空間數(shù)據(jù)的采集與組織

1、空間數(shù)據(jù)的采集與組織 空間數(shù)據(jù)采集就是將現(xiàn)有的地圖、外業(yè)觀測(cè)成果、航空 相片、遙感圖像、文本資料等轉(zhuǎn)成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別處理的 數(shù)字形式。分為屬性數(shù)據(jù)采集和空間數(shù)據(jù)采集。 數(shù)據(jù)組織就是按照一定的方式和規(guī)則對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸并、存 儲(chǔ)、處理的過程。 ArcGIS的三種數(shù)據(jù)組織方式：Shapefile、Coverage和 Geodatabase。 Shapefile文件 Coverage文件 地理數(shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)據(jù)編輯 1 2 3 4 1.1 Shapefile文件 Shapefile文件至少由存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)的Shape文件、存 儲(chǔ)屬性數(shù)據(jù)的dBase表和存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)關(guān)系的 .shx文件組成。 1.2 S

2、hapefile文件的創(chuàng)建 利用ArcCatalog可以創(chuàng)建新的Shapefile和dBASE表， 并可以進(jìn)行屬性項(xiàng)及索引的操作、定義shapefile文件的坐 標(biāo)系統(tǒng)。當(dāng)在目錄中改變shapefile的結(jié)構(gòu)和特性時(shí)，必須 使用ArcMap來更新或者重新定義屬性值。 創(chuàng)建一個(gè)新的shapefile時(shí)，必須定義它將包含的要素 類型。創(chuàng)建之后，類型不能被修改。 2.1 Coverage文件 Coverage是一種拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在建立了索引 的二進(jìn)制文件中，屬性數(shù)據(jù)和拓?fù)鋽?shù)據(jù)存放在INFO表中，相互關(guān) 聯(lián)。在ArcGIS中，只支持對(duì)Coverage數(shù)據(jù)的顯示，不能對(duì)該數(shù)據(jù) 進(jìn)行編輯操作。

3、 2.2 拓?fù)潢P(guān)系 拓?fù)浔磉_(dá)的是地理對(duì)象之間的相鄰、包含、關(guān)聯(lián)等空間關(guān)系。 創(chuàng)建拓?fù)潢P(guān)系可以使地理數(shù)據(jù)庫(kù)更真實(shí)地表示地理要素，更完美 的表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界的地理現(xiàn)象。拓?fù)潢P(guān)系能清楚地反映實(shí)體之間的 邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系，不隨圖投影的變化而變化。 參與拓?fù)鋭?chuàng)建的所有要素類必須在同一個(gè)數(shù)據(jù)集中。 一個(gè)拓?fù)潢P(guān)系存儲(chǔ)了三個(gè)參數(shù)：規(guī)則、等級(jí)和拓?fù)淙菹蕖?規(guī)則定義了拓?fù)涞臓顟B(tài)，控制要素之間的相互作用。 等級(jí)是控制在拓?fù)鋵?shí)驗(yàn)中節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的級(jí)別，等級(jí)低的向等級(jí)高的 要素類移動(dòng)。 拓?fù)淙菹奘枪?jié)點(diǎn)、邊能夠被捕捉到一起的距離范圍。 3 地理數(shù)據(jù)庫(kù) Geodatabase是ArcGIS數(shù)據(jù)模型發(fā)展的第三代產(chǎn)物，它是面 向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模

4、型，能夠表示要素的自然行為和要素之間的關(guān)系 。是為了更好的管理和使用地理要素?cái)?shù)據(jù)，而按照一定的模型和 規(guī)則組合起來的地理要素?cái)?shù)據(jù)集。 地理數(shù)據(jù)庫(kù)是按照層次型的數(shù)據(jù)對(duì)象來組織地理數(shù)據(jù)的，這 些數(shù)據(jù)對(duì)象包括對(duì)象類（Object Classes）、要素類（Feature Classes）和要素?cái)?shù)據(jù)集（feature dataset）。 3.1 地理數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)組織 地理數(shù)據(jù)庫(kù) Geodatabase 對(duì)象類 Object Classes 要素類 Feature Classes 要素?cái)?shù)據(jù)集 Feature Datasetes 關(guān)系類 Relationship Classes 要素類 Feature C

5、lasses 幾何網(wǎng)絡(luò) Geometric Network 關(guān)系類 Relationshap Classes 要素 Feature 網(wǎng)絡(luò)要素 Network Feature關(guān)系 Relationship 表格 Table 要素 Feature 關(guān)系 Relationship 地理數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)組織 對(duì)象類是指存儲(chǔ)非空間數(shù)據(jù)的表格； 要素類是具有相同幾何類型和屬性的要素的集合（同類空間 要素的集合），可以獨(dú)立存在，也可以具有某種關(guān)系。當(dāng)不 同的要素之間存在關(guān)系時(shí)，應(yīng)考慮把他們放在一個(gè)要素?cái)?shù)據(jù) 集中。 要素?cái)?shù)據(jù)集是共享空間參考系統(tǒng)并具有某種關(guān)系的多個(gè)要素 類的集合。 當(dāng)出現(xiàn)以下三種情況時(shí)，應(yīng)當(dāng)將不同

6、的要素類組織到一個(gè)要素 數(shù)據(jù)集中： （1）當(dāng)不同的要素屬于同一范疇。 （2）在同一幾何網(wǎng)絡(luò)為了中充當(dāng)連接點(diǎn)和邊的各種要素類； （3）對(duì)于共享公共幾何特征的要素類。如用地、水系、行政區(qū) 界等，當(dāng)移動(dòng)其中的一個(gè)要素時(shí)，其公共部分也要求一起移動(dòng) ，并保持這種公共邊不變，此種情況下，也要將這些要素類放 在同一數(shù)據(jù)集中。 其中第二種和第三種只有在數(shù)據(jù)集中才能構(gòu)建幾何網(wǎng)絡(luò)和構(gòu)建 拓?fù)潢P(guān)系。 對(duì)象類、要素類和要素?cái)?shù)據(jù)集是地理數(shù)據(jù)庫(kù)中的基本組成項(xiàng)。 當(dāng)在數(shù)據(jù)庫(kù)中創(chuàng)建了這些項(xiàng)目后，就可以向數(shù)據(jù)庫(kù)中加載數(shù)據(jù)，并 進(jìn)一步定義數(shù)據(jù)庫(kù)，如建立索引、創(chuàng)建拓?fù)潢P(guān)系、創(chuàng)建子類、幾何網(wǎng)絡(luò) 類、注釋類、關(guān)系類等。 3.2 地理數(shù)

7、據(jù)庫(kù)的建立 地理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)地理數(shù)據(jù)庫(kù)建立 建立空的數(shù)據(jù)庫(kù)中 的基本組成項(xiàng) 向地理數(shù)據(jù)庫(kù) 各項(xiàng)加載數(shù)據(jù) 進(jìn)一步定義數(shù)據(jù)庫(kù) 地理數(shù)據(jù)庫(kù)建立的一般流程圖地理數(shù)據(jù)庫(kù)建立的一般流程圖 首先要設(shè)計(jì)地理數(shù)據(jù)庫(kù)將要包含的地理要素類、要素?cái)?shù) 據(jù)集、非空間對(duì)象表、幾何網(wǎng)絡(luò)類、關(guān)系類及空間參考系統(tǒng) 等。 然后利用目錄開始建立數(shù)據(jù)庫(kù)：首先建立空的地理數(shù)據(jù) 庫(kù)；然后建立其組成項(xiàng)，包括建立關(guān)系表、要素類、要素?cái)?shù) 據(jù)集等；最后向地理數(shù)據(jù)庫(kù)各項(xiàng)加載數(shù)據(jù)。 借助ArcCatalog可以建立兩種地理數(shù)據(jù)庫(kù)：本地個(gè)人地理 數(shù)據(jù)庫(kù)（Personal Geodatabase）和ArcSDE地理數(shù)據(jù)庫(kù)。個(gè)人 地理數(shù)據(jù)庫(kù)可以直接在ArcC

8、atalog環(huán)境中建立，而ArcSDE地理 數(shù)據(jù)庫(kù)必須首先在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上安裝數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS） 和ArcSDE，然后建立從ArcCatalog到ArcSDE地理數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè) 連接。 文件地理數(shù)據(jù)庫(kù)和個(gè)人地理數(shù)據(jù)庫(kù)都屬于本地地理數(shù)據(jù)庫(kù) 。 創(chuàng)建一個(gè)新的地理數(shù)據(jù)庫(kù) 當(dāng)對(duì)象類、要素類和要素?cái)?shù)據(jù)集這些基本組成項(xiàng)創(chuàng)建了之 后，可以創(chuàng)建更進(jìn)一步的項(xiàng)目，如子類、幾何網(wǎng)絡(luò)類、注釋類 等。 建立一個(gè)新的要素?cái)?shù)據(jù)集，首先必須明確其空間參考，包 括坐標(biāo)系統(tǒng)和坐標(biāo)域。數(shù)據(jù)集中的所有要素類使用相同的坐標(biāo) 系統(tǒng)，所有要素類的所有要素坐標(biāo)必須在域的范圍內(nèi)。 要素類分為簡(jiǎn)單要素類和獨(dú)立要素類。簡(jiǎn)單要素類存放在 要素?cái)?shù)

9、據(jù)集中，不需要定義空間參考，使用要素?cái)?shù)據(jù)集的坐標(biāo) ；獨(dú)立要素類存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中的要素?cái)?shù)據(jù)集之外，必須定義空 間參考坐標(biāo)。 建立數(shù)據(jù)庫(kù)中的基本組成項(xiàng) 地理數(shù)據(jù)庫(kù)中主要支持Shapefile、Coverage、INFO表和dBASE 表、CAD、Raster等類型，如果已有數(shù)據(jù)不是上述幾種格式，可以 用ArcToolbox中的工具進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，再加載到地理數(shù)據(jù)庫(kù) 中。 向地理數(shù)據(jù)庫(kù)加載數(shù)據(jù) 導(dǎo)入數(shù)據(jù) 一、導(dǎo)入Shapefile、Coverage時(shí)，就會(huì)在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立一個(gè)要素類，若生 成獨(dú)立要素類，需要為導(dǎo)入的數(shù)據(jù)定義坐標(biāo)系統(tǒng)；若生成簡(jiǎn)單要素類，導(dǎo) 入工具會(huì)自動(dòng)為其建立與要素?cái)?shù)據(jù)集相同的坐標(biāo)系統(tǒng)

10、，不需要再重新定義。 二、導(dǎo)入INFO表和dBASE表時(shí)，會(huì)自動(dòng)糾正任何不符合邏輯或重復(fù)的字段名， 還可以通過交互方式制定如何更改字段、再進(jìn)行導(dǎo)入。 三、導(dǎo)入柵格數(shù)據(jù)時(shí)，一是導(dǎo)入到地理數(shù)據(jù)庫(kù)中作為柵格數(shù)據(jù)集存儲(chǔ)；二 是導(dǎo)入到地理數(shù)據(jù)庫(kù)中以及存在的柵格數(shù)據(jù)集中。 向地理數(shù)據(jù)庫(kù)加載數(shù)據(jù) 載入數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)載入要求在地理數(shù)據(jù)庫(kù)中必須首先存在與被載入數(shù)據(jù)具有結(jié)構(gòu)匹配的 數(shù)據(jù)對(duì)象。 向地理數(shù)據(jù)庫(kù)加載數(shù)據(jù) 索引： 在對(duì)關(guān)系表和要素類的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢檢索時(shí)，可以在字段上建立屬性 索引提高查詢速度?？臻g索引可以提高對(duì)空間要素的圖形查詢速度，屬性 索引可以是RDBMS用于檢索中的記錄?？梢栽谝仡惡完P(guān)系表中的一個(gè)或多

11、 個(gè)字段上建立屬性索引。 進(jìn)一步定義數(shù)據(jù)庫(kù) 子類和屬性域： 屬性域表述的是屬性取值范圍，分為范圍域和代碼值域。范圍域可以 指定一個(gè)范圍的值域。代碼值域給一個(gè)屬性指定有效的取值集合，包括兩 個(gè)值，一個(gè)是存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的代碼值，一個(gè)是代碼實(shí)際含義的描述性說 明。代碼值域可以應(yīng)用于任何屬性類型，包括文本、數(shù)字、日期等。 子類型是根據(jù)要素類的屬性值將要素劃分為更小的類。 屬性分割與合并：一個(gè)要素被分割時(shí)，屬性值的分割由分割規(guī)則來控 制；合并時(shí)，屬性值的合并由合并規(guī)則控制。 進(jìn)一步定義數(shù)據(jù)庫(kù) 關(guān)系類： 地理對(duì)象之間存在著各種關(guān)系類，如宗地和業(yè)主之間的所屬關(guān)系、供 水系統(tǒng)中水管和水管維修記錄之間的關(guān)系等。

12、在地理數(shù)據(jù)庫(kù)中，事物之間 的聯(lián)系使用關(guān)系類表示。 關(guān)系類可以在空間對(duì)象間實(shí)現(xiàn)、在非空間對(duì)象間實(shí)現(xiàn)，在空間對(duì)象和 非空間對(duì)象間實(shí)現(xiàn)?？臻g對(duì)象存儲(chǔ)在要素類中，非空間對(duì)象存儲(chǔ)在對(duì)象類 中，關(guān)系類存儲(chǔ)在關(guān)系類中。 進(jìn)一步定義數(shù)據(jù)庫(kù) 注釋類： 用于存儲(chǔ)描述性文本信息的專門要素類，和存儲(chǔ)在地圖文檔中的標(biāo)注 不同，主食類存儲(chǔ)在地理數(shù)據(jù)庫(kù)中。 分為連接要素的和不連接要素的。不連接要素的是按照地理空間位置 放置的文本；連接要素的與地理數(shù)據(jù)庫(kù)中一個(gè)要素類的特定屬性相關(guān)聯(lián)， 當(dāng)要素被移動(dòng)或刪除時(shí)，與之關(guān)聯(lián)的注釋也會(huì)同時(shí)被移動(dòng)或刪除。 進(jìn)一步定義數(shù)據(jù)庫(kù) 幾何網(wǎng)絡(luò)： 幾何網(wǎng)絡(luò)由要素構(gòu)成。地理數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)對(duì)幾何網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)要素間的拓?fù)?關(guān)系進(jìn)行維護(hù)。包括邊網(wǎng)絡(luò)要素和連接網(wǎng)絡(luò)要素。邊必須通過連接與其他 邊相連。 幾何網(wǎng)絡(luò)是要素?cái)?shù)據(jù)集中要素類集合之間的拓?fù)潢P(guān)系，幾何網(wǎng)絡(luò)中的每 一個(gè)要素有一個(gè)角色：邊或連接。建立一個(gè)幾何網(wǎng)絡(luò)必須確定哪些要素類 參入網(wǎng)絡(luò)，以及參入要素類扮演什么角色，并需要指定一系列的權(quán)重參數(shù)， 以及其他一些更高級(jí)的參數(shù)。 進(jìn)一步定義數(shù)據(jù)庫(kù) 4 數(shù)據(jù)編輯 數(shù)據(jù)編輯包括幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的編輯。 幾何數(shù)據(jù)的編輯主要是針對(duì)圖形的操作，包括平行線復(fù)制、 緩沖區(qū)生成、鏡面反射、圖層合并、結(jié)點(diǎn)操作、拓?fù)渚庉嫷取?屬性數(shù)據(jù)的編輯包括圖形要素屬性的添加、刪除、修改、復(fù)