地理信息系統(tǒng) 課件 第2章課件

1、空空 間間 抽抽 象象湖泊河道居民點(diǎn)流路矢量表示法矢量表示法柵格表示法柵格表示法5空間數(shù)據(jù)的表示（目視結(jié)果）空間數(shù)據(jù)的表示（目視結(jié)果）l抽象表示為點(diǎn)、線(xiàn)、面、曲面、體等要素抽象表示為點(diǎn)、線(xiàn)、面、曲面、體等要素l空間的點(diǎn)、線(xiàn)、面可按一定地理意義組成區(qū)域，有時(shí)稱(chēng)空間的點(diǎn)、線(xiàn)、面可按一定地理意義組成區(qū)域，有時(shí)稱(chēng)為一個(gè)覆蓋（為一個(gè)覆蓋（Coverage），或數(shù)據(jù)平面（），或數(shù)據(jù)平面（Data Plane）。）。2.2參考橢球體是具體國(guó)家大地測(cè)量控制網(wǎng)的基礎(chǔ)，無(wú)法在參考橢球體是具體國(guó)家大地測(cè)量控制網(wǎng)的基礎(chǔ)，無(wú)法在海上和難于涉足的陸地布設(shè)或進(jìn)行，更不能夠跨越國(guó)界。海上和難于涉足的陸地布設(shè)或進(jìn)行，更不能夠跨

2、越國(guó)界。因此各國(guó)只能詳細(xì)把握本國(guó)的大地水準(zhǔn)面，測(cè)算出最貼因此各國(guó)只能詳細(xì)把握本國(guó)的大地水準(zhǔn)面，測(cè)算出最貼合本國(guó)大地水準(zhǔn)面的參考橢球面，所以稱(chēng)為局部定位。合本國(guó)大地水準(zhǔn)面的參考橢球面，所以稱(chēng)為局部定位。我國(guó)最早采用蘇聯(lián)延伸過(guò)來(lái)的克拉索夫斯基橢球。我國(guó)最早采用蘇聯(lián)延伸過(guò)來(lái)的克拉索夫斯基橢球。ZX地球質(zhì)心地球質(zhì)心赤道赤道ZXY地球質(zhì)心地球質(zhì)心赤道赤道JYD1968ZXY地球質(zhì)心地球質(zhì)心赤道赤道CTPZXY地球質(zhì)心地球質(zhì)心赤道赤道12,xfyf 我們的地球我們的地球我們的地圖我們的地圖城市局部坐標(biāo)的高斯投影城市局部坐標(biāo)的高斯投影ebc41325ABC76Dada: 結(jié)點(diǎn)號(hào)A: 多邊形號(hào)1: 弧段號(hào)弧段

3、數(shù)字化方向ebc41325ABC76Dada: 結(jié)點(diǎn)號(hào)A: 多邊形號(hào)1: 弧段號(hào)弧段數(shù)字化方向ebc41325ABC76Dada: 結(jié)點(diǎn)號(hào)A: 多邊形號(hào)1: 弧段號(hào)弧段數(shù)字化方向表中數(shù)字前負(fù)號(hào)為相反方向XYijx1 y1x2 y2xi yixn yn同一條曲線(xiàn)的矢量與柵格表示法柵格表示法矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 定義： 矢量結(jié)構(gòu)是通過(guò)記錄坐標(biāo)的方式來(lái)表示點(diǎn)、線(xiàn)、矢量結(jié)構(gòu)是通過(guò)記錄坐標(biāo)的方式來(lái)表示點(diǎn)、線(xiàn)、面等地理實(shí)體。面等地理實(shí)體。 特點(diǎn)：定位明顯，屬性隱含定位明顯，屬性隱含。 ebc41325ABC76Dad二維空間坐標(biāo)系幾何數(shù)據(jù)：表達(dá)空間對(duì)象形狀、位置及其位置關(guān)系每一點(diǎn)、線(xiàn)或多邊形的唯一標(biāo)識(shí)

4、符屬性數(shù)據(jù)：描述對(duì)象本身性質(zhì)、空間關(guān)系及其他說(shuō)明數(shù)據(jù)空間對(duì)象 計(jì)算機(jī)中的表達(dá)點(diǎn)狀： 點(diǎn)坐標(biāo) (x,y)線(xiàn)狀： 一串點(diǎn)坐標(biāo)面狀： 一串首尾相連的點(diǎn)坐標(biāo)基本屬性數(shù)據(jù)和說(shuō)明數(shù)據(jù)，常用關(guān)系表來(lái)組織ebc41325ABC76DadN1N2N3N5A3P3P2P4A1N4P1A2A4A5A6A7實(shí)體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)TIN曲面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)按點(diǎn)、線(xiàn)、或多邊形為單元進(jìn)行組織，數(shù)據(jù)編排直觀(guān)，數(shù)字化操作簡(jiǎn)單多邊形以閉合線(xiàn)段存儲(chǔ)，公共邊界被數(shù)字化兩次，造成數(shù)據(jù)冗余和不一致點(diǎn)、線(xiàn)和多邊形有各自的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，但沒(méi)有拓?fù)鋽?shù)據(jù)，互相之間不關(guān)聯(lián)島只作為一個(gè)單個(gè)圖形，沒(méi)有與外界多邊形的聯(lián)系ebc41325ABC76Dadebc

5、41325ABC76Dad +11121314151617181920212223242526279101274581063911+N 2 x2 y2 1 0 0 2N 3 x3 y3 3 0 0 6 -2 -1N 4 x4 y4 3 0 05 9 -3N 5 x5 y5 1 0 07 -7N 6 x6 y6 3 0 04 -5 -8N 7 x7 y7 2 0 010 -6 N 8 x8 y8 3 0 08 -9 -10+11121314151617181920212223242526279101274581063911+111213141516171819202122232425262791

6、01274581063911A 2 x2 y2 0 7 0 0 0 03 9 -1 -6 -10 0 7A 3 x3 y3 0 3 0 0 0 0 -3 -4 -5A 4 x4 y4 0 3 0 0 0 05 -9 -8A 5 x5 y5 0 1 0 0 0 0-7+11121314151617181920212223242526279101274581063911+11121314151617181920212223242526279101274581063911L 2 2 3 1 1 3 0 0 x2 y2x9 y9 x3 y3L 3 1 4 3 2 3 0 0 x1 y1 x13 y13

7、 x4 y4L 4 6 1 3 1 4 0 0 x6 y6 x12 y12 x11 y11 x1 y1L 7 5 5 5 2 6 0 0 x5 y5 x27 y27 x26 y26 x25 y25 x24 y24 x5 y5+11121314151617181920212223242526279101274581063911+11121314151617181920212223242526279101274581063911523416241653 不同連線(xiàn)構(gòu)成的三角網(wǎng)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1 定義：柵格結(jié)構(gòu)是一種簡(jiǎn)單直觀(guān)的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，又稱(chēng)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)或像元結(jié)構(gòu)，是是將地球表面劃分為大小相等

8、的網(wǎng)將地球表面劃分為大小相等的網(wǎng)格陣列，每個(gè)網(wǎng)格作為一個(gè)像元或像素由行、列定義，并包格陣列，每個(gè)網(wǎng)格作為一個(gè)像元或像素由行、列定義，并包含一個(gè)代碼表示該像素的屬性類(lèi)型或量值，或僅僅包含指向含一個(gè)代碼表示該像素的屬性類(lèi)型或量值，或僅僅包含指向其屬性記錄的指針其屬性記錄的指針。 2 特點(diǎn)：屬性明顯，定位隱含屬性明顯，定位隱含。8 8 8 88 8 8 88 8 8 88 8 8 888 8 88 8 8 88 8 88 8 888888888888 8 8881111111111111122222222222322Real worldGridPointLineAreaValue=0=1=2=3Ro

9、wColumnTrianglesHexagonsReal WorldVector DataRaster Data1 pixel = 10mX10m 分辨率分辨率 = 10m10M10M1 PixelA. O OBC中心點(diǎn)法中心點(diǎn)法重要性法重要性法長(zhǎng)度占優(yōu)法長(zhǎng)度占優(yōu)法面積占優(yōu)法面積占優(yōu)法將柵格數(shù)據(jù)看作一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣，逐行（列）逐個(gè)記錄代碼，將柵格數(shù)據(jù)看作一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣，逐行（列）逐個(gè)記錄代碼，可以每行從左到右逐像元記錄，也可奇數(shù)行從左到右而偶數(shù)可以每行從左到右逐像元記錄，也可奇數(shù)行從左到右而偶數(shù)行由右向左記錄，為特定目的還可采用其他特殊順序。行由右向左記錄，為特定目的還可采用其他特殊順序。0 2 2

10、 5 5 5 5 52 2 2 2 2 5 5 50 0 0 0 0 3 3 32 2 2 2 3 3 5 50 0 2 3 3 3 5 50 0 3 3 3 3 5 30 0 0 3 3 3 3 30 0 0 0 3 3 3 3將柵格數(shù)據(jù)看作一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣，逐行（列）逐個(gè)記錄代碼，將柵格數(shù)據(jù)看作一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣，逐行（列）逐個(gè)記錄代碼，可以每行從左到右逐像元記錄，也可奇數(shù)行從左到右而偶數(shù)可以每行從左到右逐像元記錄，也可奇數(shù)行從左到右而偶數(shù)行由右向左記錄，為特定目的還可采用其他特殊順序。行由右向左記錄，為特定目的還可采用其他特殊順序。0 2 2 5 5 5 5 52 2 2 2 2 5 5 50 0

11、 0 0 0 3 3 32 2 2 2 3 3 5 50 0 2 3 3 3 5 50 0 3 3 3 3 5 30 0 0 3 3 3 3 30 0 0 0 3 3 3 30，2，2，5，5，5，5，5；2，2，2，2，2，5，5，5；2，2，2，2，3，3，5，5；0，0，2，3，3，3，5，5；0，0，3，3，3，3，5，3；0，0，0，3，3，3，3，3；0，0，0，0，3，3，3，3；0，0，0，0，0，3，3，3。12345076001 0 767 01 1 0 0123450760 5 0 0 0 0 0 00 0 5 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 5 0

12、0 0 0 0 00 0 5 5 0 0 0 00 0 0 5 0 0 0 00 0 5 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0鏈碼編碼鏈碼編碼： 2，2 ，6 ，7，6，0，6，5123450760 5 0 0 0 0 0 00 0 5 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 5 0 0 0 0 0 00 0 5 5 0 0 0 00 0 0 5 0 0 0 00 0 5 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 QRe=1 m.n式中：Q為圖層內(nèi)相鄰屬性值變化次數(shù)的累加和 m為圖層網(wǎng)格的行數(shù) n為圖層網(wǎng)格的列數(shù)當(dāng) Re 1/5時(shí)，表明柵格數(shù)據(jù)的壓縮可取得明顯的

13、效果。0 2 2 5 5 5 5 52 2 2 2 2 5 5 50 0 0 0 0 3 3 32 2 2 2 3 3 5 50 0 2 3 3 3 5 50 0 3 3 3 3 5 30 0 0 3 3 3 3 30 0 0 0 3 3 3 30 2 2 5 5 5 5 52 2 2 2 2 5 5 50 0 0 0 0 3 3 32 2 2 2 3 3 5 50 0 2 3 3 3 5 50 0 3 3 3 3 5 30 0 0 3 3 3 3 30 0 0 0 3 3 3 3沿行方向進(jìn)行編碼沿行方向進(jìn)行編碼：( 0，1），），（2，2），（），（5，5）；（）；（2，5），），（5，3）

14、；（）；（2，4），（），（3，2），），（5，2）；（）；（0，2），（），（2，1），），（3，3），（），（5，2）；（）；（0，2），），（3，4），（），（5，1），（），（3，1）；）；（0，3），（），（3，5）；（）；（0，4），），（3，4）；（）；（0，5），（），（3，3）。）。逐個(gè)記錄各行（或列）代碼發(fā)生變化的位置和相應(yīng)代碼。逐個(gè)記錄各行（或列）代碼發(fā)生變化的位置和相應(yīng)代碼。0 2 2 5 5 5 5 52 2 2 2 2 5 5 50 0 0 0 0 3 3 32 2 2 2 3 3 5 50 0 2 3 3 3 5 50 0 3 3 3 3 5 30 0 0 3 3

15、 3 3 30 0 0 0 3 3 3 3逐個(gè)記錄各行（或列）代碼發(fā)生變化的位置和相應(yīng)代碼。逐個(gè)記錄各行（或列）代碼發(fā)生變化的位置和相應(yīng)代碼。0 2 2 5 5 5 5 52 2 2 2 2 5 5 50 0 0 0 0 3 3 32 2 2 2 3 3 5 50 0 2 3 3 3 5 50 0 3 3 3 3 5 30 0 0 3 3 3 3 30 0 0 0 3 3 3 3沿列方向進(jìn)行編碼沿列方向進(jìn)行編碼：( 1，0），），（2，2），（），（4，0）；（）；（1，2），），（4，0）；（）；（1，2），（），（5，3），），（6，0）；（）；（1，5），（），（2，2），），（4，3）

16、，（），（7，0）；（）；（1，5），），（2，2），（），（3，3），（），（8，0）；）；（1，5），（），（3，3）；（）；（1，5），），（6，3）；（）；（1，5），（），（5，3）。）。采用方形區(qū)域作為記錄單元，數(shù)據(jù)編碼由初始位置行列號(hào)加采用方形區(qū)域作為記錄單元，數(shù)據(jù)編碼由初始位置行列號(hào)加上半徑，再加上記錄單元的代碼組成。上半徑，再加上記錄單元的代碼組成。0 2 2 5 5 5 5 52 2 2 2 2 5 5 50 0 0 0 0 3 3 32 2 2 2 3 3 5 50 0 2 3 3 3 5 50 0 3 3 3 3 5 30 0 0 3 3 3 3 30 0 0 0 3

17、3 3 3采用方形區(qū)域作為記錄單元，數(shù)據(jù)編碼由初始位置行列號(hào)加采用方形區(qū)域作為記錄單元，數(shù)據(jù)編碼由初始位置行列號(hào)加上半徑，再加上記錄單元的代碼組成。上半徑，再加上記錄單元的代碼組成。0 2 2 5 5 5 5 52 2 2 2 2 5 5 50 0 0 0 0 3 3 32 2 2 2 3 3 5 50 0 2 3 3 3 5 50 0 3 3 3 3 5 30 0 0 3 3 3 3 30 0 0 0 3 3 3 3（1 1，1 1，1 1，0 0），（），（1 1，2 2，2 2，2 2），），（1 1，4 4，1 1，5 5），（），（1 1，5 5，1 1，5 5），），（1 1，6

18、6，2 2，5 5），（），（1 1，8 8，1 1，5 5）；）；（2 2，1 1，1 1，2 2），（），（2 2，4 4，1 1，2 2），），（2 2，5 5，1 1，2 2），（），（2 2，8 8，1 1，5 5）；）；（3 3，3 3，1 1，2 2），（），（3 3，4 4，1 1，2 2），），（3 3，5 5，2 2，3 3），（），（3 3，7 7，2 2，5 5）；）；（4 4，1 1，2 2，0 0），（），（4 4，3 3，1 1，2 2），），（4 4，4 4，1 1，3 3）；（）；（5 5，3 3，1 1，3 3），），（5 5，4 4，2 2，3 3），（）

19、，（5 5，6 6，1 1，3 3），），（5 5，7 7，1 1，5 5），（），（5 5，8 8，1 1，3 3）；）；（6 6，1 1，3 3，0 0），（），（6 6，6 6，3 3，3 3）；）；（7 7，4 4，1 1，0 0），（），（7 7，5 5，1 1，3 3）；）；（8 8，4 4，1 1，0 0），（），（8 8，5 5，1 1，0 0）。）。 是根據(jù)柵格數(shù)據(jù)二維空間分布的特點(diǎn)，將空間區(qū)域按照4個(gè)象限進(jìn)行遞歸分割（2n2 n，且n1），直到子象限的數(shù)值單調(diào)為止，最后得到一棵四分叉的倒向樹(shù)。四叉樹(shù)分解，各子象限大小不完全一樣，但都是同代碼柵格單元組成的子塊，其中最上面的一

20、個(gè)結(jié)點(diǎn)叫做根結(jié)點(diǎn)，它對(duì)應(yīng)于整個(gè)圖形。不能再分的結(jié)點(diǎn)稱(chēng)為葉子結(jié)點(diǎn)，可能落在不同的層上，該結(jié)點(diǎn)代表子象限單一的代碼，所有葉子結(jié)點(diǎn)所代表的方形區(qū)域覆蓋了整個(gè)圖形。從上到下，從左到右為葉子結(jié)點(diǎn)編號(hào)，最下面的一排數(shù)字表示各子區(qū)的代碼。 為了保證四叉樹(shù)分解能不斷的進(jìn)行下去，要求圖形必須為2n2 n的柵格陣列。n 為極限分割次數(shù)，n1是四叉樹(shù)最大層數(shù)或最大高度AAAAARAAARAAARAARAAAAAAAAAGGAAGGGGGGGAGGGAGGAAAAAARAAAARAAARRAAA1432587612345678NESWNWSEGGGGAGGAAGAAA不足2n2n的部分以0補(bǔ)足，n為極限分割次數(shù)，n1

21、為四叉樹(shù)最大層數(shù)。常規(guī)四叉樹(shù)除記錄葉結(jié)點(diǎn)外還記錄中間結(jié)點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)之間借助指針聯(lián)系，主要用于數(shù)據(jù)索引和圖幅索引。線(xiàn)性四叉樹(shù)只存儲(chǔ)最后葉結(jié)點(diǎn)信息，包括結(jié)點(diǎn)位置、深度和本節(jié)點(diǎn)屬性值或灰度值。線(xiàn)性四叉樹(shù)葉結(jié)點(diǎn)的編號(hào)遵循一定的規(guī)則，這種編碼稱(chēng)為地址碼。隱含了葉結(jié)點(diǎn)的位置和深度信息。最便于應(yīng)用的地址碼是十進(jìn)制的MD碼，可以用柵格單元的行列號(hào)計(jì)算，遵循C語(yǔ)言規(guī)范，矩陣的第一行為0行，第一列為0列，以此類(lèi)推，先將十進(jìn)制行列號(hào)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，進(jìn)行位運(yùn)算.0 2 2 5 5 5 5 52 2 2 2 2 5 5 50 0 0 0 0 3 3 32 2 2 2 3 3 5 50 0 2 3 3 3 5 50 0 3 3

22、 3 3 5 30 0 0 3 3 3 3 30 0 0 0 3 3 3 30 2 2 5 5 5 5 52 2 2 2 2 5 5 50 0 0 0 0 3 3 32 2 2 2 3 3 5 50 0 2 3 3 3 5 50 0 3 3 3 3 5 30 0 0 3 3 3 3 30 0 0 0 3 3 3 3MD碼碼 屬性值屬性值(9,4)(9,4)，(0,4)(0,4)(9,3)(9,3)，(0,5)(0,5)(0,1)(0,1)，(9,2)(9,2)，(0,1)(0,1)，(7,2)(7,2)，(0,2) (0,2) (0,4)(0,4)，(7,2)(7,2)，(0,2)(0,2)(

23、0,4)(0,4)，(7,4)(7,4)(0,4)(0,4)，(7,4)(7,4)(0,4)(0,4)，(7,4)(7,4)(0,4)(0,4)，(7,4)(7,4)(1,1,2,9)，(1,3,1,9)，(1,4,1,9)，(1,5,2,0)，(1,7,2,0)，(2,3,1,9)，(2,4,1,0)，(3,1,1,0)，(3,2,1,9)，(3,3,1,9)，(3,4,1,0)，(3,5,2,7)，(3,7,2,0)，(4,4,1,0)，(4,2,1,0)，(4,3,1,0)，(4,4,1,0)，(5,1,4,0)，(5,5,4,7)根據(jù)用戶(hù)需求，確定數(shù)據(jù)項(xiàng)目根據(jù)用戶(hù)需求，確定數(shù)據(jù)項(xiàng)目根據(jù)數(shù)據(jù)項(xiàng)目，確定數(shù)據(jù)源根據(jù)數(shù)據(jù)項(xiàng)目，確定數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)分類(lèi)和編碼數(shù)據(jù)分類(lèi)和編碼確定數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型確定數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型數(shù)據(jù)輸入與編輯工作數(shù)據(jù)輸入與編輯工作跟蹤跟蹤數(shù)字化數(shù)字化