空間數(shù)據(jù)組織課件

1、01 八月 20221第二章 空間數(shù)據(jù)組織第一節(jié) 天文空間和空間實體的表達一、空間與天文空間二、GIS中的天文空間天文實體天文空間定位框架地球外形大地水準面地球橢球體地球自然外表中國大地坐標系統(tǒng)ICA-75橢球參數(shù): a = 6 378 140m ; b = 6 356 755m；f = 1/298.257 1980年以前：1954年北京坐標系；(參考橢球采用克拉索夫斯基橢球參數(shù),坐標原點俄羅斯的西伯利亞)； 1980年-至今：1980年國度大地坐標系(1980西安坐標系) 采用1975年國際大地測量協(xié)會引薦的參考橢球,坐標原點位于陜西涇陽縣) ：天文實體空間點位WGS84 地心坐標系，WGS

2、84橢球體相對高程:空中點至大地水準面(即平均海平面)的垂直高度,也稱海拔高程，簡稱高程; 相對高程:空中點至任一水準面的垂直高度.高程-由高程基準面計算的空中點高度.高程基準面的位置,實踐上是依據(jù)驗潮站所確定的多年平均海水面而確定的.高程*中國高程起算面-黃海平均海水面 1956年在青島觀象山設立了水準原點其高程以青島驗潮站1950-1956年的觀測記載所確定的黃海平均海水面為零點而測算出來的，為72.289m，并且據(jù)此樹立了1956年黃海高程系; 1987年國度測繪局發(fā)布：啟用1985年國度高程基準取代黃海平均海水面，它比黃海平均海水面上升 29毫米-在全國范圍內選取假定干具有控制意義的點

3、,并且準確測定其平面位置和高程.而這些控制點所構成的平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)即組成大地控制網(wǎng).中國大地控制網(wǎng)平面控制網(wǎng)國度測繪局(1)平面控制網(wǎng) :按一致規(guī)范,由準確測定天文坐標的空中點組成.陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)北激流村 1980年國度大地坐標系 中大地坐標的起算點高程控制網(wǎng)國度測繪局青島觀象山(2)高程控制網(wǎng) : 按一致規(guī)范,由準確測定高程的空中點組成.第一節(jié) 天文空間和空間實體的表達三、空間實體的表達點、線、面、曲面、體假設采用一個沒有大小的點坐標來表達基本點元素時，稱為矢量表示方法假設采用一個有固定大小的點面元來表達基本點元素時，稱為柵格表示方法第二節(jié) 空間數(shù)據(jù)的特點一、空間數(shù)據(jù)特點定義：

4、空間數(shù)據(jù)是用來描畫空間實體的位置、外形、大小及其散布特征等信息的數(shù)據(jù)特點： 空間性表示實體的空間位置或如今所處的天文位置?？臻g特征又稱定位特征或幾何特征，普通用坐標數(shù)據(jù)表示 專題性屬性表示實體的特征。如稱號、分類、質量特征和數(shù)量特征等。 時間性描畫實體隨時間的變化，其變化的周期有超短周期的、短期的、中期的和臨時的第二節(jié) 空間數(shù)據(jù)的特點二、空間數(shù)據(jù)類型1. 類型數(shù)據(jù)：居民點、交通線、土地類型散布等。2. 面域數(shù)據(jù)：多邊形中心點、行政區(qū)域界限和行政單元3. 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)：路途交叉點、街道和街區(qū)等。4. 樣本數(shù)據(jù)：氣候站、航線和野外樣方的散布區(qū)等。5. 曲面數(shù)據(jù) ：高程點、等高線和等值區(qū)域。6. 文本數(shù)

5、據(jù)：如地名、河流名和區(qū)域稱號。7. 符號數(shù)據(jù)：點狀符號、線狀符號和面狀符號等。第三節(jié) 空間關系定義：指幾何上空間對象之間的相互關系類型：度量空間關系順序空間關系拓撲空間關系度量空間關系度量空間關系：指空間對象之間的距離關系類型：歐氏距離 曼哈頓距離The Manhattan distance、The city-block distance、The taxi-cab distance：Dist=|x1-x2|+|y1-y2|時間距離經(jīng)濟距離風險距離社會距離認知距離生態(tài)距離順序空間關系順序空間關系：描畫空間實體之間在空間上的陳列次第類型：上下順序關系前后順序關系基于西北西北天文方向的順序空間關系拓

6、撲空間關系拓撲特征：在拓撲變換恣意伸縮或變形，但不扭結或折疊下可以堅持不變的幾何屬性類型：銜接性connectivity：指曲線或弧段在結點處的相互銜接關系包括性inclusion鄰接性contiguity：指共有公共邊的兩個區(qū)域的鄰接關系拓撲空間關系的意義：確定一種天文實體相關于另一種天文實體的空間位置關系空間要素的查詢重建天文實體拓撲關系一個例子第四節(jié) 數(shù)據(jù)結構略第五節(jié) 矢量數(shù)據(jù)結構定義一、復雜數(shù)據(jù)結構面條結構二、拓撲數(shù)據(jù)結構DIMEPOLYVRTTIGER三、曲面數(shù)據(jù)結構Delaunay三角網(wǎng) Delaunay三角網(wǎng)是Voronoi圖的對偶圖，將Voronoi圖中各多邊形單元的內點或稱為

7、發(fā)作點銜接后失掉一個布滿整個區(qū)域而又互不堆疊的三角網(wǎng)結構。與其它三角網(wǎng)相比，Delaunay三角網(wǎng)具有如下性質：1三角網(wǎng)中心邊界構建的多邊形為點集的凸殼；2恣意三角形的外接圓內不包括其它點這特性質是Delaunay三角網(wǎng)的定義也稱為空外接圓規(guī)那么；3三角形最大水平地堅持了平衡、防止狹長形三角形的出現(xiàn)最大最小角規(guī)那么。假設將三角網(wǎng)中的每個三角形的最小角停止升序陳列，那么Delaunay三角網(wǎng)的陳列失掉的數(shù)值最大，從這個意義上講，Delaunay三角網(wǎng)是最接近于規(guī)那么化的三角網(wǎng)鄔倫等 2001。性質2和3保證了Delaunay三角網(wǎng)是最接近等角或等邊的三角網(wǎng)武曉波等 2000。 曲面數(shù)據(jù)結構第六節(jié) 柵格數(shù)據(jù)結構定義：指將空間聯(lián)系成有規(guī)那么的網(wǎng)格，在各個網(wǎng)格上給出相應的屬性值來表示天文實體的一種數(shù)據(jù)組織方式一、基本空間對象的柵格表達點線面二、柵格單元大小確實定三、柵格單元的空間關系表達柵格單元的空間關系表達第六節(jié) 柵格數(shù)據(jù)結構續(xù)四、柵格單元的位置坐標確實定五、柵格單元的屬性確定六、柵格數(shù)據(jù)結構及其編碼1.直接柵格數(shù)據(jù)編碼2.費爾曼鏈碼3.游程編碼4.四叉樹編碼柵格單元的屬性確定直接柵格數(shù)據(jù)編碼費爾曼鏈碼游程編碼四叉樹編碼慣例四叉樹線性四叉