GIS数据组织与结构概论(PPT 42页).ppt

第三讲GIS数据的组织和结构，中南大学地图和国土管理工程系统，内容纲要，网格数据结构矢量数据结构网格和矢量数据结构的选择和转换空间数据层次结构，3.1地理信息系统空间数据，GIS的主要数据是一维、二维或三维空间型地图数据，空间位置、拓扑关系和属性点(Point ) :也称为元素或像素，是具有一对(x，y )坐标和至少一个属性的数据点。 线： (Line ) :具有相同属性的点的轨迹，用一个坐标对的序列表示，坐标对的顺序与线的开头有关，线上的各点有两个以下的邻点。 面(Area ) :具有相同属性的点的轨迹，以(x，y )坐标对的集合表示，坐标对的排列顺序不影响面的形态，内部点可以具有三个以上的邻点，面内点具有至少一个相同的属性。 区域：空间上相邻或重叠的点、线或面元素可以构成地理上的区域。 3.1.1数据库结构、关系模型(relationalmodel )满足一定条件的二维表层次模型(hierarchicalmodel )以记录类型为节点的有向树(tree )的主要特征是： (1)除了根节点以外，任何节点都只有“父亲” 网格模型(networkmodel )的特征：1)多个节点可以不具有“父”节点；2 )至少一个节点具有多个“父”节点；3 )节点之间存在各种联系；4 )电路，3.2空间数据组织和结构； 描述了网格数据结构向量数据结构网格和向量数据结构的选择和转换空间数据层次结构，3.2.1网格和向量的基本概念，地理实体数据本身的组织方法，称为内部数据结构。 内部数据结构基本上可分为向量结构和网格结构两类。 GIS的内部数据结构如图3-1所示。 图3-1矢量结构与网格结构、3.2.2矢量数据模型与网格数据模型的比较、3.2.3网格数据结构及其代码、1网格数据的应用模型、2网格数据结构、3网格数据的组织方法、决定4网格单元代码的方式、1 )中心点法中心点2 )面积占有法面积占有法常常用于分类细致、按地物种类的斑块小的情况。 3 )重要性法的重要性法具有特殊意义，常用于面积小的地理要素，特别是点、线性地理要素，在格式中编码应该显示这些重要的第五位。 4 )根据百分比法矩形区域内的地理要素所占面积的百分比来决定网格单元的代码。 5 .网格数据压缩编码方法和四叉树编码方法有许多有趣的优点：1)简单高效地计算多边形的数量特征；2 )阵列的每个部分的分辨率是可变的，边界复杂的部分的四叉树高，分辨率高，不需要表示细节的部分少，分辨率低， 正确表现图案结构，能够减少记忆量3 )从网格到quad-tree以及quad-tree简单的网格结构比其他压缩方法更容易4 )在多边形中嵌入不同种类的小多边形的表现很方便。 基于线性四叉树、齿健雅、比特颜色操作的算法，从、3.2.4向量数据结构、点实线实体、1网格向量从网格单元转换为几何图形的过程称为向量化。 1 )从网格格式向向量格式的变换的目的(1)将分析网格数据的结果，通过向量描绘装置输出(2)数据压缩的必要性，将大量的面状网格数据变换为用少量的数据表示的多边形的边界(3)将通过自动扫描仪取得的网格数据向量形式的数据2 )向量化过程变换物体的正确外形，包括保持网格所指示的连接和相邻两点1 )拓扑变换；3 )多边形网格格式到向量格式的转换，3.2.5网格和向量数据结构的选择和转换，多边形网格格式到向量格式的转换，提取同一代码的网格集合所表示的多边形区域边界和边界的拓扑关系，多条小直线的短将多边形网格格式转换为向量格式的步骤(1)使用多边形边界提取高通滤波器将网格图像二值化或用特殊值表示边界点。 (2)在边界跟踪中，从一个节点向另一个节点搜索每个边界圆弧段，通常在除进入方向之外的七个方向上为每个已知边界点搜索下一个边界点，以连接边界圆弧段。 (3)拓扑关系生成相对于向量表示的边界圆弧段，判断与原图上的各多边形的空间关系，形成完整的拓扑结构，建立与属性数据的联系。 (4)去除多馀点及曲线光滑曲线的光滑处理的继承算法有线性重叠法、段三次多项视插补法、样条函数插补法、正轴抛物等线平均加权法、斜轴抛物等线平均加权法等。 将网格格式转换为向量格式最困难的是边界搜索、拓扑生成和多点移除。 任伏虎博士认为doubleboundeddirectfinding很好地解决了上述问题。 从2向量格式到网格格式的转换，从向量格式到网格格式的转换也称为多边形填充，通过对应于向量表示的多边形内侧的所有网格的多边形编号形成网格数据排列。 从向量形式向网格形式变换的常