第三章 空间数据结构.ppt

1、2020/7/22，1，韶关学院旅游观光地理学院陈世发，地理信息系统基础与实践地理信息系统和实践，第三章空间数据结构，旅游地理学院陈世发，2020第一节地理空间数据矢量网格编码方法，2020/7/22，3，韶关学院旅游观光地理学院陈世发，空间对象类型地理实体(空间实体)- GIS处理对象是指自然现象和社会经济事件中不能再分割的单位。具体的，复杂的，相对意义的概念。地理数据库中地理目标实体的表示。地理目标的显示方式随比例尺、目的等情况而变化，地理目标在地图上用地图符号表示。第一节地理空间数据及其特征，2020/7/22，4，观学院旅游地理学院陈世发，实体的空间特征(1)空间维度：0，1，2，3个

2、维度点。(b)空间图征类型1，点实体点或节点，点实体。点：有特定位置，维度为零的物体。1)实体点：用于表示实体。2)注释点：用于放置注释。3)内部点：多边形内部存在的负载多边形的属性。4)角点、节点表示线段和圆弧段的连接点。2、线性图元具有相同属性的点的轨迹、直线或折线以一系列对齐坐标(例如段、边界、链、弧段和网络)表示。它具有以下特性：1)实体长度：起点到终点的总长度2)弯曲度：用于指示道路在转弯时的弯曲程度。3)方向：例如，流向、上游下游、公路、单个、双向点。2020/7/22，5，韶关学院旅游观光地理学院陈世发，3，面损失体(多边形)是对湖、岛、地块等现象的描述。多面体的特征是：1)面积

3、范围2)周长3)独立或其他图(如中国和周边国家4)内部岛屿或锯齿状：岛海岸线封闭所包围的区域。5)重叠和非重叠4、主体、立体实体立体实体用于描述3D空间的现状和物体，具有长度、宽度、高度等属性，立体实体一般具有几个茄子空间特征，如工程控制和填充数量。每个2d平面的面积。周长；周长。包含内部圆弧块或相邻块。2020/7/22，6，观学院旅游观光地理学院陈世发，2020/7/22，7遥感图像的空间信息描述主要以不同的颜色和灰度表示。利用遥感影像可以获得多层次的信息。视频，土地利用，植被覆盖度，植物，土壤，管理措施，遥感视频多层次信息，2020/7/22，8 2。区域数据：多边形中心点、行政区划边界

4、和行政单位3。网络数据：公路交点、距离、块等。4.样例数据：气象站、航路、室外样例分布区域等。5.曲面数据：点位高程、等高线和等价物区域。6.文本数据：例如地名、河流名称和区域名称。7.符号数据：点符号、线符号、面符号等。根据表达的基本信息1 .属性数据：描述空间对象属性特性的数据，也称为非几何数据(例如类型、名称、特性等)，通常通过代码2。几何数据：描述空间对象的空间特征的数据、位置数据、位置数据，通常为纬度、坐标3.2020/7/22，9，观学院旅游观光地理学院陈世发，空间数据的基本特征，空间特征：空间对象的位置以及与相邻对象的空间关系或拓扑关系。空间特征也称为定位特征或几何特征，通常用坐

5、标数据表示。属性特性：表示空间对象的专题属性。名称、分类、质量特性、数量特性等。时间特性：说明个体随时间变化的空间和属性特性变化。其变化的周期为超短期、短期、中期和长期。2020/7/22，10，韶关学院旅游观光地理学院陈世发，空间对象的描述要素，编码：区分其他实体，包括分类代码和识别号码。分类代码表识别空间对象的类别，而标识代码唯一标识每个空间对象。位置：坐标格式提供空间对象的空间位置类型。空间物件所属的图元类型或这些图元组织行为：空间物件的行为和功能性质：空间物件的对应非几何图形资讯描述：实体资料来源、精确度等关系：与其他图元的关系，2020/7/22，11，描述地理图征的空间性资讯：空间

6、座标的位置、方位、角度、距离、空间图征的空间性拓扑信息：使用几何关系的连接、相邻和包含等信息来说明对象元素之间的关系。2，拓扑中的空间元素，节点(节点):圆弧段的交点。岛节点是特殊节点。圆弧段(ARC):两个相邻节点之间的坐标链。多边形(光斑或面)由有限圆弧段组成的闭合区域。拓朴结构：明确定义空间结构关系的数学方法。关系的特性可以分为相邻、连接、相交、分离、重量、包含等。2020/7/22，韶关学院观光地理学院陈世发，12，从拓扑的角度来看，几何不同的可能是拓扑关系相同，点之间拓扑关系(相邻性)的说明，面之间拓扑关系(相邻性)的说明，2020/节点编码节点间的连接，2020/7/22，观学院旅

7、游观光地理学院真世发，16，3)拓扑的包含性，徐璐与其他等级元素的拓扑关系，2020/7/22，17，观学院旅游和地理院真世发，4，摘要一般使用的拓扑关系包括拓扑邻接，以及，2020/7/22，18，韶关学院旅游观光地理学院陈世发，拓扑毗邻：N1/N2，N1/N3，N1/N4；P1/P3；P2/P3拓扑关联：N1/1，3，6；P1/1，5，6拓扑包含P3和P4，N1，P4，2020/7/22，19，观学院旅游观光地理学院镇塞发，2)空间数据拓扑关系的表示，节点集，2020/2020/7/3.线周边地区：区域界限，搜索左右地区名称，中国与哪个国家接壤。4、分隔直线和区域：距离。面1，包含：岛，省

8、的湖泊分布。2.匹配：重叠，学校服务范围和菜园服务范围重叠的地区。3，交集：分割子面域。4，相邻：计算相邻边界特性和长度以及公共连接边界。2.拓扑关系应用价值(1)确定地理实体之间的相对空间位置，不需要坐标和距离，(2)空间要素祖怀，(3)地理实体重建，2020/7/22，24，学院观光地理学院陈世发，第二节矢量数据结构，2020/7/24，如果使用固定大小的点(面元素)来表示基准点元素，则称为网格显示。2020/7/22，26，韶关学院旅游观光地理学院陈世发，1，矢量数据结构编码的基本内容，1，点实体，矢量数据结构记录空间对象的坐标和空间关系，以表示空间对象的位置。2，线实体，3，面实体，2

9、020/7/22，27，冠学院旅游观光地理学院陈世发，1，点实体，位置，宽度，无长度抽象点，美国佛罗里达州地震监测站2002年在九月牙齿大陆可能的500个地震位置最简单的直线图元仅存储相关数据，如起点和终点坐标、属性和显示器。线图元主要用于表示线性地物(公路、水系、山脊线)、符号线和多边形边界，也称为“圆弧”、“链”、“字符串”。矢量代码包括：唯一标识符是系统排序编号。线识别代码可识别线型。起点和终点可以通过点编号或坐标直接表示。信息显示是显示直线的文本或符号等。与直线相关联的非几何属性可以直接保存在直线文件中，也可以单独保存，并可以通过标识码联接找到。2020/7/22，29，韶关学院旅游观

10、光地理学院陈世发，3，面实体，多边形(也称为区域)数据是描述地理空间信息的最重要的数据类型。在区域对象中，它显示为具有名称属性和分类属性的多边形(例如，行政区划、土地类型、植物分布等)。即使有标量属性，也可以用等值线解释，例如地租、降雨量等。除了表示多边形矢量编码、位置和属性外，更重要的是，还允许将这些基本空间单位显示和操作为主题图中的数据，以表示区域的拓扑特征(例如形状、相邻、层次等)。多边形向量编码比点和线实体的向量编码复杂得多，因为要表达的信息丰富，而且基于多边形的运算也很多，2020/7/22，30，韶关学院旅游观光地理学院陈世发，(1)构成地图的每个多边形都必须有自己的形状、周长和面

11、积。像网格结构一样简单，没有标准基本单元。无法想象即使是大部分美国规划块的形状和大小都一样。对土壤或地质图的多边形具有相同形状和大小的可能性更小。(2)地理分析所需的数据结构必须能够记录每个多边形的邻居关系。(3)专题地图中的多边形并非都是同一级别的多边形，但可以是嵌套在多边形内的小多边形(次要级别)。例如，湖的水体线在土地利用图中被视为岛状多边形，湖中的岛可以说是“岛中的岛”。牙齿所谓的“岛”或“洞”的结构是多边形关系中难以处理的问题。多边形数据结构编码多边形网络要求：2020/7/22，31，韶关学院旅游和地理大学陈士法，1，实体(多边形矢量编码)，2，矢量数据结构编码方法，2，索引，3，

12、2020/7/22，33，韶关学院旅游和地理大学陈世发，牙齿数据结构具有简单编码、简单数字操作和直观数据组织的优点。但是，牙齿方法的缺点是(1)将相邻多边形的公共边界数字化两次，从而导致重复数据存储，从而导致输出的公共边界出现间隙或重叠。(2)没有多边形的邻居信息和图形中的拓扑关系；(3)岛只是一个图形，没有与外部多边形建立连接。因此，实体编码仅用于简单的系统。2020/7/22，34，韶关学院旅游和地理大学陈世法，2，索引，索引数据结构使用树索引减少数据重复，间接增加相邻信息。数字化所有边界点，按顺序存储坐标对，连接点索引和边界编号，并用线索引连接多边形。与实体样式比较：优点：使用索引编制方法删除多边形数据中的重复和不一致。相邻信息、孤岛信息可以通过多边形文件中的公共圆弧段编号查询。缺点：表达拓扑关系很麻烦，相邻运算、去