空間信息數(shù)據(jù)庫(kù)第2章

1、NSQ 赤道緯線本初子午線EA直接建立在球體上的地理坐標(biāo)，用經(jīng)度和緯度表達(dá)地理對(duì)象位置建立在平面上的直角坐標(biāo)系統(tǒng)，用（x，y）表達(dá)地理對(duì)象位置投影),(),(21fyfxConicalPlanarCylindricalCase and projection 空間認(rèn)知的三層模型空間認(rèn)知的三層模型 現(xiàn)實(shí)空間世界現(xiàn)實(shí)空間世界外模式外模式1 1外模式外模式2 2外模式外模式3 3空間概念數(shù)據(jù)模型空間概念數(shù)據(jù)模型 空間邏輯數(shù)據(jù)模型空間邏輯數(shù)據(jù)模型物理數(shù)據(jù)模型物理數(shù)據(jù)模型空間對(duì)象空間對(duì)象 延伸對(duì)象延伸對(duì)象 零維對(duì)象點(diǎn)零維對(duì)象點(diǎn) 二維對(duì)象二維對(duì)象 一維對(duì)象一維對(duì)象 環(huán)環(huán) 弧弧 簡(jiǎn)單環(huán)簡(jiǎn)單環(huán) 簡(jiǎn)單弧簡(jiǎn)單弧 面

2、對(duì)象面對(duì)象 面域?qū)γ嬗驅(qū)ο笙?域單位對(duì)象域單位對(duì)象 離散一維對(duì)象離散一維對(duì)象 B B 樣條曲線樣條曲線 多邊線多邊線 線段線段 現(xiàn)實(shí)世界 選擇要素 選擇一個(gè)位置 要素模型 場(chǎng)模型 它在哪里 那里怎么樣 數(shù)據(jù) 有位置，無寬度和長(zhǎng)度；有位置，無寬度和長(zhǎng)度； 抽象的點(diǎn)抽象的點(diǎn)美國(guó)佛羅里達(dá)洲地震監(jiān)測(cè)站2002年9月該洲可能的500個(gè)地震位置 有長(zhǎng)度，但無寬度和高度有長(zhǎng)度，但無寬度和高度 用來描述線狀實(shí)體，通常在網(wǎng)絡(luò)分析中使用較多用來描述線狀實(shí)體，通常在網(wǎng)絡(luò)分析中使用較多 度量實(shí)體距離度量實(shí)體距離香港城市道路網(wǎng)分布 具有長(zhǎng)和寬的目標(biāo) 通常用來表示自然或人工的封閉多邊形 一般分為連續(xù)面和不連續(xù)面中國(guó)土地利

3、用分布圖（不連續(xù)面）連續(xù)變化曲面：如地形起連續(xù)變化曲面：如地形起伏，整個(gè)曲面在空間上曲伏，整個(gè)曲面在空間上曲率變化連續(xù)。率變化連續(xù)。不連續(xù)變化曲面，如土壤、不連續(xù)變化曲面，如土壤、森林、草原、土地利用等，森林、草原、土地利用等，屬性變化發(fā)生在邊界上，面屬性變化發(fā)生在邊界上，面的內(nèi)部是同質(zhì)的。的內(nèi)部是同質(zhì)的。 有長(zhǎng)、寬、高的目標(biāo)有長(zhǎng)、寬、高的目標(biāo) 通常用來表示人工或自然的三維目標(biāo)，如建筑、礦通常用來表示人工或自然的三維目標(biāo)，如建筑、礦體等三維目標(biāo)體等三維目標(biāo)校園建筑q 分類對(duì)象的從屬和層次關(guān)系分類對(duì)象的從屬和層次關(guān)系q 有明確的分類對(duì)象類別和嚴(yán)格的隸屬關(guān)系有明確的分類對(duì)象類別和嚴(yán)格的隸屬關(guān)系高壓

4、711電線架715管線:7地下電力線與電纜72電力線71地下檢修井74管線73低壓712電桿713電塔714不依比例7142依比例7141q 按空間對(duì)象不同特性進(jìn)行分類并進(jìn)編碼按空間對(duì)象不同特性進(jìn)行分類并進(jìn)編碼q 代碼之間沒有隸屬關(guān)系，反映對(duì)象特性代碼之間沒有隸屬關(guān)系，反映對(duì)象特性q 具有較大的信息量，有利于空間分析具有較大的信息量，有利于空間分析河流特性分類與編碼通航情況通航： 1不通航：2常年河：1時(shí)令河：2消失河：3 1 km： 1 2 km： 2 5 km： 3 10 km：5流水季節(jié)河流寬度河流長(zhǎng)度河流深度 5 10 m ： 110 20 m： 220 30 m： 330 60 m：

5、 460 120 m： 5120 300 m：6300 500 m：7500m： 8 50m： 6Coordinate systemScaleTime 1Time 2空間對(duì)象（實(shí)體）的地圖表達(dá)點(diǎn)：位置：（點(diǎn)：位置：（x，y） 屬性：符號(hào)屬性：符號(hào)線：位置：線：位置： (x1,y1),(x2,y2),(xn,yn) 屬性：符號(hào)屬性：符號(hào)形狀、顏色、尺寸形狀、顏色、尺寸面：位置：面：位置：(x1,y1),(x2,y2),(xi,yi),(,(xn,yn) ) 屬性：符號(hào)變化屬性：符號(hào)變化 等值線等值線 遙感傳感器平臺(tái)傳感器空間現(xiàn)象及其描述空間現(xiàn)象及其描述現(xiàn)實(shí)世界現(xiàn)實(shí)世界空間數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)地圖地圖遙感

6、影像遙感影像特征特征關(guān)系關(guān)系行為行為觀察觀察選擇選擇抽象抽象綜合綜合測(cè)量：位置測(cè)量：位置編碼：屬性編碼：屬性建立關(guān)系：建立關(guān)系：表達(dá)表達(dá) 起點(diǎn)終點(diǎn)中間點(diǎn)弧段1弧段3弧段2弧段4點(diǎn):面:弧:鄰接鄰接相交相交重合重合相離相離包含包含點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)線線點(diǎn)點(diǎn)面面線線面面面面面面線線線線 A B A B A B A B （1）A=B （1）A B （1）A%B （1）AB A B A B A B （5）A/B （6）A| B （7）AB （A）高度空間負(fù)向相關(guān)；（）高度空間負(fù)向相關(guān)；（B）無規(guī)律分布；（）無規(guī)律分布；（C）空間獨(dú)立；空間獨(dú)立； （D）空間聚類現(xiàn)象；（）空間聚類現(xiàn)象；（E）高度正向相關(guān)高度正

7、向相關(guān)PointLineAreaQuantitativeOrdinalQualitative51015Each dot represents500 personsProportional symbolsLargeMediumSmallQTownAirportFlowContour304050HighwayRoadStreetRoadBoundaryRiver10020Population densityHigh impactLow impactSwampDesertForrest矢量結(jié)構(gòu)和柵格結(jié)構(gòu)矢量結(jié)構(gòu)和柵格結(jié)構(gòu) 幾何體的類型矢量數(shù)據(jù)的類型Buildings. PolygonStreams,

8、 LineWells, PointRoads, LineZoning, PolygonMAP SHEETS(X,Y)(X2,Y2)(X3,Y3)(X4,Y4)(X5,Y5)LinePoint(X5,Y5)(X,Y)(X2,Y2)(X4,Y4)(X3,Y3)Polygon(X,Y)標(biāo)識(shí)碼標(biāo)識(shí)碼屬性碼屬性碼空間對(duì)象編碼唯一空間對(duì)象編碼唯一連接空間和屬性數(shù)據(jù)連接空間和屬性數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)獨(dú)立編碼獨(dú)立編碼點(diǎn)點(diǎn): ( x ,y )線線: ( x1 , y1 ) , (x2 , y2 ) , , ( xn , yn )面面: ( x1 , y1 ) , (x2 , y2 ) , , ( x1 , y1 )

9、點(diǎn)位字典點(diǎn)位字典點(diǎn)點(diǎn): 點(diǎn)號(hào)文件點(diǎn)號(hào)文件線線: 點(diǎn)號(hào)串點(diǎn)號(hào)串面面: 點(diǎn)號(hào)串點(diǎn)號(hào)串存儲(chǔ)方法存儲(chǔ)方法1234567891 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 02 12 22 32 42 52 62 72 82 93 03 1多邊形多邊形 數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)據(jù)項(xiàng)A(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),(x4,y4),(x5,y5),(x6,y6),(x7,y7),(x8,y8),(x9,y9),(x1,y1)B(x1,y1), (x9,y9), (x8,y8), (x17,y17), (x16,y16), (x15,y15),(x14,y14) ,(x13,y13), (x

10、12,y12), (x11,y11),(x10,y10),(x1,y1)C(x24,y24),(x25,y25),(x26,y26),(x27,y27),(x28,y28),(x29,y29),(x30,y30) ,(x31,y31), (x24,y24)D(x19,y19),(x20,y20),(x21,y21),(x22,y22),(x23,y23),(x15,y15),(x16,y16) ,(x19,y19)E(x5,y5),(x18,y18),(x19,y19),(x16,y16),(x17,y17),(x8,y8),(x7,y7) ,(x6,y6), (x5,y5)BCDEabcfg

11、hefibcij12345678910111213141516171819202122232425262728293031線與多邊形之間的樹狀索引 點(diǎn)與多邊形之間的樹狀索引 ABCDOabcdefghijklmn123456789101112線號(hào)線號(hào)左多邊形左多邊形右多邊形右多邊形起點(diǎn)起點(diǎn)終點(diǎn)終點(diǎn)aOA18bOA21cOB32dOB43eOB54fOC65gOC76hOC87iCA89jCB95kCD1210lCD1112mCD1011nBA92這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)除了通過線這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)除了通過線文件生成面文件外，還需文件生成面文件外，還需要點(diǎn)文件要點(diǎn)文件 弧段文件弧段號(hào)弧段號(hào)起始點(diǎn)起始點(diǎn)終結(jié)點(diǎn)終結(jié)點(diǎn)

12、左多邊形左多邊形右多邊形右多邊形a51OAb85EAc168EBd195OEe1519ODf1516DBg115OBh81ABi1619DEj3131BC弧段坐標(biāo)文件弧段坐標(biāo)文件弧段號(hào)弧段號(hào)點(diǎn)點(diǎn) 號(hào)號(hào)a5,4,3,2,1b8,7,6,5c16,17,8d19,18,5e15,23,22,21,20,19f15,16,g1,10,11,12,13,14,15h8,9,1i16,19j31,30,29,28,27,26,25,24,3112345678910111213141516171819202122232425262728293031多邊形文件多邊形號(hào)多邊形號(hào) 弧段號(hào)弧段號(hào) 周長(zhǎng)周長(zhǎng) 面積面

13、積 中心點(diǎn)坐標(biāo)中心點(diǎn)坐標(biāo)Ah,b,aBg,f,c,h,-jCjDe,i,fEe,i,d,b點(diǎn)狀對(duì)象目標(biāo)標(biāo)識(shí)目標(biāo)標(biāo)識(shí)地物編碼坐 標(biāo)關(guān)聯(lián)的線目標(biāo)精度控制點(diǎn)等級(jí)測(cè)量單位測(cè)量年限線狀對(duì)象目標(biāo)標(biāo)識(shí)目標(biāo)標(biāo)識(shí)地物編碼坐 標(biāo)串起點(diǎn)、終點(diǎn)、左面、右面路面材料等級(jí)修建時(shí)間寬度管養(yǎng)單位面狀對(duì)象目標(biāo)標(biāo)識(shí)目標(biāo)標(biāo)識(shí)地物編碼邊界目標(biāo)號(hào)建筑日期所有者建筑面積建筑單位結(jié)構(gòu)空間對(duì)象地物編碼地物名稱制圖顏色幾何類型制圖符號(hào)編碼屬性表明地物類型特征與制圖屬性（a）三角形（b） 菱形（c) 六邊形點(diǎn)線面對(duì)于柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)于柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)點(diǎn)：為一個(gè)像元點(diǎn)：為一個(gè)像元線：在一定方向線：在一定方向上連接成串的相上連接成串的相鄰像元集合。鄰像元

14、集合。面：聚集在一起面：聚集在一起的相鄰像元集合。的相鄰像元集合。Y：列X：行西南角格網(wǎng)坐標(biāo)（XWS，YWS）格網(wǎng)分辨率CAB百分比法面積占優(yōu)重要性中心點(diǎn)法A連續(xù)分布地理要素C具有特殊意義的較小地物A分類較細(xì)、地物斑塊較小AB為了逼近原始數(shù)據(jù)精度，除了采用這幾種取值方法外，還可以采用縮小單個(gè)柵格單元的面積，增加?xùn)鸥駟卧倲?shù)的方法 5,5A,A,B,B,BA,C,C,C,AD,C,C,A,AD,D,C,A,AD,D,A,A,A例如，確定原點(diǎn)為像元（例如，確定原點(diǎn)為像元（10，1），則某個(gè)多邊形邊界按順時(shí)），則某個(gè)多邊形邊界按順時(shí)針方向的鏈?zhǔn)骄幋a為：針方向的鏈?zhǔn)骄幋a為：10，1，7，0，1，0，7

15、，1，7，0，0，2，3，2，2，1，0，7，0，0，0，0，2，4，3，4，4，3，4，4，5，4，5，4，5，4，5，4，6，6。其中前。其中前兩個(gè)數(shù)字兩個(gè)數(shù)字10 和和1 表示起點(diǎn)為第十表示起點(diǎn)為第十行第一列，從第三個(gè)數(shù)字開始行第一列，從第三個(gè)數(shù)字開始每個(gè)數(shù)字表示單位矢量的方向，每個(gè)數(shù)字表示單位矢量的方向，八個(gè)方向以八個(gè)方向以07 的整數(shù)代表。的整數(shù)代表。1 row: (2, A), (3,B)2 row: (1, A), (3,C),(1,A)3 row: (1, D), (2,C), (2,A)4row: (2, D), (2,C), (2,A)5row: (2, D), (3,A按

16、第一種編碼方法，此數(shù)據(jù)按第一種編碼方法，此數(shù)據(jù)游程長(zhǎng)度編碼：游程長(zhǎng)度編碼：（0，1），（），（4，2），（），（7，5）；（）；（4，5），（），（7，3）；）；（4，4），（），（8，2），（），（7，2）；（）；（0，2），（），（4，1），），（8，3），（），（7，2）；（）；（0，2），（），（8，4），（），（7，1），），（8，1）；）； (0，3)， (8，5)； (0，4)， (8，4)； (0，5)， (8，3)。用用44個(gè)整數(shù)表達(dá)了原始數(shù)據(jù)個(gè)整數(shù)表達(dá)了原始數(shù)據(jù)中的中的64個(gè)柵格。個(gè)柵格。按第二種編碼方法，此數(shù)據(jù)游程按第二種編碼方法，此數(shù)據(jù)游程長(zhǎng)度編碼長(zhǎng)度編碼（沿列方向）：

17、（沿列方向）：（1，0），（），（2，4），（），（4，0），（，（1，4），（），（4，0）；（）；（1，4），（），（5，8），（），（6，0）；（）；（1，7），（），（2，4），（），（4，8），（），（7，0）；（）；（1，7），（），（2，4），（），（3，8），（），（8，0）；（）；（1，7），），（3，8）；（）；（1，7），（），（6，8）；（；（1，7），（），（5，8）。）。 0 4 4 4 4 4 4 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8 4 4 4 8 8 8 8 8 7 7 4 4 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 8 8 8 8 0

18、8 0 0 8 7 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 其塊碼編碼為：其塊碼編碼為：(1,1,1,0),(1,2,2,4),(1,4,1,7),(1,5,1,7),(1,6,2,7),(1,8,1,7),(2,1,1,4),(2,4,1,4),(2,5,1,4),(2,8,1,7),(3,1,1,4),(3,2,1,4),(3,3,1,4),(3,4,1,4),(3,5,2,8),(3,7,2,7),(4,1,2,0),(4,3,1,4),(4,4,1,8),(5,3,1,8),(5,4,2,8),(5,6,1,8),(5,7,1,7),(5,8,1,8),(6,1,3,0),(6,6,3

19、,8),(7,4,1,0),(7,5,1,8),(8,4,1,0),(8,5,1,0)。樹杈結(jié)點(diǎn)葉子結(jié)點(diǎn)1 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 8M M R M M M M MM M R R M R M MM R R R R R R MM R R R R R R MM R R R R R R MM R R R R R R MM M R R R R R MM M M R R M M M 0 4 4 7 7 7 7 7 4 4 4 4 4 7 7 7 4 4 4 4 8 8 7 7 0 0 4 8 8 8 7 7 0 0 8 8 8 8 7 8 0 0 0 8 8 8 8 8 0

20、 0 0 0 8 8 8 8 0 0 0 0 0 8 8 8 其中最上面的結(jié)點(diǎn)叫根結(jié)點(diǎn)，它對(duì)應(yīng)整個(gè)圖形。此樹共有其中最上面的結(jié)點(diǎn)叫根結(jié)點(diǎn)，它對(duì)應(yīng)整個(gè)圖形。此樹共有4層結(jié)點(diǎn)，每個(gè)結(jié)層結(jié)點(diǎn)，每個(gè)結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)象限，如第點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)象限，如第2層層4個(gè)結(jié)點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)于整個(gè)圖形的四個(gè)象限，排列次序依個(gè)結(jié)點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)于整個(gè)圖形的四個(gè)象限，排列次序依次為南西（次為南西（SW）、南東（）、南東（SE）、北西（）、北西（NW）和北東（）和北東（NE），不能再分的結(jié)點(diǎn)），不能再分的結(jié)點(diǎn)稱為終止結(jié)點(diǎn)（又稱葉子結(jié)點(diǎn)），可能落在不同的層上，該結(jié)點(diǎn)代表的子象限具稱為終止結(jié)點(diǎn)（又稱葉子結(jié)點(diǎn)），可能落在不同的層上，該結(jié)點(diǎn)代表的子象

21、限具有單一的代碼，所有終止結(jié)點(diǎn)所代表的方形區(qū)域覆蓋了整個(gè)圖形。從上到下，從有單一的代碼，所有終止結(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)，共有左到右為葉子結(jié)點(diǎn)編號(hào)，共有40個(gè)葉子結(jié)點(diǎn)，也就是原圖被劃分為個(gè)葉子結(jié)點(diǎn)，也就是原圖被劃分為40個(gè)大小不等個(gè)大小不等的方形子區(qū)（最下面的一排數(shù)字表示各子區(qū)的代碼）。的方形子區(qū)（最下面的一排數(shù)字表示各子區(qū)的代碼）。 AAAAARAAARAAARAARAAAAAAAAAGGAAGGGGGGGAGGGAGGAAAAAARAAAARAAARRAAA143258761234567801234567起點(diǎn)行列號(hào)，單位矢量R: (1,5),3,

22、2,2,3,3,2,3鏈?zhǔn)骄幋a游程長(zhǎng)度編碼逐行編碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu): 行號(hào), 屬性, 重復(fù)次數(shù)1, A, 4, R, 1, A, 4塊狀編碼正方形區(qū)域?yàn)橛涗泦卧獢?shù)據(jù)結(jié)構(gòu): 初始位置, 半徑, 屬性(1,1,3,A),(1,5,1,R),(1,6,2,A),NE SWNWSEGGGGAGGAAGAAA四叉樹編碼柵格數(shù)據(jù)文件像元1X坐標(biāo)Y坐標(biāo)層2屬性值層1屬性值層n屬性值像元2像元n柵格數(shù)據(jù)文件層1像元1層2X,Y,屬性值像元2X,Y,屬性值像元nX,Y,屬性值層n柵格數(shù)據(jù)文件層1 多邊形1層2屬性值像元1坐標(biāo)多邊形N像元n坐標(biāo)層nabc345abcac距離: 7/4 (5)面積: 7 (6)幾何偏差屬性偏差如以像元邊線計(jì)算則為7，以像元為單金大會(huì)則為4。 三角形的面積為6個(gè)平方單位，而右圖中則為7個(gè)平方單位，這種誤差隨像元的增大而增加。 矢量數(shù)據(jù)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：表示地理數(shù)據(jù)的精度較高表示地理數(shù)據(jù)的精度較高嚴(yán)密的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)量小嚴(yán)密的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)量小完整的描述空間關(guān)系完整的描述空間關(guān)系圖形輸出精確美觀圖形輸出精確美觀圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的恢復(fù)、更新、圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的恢復(fù)、更新、綜合都能實(shí)現(xiàn)綜合都能實(shí)現(xiàn)面向目標(biāo)，不僅能表達(dá)屬性，而且面向目標(biāo)，不僅