数字高程模型数据组织模型.ppt

第二讲 DEM的数据组织 空间数据模型概述 DEM规则格网结构 Grid DEM不规则格网结构 TIN 不同DEM数据组织比较 二维平面的镶嵌数据模型 DEM数据库管理 空间数据模型 空间数据模型 概念 空间数据模型是关于现实世界中空间实体及其相互间联系的概念 它为描述空间数据的组织和设计空间数据库模式提供着基本方法 空间数据模型类型 从认知角度 基于对象 要素 Feature的模型网络 Network 模型场 Field 模型 从表达 矢量数据模型 VectorModules 镶嵌数据模型 TessellationModules 栅格数据模型 RasterModules 组合数据模型 CompositeModules 场模型 1 场的特征空间结构特征和属性域连续的 可微的 离散的各向同性和各向异性空间自相关 场模型 2 栅格数据模型栅格数据模型是基于连续铺盖的 它是用二维铺盖或划分覆盖整个连续空间 铺盖可以分为规则的和不规则的 后者可当做拓扑多边形处理 三角形 方格和六角形划分 栅格数据模型 要素模型 要素真实世界中的空间对象的表示 要素具有几何特征和属性 数据库中有几何类型字段的对象 数据库中要素被存储在要素类中 要素可以由多个其它要素组合成一个新的要素 要素模型 1 基本概念1 欧氏平面上的空间对象类型 要素模型 2 离散欧氏平面上的空间对象 要素模型 3 要素模型和场模型的比较 要素模型 2 矢量数据模型 DEM数据模型遵循的原则 适用性 满足主要应用需求 兼顾潜在应用需求 运行性 快速显示和查询 及时提供数据产品 更新性 能够对数据库进行修改 方便的扩充和更新 相关性 保证与其它基础地理信息产品的相关性 使数据库在数学基础 坐标系统以及产品的一致性方面相关 DEM数据模型遵循的原则 相容性 与其它类型的数据库系统兼容 可以共享和交换数据 先进性 采用科学的技术手段 使系统保持一定的先进性 高质量 与原始资料一致 数据质量可靠 数据标准 规范 完备性 除基本数据体以外 有完备的元数据内容 安全性 有严密的权限控制机制 二维平面的镶嵌数据模型 二维平面的规则镶嵌数据模型 二维平面的不规则镶嵌数据模型 规则镶嵌数据模型 二维平面的规则镶嵌数据模型 用规则的小面块集合来逼近不规则分布的地形表面 不规则镶嵌数据模型 不规则镶嵌数据模型 用相互关联的不规则形状与边界的小面块集合来逼近不规则分布的地形表面 DEM的两种常用模型 数据组织 数据在计算机中的表示和存储结构 规则网模型 不规则三角网 DEM规则格网结构 Grid 网格单元值的理解与无效值 无效值 当一个网格位置没有适当的信息时 把可以无效值 NODATA 赋给网格 NODATA和0 零 不是一回事 0是一个值为0的有效值 NODATA则表示该网格的值不知道 在进行分析操作时 NODATA具有不同的结果 网格单元值的两种理解 面方式不连续理解 点方式连续理解 DEMGrid模型数据结构 DEMGrid模型数据结构 格网数据结构应用 空间复合 spatialcoincidence 用于建立位置特征的模型 1 某种土地开发的适宜性 suitability 评价 例如一个新开道路的最优位置选择 2 为某一特定种群寻找适合的栖息地 可达性 Proximity 建立与其它地理现象的距离模型 1 寻找最近道路的距离 2 确定离开某地的距离 表面分析 SurfaceAnalysis 探寻连续面的特性 1 计算一个土地表面的坡面和坡向 2 确定机场附近的噪音级别 3 寻找从主要公路不可见的区域 4 通过模拟光照阴影形成山体真实感显示 这可以用作另一个透明覆盖其上的Grid的背景 扩散 Dispersion 建立一个现象运动的模型 1 模拟火势漫延 海洋赤潮扩散过程 2 预测一次石油泄漏的过程 DEM不规则格网结构 TIN TIN数据结构 显式边方式 TIN数据模型不仅要存储每个网点的高程值 还必须存储相应点的位置坐标以及网点之间拓扑关系信息 点信息 边信息 面信息 TIN数据结构 隐含边方式 TIN数据模型不仅要存储每个网点的高程值 还必须存储相应点的位置坐标以及网点之间拓扑关系信息 顶点信息 邻接三角形信息 三角形面 TIN数据结构应用 建成表面分析模型后 TIN表面分析可获取一个表面的信息 而这用二分析工具是无法得到的 例如 三维的内插允许计算表面的坡度 坡向或体积 内插z值产生等高线和高程带计算坡度和坡向计算表面面积和表面长度体积计算与填挖分析决定两个点之间的可见性从一个或几个观察点所能见到部分分析在一个视区内 视觉效果的评估产生跨越一个或多个表面的剖面 根据光源位置进行立体山影充填 Grid与TIN比较 Grid与TIN比较 Grid与TIN比较 混合式数据结构 不同结构数据组织比较 DEM数据库不同发展层次 DEM数据库组织原理 建立地形DEM库的目的就是要将所有的相关的数据有效地组织起来 并根据其地理分布统一的空间索引 进而可以快速调度数据库中任意范围的数据 达到对整个地形的无缝漫游 DEM数据库组织原理 D