第2章地理空間現(xiàn)象的計(jì)算機(jī)表達(dá)課件

1、空間數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù) 李瑞改1空間數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù) 李瑞改1地理空間及其表達(dá)地理空間空間實(shí)體空間實(shí)體的描述空間實(shí)體的表達(dá)方式空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型矢量結(jié)構(gòu)柵格結(jié)構(gòu)TIN數(shù)據(jù)模型第二章 地理空間現(xiàn)象的計(jì)算機(jī)表達(dá)2地理空間及其表達(dá)第二章 地理空間現(xiàn)象的計(jì)算機(jī)表達(dá)2地理現(xiàn)象的表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界 空間數(shù)據(jù)地圖遙感影像特征關(guān)系行為觀察選擇抽象綜合測(cè)量：位置編碼：屬性建立關(guān)系：表達(dá) 3地理現(xiàn)象的表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界 空間數(shù)據(jù)地圖遙感影像特征觀察選擇測(cè)量第一節(jié) 地理空間及其表達(dá) 地理空間是指物質(zhì)、能量、信息的形式與形態(tài)、結(jié)構(gòu)過程、功能關(guān)系上的分布方式和格局及其在時(shí)間上的延續(xù)。建立在地理空間坐標(biāo)系基礎(chǔ)上地理坐標(biāo)（經(jīng)度、緯度）是描述地理空間

2、信息最直接的方法。4第一節(jié) 地理空間及其表達(dá) 地理空間是指物質(zhì)、能量、信地理空間坐標(biāo)系地理坐標(biāo)系是以地理極(北極、南極)為極點(diǎn)。通過P點(diǎn)作橢球面的垂線，稱之為過P點(diǎn)的法線。 法線與赤道面的交角，叫做P點(diǎn)的緯度 （Latitude） 。 過P點(diǎn)的子午面與通過英國(guó)格林尼治天文臺(tái)的子午面所夾的二面角，叫做P點(diǎn)的經(jīng)度（Longitude）。 5地理空間坐標(biāo)系地理坐標(biāo)系是以地理極(北極、南極)為極點(diǎn)。5地圖坐標(biāo)系地圖坐標(biāo)系由大地基準(zhǔn)面和地圖投影確定。大地基準(zhǔn)面是利用特定橢球體對(duì)特定地區(qū)地球表面的逼近，因此每個(gè)國(guó)家或地區(qū)均有各自的大地基準(zhǔn)面，我們通常稱謂的北京54坐標(biāo)系、西安80坐標(biāo)系實(shí)際上指的是我國(guó)的兩

3、個(gè)大地基準(zhǔn)面。 6地圖坐標(biāo)系地圖坐標(biāo)系由大地基準(zhǔn)面和地圖投影確定。6國(guó)家高程基準(zhǔn)56年黃海高程基準(zhǔn)系以青島驗(yàn)潮站19501956年驗(yàn)潮資料算得的平均海面為零的高程系統(tǒng)。原點(diǎn)設(shè)在青島市觀象山。該原點(diǎn)以“1956年黃海高程系”計(jì)算的高程為72289米。85國(guó)家高程基準(zhǔn)是指以青島水準(zhǔn)原點(diǎn)和青島驗(yàn)潮站1952年到1979年的驗(yàn)潮數(shù)據(jù)確定的黃海平均海水面所定義的高程基準(zhǔn)，其水準(zhǔn)點(diǎn)起算高程為72.260米。7國(guó)家高程基準(zhǔn)56年黃海高程基準(zhǔn)系以青島驗(yàn)潮站1950195地圖投影：投影實(shí)質(zhì)投影面地球8地圖投影：投影實(shí)質(zhì)投影面地球8地圖投影我國(guó)的基本比例尺地形圖(1:5千，1:1萬，1:2.5萬，1:5萬，1:1

4、0萬，1:25萬，1:50萬，1:100萬)中：大于等于50萬的均采用高斯-克呂格投影(Gauss-Kruger)，這是一個(gè)等角橫切橢圓柱投影，又叫橫軸墨卡托投影(Transverse Mercator)；小于50萬的地形圖采用等角正軸割園錐投影，又叫蘭勃特投影(Lambert Conformal Conic)；海上小于50萬的地形圖多用等角正軸圓柱投影，又叫墨卡托投影(Mercator)。 9地圖投影我國(guó)的基本比例尺地形圖(1:5千，1:1萬，1:2.地圖坐標(biāo)系我國(guó)參照前蘇聯(lián)從1953年起采用克拉索夫斯基(Krassovsky)橢球體建立了我國(guó)的北京54坐標(biāo)系。1978年采用國(guó)際大地測(cè)量協(xié)會(huì)

5、推薦的IAG 75地球橢球體建立了我國(guó)新的大地坐標(biāo)系-西安80坐標(biāo)系。目前GPS定位所得出的結(jié)果都屬于WGS84坐標(biāo)系統(tǒng)，WGS84基準(zhǔn)面采用WGS84橢球體，它是一地心坐標(biāo)系，即以地心作為橢球體中心的坐標(biāo)系。 10地圖坐標(biāo)系我國(guó)參照前蘇聯(lián)從1953年起采用克拉索夫斯基(Kr我國(guó)的大地坐標(biāo)系1954北京坐標(biāo)系大地原點(diǎn)在原蘇聯(lián)的普爾科沃 采用克拉索夫斯基橢球高程基準(zhǔn)為 1956年青島驗(yàn)潮站求出的黃海平均海水面 54坐標(biāo)系統(tǒng)普遍低于我國(guó)的大地水準(zhǔn)面，平均誤差為29米左右。1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系選用1975年國(guó)際大地測(cè)量協(xié)會(huì)推薦的國(guó)際橢球赤道半徑=6 378 140.000 000 000 0 m

6、極半徑=6 356 755.288 157 528 7 m地球扁率=1/298.257國(guó)家原點(diǎn)設(shè)在陜西省涇陽縣 高程基準(zhǔn)：1985國(guó)家高程基WGS84坐標(biāo)系統(tǒng)（地心坐標(biāo)系）美國(guó)國(guó)防部在1984年建立了世界大地測(cè)量坐標(biāo)系 統(tǒng)（World Geodetic System，WGS-84），目前GPS定位所得出的結(jié)果都屬于WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)。11我國(guó)的大地坐標(biāo)系1954北京坐標(biāo)系11高斯-克呂格投影由德國(guó)數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家高斯于19 世紀(jì)20 年代擬定，后經(jīng)德國(guó)大地測(cè)量學(xué)家克呂格于1912 年對(duì)投影公式加以補(bǔ)充，故稱為高斯-克呂格投影 12高斯-克呂格投影由德國(guó)數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家高斯

7、于19 高斯- 克呂格投影高斯- 克呂格投影是按分帶方法各自進(jìn)行投影，故各帶坐標(biāo)成獨(dú)立系統(tǒng)。以中央經(jīng)線投影為縱軸(x), 赤道投影為橫軸(y),兩軸交點(diǎn)即為各帶的坐標(biāo)原點(diǎn)?？v坐標(biāo)以赤道為零起算，赤道以北為正，以南為負(fù)。我國(guó)位于北半球，縱坐標(biāo)均為正值。橫坐標(biāo)如以中央經(jīng)線為零起算，中央經(jīng)線以東為正，以西為負(fù)，橫坐標(biāo)出現(xiàn)負(fù)值，使用不便，故規(guī)定將坐標(biāo)縱軸西移500公里當(dāng)作起始軸，凡是帶內(nèi)的橫坐標(biāo)值均加 500公里。由于高斯-克呂格投影每一個(gè)投影帶的坐標(biāo)都是對(duì)本帶坐標(biāo)原點(diǎn)的相對(duì)值，所以各帶的坐標(biāo)完全相同，為了區(qū)別某一坐標(biāo)系統(tǒng)屬于哪一帶，在橫軸坐標(biāo)前加上帶號(hào)，如(4231898m,21655933m)，其

8、中21即為帶號(hào)。 13高斯- 克呂格投影高斯- 克呂格投影是按分帶方法各自進(jìn)行投影高斯-克呂格投影14高斯-克呂格投影14高斯投影分帶15高斯投影分帶1522帶投影參數(shù)地圖投影名稱：Transverse Mercator單位：meters橢球體：Krasovsky_1940中央經(jīng)線變形比：1.0中央經(jīng)線：129.0投影起始緯度：0.0東偏移量：22500000北偏移量：01622帶投影參數(shù)地圖投影名稱：Transverse Merca地形圖分幅編號(hào)1:100萬地形圖的分幅和編號(hào)是國(guó)際上統(tǒng)一規(guī)定的，從赤道起向兩極緯差每4 為1列，將南北半球分別分成22列依次以字母A、B、C、D、V表示；由經(jīng)度1

9、80起，從西向東，每經(jīng)差6 為一行，將全球分成60行，依次用數(shù)字1、2、3、4、60表示，采用“橫列號(hào)行號(hào)”編號(hào)表示。列在前行在后，用“”連接。 17地形圖分幅編號(hào)1:100萬地形圖的分幅和編號(hào)是國(guó)際上統(tǒng)一規(guī)定第二節(jié) 地理空間實(shí)體一、空間實(shí)體（spatial entity）含義 空間實(shí)體指具有確定的位置和形態(tài)特征并具有地 理意義的地理空間物體。是地理信息系統(tǒng) 中不可再分的最小單元現(xiàn)象 屬性是空間實(shí)體已定義的特征空間實(shí)體：是指現(xiàn)實(shí)世界中地理實(shí)體 的最小抽象單位, 主要包括點(diǎn)、線和面三種類型.空間檢索的目的是對(duì)給定的空間坐標(biāo),能夠以盡快的速度搜索到坐標(biāo)范圍內(nèi)的空間對(duì)象, 進(jìn)而對(duì)空間對(duì)象進(jìn)行拓?fù)潢P(guān)系

10、 的分析處理。18第二節(jié) 地理空間實(shí)體一、空間實(shí)體（spatial enti第二節(jié) 地理空間實(shí)體及地圖表示一、空間實(shí)體（spatial entity）含義空間實(shí)體：在空間數(shù)據(jù) 中不可再分的最小單元被稱為空間實(shí)體.空間實(shí)體是對(duì)存在于自然界中的地理實(shí)體 進(jìn) 行抽象,主要包括點(diǎn)、線、面和實(shí)體等基本類型空間實(shí)體：地理信息系統(tǒng)將不可再分的最小單元稱 為空間實(shí)體,如:一條斷裂、一個(gè)湖泊、一個(gè)高程點(diǎn) 等,它 們?cè)贕IS中是用矢量數(shù)據(jù) 點(diǎn)、線、面表述的。 19第二節(jié) 地理空間實(shí)體及地圖表示一、空間實(shí)體（spatial第二節(jié) 地理空間實(shí)體及地圖表示一、空間實(shí)體（spatial entity）含義地理實(shí)體：地理實(shí)

11、體是指在地球表層系統(tǒng)中與人類活動(dòng)有關(guān)的物質(zhì)實(shí)體如城市、資源中心、 企業(yè)等它們的顯著特點(diǎn)就是具有內(nèi)在的結(jié)構(gòu)、獨(dú) 占的地理位置和相對(duì)高的密度呈離散分布狀態(tài)。地理實(shí)體是指現(xiàn)實(shí)中的地理物體和地理現(xiàn)象 它表現(xiàn)在地圖上稱為地圖元素.從圖形學(xué)的角度看 地理實(shí)體可看作基本的圖原地圖則是圖原按地理位置組成的復(fù)合圖形。20第二節(jié) 地理空間實(shí)體及地圖表示一、空間實(shí)體（spatial二、空間實(shí)體 空間實(shí)體指具有確定的位置和形態(tài)特征并具有地理意義的地理空間物體，空間實(shí)體具有確定的形態(tài)（可以不可見），空間實(shí)體的空間屬性和非空間屬性。 以空間實(shí)體為定義域，隨空間實(shí)體的延展而變化的地理現(xiàn)象（變量）成為空間屬性，例如河流深度、

12、水流速度、水面寬度、土壤類型等?？臻g實(shí)體的非空間屬性空間實(shí)體的空間屬性 不隨空間實(shí)體的延展而變化的地理現(xiàn)象（變量）成為非空間屬性，例如河流名字、城市人口等。21二、空間實(shí)體 空間實(shí)體指具有確定的位置和形態(tài)特征第二節(jié) 地理空間實(shí)體三、實(shí)體的維數(shù)和延展度1、維數(shù) 維度（又稱維數(shù)）是數(shù)學(xué) 中獨(dú)立參數(shù)的數(shù)目。在物理學(xué)和哲學(xué)的領(lǐng)域內(nèi)，指獨(dú)立的時(shí)空坐標(biāo)的數(shù)目。與分析空間相關(guān)！三維空間：四維時(shí)空（三維空間+時(shí)間維）：多維空間 2、延展度 空間物體的延展度反映了空間實(shí)體的空間延展特性。22第二節(jié) 地理空間實(shí)體三、實(shí)體的維數(shù)和延展度22第三節(jié) 空間實(shí)體的數(shù)據(jù)描述一、空間實(shí)體的數(shù)據(jù)抽象現(xiàn)實(shí)世界經(jīng)過抽象形成概念世界

13、，然后形成數(shù)據(jù)世界。把現(xiàn)實(shí)世界的地理事物表示成各種數(shù)字和字符形式，并記錄在計(jì)算機(jī)中，形成數(shù)據(jù)世界?，F(xiàn)實(shí)世界概念（數(shù)據(jù)）模型信息世界（邏輯）數(shù)據(jù)模型機(jī)器世界認(rèn)識(shí)抽象轉(zhuǎn)換 信息的抽象過程實(shí)際上涉及到信息的三種不同世界：現(xiàn)實(shí)世界、信息世界和機(jī)器世界。按照不同的應(yīng)用層次可以把數(shù)據(jù)模型劃分為概念（數(shù)據(jù)）模型和（邏輯）數(shù)據(jù)模型。23第三節(jié) 空間實(shí)體的數(shù)據(jù)描述一、空間實(shí)體的數(shù)據(jù)抽象現(xiàn)實(shí)世界概念第三節(jié) 空間實(shí)體的數(shù)據(jù)描述二、實(shí)體對(duì)象的描述基于實(shí)體對(duì)象的描述對(duì)象模型基于場(chǎng)的描述場(chǎng)模型基于網(wǎng)絡(luò)的描述網(wǎng)絡(luò)模型空間數(shù)據(jù)的概念模型分為三類：（根據(jù)GIS數(shù)據(jù)組織和處理方式來進(jìn)行劃分）24第三節(jié) 空間實(shí)體的數(shù)據(jù)描述二、實(shí)體

14、對(duì)象的描述基于實(shí)體對(duì)象的描（1）對(duì)象模型對(duì)象模型，也稱作要素模型，將研究的整個(gè)地理空間看成一個(gè)空域，地理現(xiàn)象和空間實(shí)體作為獨(dú)立的對(duì)象分布在該空域中。按照其空間特征分為點(diǎn)、線、面、體四種基本對(duì)象，對(duì)象也可能由其他對(duì)象構(gòu)成復(fù)雜對(duì)象，并且與其他分離的對(duì)象保持特定的關(guān)系。對(duì)象模型一般適合于對(duì)具有明確邊界的地理現(xiàn)象進(jìn)行抽象建模，如建筑物、道路等現(xiàn)象，因?yàn)檫@些現(xiàn)象可被看作是離散的單個(gè)地理現(xiàn)象。 對(duì)象模型把地理現(xiàn)象當(dāng)作空間要素（Feature）或空間實(shí)體（Entity）。25（1）對(duì)象模型對(duì)象模型，也稱作要素模型，將研究的整個(gè)地理空間（2）場(chǎng)模型場(chǎng)模型，也稱作域（field）模型，是把地理空間中的現(xiàn)象作為連

15、續(xù)的變量或體來看待，如大氣污染程度、地表溫度、土壤濕度、地形高度以及大面積空氣和水域的流速和方向等。根據(jù)不同的應(yīng)用，場(chǎng)可以表現(xiàn)為二維或三維。一個(gè)二維場(chǎng)就是在二維空間R2中任意給定的一個(gè)空間位置上，都有一個(gè)表現(xiàn)某現(xiàn)象的屬性值，即Af(x，y)。一個(gè)三維場(chǎng)是在三維空間R3中任意給定一個(gè)空間位置上，都對(duì)應(yīng)一個(gè)屬性值，即Af(x，y，z)。 由于連續(xù)變化的空間現(xiàn)象難以觀察，在研究實(shí)際問題中，往往在有限時(shí)空范圍內(nèi)獲取足夠高精度的樣點(diǎn)觀測(cè)值來表征場(chǎng)的變化。26（2）場(chǎng)模型場(chǎng)模型，也稱作域（field）模型，是把地理空間（3）網(wǎng)絡(luò)模型網(wǎng)絡(luò)模型與對(duì)象模型的某些方面相同，都是描述不連續(xù)的地理現(xiàn)象，不同之處在于它

16、需要考慮通過路徑相互連接多個(gè)地理現(xiàn)象之間的連通情況?，F(xiàn)實(shí)世界許多地理事物和現(xiàn)象可以構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，如公路、鐵路、通訊線路、管道等，都可以表示成相應(yīng)的點(diǎn)之間的連線，由此構(gòu)成現(xiàn)實(shí)世界中多種多樣的地理網(wǎng)絡(luò)。 網(wǎng)絡(luò)是由一系列節(jié)點(diǎn)和環(huán)鏈組成的，從本質(zhì)上看與對(duì)象模型沒有本質(zhì)的區(qū)別。按照基于對(duì)象的觀點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)模型也可以看成對(duì)象模型的一個(gè)特例，它是由點(diǎn)對(duì)象和線對(duì)象之間的拓?fù)淇臻g關(guān)系構(gòu)成的。因此可將空間數(shù)據(jù)概念模型歸結(jié)為對(duì)象模型（或稱要素模型）和場(chǎng)模型（或稱域模型）兩類。27（3）網(wǎng)絡(luò)模型網(wǎng)絡(luò)模型與對(duì)象模型的某些方面相同，都是描述不連第三節(jié) 空間實(shí)體的數(shù)據(jù)描述三、基于實(shí)體對(duì)象的描述1.實(shí)體對(duì)象的概念：實(shí)體對(duì)象（enti

17、ty object ）：被定義了特定編號(hào)的實(shí)體稱為實(shí)體對(duì)象。實(shí)體具備的三個(gè)基本條件： （1）被識(shí)別； （2）重要（與問題相關(guān)） （3）可被描述（有特征）點(diǎn)狀：氣象站、山峰、企事業(yè)單位等線狀：河流、海岸線、鐵路、行政邊界等面狀：土地利用模式、湖泊等體狀：樓體、涼亭28第三節(jié) 空間實(shí)體的數(shù)據(jù)描述三、基于實(shí)體對(duì)象的描述1.實(shí)體對(duì)象第三節(jié) 空間實(shí)體的數(shù)據(jù)描述三、基于實(shí)體對(duì)象的描述2、主要的實(shí)體對(duì)象（1）點(diǎn)對(duì)象點(diǎn)是有特定的位置、維數(shù)為零的實(shí)體，包括以下5類。1)點(diǎn)實(shí)體 (point entity)：用來代表一個(gè)實(shí)體。2)注記點(diǎn):用于定位注記。3)內(nèi)點(diǎn) (label point)：用于記錄多邊形的屬性，存

18、在于多邊形內(nèi)。4)結(jié)點(diǎn) (node)：表示線的終點(diǎn)和起點(diǎn)。5)特征點(diǎn) (vertex)：表示線段和弧段的內(nèi)部點(diǎn)。29第三節(jié) 空間實(shí)體的數(shù)據(jù)描述三、基于實(shí)體對(duì)象的描述1)點(diǎn)實(shí)體 點(diǎn)（point）實(shí)體 有位置，無寬度和長(zhǎng)度； 抽象的點(diǎn)數(shù)據(jù)描述方式：(x,y)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30點(diǎn)（point）實(shí)體 有位置，無寬度和長(zhǎng)度；數(shù)據(jù)描述方式：(2、主要的實(shí)體對(duì)象（2）線對(duì)象 線對(duì)象是維度為1的空間實(shí)體， 由一系列坐標(biāo)表示，并有如下特征。實(shí)體長(zhǎng)度：從起點(diǎn)到終點(diǎn)的總長(zhǎng)。彎曲度：用于表示彎曲的程度，如道路拐彎時(shí)。方向性：水流方向是從上游到下游，公路則有單向與雙向之

19、分。 線狀實(shí)體包括線段、邊界、鏈、 弧段、網(wǎng)絡(luò)等。第三節(jié) 空間實(shí)體的數(shù)據(jù)描述三、基于實(shí)體對(duì)象的描述312、主要的實(shí)體對(duì)象第三節(jié) 空間實(shí)體的數(shù)據(jù)描述三、基于實(shí)體對(duì)象線(line)實(shí)體 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 度量實(shí)體距離數(shù)據(jù)描述方式：(x1,y1) (x2,y2) (x3,y3) (x4,y4)香港城市道路網(wǎng)分布32線(line)實(shí)體 有長(zhǎng)度，但無寬度和高度數(shù)據(jù)描述方式：(x2、主要的三類實(shí)體對(duì)象（3）多邊形對(duì)象 面狀實(shí)體也稱為多邊形，是對(duì) 湖泊、島嶼、地塊等一類現(xiàn)象的描 述。通常由一封閉曲線加內(nèi)點(diǎn)來表示。1)面積范圍;2)周長(zhǎng);3)獨(dú)立性或與其他的地

20、物相鄰，如中國(guó)及其周邊國(guó)家;4)內(nèi)島，如島嶼的海岸線封閉所圍成的區(qū)域等。重疊與非重疊現(xiàn)象第三節(jié) 空間實(shí)體的數(shù)據(jù)描述三、基于實(shí)體對(duì)象的描述332、主要的三類實(shí)體對(duì)象第三節(jié) 空間實(shí)體的數(shù)據(jù)描述三、基于實(shí)體面(polygon)實(shí)體 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)土地利用分布圖（不連續(xù)面）數(shù)據(jù)描述方式：(x1,y1) (x2,y2) (x3,y3) (x4,y4) (x1,y1) 34面(polygon)實(shí)體 具有長(zhǎng)和寬的目標(biāo)中國(guó)土地利用分布圖空間對(duì)象：面(surface)連續(xù)變化曲面：如地形起伏，整個(gè)曲面在空間上曲率變化連續(xù)。不連續(xù)變化曲面，如土壤

21、、森林、草原、土地利用等，屬性變化發(fā)生在邊界上，面的內(nèi)部是同質(zhì)的。35空間對(duì)象：面(surface)連續(xù)變化曲面：如地形起伏，整個(gè)空間對(duì)象：體(Solid)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、礦體等三維目標(biāo)香港理工大學(xué)校園建筑數(shù)據(jù)描述方式：(x1,y1,z1) (x2,y2,z2) (x3,y3,z3) (x4,y4,z4)36空間對(duì)象：體(Solid)有長(zhǎng)、寬、高的目標(biāo)香港理工大學(xué)校園第三節(jié) 空間實(shí)體的數(shù)據(jù)描述四、基于場(chǎng)的描述把地理空間的事物和現(xiàn)象作為連續(xù)的變量看待。主要作用：模擬具有一定空間內(nèi)連續(xù)分布特點(diǎn)的現(xiàn)象。二維場(chǎng)模型、三維場(chǎng)模型。類型： （1）圖斑模型（用數(shù)學(xué)

22、函數(shù)表示某一屬性的變化）； （2）等值線模型（等高、等溫）； （3）選樣模型（離散點(diǎn)、斷面線、不規(guī)則三角網(wǎng)、規(guī)則網(wǎng)格）37第三節(jié) 空間實(shí)體的數(shù)據(jù)描述四、基于場(chǎng)的描述把地理空間的事物和1、圖斑模型 圖斑模型將一個(gè)地理空間劃分成一些簡(jiǎn)單的連通域，每個(gè)區(qū)域 用一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)函數(shù)表示一種主要屬性的變化。根據(jù)表示地理現(xiàn) 象的不同，可以對(duì)應(yīng)不同類型的屬性函數(shù)。（1）常量最簡(jiǎn)單 每個(gè)區(qū)域中的屬性函數(shù)值保持一個(gè)常數(shù)。圖斑模型常常被用于 描述土壤類型、土地利用現(xiàn)狀、植被以及生物的空間分布。除了單 一屬性值，還有多屬性值的情況。（2）線性函數(shù) 對(duì)平面上劃分的每個(gè)區(qū)域，對(duì)應(yīng)的屬性函數(shù)值的變化不是常 量，而是一個(gè)線性

23、函數(shù)。如：地表模擬（3）高階函數(shù) 有些情況下，在一個(gè)區(qū)域內(nèi)，要求屬性函數(shù)為一個(gè)高階函數(shù)， 用以提高表示的精確性。第三節(jié) 空間實(shí)體的數(shù)據(jù)描述四、基于場(chǎng)的描述381、圖斑模型第三節(jié) 空間實(shí)體的數(shù)據(jù)描述四、基于場(chǎng)的描述382、等值線模型等值線的特點(diǎn)：（1）場(chǎng)經(jīng)常被視為由一系列等值線組成；（2）一條等值線就是地面上所有具有相同屬性值的點(diǎn)的有序 集合；（3）用一組等值線將地理空間劃分成一些區(qū)域，每個(gè)區(qū)域中 的屬性值的變化是相鄰的兩條等值線的連續(xù)插值；（4）每條線唯一值；（5）兩條等值線不相交；例如：地形等高線；海底地形等深線第三節(jié) 空間實(shí)體的數(shù)據(jù)描述四、基于場(chǎng)的描述392、等值線模型第三節(jié) 空間實(shí)體的數(shù)

24、據(jù)描述四、基于場(chǎng)的描述393、選樣模型 地理空間上的屬性值是通過采集有限個(gè)點(diǎn)的屬性值來確 定的。（1）離散點(diǎn) X、Y：絕對(duì)坐標(biāo)值；Z由周圍高程值插值計(jì)算（2）斷面線 記錄的內(nèi)容包括：DEM起始點(diǎn)坐標(biāo)X0、 Y0 ，斷面線間隔DX或DY（3）不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）（4）規(guī)則網(wǎng)格全覆蓋、不重疊第三節(jié) 空間實(shí)體的數(shù)據(jù)描述四、基于場(chǎng)的描述403、選樣模型第三節(jié) 空間實(shí)體的數(shù)據(jù)描述四、基于場(chǎng)的描述40414142424343第三節(jié) 空間實(shí)體的數(shù)據(jù)描述五、場(chǎng)模型與實(shí)體對(duì)象模型的對(duì)比場(chǎng)模型與實(shí)體對(duì)象模型的共存！思維方式的差異44第三節(jié) 空間實(shí)體的數(shù)據(jù)描述五、場(chǎng)模型與實(shí)體對(duì)象模型的對(duì)比44第三節(jié) 空間實(shí)體的數(shù)

25、據(jù)描述五、場(chǎng)模型與實(shí)體對(duì)象模型的對(duì)比場(chǎng)模型柵格數(shù)據(jù)表示實(shí)體對(duì)象模型矢量數(shù)據(jù)表示45第三節(jié) 空間實(shí)體的數(shù)據(jù)描述五、場(chǎng)模型與實(shí)體對(duì)象模型的對(duì)比45第四節(jié) 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（隱式表示）基于坐標(biāo)的柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（顯式表示）基于格點(diǎn)的46第四節(jié) 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（隱式表示）基于常用的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)XYijx1 y1x2 y2xi yixn yn47常用的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)XYijx1 y1x2 y2xi yixn一、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概念： 矢量結(jié)構(gòu)是通過記錄坐標(biāo)的方式來表示點(diǎn)、線、面等地理實(shí)體。特點(diǎn)：定位明顯、屬性隱含能最好地逼近地理實(shí)體的空間分布特征數(shù)據(jù)精度高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)冗余度低便于進(jìn)行地理

26、實(shí)體的網(wǎng)絡(luò)分析對(duì)多層空間數(shù)據(jù)的疊合分析比較困難48一、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概念：48它是一種非拓樸矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，地物用一系列坐標(biāo)串來表示，是較簡(jiǎn)便的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。1. Spaghetti矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) P1 (79,72) R1 (6,0) (37,32) P1,(79,72) R1,(6,0),(37,32) (44,95) (64,95) P2 P3 (44,70) F1 F1,(44,95),(64,95), (64,70),(44,70), (44,95) (64,70) 49它是一種非拓樸矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，地物用一系列坐標(biāo)串來表示，是較簡(jiǎn)(1)實(shí)體的表示方法：點(diǎn)要素：唯一標(biāo)識(shí)碼，（X，Y）線要素：

27、唯一標(biāo)識(shí)碼，（X1，Y1），,（Xn,Yn）多邊形要素：唯一標(biāo)識(shí)碼，(X1,Y1)，（Xn,Yn）,(X1,Y1)1. Spaghetti矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 50(1)實(shí)體的表示方法：1. Spaghetti矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) （2）Spaghetti結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)地理要素被當(dāng)成單個(gè)對(duì)象來進(jìn)行組織不能表示對(duì)象之間的關(guān)系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)重復(fù)存儲(chǔ)，造成數(shù)據(jù)冗余和不一致數(shù)據(jù)間無拓?fù)潢P(guān)聯(lián)島是單個(gè)圖形，與外界多邊形無聯(lián)系不易進(jìn)行多邊形分解和合并，鄰域處理較復(fù)雜1. Spaghetti矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)51（2）Spaghetti結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1. Spaghetti矢2. 索引數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)-樹狀索引結(jié)構(gòu)索引數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是：可

28、以直接反映點(diǎn)、線、面之間的結(jié)構(gòu)組成關(guān)系減少存儲(chǔ)的存儲(chǔ)空間一、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)結(jié)點(diǎn) 折點(diǎn)線段 多邊形522. 索引數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)-樹狀索引結(jié)構(gòu)一、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)結(jié)點(diǎn) F1 F2 F3 L1 L2 L3 L4 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 結(jié)點(diǎn) 折點(diǎn) 線段 多邊形 2. 索引數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)F1 F2 F3 L4 L2 L3 L1 P3 P9 P10 P11 P3 P1 P6 P5 P4 P2 P2 P7 P8 P1 P1 P253F1 F2 F3 L1 L2 L3 L4 P1線與多邊形之間的樹狀索引 54線與多邊形之間的樹狀索引 5455點(diǎn)與線之間的樹狀索引 5555點(diǎn)與線之

29、間的樹狀索引 553. 拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 結(jié)點(diǎn) 折點(diǎn)弧段 多邊形點(diǎn)、弧段和多邊形的拓?fù)潢P(guān)系(1)拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)組織563. 拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 結(jié)點(diǎn) 折點(diǎn)弧段 多邊形點(diǎn)、弧段和(1)拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)組織基本對(duì)象： 點(diǎn)、弧段、鏈段特點(diǎn)：點(diǎn)是相互獨(dú)立的，點(diǎn)連成線，線構(gòu)成面拓?fù)渚庉嫞鹤詣?dòng)查錯(cuò)編輯和自動(dòng)生成多邊形邊界便于進(jìn)行數(shù)據(jù)組織和數(shù)據(jù)分析3. 拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 57(1)拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)組織3. 拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 57F1 F2 F3 L1 L2 L3 L4 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 結(jié)點(diǎn) 折點(diǎn) 弧段 多邊形 三、 拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 58F1 F2 F3 L1 L2

30、 L3 L4 P13. 拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)結(jié)構(gòu) (2)拓?fù)潢P(guān)系的表示結(jié)點(diǎn)拓?fù)潢P(guān)系線拓?fù)潢P(guān)系鏈-結(jié)點(diǎn)關(guān)系鏈-面關(guān)系多邊形拓?fù)潢P(guān)系593. 拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)結(jié)構(gòu) (2)拓?fù)潢P(guān)系的表示59F1 F2 F3 L1 L2 L3 L4 P1 P2 P3 3. 拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)結(jié)構(gòu) (2)拓?fù)潢P(guān)系的表示結(jié)點(diǎn)拓?fù)潢P(guān)系結(jié)點(diǎn)弧段P1-L1, L2,-L3P2L1,-L2,L3P3L460F1 F2 F3 L1 L2 L3 L4 P1F1 F2 F3 L1 L2 L3 L4 P1 P2 P3 3. 拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)結(jié)構(gòu) (2)拓?fù)潢P(guān)系的表示弧段結(jié)點(diǎn)左多邊形右多邊形L1P2P10F3L2P1P20F2L3P2P1F3F2L4P3P3F

31、2F1線拓?fù)潢P(guān)系61F1 F2 F3 L1 L2 L3 L4 P1F1 F2 F3 L1 L2 L3 L4 P1 P2 P3 三、 拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)結(jié)構(gòu) (2)拓?fù)潢P(guān)系的表示多邊形拓?fù)潢P(guān)系面鏈F1L4F2L2，L3，- L4F3L1，-L362F1 F2 F3 L1 L2 L3 L4 P1點(diǎn)文件點(diǎn)號(hào) 弧段號(hào)N1 C3 C1 N4N2 -C1 -C2 C5N3 -C3 C2 C10N4 -C4 C6 C8N5 -C6 -C5 C7N6 -C7 -C8 -C10N7 C9C4N4C8C6P3C7N6C10N3C3N1P1C2N2C1P2C5N5P4P5C9N763點(diǎn)文件C4N4C8C6P3C7N6C1

32、0N3C3N1P1C2 拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C4N4C8C6P3C7N6C10N3C3N1P1C2N2C1P2C5N5P4P5C9N7弧段號(hào)起結(jié)點(diǎn)終結(jié)點(diǎn)左多邊形右多邊形C1N1N2P2P1C2N3N2P1P4C3N1N3P1C4N1N4P2C5N2N5P2P4C6N4N5P3P2C7N5N6P3P4C8N4N6P3C9N7N7P4P5C10N3N6P4弧段文件64 拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C4N4C8C6P3C7N6C10N3C多邊形文件多邊形號(hào)弧段號(hào)P1 C1,-C2,-C3P2 C6,-C5,-C1,C4P3 C8,-C7,-C6P4 -C10,C2,C5,C7,-C9P5 C9C4N4C8C6P3C7N6C

33、10N3C3N1P1C2N2C1P2C5N5P4P5C9N765多邊形文件C4N4C8C6P3C7N6C10N3C3N1P1 拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C4N4C8C6P3C7N6C10N3C3N1P1C2N2C1P2C5N5P4P5C9N7弧段號(hào)起結(jié)點(diǎn)終結(jié)點(diǎn)左多邊形右多邊形C1N1N2P2P1C2N3N2P1P4C3N1N3P1C4N1N4P2C5N2N5P2P4C6N4N5P3P2C7N5N6P3P4C8N4N6P3C9N7N7P4P5C10N3N6P4弧段文件66 拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C4N4C8C6P3C7N6C10N3C矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的屬性數(shù)據(jù)表達(dá)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)

34、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67矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的屬性數(shù)據(jù)表達(dá)點(diǎn)狀目標(biāo)標(biāo)識(shí)目標(biāo)標(biāo)識(shí)地物編碼坐 矢量數(shù)據(jù)（1）68矢量數(shù)據(jù)（1）68矢量數(shù)據(jù)（2）69矢量數(shù)據(jù)（2）69二、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1.概念： 指將空間分割成各個(gè)規(guī)則的網(wǎng)格單元，然后在各個(gè)格網(wǎng)單元內(nèi)賦以空間對(duì)象相應(yīng)的屬性值的一種數(shù)據(jù)組織方式。ij70二、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1.概念：ij70二、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格單

35、元的值中心取值和區(qū)域取值71二、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格單元的值中心取值和區(qū)域取值712.特點(diǎn)：地理要素表達(dá)直觀；容易實(shí)現(xiàn)多元數(shù)據(jù)的疊合操作等空間分析；有利于與遙感圖像及掃描數(shù)據(jù)相匹配建庫(kù)和使用；輸出方法快速，成本比較低廉；不適于進(jìn)行比例尺變化和投影變換；圖形數(shù)據(jù)量大；精度取決于網(wǎng)格的邊長(zhǎng)；網(wǎng)絡(luò)分析和建立網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系比較困難。二、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)722.特點(diǎn)：二、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)72二、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3.實(shí)體表示73二、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3.實(shí)體表示73表示點(diǎn) 點(diǎn)使用離散分布的單個(gè)單元格來表示，單元格的值表示某個(gè)地理現(xiàn)象的屬性，不同的值表示不同的地理對(duì)象或同一地理現(xiàn)象的不同屬性。74表示點(diǎn) 點(diǎn)使用離散分布的單個(gè)單元格

36、來表示，單元格的值表示某個(gè)表示線 單條線通過一系列有序相連的具有相同值單元格來表示，不同的值表示不同的地理對(duì)象或同一地理現(xiàn)象的不同屬性。75表示線 單條線通過一系列有序相連的具有相同值單元格來表示，不表示多邊形 單個(gè)面表示為一簇具有相同值的單元格，不同的值表示不同的地理對(duì)象或同一地理現(xiàn)象的不同屬性 76表示多邊形 單個(gè)面表示為一簇具有相同值的單元格，不同的值表示4.柵格數(shù)據(jù)顯示774.柵格數(shù)據(jù)顯示775.柵格數(shù)據(jù)單元值確定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ABC785.柵格數(shù)據(jù)單元值確定CAB百分比法面重中心點(diǎn)法ACAABC6

37、.柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：坐標(biāo)系與描述參數(shù)Y：列X：行西南角格網(wǎng)坐標(biāo)（XWS，YWS）格網(wǎng)分辨率796.柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：坐標(biāo)系與描述參數(shù)Y：列X：行西南角格網(wǎng)坐標(biāo)柵格數(shù)據(jù)（1）80柵格數(shù)據(jù)（1）80柵格數(shù)據(jù)（2）81柵格數(shù)據(jù)（2）81柵格數(shù)據(jù)（3）82柵格數(shù)據(jù)（3）82上海東方明珠電視塔故宮柵格數(shù)據(jù)（4）83上海東方明珠電視塔故宮柵格數(shù)據(jù)（4）83柵格數(shù)據(jù)（5）84柵格數(shù)據(jù)（5）84 7.柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分為： 柵格矩陣結(jié)構(gòu) 游程編碼結(jié)構(gòu) 四叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 八叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 十六叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)二、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)85 7.柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分為：二、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)85（1）直接?xùn)鸥窬幋a 直接編碼就是將柵格數(shù)據(jù)看作一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣，

38、逐行（或逐列）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)行由右向左記錄，為了特定的目的還可采用其他特殊的順序。 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 30，2，2，5，5，5，5，5；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；

39、0，0，0，0，0，3，3，3。86（1）直接?xùn)鸥窬幋a 直接編碼就是將柵格數(shù)據(jù)看作一個(gè)數(shù) 由起點(diǎn)位置和一系列在基本方向的單位矢量給出每個(gè)后續(xù)點(diǎn)相對(duì)其前繼點(diǎn)的可能的8個(gè)基本方向之一表示。8個(gè)基本方向自0開始按逆時(shí)針方向代碼分別為0，1，2，3，4，5，6，7。單位矢量的長(zhǎng)度默認(rèn)為一個(gè)柵格單元。（2）鏈碼1234507600107670110087 由起點(diǎn)位置和一系列在基本方向的單位矢量給出每個(gè)后續(xù)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

40、0 0 00 0 0 5 0 0 0 00 0 5 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0鏈碼編碼示例88鏈碼編碼：123450760 5 0 0 0（3）游程長(zhǎng)度編碼只在各行（或列）數(shù)據(jù)的代碼發(fā)生變化時(shí)依次記錄 該代碼以及相同代碼重復(fù)的個(gè)數(shù)；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沿行方向進(jìn)行編碼：( 0，1），（2，2），（5，5）；（2，5），（5，3）；（2，4），（3，2），（

41、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）。89（3）游程長(zhǎng)度編碼只在各行（或列）數(shù)據(jù)的代碼發(fā)生變化時(shí)依次記 （4）塊碼 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。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（1，1，1，0）

42、，（1，2，2，2），（1，4，1，5），（1，5，1，5），（1，6，2，5），（1，8，1，5）；（2，1，1，2），（2，4，1，2），（2，5，1，2），（2，8，1，5）；（3，3，1，2），（3，4，1，2），（3，5，2，3），（3，7，2，5）；（4，1，2，0），（4，3，1，2），（4，4，1，3）；（5，3，1，3），（5，4，2，3），（5，6，1，3），（5，7，1，5），（5，8，1，3）；（6，1，3，0），（6，6，3，3）；（7，4，1，0），（7，5，1，3）；（8，4，1，0），（8，5，1，0）。90 （4）塊碼 采用方形區(qū)域作為記錄單元，數(shù)據(jù)編（5）

43、四叉樹編碼 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。方法：自上而下、自下而上二、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)91（5） 四叉樹編碼二、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)91（5）四叉樹編碼M 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 M1 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 8區(qū)域分割方法M M R M M M M MM M R R M R M MM R

44、 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 M92（5）四叉樹編碼M M R M M M 在四叉樹中，不能再分的結(jié)點(diǎn)稱為葉子結(jié)點(diǎn)，可再分的結(jié)點(diǎn)稱為樹杈結(jié)點(diǎn)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（

45、5）四叉樹編碼93在四叉樹中，不能再分的結(jié)點(diǎn)稱為葉子結(jié)點(diǎn)，可再分的結(jié)點(diǎn)稱為樹杈22四叉樹編碼方法NW （2）NE （3）SW （0）SE （1）0層1層2層3層記錄每個(gè)葉子結(jié)點(diǎn)的地址和屬性0123202123200201202203230231232233（5）四叉樹編碼9422四叉樹編碼方法NW （2）NE （3）SW （0）SE 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 11121314151

46、61718192021222324252627282930313233363738393435400 0 00 3 3 3 0 3 3 33 3 5 3 0 0 2 22 3 2 2 2 2 0 22 2 2 5 2 5 5 53 33 5 5西南東南西北東北 950 2 2 5 5 5 5、四叉樹編碼特點(diǎn)：具有可變分辯率編碼效率高，可根據(jù)圖形結(jié)構(gòu)調(diào)整除去不必要的存儲(chǔ)量編碼具有區(qū)域性，便于圖形圖象的分析運(yùn)算；便于島的分析；便于同柵格矩陣之間的轉(zhuǎn)換四叉樹建立的方法：線性四叉樹常規(guī)四叉樹96 5、四叉樹編碼特點(diǎn)：96第五節(jié) 矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)的比較和轉(zhuǎn)換97第五節(jié) 矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)的比較和轉(zhuǎn)換9

47、7第五節(jié) 矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)的比較和轉(zhuǎn)換柵格數(shù)據(jù)矢量數(shù)據(jù) 優(yōu) 點(diǎn) 1. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；2.空間數(shù)據(jù)的疊置和組合十分容易方便；3.各類空間分析很容易進(jìn)行；4. 數(shù)學(xué)建摸方便;5. 技術(shù)開發(fā)費(fèi)用低。1.表示數(shù)據(jù)精度高；2.嚴(yán)密的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)量小；3.用網(wǎng)絡(luò)連接法能完全描述拓?fù)潢P(guān)系；4.圖形輸出精確美觀；5.圖形和屬性數(shù)據(jù)的恢復(fù)、更新、綜合都能實(shí)現(xiàn)。6.它是面向目標(biāo)的,不僅能表達(dá)屬性編碼,而且能方便地記錄每個(gè)目標(biāo)的具體的屬性描述信息 缺 點(diǎn)1. 圖形數(shù)據(jù)量大；2.用大象元減少數(shù)據(jù)量時(shí),可識(shí)別現(xiàn)象信息量受損失；3. 地圖輸出不精美；4.難以建立網(wǎng)絡(luò)關(guān)系；5.投影變換花的時(shí)間多。1. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜；2

48、. 很難用疊置方法與柵格圖形進(jìn)行組合；3.顯示和繪圖費(fèi)用高,特別是高質(zhì)量的繪圖,彩色繪圖和暈線圖等；4. 數(shù)學(xué)模擬比較困難；5.技術(shù)復(fù)雜,多邊形內(nèi)的空間分析不容易實(shí)現(xiàn)。98第五節(jié) 矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)的比較和轉(zhuǎn)換柵格數(shù)據(jù)矢量數(shù)據(jù) 第五節(jié) 矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)的比較和轉(zhuǎn)換2.矢量數(shù)據(jù)向柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換在矢量表示的多邊形邊界內(nèi)部的所有柵格上賦予相應(yīng)的多邊形編號(hào)，從而形成柵格數(shù)據(jù)陣列。99第五節(jié) 矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)的比較和轉(zhuǎn)換2.矢量數(shù)據(jù)向柵格數(shù)據(jù)（1）內(nèi)部點(diǎn)擴(kuò)散算法將矢量圖柵格化，每個(gè)面域多邊形選擇一個(gè)種子點(diǎn)；判斷種子點(diǎn)的8個(gè)相鄰柵格是否在多邊形的邊界上；進(jìn)行新的擴(kuò)散運(yùn)算，直至所有新老種子點(diǎn)填滿該多邊形并

49、遇到邊界為止。 內(nèi)部點(diǎn)擴(kuò)散原理100（1）內(nèi)部點(diǎn)擴(kuò)散算法將矢量圖柵格化，每個(gè)面域多邊形選擇一個(gè)種（1）內(nèi)部點(diǎn)擴(kuò)散算法算法程序設(shè)計(jì)比較復(fù)雜；當(dāng)柵格尺寸取的不合理時(shí)，會(huì)造成多邊形不連通。 多邊形不連通實(shí)例101（1）內(nèi)部點(diǎn)擴(kuò)散算法算法程序設(shè)計(jì)比較復(fù)雜；當(dāng)柵格尺寸取的不合（2）射線算法 由待定柵格向任意方向引射線，判斷該射線與某個(gè)多邊形所有邊界的相交總次數(shù)。 射線法判斷原理102（2）射線算法 由待定柵格向任意方向引射線，判斷該射線與某個(gè)（2）射線算法運(yùn)算量很大當(dāng)射線與多邊性邊界相切、重合時(shí)會(huì)影響交點(diǎn)數(shù)的統(tǒng)計(jì) 103（2）射線算法運(yùn)算量很大103（3）掃描算法 行掃描算法掃描線算法帶掃描算法104（

50、3）掃描算法 行掃描算法104行掃描算法每?jī)纱斡龅酵欢噙呅蔚倪吔鐣r(shí)，其間的柵格屬于該多邊形行掃描原理105行掃描算法每?jī)纱斡龅酵欢噙呅蔚倪吔鐣r(shí)，其間的柵格屬于該多邊（4）復(fù)數(shù)積分算法 對(duì)整個(gè)柵格矩陣的柵格單元逐個(gè)判斷其所屬多邊形的編號(hào)。由待判定點(diǎn)對(duì)每個(gè)多邊形的封閉邊界計(jì)算復(fù)數(shù)積分，若積分值為2i，則賦予該多邊形編號(hào)。 106（4）復(fù)數(shù)積分算法 對(duì)整個(gè)柵格矩陣的柵格單元逐個(gè)判斷其所屬多（5）邊界代數(shù)算法 將覆蓋該多邊形的面域進(jìn)行整體柵格化，并對(duì)柵格陣進(jìn)行零初始化。由其邊界上某一點(diǎn)開始順時(shí)針方向搜索其邊界線。循環(huán)一周，回到起點(diǎn)。 ABDEa107（5）邊界代數(shù)算法 將覆蓋該多邊形的面域進(jìn)行整體柵格化，并對(duì)（5）邊界代數(shù)算法從某一位置開始，對(duì)圖中的所有弧段逐條搜索當(dāng)弧段上行時(shí)，將該弧段與左圖框之間的柵格加上一個(gè)值=（