矢量数据结构

1、地 理 信 息 系 统 应 用,2,郑州市二七广场卫星影像图,3,郑州市二七广场二维电子地图,4,郑州市二七广场三维电子地图,5,任务一 空间数据结构,通过本任务的实施，使学生掌握空间数据结构的基本知识及其应用，能使用专业软件对空间数据进行采集与编辑，为学生从事空间数据采集岗位工作打下基础。,项目二 空间数据获取,地形图测绘,应具备的知识和能力：,任务引用的国家规范：,任务引用的行业标准：,6,引言,现实空间世界,空间数据模型,空间数据结构,空间数据库,数据文件,7,二、简单数据结构,重点、难点,四、简单数据结构和拓扑数据结构比较,三、拓扑数据结构,本次课主要内容,一、矢量数据结构的概念和表示

2、方法,8,1. 理解矢量数据结构 的表示方法和特点 2. 掌握拓扑数据结构 的建立方法 3. 认识拓扑结构在本 课程中的重要性,知识目标,教学目标,1. 会进行矢量数据 的表示和建立 2. 能利用软件进行 矢量数据的采集 3. 胜任GIS数据采 集员的矢量数据 采集处理工作,技能目标,1. 分析问题、解决 问题的能力 2. 整体意识大局观 3. 诚实守信的品质 4. 客观认真的态度,素质目标,点击添加标题,9,起点：开封市火车站 终点：黄河水利职业技 术学院,要求：实现起点到终点 公交线路查询？,任务,10,概念：通过记录坐标的方式来表示点、线、面等地理实体的数据组织方式。,矢量数据结构 Ve

3、ctor Data Model,属性信息,位置信息,地理实体,表示方法：,11,属性码: 1016,X: 457.420 Y: 226.036,以点、线、面等地理实体为组织单元，记录其属性信息和坐标信息的数据结构方式称为简单数据结构。,12,以点、线、面等地理实体为组织单元，记录其属性信息和坐标信息的数据结构方式称为简单数据结构。,3010 1 328.753 465.127,4013 12 269.220 418.077 299.946 437.281 292.265 408.475 332.593 405.594 350.837 432.480 364.280 406.554 400.76

4、8 406.554 442.056 424.798 463.181 404.634 506.390 404.634 563.042 404.634 550.559 432.480,4021 17 492.947 300.932 457.420 226.036 498.708 145.379 523.673 199.151 549.599 136.738 565.922 202.031 588.967 143.459 601.450 206.832 619.694 213.554 606.251 298.051 554.400 317.255 561.121 247.161 526.554 29

5、9.972 524.634 246.201 510.231 288.449 493.907 254.842 492.947 300.932,湖,13,公路,地类界,稻田,什么问题？,点、线和面的数据各自独立， 相互之间缺少拓扑关系。,共边数字化两次，出现裂缝；,数据存储两次，数据冗余；,地理实体间的关系没表达出来；,14,拓扑（Topology）“形状的研究”,拓扑学是研究图形在连续状态下变形时的那些不变的性质。又称为“橡皮板几何学” 。,变化的性质：,不变的性质：,点的内置、线线相连,长度、面积、角度,空间结构关系,15,拓扑数据结构具有拓扑关系的矢量数据结构。,重点,简单数据结构,属性信息

6、,位置信息,拓扑关系,拓扑数据结构,属性信息,位置信息,16,结点 链 面,1. 拓扑元素,消防栓、井、道路的交叉点等,公路、铁路、河流等,洪水影响区域、湖泊、植被等,-地图平面上反映一定意义的零维图形,- 两结点间的有序线段,- 一条或若干条链构成的闭合区域,17,链与结点的关联关系,邻接关系-同 类拓扑元素之间的关系。,关联关系-不同类拓扑元素之间的关系。,包含关系-面与面内其它拓扑元素之间的关系。,2. 基本的拓扑关系,18,3. 建立拓扑关系表,结点,链,面,结点、链关系,链、结点关系,链、 面 关系,面、链 关系,面、面 关系,难点,19,3. 建立拓扑关系表,结点链关系表,规定：

7、结点是链的起点，则记录链为正； 结点是链的终点，则记录链为负。,L1，-L2，-L5,A5,20,链结点、面关系表,3. 建立拓扑关系表,A5,21,面链、面关系表,规定：顺时针方向构建多边形， 若链方向与之相同，则记为正； 若链方向与之相反，则记为负。,3. 建立拓扑关系表,A5,22,应用点链关系表实现最短路线的分析,起点：开封市火车站 终点：黄河水利职业技 术学院,要求：分析从火车站到 黄河水院的有几 条公交线路？哪 条线路最短？,以公交站牌为结点 以城市街道为链 建立点、链拓扑关系表,23,第一条路线，各结点连线的总长度为8.8公里,24,第二条路线，各结点连线的总长度为9.6公里,2

8、5,第三条路线，各结点连线的总长度为10.6公里,26,第四条路线，各结点连线的总长度为9.8公里,27,第五条路线，各结点连线的总长度为10.2公里,28,通过对比条公交路线各结点连线的总长度值，第一条路线数值最小，它就是我们所需要的最短路线,应用点链关系表实现最短路线的分析,29,数据结构简单直观，容易获取, 易于进行图形显示，便于单个实体的简单查询。,数据结构紧凑，没有冗余，反映要素间的相互关系，易于进行空间分析。,数据冗余，不能反映要素间的相互关系。,数据结构复杂，前期工作量较大。,用于CAD制图和电子地图的制作。 如:Cass等,各类大型GIS 如：MAPGIS等,简单数据结构和拓扑

9、数据结构比较：,30,简单数据结构和拓扑数据结构比较,拓扑数据结构,小结：矢量数据结构 - Vector Data Structure,难点,重点,简单数据结构,拓扑元素 拓扑关系 拓扑结构表的建立 拓扑数据的应用,以点、线、面为组织单元，属性码坐标,31,思考题：,Henan 1754 492.947 300.932 457.420 226.036 498.708 145.379 492.947 300.932 Hubei 2127 Shandong 2032 269.220 418.077 299.946 437.281 269.220 418.077,已知： 采用简单数据结构组织的空间数据,问题： （1）能否将其转换为拓扑数据结构？ （2）如果能，应该如何转换?,我已将本次作业发帖在我的腾讯微博（7429929）上，大家课后