是在解决其它一些大地测量学问题时提出来的 如类地形面 准大地水准面 静态水平衡椭球体等 第一节地理空间及其表达 2 地理空间 大地 坐标系 地理 大地 坐标系地球上任意一点通常用经度和纬度来决定 经线和纬线是地球表面上两组正交 相交为90度 的曲线 这两组正交的曲线构成的坐标 称为地理坐标系 优点 对空间位置的确定比较有利 缺点 它是一种球面坐标 难以进行距离 方向 面积等参数的计算 第一节地理空间及其表达 2 地理空间 大地 坐标系 笛卡儿平面直角坐标系运用地图投影的方法建立地球表面和平面点的函数关系 使地球表面上任意一个由地理坐标确定的点 在平面上必有一个与其相对应的点 F x y 这里的函数关系F 即为地图投影 第一节地理空间及其表达 0 X Y X f1 Y f2 我国现有的三种大地坐标系 1 1954北京坐标系 克拉索夫斯基椭球体参数 a 6378388m b 6356912m缺点 椭球体面与我国大地水准面不能很好的符合 产生的误差较大 2 1980国家大地坐标系 国际大地测量联合于1975年提出的椭球体参数 a 6378160m b 6356775m优点 椭球体参数精度高 参数是一个完整的系统 定位所决定的椭球体面与我国大地水准面符合的好 误差小 3 1985国家高程基准 第一节地理空间及其表达 1 空间实体及类型空间实体 指具有形状 属性和时序特征的空间对象 它是对存在于自然世界中地理实体的抽象 空间实体类型任何地理实体都可以抽象为点 线 面 体等基本类型 以表示它的位置 形状 大小 高低等特征 二 空间实体及表达 第一节地理空间及其表达 以地图为例 来了解空间实体的抽象及表达点实体 第一节地理空间及其表达 有位置 无宽度和长度 抽象的点 美国佛罗里达洲地震监测站2002年9月该洲可能的500个地震位置 线实体 第一节地理空间及其表达 有长度 但无宽度和高度 用来描述线状实体 通常在网络分析中使用较多 香港城市道路网分布 面实体 第一节地理空间及其表达 具有长和宽的目标 有连续面和不连续面 通常用来表示自然或人工的封闭多边形 中国土地利用分布图 不连续面 面实体 续 第一节地理空间及其表达 不连续变化曲面 如土壤 森林 土地利用等 属性变化发生在边界上 面的