空间数据组织课件

1、01 八月 20221第二章 空间数据组织第一节 天文空间和空间实体的表达一、空间与天文空间二、GIS中的天文空间天文实体天文空间定位框架地球外形大地水准面地球椭球体地球自然外表中国大地坐标系统ICA-75椭球参数: a = 6 378 140m ; b = 6 356 755m；f = 1/298.257 1980年以前：1954年北京坐标系；(参考椭球采用克拉索夫斯基椭球参数,坐标原点俄罗斯的西伯利亚)； 1980年-至今：1980年国度大地坐标系(1980西安坐标系) 采用1975年国际大地测量协会引荐的参考椭球,坐标原点位于陕西泾阳县) ：天文实体空间点位WGS84 地心坐标系，WGS

2、84椭球体相对高程:空中点至大地水准面(即平均海平面)的垂直高度,也称海拔高程，简称高程; 相对高程:空中点至任一水准面的垂直高度.高程-由高程基准面计算的空中点高度.高程基准面的位置,实践上是依据验潮站所确定的多年平均海水面而确定的.高程*中国高程起算面-黄海平均海水面 1956年在青岛观象山设立了水准原点其高程以青岛验潮站1950-1956年的观测记载所确定的黄海平均海水面为零点而测算出来的，为72.289m，并且据此树立了1956年黄海高程系; 1987年国度测绘局发布：启用1985年国度高程基准取代黄海平均海水面，它比黄海平均海水面上升 29毫米-在全国范围内选取假定干具有控制意义的点

3、,并且准确测定其平面位置和高程.而这些控制点所构成的平面控制网和高程控制网即组成大地控制网.中国大地控制网平面控制网国度测绘局(1)平面控制网 :按一致规范,由准确测定天文坐标的空中点组成.陕西省泾阳县永乐镇北激流村 1980年国度大地坐标系 中大地坐标的起算点高程控制网国度测绘局青岛观象山(2)高程控制网 : 按一致规范,由准确测定高程的空中点组成.第一节 天文空间和空间实体的表达三、空间实体的表达点、线、面、曲面、体假设采用一个没有大小的点坐标来表达基本点元素时，称为矢量表示方法假设采用一个有固定大小的点面元来表达基本点元素时，称为栅格表示方法第二节 空间数据的特点一、空间数据特点定义：

4、空间数据是用来描画空间实体的位置、外形、大小及其散布特征等信息的数据特点： 空间性表示实体的空间位置或如今所处的天文位置。空间特征又称定位特征或几何特征，普通用坐标数据表示 专题性属性表示实体的特征。如称号、分类、质量特征和数量特征等。 时间性描画实体随时间的变化，其变化的周期有超短周期的、短期的、中期的和临时的第二节 空间数据的特点二、空间数据类型1. 类型数据：居民点、交通线、土地类型散布等。2. 面域数据：多边形中心点、行政区域界限和行政单元3. 网络数据：路途交叉点、街道和街区等。4. 样本数据：气候站、航线和野外样方的散布区等。5. 曲面数据 ：高程点、等高线和等值区域。6. 文本数

5、据：如地名、河流名和区域称号。7. 符号数据：点状符号、线状符号和面状符号等。第三节 空间关系定义：指几何上空间对象之间的相互关系类型：度量空间关系顺序空间关系拓扑空间关系度量空间关系度量空间关系：指空间对象之间的距离关系类型：欧氏距离 曼哈顿距离The Manhattan distance、The city-block distance、The taxi-cab distance：Dist=|x1-x2|+|y1-y2|时间距离经济距离风险距离社会距离认知距离生态距离顺序空间关系顺序空间关系：描画空间实体之间在空间上的陈列次第类型：上下顺序关系前后顺序关系基于西北西北天文方向的顺序空间关系拓

6、扑空间关系拓扑特征：在拓扑变换恣意伸缩或变形，但不扭结或折叠下可以坚持不变的几何属性类型：衔接性connectivity：指曲线或弧段在结点处的相互衔接关系包括性inclusion邻接性contiguity：指共有公共边的两个区域的邻接关系拓扑空间关系的意义：确定一种天文实体相关于另一种天文实体的空间位置关系空间要素的查询重建天文实体拓扑关系一个例子第四节 数据结构略第五节 矢量数据结构定义一、复杂数据结构面条结构二、拓扑数据结构DIMEPOLYVRTTIGER三、曲面数据结构Delaunay三角网 Delaunay三角网是Voronoi图的对偶图，将Voronoi图中各多边形单元的内点或称为

7、发作点衔接后失掉一个布满整个区域而又互不堆叠的三角网结构。与其它三角网相比，Delaunay三角网具有如下性质：1三角网中心边界构建的多边形为点集的凸壳；2恣意三角形的外接圆内不包括其它点这特性质是Delaunay三角网的定义也称为空外接圆规那么；3三角形最大水平地坚持了平衡、防止狭长形三角形的出现最大最小角规那么。假设将三角网中的每个三角形的最小角停止升序陈列，那么Delaunay三角网的陈列失掉的数值最大，从这个意义上讲，Delaunay三角网是最接近于规那么化的三角网邬伦等 2001。性质2和3保证了Delaunay三角网是最接近等角或等边的三角网武晓波等 2000。 曲面数据结构第六节 栅格数据结构定义：指将空间联系成有规那么的网格，在各个网格上给出相应的属性值来表示天文实体的一种数据组织方式一、基本空间对象的栅格表达点线面二、栅格单元大小确实定三、栅格单元的空间关系表达栅格单元的空间关系表达第六节 栅格数据结构续四、栅格单元的位置坐标确实定五、栅格单元的属性确定六、栅格数据结构及其编码1.直接栅格数据编码2.费尔曼链码3.游程编码4.四叉树编码栅格单元的属性确定直接栅格数据编码费尔曼链码游程编码四叉树编码惯例四叉树线性四叉