地理信息系統(tǒng)原理課件

地理信息系統(tǒng)原理

(PrinciplesofGeographicInformationSystem)

參考書1、地理信息系統(tǒng)教程（胡鵬等）2、地理信息系統(tǒng)原理與方法（吳信才）3、地理信息系統(tǒng)原理、方法和應(yīng)用（鄔倫等）

…地理信息系統(tǒng)原理

(PrinciplesofGeog1第一章緒論?

課程意義當(dāng)前時代特點要求GIS發(fā)展迅速專業(yè)要求

隨著信息資源的爆炸式擴張，人們的工作重點已從單純的物質(zhì)生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到對信息的處理上

隨著社會進步，人類認(rèn)識到對資源的利用不能簡單掠奪，應(yīng)該合理地開發(fā)、利用與保護

信息產(chǎn)業(yè)空前發(fā)展，已成為當(dāng)代經(jīng)濟發(fā)展的重要特點，其中80%的信息與空間分布有關(guān)在社會、經(jīng)濟和管理等部門得到全面發(fā)展和應(yīng)用投入使用的GIS系統(tǒng)每2~3年翻一番越來越多的地區(qū)性和國際性會議以GIS為主題

……

社會急需GIS專業(yè)人才第一章緒論?課程意義當(dāng)前時代GIS發(fā)展迅速專2?

課程內(nèi)容什么是GIS？能做什么？GIS的概念、組成、功能、應(yīng)用等GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的輸入、處理、管理、空間分析等如何實現(xiàn)？如何發(fā)展？GIS發(fā)展熱點?課程內(nèi)容什么是GIS？GIS的概念、組成、功能、應(yīng)用等3§1基本概念如何為公園選擇合理位置？依山傍水交通方便環(huán)境幽靜……方案2條件2方案1條件1處理、分析空間分析算法空間數(shù)據(jù)庫存儲現(xiàn)實世界獲取植被信息+道路信息+水系信息+地形信息……§1基本概念如何為公園選擇合理位置？依山傍水方案2條4?

信息與數(shù)據(jù)

是現(xiàn)實世界在人們頭腦中的反映。它以文字、數(shù)據(jù)、符號、聲音、圖象等形式記錄下來進行傳遞或處理，為人們的生產(chǎn)、管理、決策等提供依據(jù)。概念信息特性客觀性（任何信息都與客觀事物相聯(lián)系）適用性（針對不同問題需要不同種類的信息）傳輸性（可在發(fā)送者和接受者間傳輸）共享性（可傳輸給多個用戶共享而本身無損失）?信息與數(shù)據(jù)是現(xiàn)實世界在人們頭腦中的反映。它以5數(shù)據(jù)

指輸入到計算機中并能被計算機進行處理的一切現(xiàn)象（數(shù)字、文字、符號、聲音、圖象等）。在計算機環(huán)境中它是描述實體或?qū)ο蟮奈ㄒ还ぞ?。?shù)據(jù)信息內(nèi)涵表達(dá)是數(shù)據(jù)的內(nèi)容和解釋只有對數(shù)據(jù)做必要的處理才能得到信息

僅是載荷信息的物理符號，沒有任何實際意義格式與具體設(shè)備相關(guān)

數(shù)據(jù)指輸入到計算機中并能被計算機進行處理的一切現(xiàn)象（6?地理信息與地學(xué)信息

是表示地理系統(tǒng)諸要素的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征、相互聯(lián)系和變化規(guī)律的數(shù)字、文字、聲音、圖象等的總稱。是與研究對象的空間地理分布有關(guān)的信息。概念地理信息特性地域性（屬于空間信息，具有定位特征）多層次性（具有多維結(jié)構(gòu)特征，同一位置上可有多個專題和屬性）動態(tài)性（時序特征）（隨時間而變化的動態(tài)變化特征）?地理信息與地學(xué)信息是表示地理系統(tǒng)諸要素的數(shù)量7地學(xué)信息

與人類居住的地球有關(guān)的信息都是地學(xué)信息。具有無限性、多樣性、靈活性、共享性等特點。地理信息信息源不同地學(xué)信息（范圍廣）地表地下大氣層宇宙空間

地球表面的巖石圈水圈大氣圈人類活動等

地學(xué)信息與人類居住的地球有關(guān)的信息都是地學(xué)信息。具有8?信息系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)

由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合而成的具有特定功能的有機整體。系統(tǒng)信息系統(tǒng)

能對數(shù)據(jù)和信息進行采集、存儲、加工和再現(xiàn)，并能回答用戶一系列問題的系統(tǒng)。具有采集、管理、分析和表達(dá)數(shù)據(jù)的能力。信息系統(tǒng)

從適用于不同管理層次角度出發(fā)可分為：事務(wù)處理系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、人工智能、專家系統(tǒng)等。類型?信息系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)由相互作用和相互依賴的若干9地理信息系統(tǒng)（不同的應(yīng)用領(lǐng)域與專業(yè)對它的理解不同）

是一種獲取、存儲、檢索、操作、分析和顯示地球空間數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)。（英國教育部）為了獲取、存儲、檢索、分析和顯示空間定位數(shù)據(jù)而建立的計算機化的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。（美國國家地理信息與分析中心）在計算機軟件和硬件的支持下，運用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論，科學(xué)管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)，以提供對規(guī)劃、管理、決策和研究所需信息的技術(shù)系統(tǒng)。（黃杏元）

本書中提到的幾種定義歸納為：地圖觀點、數(shù)據(jù)庫觀點、空間分析觀點地理信息系統(tǒng)（不同的應(yīng)用領(lǐng)域與專業(yè)對它的理解不同）是一10地理信息系統(tǒng)處理、管理的對象多種地理空間實體數(shù)據(jù)及其關(guān)系特定而重要的空間信息系統(tǒng)

外部表現(xiàn)為計算機軟硬件系統(tǒng)操作對象是地理實體（技術(shù)難點）技術(shù)優(yōu)勢在于混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、強大的空間分析能力等（研究核心）與地理學(xué)和測繪學(xué)等有密切的關(guān)系（依托、手段）地理信息系統(tǒng)處理、管理多種地理空間實體數(shù)據(jù)及其關(guān)系特定而重要11GIS空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的聯(lián)合體GIS與其它IS間的關(guān)系圖片摘自張超《地理信息系統(tǒng)教程》所配光盤GIS空間數(shù)據(jù)與GIS與其它IS間的關(guān)系圖片摘自張超《地理信12信息系統(tǒng)（IS）非空間信息系統(tǒng)空間信息系統(tǒng)（SIS）非地理信息系統(tǒng)CAD/CAMGIS專題地籍城市管線城市規(guī)劃與管理區(qū)域資源與環(huán)境MIS…………綜合信息系統(tǒng)（IS）非空間信息系統(tǒng)空間信息系統(tǒng)（SIS）非地理信13

數(shù)據(jù)庫中的一些基本技術(shù)是GIS廣泛使用的核心技術(shù)共同管理、分析和應(yīng)用空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)

側(cè)重于非圖形數(shù)據(jù)（屬性數(shù)據(jù)）的優(yōu)化存儲與查詢無拓?fù)潢P(guān)系不能對空間數(shù)據(jù)進行查詢、檢索、分析GISMIS電話查號臺只能回答用戶詢問的電話號碼通信GIS還可提供與用戶有關(guān)的空間關(guān)系信息數(shù)據(jù)庫中的一些基本技術(shù)是GIS廣泛使用的核心技術(shù)側(cè)14GIS與CAD共同點不同點

有空間坐標(biāo)系統(tǒng)能將目標(biāo)和參考系聯(lián)系起來都能描述圖形數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系都能處理屬性和空間數(shù)據(jù)

研究對象為人造對象（規(guī)則幾何圖形及組合）圖形功能特別是三維圖形功能強，屬性庫功能相對較弱拓?fù)潢P(guān)系較為簡單一般采用幾何坐標(biāo)系CADGIS

處理的數(shù)據(jù)大多來自于現(xiàn)實世界，更復(fù)雜，數(shù)據(jù)量更大；數(shù)據(jù)采集的方式多樣化屬性庫結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能強大強調(diào)對空間數(shù)據(jù)的分析，圖形屬性交互使用頻繁采用地理坐標(biāo)系GIS與CAD共同點不同點有空間坐標(biāo)系統(tǒng)研15GIS與CAM共同點不同點地圖輸出空間查詢分析和檢索等功能

側(cè)重于數(shù)據(jù)查詢、分類及自動符號化，具有地圖輔助設(shè)計和產(chǎn)生高質(zhì)量矢量地圖的輸出機制強調(diào)數(shù)據(jù)顯示而不是數(shù)據(jù)分析，地理數(shù)據(jù)往往缺乏拓?fù)潢P(guān)系與數(shù)據(jù)庫的聯(lián)系通常是一些簡單的查詢

CAMGIS

CAM是它的重要組成部分綜合圖形和屬性數(shù)據(jù)進行深層次的空間分析，提供輔助決策信息GIS與CAM共同點不同點側(cè)重于數(shù)據(jù)查詢、分類及自動16軟件硬件數(shù)據(jù)用戶§2GIS的組成

支持?jǐn)?shù)據(jù)采集、存儲、加工、回答用戶問題的計算機程序系統(tǒng)（計算機系統(tǒng)軟件、地理信息系統(tǒng)軟件和其它支持軟件、應(yīng)用分析程序）

GIS的服務(wù)對象（分為一般用戶和從事建立、維護、管理和更新的高級用戶），是GIS中的重要構(gòu)成因素

各種設(shè)備（計算機主機、數(shù)據(jù)輸入設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備、數(shù)據(jù)輸出設(shè)備、數(shù)據(jù)通信傳輸設(shè)備）

系統(tǒng)分析與處理的對象、構(gòu)成系統(tǒng)的應(yīng)用基礎(chǔ)（空間數(shù)據(jù)、非空間的屬性數(shù)據(jù)）軟件硬件數(shù)據(jù)用戶§2GIS的組成支持?jǐn)?shù)據(jù)采17功能硬件配置數(shù)字化儀、解析測圖儀、掃描儀、遙感處理設(shè)備等計算機硬盤、光盤等存儲設(shè)備打印機、繪圖儀、顯示終端等服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)適配器、傳輸介質(zhì)、調(diào)制解調(diào)器等輸入存儲處理輸出網(wǎng)絡(luò)?GIS的硬件配置功能硬件配置數(shù)字化儀、解析測圖儀、輸入存儲處18?GIS的軟件配置GIS應(yīng)用軟件操作系統(tǒng)用戶界面數(shù)據(jù)庫硬件GIS專業(yè)平臺軟件GIS的軟件層次

GIS應(yīng)用軟件在GIS軟件層次的外層，外層以內(nèi)層軟件為基礎(chǔ)，共同完成用戶指定的任務(wù)。

?GIS的軟件配置GIS應(yīng)用軟件操作系統(tǒng)用戶界面數(shù)據(jù)庫19GIS的基礎(chǔ)軟件主要模塊圖形及屬性編輯空間數(shù)據(jù)輸入與轉(zhuǎn)換空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)制圖與輸出空間查詢與空間分析GIS的基礎(chǔ)圖形及屬性編輯空間數(shù)據(jù)輸入與轉(zhuǎn)換空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)20§3GIS的功能和應(yīng)用數(shù)據(jù)采集與輸入數(shù)據(jù)編輯與更新數(shù)據(jù)存儲與管理空間查詢與分析數(shù)據(jù)顯示與輸出空間查詢疊加分析緩沖區(qū)分析地形分析網(wǎng)絡(luò)分析…?GIS的功能GIS能做什么§3GIS的功能和應(yīng)用數(shù)據(jù)采集與輸入數(shù)據(jù)編輯與更新21文字報告遙感圖象…現(xiàn)實世界數(shù)字化儀掃描儀解析測圖儀鍵盤等空間數(shù)據(jù)庫編輯、接邊、分層、圖形與屬性連接、加注記等數(shù)據(jù)采集與輸入原始數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入工具文字報告現(xiàn)實世界數(shù)字化儀掃描儀解析測圖儀鍵盤等空間編輯、接22空間數(shù)據(jù)庫空間查詢空間查詢與分析屬性查詢78路公交站點哈爾濱在哪里空間查詢空間空間查詢空間查詢與分析屬性查詢78路公交站點哈爾23空間數(shù)據(jù)庫疊加分析空間檢索坡度小于3度的地形信息地價<1萬/m2+滿足兩條件的區(qū)域

為某工廠選址（地價<1萬/m2且地形起伏較小的區(qū)域）空間疊加分析空間檢索坡度小于3度的地形信息地價<1萬/m2+24空間數(shù)據(jù)庫緩沖區(qū)分析

道路的噪聲影響范圍街道中心線空間檢索空間緩沖區(qū)分析道路的噪聲影響范圍街道中心線空間檢索25空間數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)分析

哪條路最近如何乘車道路信息空間檢索空間網(wǎng)絡(luò)分析哪條路最近道路信息空間檢索26地形分析空間數(shù)據(jù)庫地形信息空間檢索

航道淤積挖槽方案比較地形分析空間地形信息空間檢索航道淤積挖槽方案比較27數(shù)據(jù)顯示與輸出空間數(shù)據(jù)庫

各種需求各種信息空間檢索數(shù)據(jù)顯示與輸出空間各種需求各種信息空間檢索28?GIS的主要應(yīng)用領(lǐng)域主要應(yīng)用領(lǐng)域區(qū)域城鄉(xiāng)規(guī)劃災(zāi)害監(jiān)測環(huán)境評估作戰(zhàn)指揮交通運輸宏觀決策資源管理商業(yè)、通訊、日常生活等領(lǐng)域?GIS的主要應(yīng)用領(lǐng)域主要應(yīng)用區(qū)域城鄉(xiāng)規(guī)劃災(zāi)害監(jiān)測環(huán)境29資源管理圖片摘自張超主編的《地理信息系統(tǒng)教程》所配光盤如：A、加拿大應(yīng)用GIS完成全國土地資源潛力和估算

B、中國西南地區(qū)國土資源信息系統(tǒng)

GIS最初起源于資源清查，是GIS的最基本的職能。資源清查包括對資源的清查、管理、土地利用規(guī)劃、野生動物的保護等。資源管理圖片摘自張超主編的《地理信息系統(tǒng)教程》所配光盤30區(qū)域城鄉(xiāng)規(guī)劃

將許多不同性質(zhì)與特點、涉及多方要素的問題（如資源、人口、經(jīng)濟等）統(tǒng)一到城市系統(tǒng)之中，進行城市和區(qū)域多目標(biāo)的開發(fā)與規(guī)劃（包括城鎮(zhèn)總體規(guī)劃、道路交通規(guī)劃，公共設(shè)施配置等）。圖片摘自張超主編的《地理信息系統(tǒng)教程》所配光盤區(qū)域城鄉(xiāng)規(guī)劃將許多不同性質(zhì)與特點、涉及多方要素31災(zāi)害監(jiān)測

GIS方法和多時相的遙感數(shù)據(jù)，可以有效地用于洪水災(zāi)情監(jiān)測和淹沒損失估算，確定泄洪區(qū)內(nèi)人員撤退、財產(chǎn)轉(zhuǎn)移和救災(zāi)物資供應(yīng)的最佳路線等，為救災(zāi)搶險和防洪決策提供及時準(zhǔn)確的信息。圖片摘自張超主編的《地理信息系統(tǒng)教程》所配光盤災(zāi)害監(jiān)測GIS方法和多時相的遙感數(shù)據(jù)，可以有效32環(huán)境評估圖片摘自張超主編的《地理信息系統(tǒng)教程》所配光盤環(huán)境評估圖片摘自張超主編的《地理信息系統(tǒng)教程》所配光盤33作戰(zhàn)指揮圖片摘自張超主編的《地理信息系統(tǒng)教程》所配光盤作戰(zhàn)指揮圖片摘自張超主編的《地理信息系統(tǒng)教程》所配光盤34交通運輸圖片摘自張超主編的《地理信息系統(tǒng)教程》所配光盤交通運輸圖片摘自張超主編的《地理信息系統(tǒng)教程》所配光盤35宏觀決策

GIS利用地理數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建一系列決策模型，通過比較分析，可為國家宏觀決策提供依據(jù)。例如我國在三峽地區(qū)的研究中通過利用GIS和機助制圖的方法，建立了環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，為三峽工程提供了可靠數(shù)據(jù)。圖片摘自張超主編的《地理信息系統(tǒng)教程》所配光盤宏觀決策GIS利用地理數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建一系列決策模36§4GIS與相關(guān)學(xué)科間的關(guān)系GIS地理學(xué)測繪學(xué)地學(xué)數(shù)學(xué)其他應(yīng)用科學(xué)計算機科學(xué)地圖學(xué)RS、GPS拓?fù)鋵W(xué)統(tǒng)計分析幾何學(xué)數(shù)據(jù)庫理論軟件工程計算機圖形學(xué)圖象處理人工智能網(wǎng)絡(luò)計算§4GIS與相關(guān)學(xué)科間的關(guān)系GIS地理學(xué)數(shù)學(xué)其他應(yīng)37§5GIS的發(fā)展過程

GIS起源于人口普查、土地調(diào)查和自動制圖，1960年加拿大測量學(xué)家提出了把地圖變成數(shù)字形式的地圖，1963年又提出GIS這一術(shù)語，并建立了第一個GIS——加拿大GIS，隨后GIS在全世界迅速發(fā)展起來。60年代——探索時期70年代——鞏固時期80年代——實破階段90年代——全面應(yīng)用國際發(fā)展?fàn)顩r70年代——準(zhǔn)備階段80年代——試驗起步90年代——發(fā)展階段96以后——產(chǎn)業(yè)化階段我國發(fā)展?fàn)顩r§5GIS的發(fā)展過程GIS起源于38第二章空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)GIS是通過對空間數(shù)據(jù)的管理、分析而提供有用的信息，如何組織數(shù)據(jù)便于管理、分析，就成為首要考慮的問題。

GIS的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要是指空間數(shù)據(jù)的編排方式和組織關(guān)系。

GIS軟件支持的主要空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有基于矢量的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和基于柵格的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。第二章空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)GIS是通過對空間數(shù)39§1空間實體及其描述?

空間實體（地理實體）

是指自然界現(xiàn)象和社會經(jīng)濟事件中不能再分割的單元，是描述、反映空間對象的單位，它是一個概括性的、復(fù)雜的、具有相對意義的概念。一般具有：標(biāo)識符、位置、空間特征、屬性特征、功能屬性。

“不能再分割”是一個相對的概念。例如，在小比例尺地圖上一個城市（武漢）就是一個實體，可用點表示，不能再分割，而在大比例尺的城市地圖上，要詳細(xì)表達(dá)房屋、街道等，所以城市必須再分割，應(yīng)將房屋、街道等作為研究的地理實體。§1空間實體及其描述?空間實體（地理實體）是40?

實體特征空間維數(shù)（0、1、2、3維）實體類型點狀實體（0維）線狀實體（1維）面狀實體（2維）體狀實體（3維）實體間的空間關(guān)系與組合主要為拓?fù)潢P(guān)系一般為名稱、屬性等實體特征空間特征屬性特征時間特征隨時間而變化的特征?實體特征空間維數(shù)（0、1、2、3維）實體類型點41地理信息系統(tǒng)原理課件42依表示對象不同分?

空間數(shù)據(jù)類型與描述類型依數(shù)據(jù)來源不同分地圖數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)依表示對象不同分?空間數(shù)據(jù)類型與描述類型43地理信息系統(tǒng)原理課件44描述

對點狀的地形、地物要素的幾何描述由坐標(biāo)點標(biāo)識

對線狀空間實體部分或全部的幾何描述由一系列有序坐標(biāo)對組成

對面狀空間實體的幾何描述數(shù)據(jù)庫中由一封閉曲線加內(nèi)點表示

對空間三維實體或多面體的幾何描述具有長度、寬度、高度等屬性體實體面實體線實體點實體描述對點狀的地形、地物要素的幾何描述對線狀空45點狀實體角點、節(jié)點Vertex：表示線段和弧段上的連接點實體點：用來代表一個實體注記點：用于定位注記內(nèi)點：用于負(fù)載多邊形的屬性，存在于多邊形內(nèi)類型：點狀實體角點、節(jié)點Vertex：實體點：用來代表一個實體注記46

形式上有曲線、折線兩種（線段、邊界、鏈、弧段、網(wǎng)絡(luò)等）。線狀實體特性：實體長度：從起點到終點的總長彎曲度：用于表示象道路拐彎時彎曲的程度方向性：可標(biāo)識水流方向，公路的單、雙向之分等形式上有曲線、折線兩種（線段、邊界、鏈、弧段、網(wǎng)絡(luò)等）。線47面狀實體特性：面積周長獨立性或與其它地物相鄰（如中國及其周邊國家）內(nèi)島嶼或鋸齒狀外形（如島嶼的海岸線封閉所圍成的區(qū)域）重疊性與非重疊性（如學(xué)校的分區(qū)、菜市場的服務(wù)范圍等都有可能出現(xiàn)交叉重疊現(xiàn)象，而一個城市的各個城區(qū)一般來說不會出現(xiàn)重疊。）面狀實體特性：48體狀實體特性：體積（如工程開挖和填充的土方量）每個二維平面的面積周長內(nèi)島含有弧立塊或相鄰塊斷面圖與剖面圖體狀實體特性：49?空間實體間的組合

現(xiàn)實世界的各種現(xiàn)象比較復(fù)雜，往往由不同的空間單元組合而成，如由簡單實體組合表達(dá)復(fù)雜實體。由點、線、面兩兩之間組合可表達(dá)復(fù)雜的空間問題。線—面的關(guān)系區(qū)域包含線（計算區(qū)域內(nèi)線的密度）線通過區(qū)域（公路是否通過某縣）線環(huán)繞區(qū)域（區(qū)域邊界，搜索中國與哪些國家接壤）線與區(qū)域分離（距離）?空間實體間的組合現(xiàn)實世界的各種現(xiàn)象比較復(fù)雜50面—面的關(guān)系包含（島,某省的湖泊分布）相合、重疊（學(xué)校服務(wù)范圍與菜場服務(wù)范圍重疊區(qū)）相交（劃分子區(qū)）相鄰（計算相鄰邊界性質(zhì)和長度，公共連接邊界）分離（計算距離）學(xué)校菜場面—面的關(guān)系學(xué)校菜場51?

實體間空間關(guān)系拓?fù)淇臻g關(guān)系順序空間關(guān)系方向空間關(guān)系度量空間關(guān)系主要指實體間的距離關(guān)系、遠(yuǎn)近空間關(guān)系類型拓?fù)溧徑?、拓?fù)潢P(guān)聯(lián)、拓?fù)浒?/p>

用上下左右、前后、東南西北等方向性名稱來描述空間實體的順序關(guān)系，算法復(fù)雜。

度量兩點間距離的方法①沿真實地球表面進行,除與兩點的地理坐標(biāo)有關(guān)外，還與所通過路徑的地形起伏有關(guān)（復(fù)雜）②沿地球旋轉(zhuǎn)橢球體的距離量算距離類別歐氏距離、曼哈頓（出租車）距離、時間距離、大地測量距離（大地線）?實體間空間關(guān)系拓?fù)漤樞蚨攘靠臻g關(guān)系類型拓?fù)溧徑印⑼負(fù)潢P(guān)52拓?fù)淇臻g關(guān)系拓?fù)渥儞Q（橡皮變換）

指圖形保持連續(xù)狀態(tài)下變形，但圖形關(guān)系不變的性質(zhì)。將橡皮任意拉伸、壓縮，但不能扭轉(zhuǎn)或折疊，各種圖形的形狀、大小會隨著圖形的變形而改變，但是實體間的拓?fù)涮匦允遣粫淖兊摹７峭負(fù)鋵傩裕◣缀危?/p>

兩點間距離、弧段長度、區(qū)域周長、面積等拓?fù)鋵傩裕]發(fā)生變化的屬性）

一個點在一條弧段的端點（或在一個區(qū)域的邊界上、在一個區(qū)域的內(nèi)部/外部、在一個環(huán)的內(nèi)/外部等）一條弧是一簡單弧段（自身不相交）一個面是一個簡單面、一個面的連通性（面內(nèi)任兩點從一點可在面的內(nèi)部走向另一點）……拓?fù)淇臻g關(guān)系拓?fù)渥儞Q指圖形保持連續(xù)狀態(tài)下變形，但圖53P1P2P3P4P1--111P21--10P311--0P4100--同類元素之間的拓?fù)潢P(guān)系如：多邊形之間的鄰接關(guān)系結(jié)點之間的鄰接關(guān)系鄰接性如：鄰接矩陣重疊：--鄰接：1不鄰接：0P1P2P3P4P1--111P21--10P311--0P54不同類元素之間的拓?fù)潢P(guān)系如：結(jié)點與弧段的關(guān)聯(lián)關(guān)系（V9與L5，L6，L3）多邊形與弧段的關(guān)聯(lián)關(guān)系（P2與L3，L5，L2）關(guān)聯(lián)性不同類元素之間的拓?fù)潢P(guān)系關(guān)聯(lián)性55

與鄰接性類似，指對弧段連接的判別，如用于網(wǎng)絡(luò)分析中確定路徑、街道是否相通。連通性V1V2V3V1--10V21--1V301--如：連通矩陣與鄰接性類似，指對弧段連通性V1V2V3V156方向性：一條弧段的起點、終點確定了弧段的方向。用于表達(dá)現(xiàn)實中的有向弧段，如城市道路單向、河流的流向等。包含性：指面狀實體包含了哪些線、點或面狀實體。如：多邊形P1包含P4層次關(guān)系：相同元素之間的等級關(guān)系（如武漢市由各個區(qū)組成）

拓?fù)潢P(guān)系能清楚地反映實體間的邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系，它比幾何關(guān)系具有更大的穩(wěn)定性，不隨地圖投影而變化。利用拓?fù)潢P(guān)系有助于空間要素的查詢。如供水管網(wǎng)系統(tǒng)中某段水管破裂找關(guān)閉它的閥門，就需要查詢該線（管道）與哪些點（閥門）關(guān)聯(lián)。根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系可重建地理實體。對數(shù)據(jù)處理和空間分析具有重要意義方向性：一條弧段的起點、終點確定了弧段的方向。用于表達(dá)現(xiàn)實中57拓?fù)淇臻g關(guān)系的表達(dá)一種拓?fù)潢P(guān)系表達(dá)方式：由4個關(guān)系表來表示面構(gòu)成面的弧段P1L1，L3，L6，-L7面—鏈關(guān)系鏈鏈兩端的結(jié)點L3V4，V9鏈—結(jié)點關(guān)系結(jié)點通過該結(jié)點的鏈V1L1，L6，L4結(jié)點—鏈關(guān)系鏈左鄰面右鄰面L3P2，P1鏈—面關(guān)系拓?fù)淇臻g關(guān)系的表達(dá)一種拓?fù)潢P(guān)系表達(dá)方式：由4個關(guān)系表來表示58?

空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)常用結(jié)構(gòu)基于矢量（Vector）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基于柵格（Raster）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

如果我們將描述空間實體的各類數(shù)據(jù)雜亂無章地存儲于計算機中，將無法使用和處理，而成為一堆信息垃圾。因此，描述空間實體的數(shù)據(jù)必須有規(guī)律地存儲于計算機中，即按照一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存貯數(shù)據(jù)。空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指空間數(shù)據(jù)的組織形式，是適合于計算機存儲、管理和處理的數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)。?空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)常用結(jié)構(gòu)基于矢量（Vector）數(shù)據(jù)結(jié)59

目前由于沒有一種統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可同時存儲、管理描述空間實體的所有數(shù)據(jù)，因此常采用矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述圖形數(shù)據(jù)，柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述影像數(shù)據(jù)，關(guān)系數(shù)據(jù)庫表描述屬性數(shù)據(jù)。

有多種數(shù)據(jù)模型都可實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理。如雙元數(shù)據(jù)模型——分別建立空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫，并依靠關(guān)鍵字建立空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，就可較好的實現(xiàn)兩種數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。雙元模型GIS關(guān)鍵字屬性數(shù)據(jù)庫空間數(shù)據(jù)庫目前由于沒有一種統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可同時存儲、60§2矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?

圖形表示通過記錄坐標(biāo)的方式精確地表示空間實體的位置理論上的精確定位明顯屬性隱含圖片摘自張超主編的《地理信息系統(tǒng)教程》所配光盤§2矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?圖形表示通過記錄坐標(biāo)的方式精確地表61?

數(shù)據(jù)獲取矢量數(shù)據(jù)的獲取

利用各種定位儀器設(shè)備采集空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)（GPS、平板測圖儀等）

利用已有的數(shù)據(jù)通過模型運算得到（疊加復(fù)合分析、緩沖區(qū)分析等）

通過柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換而來（利用遙感數(shù)據(jù)動態(tài)更新GIS數(shù)據(jù)庫）

通過紙質(zhì)地圖數(shù)字化得到（手扶跟蹤數(shù)字化、掃描矢量化）?數(shù)據(jù)獲取矢量數(shù)據(jù)的獲取利用各種定位儀器設(shè)62?

數(shù)據(jù)組織關(guān)系表幾何位置坐標(biāo)文件連接點：坐標(biāo)對（x，y）線：坐標(biāo)對系列（x1，y1）..（xn，yn）面：首尾相同的坐標(biāo)串識別符有關(guān)屬性其它屬性+矢量數(shù)據(jù)自身的存貯和處理與屬性數(shù)據(jù)的聯(lián)系矢量數(shù)據(jù)之間的空間關(guān)系（拓?fù)潢P(guān)系）應(yīng)考慮?數(shù)據(jù)組織關(guān)系表幾何位置坐標(biāo)文件連接點：坐標(biāo)對（x，y）63

點實體和線實體的編碼方式比較簡單，只要能將空間信息和屬性信息記錄下來就行。多邊形實體（面實體）除要表示位置、屬性外，還要表示其拓?fù)潢P(guān)系。標(biāo)識碼X、Y坐標(biāo)屬性碼標(biāo)識碼X、Y坐標(biāo)點的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)線的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)識碼X、Y坐標(biāo)坐標(biāo)對數(shù)n?

編碼方式（幾何位置坐標(biāo)的編碼方式）點實體和線實體的編碼方式比較簡單，只要能將標(biāo)64多邊形矢量編碼方法

結(jié)構(gòu)簡單、易實現(xiàn)以實體為單位的運算和顯示。相鄰多邊形的公共邊界被數(shù)字化、存儲兩次，造成數(shù)據(jù)冗余和數(shù)據(jù)不一致。缺少多邊形的鄰接信息，無拓?fù)潢P(guān)系，難以進行鄰域處理。島作為一個單個圖形，沒有與外界多邊形聯(lián)系。這種結(jié)構(gòu)只用于簡單的制圖系統(tǒng)中，顯示圖形。實體式（spaghetti）面條模型12P3P2P1ADCB3456789101112131415以實體為單位記錄其邊界坐標(biāo)多邊形坐標(biāo)串P1…P2…多邊形矢量編碼方法結(jié)構(gòu)簡單、易實現(xiàn)以實體為單位的運算和65索引式（樹狀）

對所有點的坐標(biāo)按順序建坐標(biāo)文件，再建點與邊（線）、線與多邊形的索引文件。索引文件12P3P2P1ADCB3456789101112131415Map點文件點號坐標(biāo)1x1,y1面文件面號弧段號P1A,B,C弧段文件弧段號A起點5點號7,8,9,10終點2

消除了多邊形邊界的數(shù)據(jù)冗余和不一致，鄰接信息、島信息可在多邊形文件中通過是否公共弧段號的方式查詢。但表達(dá)拓?fù)潢P(guān)系較繁瑣，給處理島信息、檢索拓?fù)潢P(guān)系等帶來困難。索引式（樹狀）對所有點的坐標(biāo)按順序建坐標(biāo)文件66雙重獨立式（DIME）

是美國人口統(tǒng)計系統(tǒng)采用的一種編碼方式，特點是采用了拓?fù)渚幋a結(jié)構(gòu)。

12P3P2P1ADCB3456789101112131415點文件點號坐標(biāo)1x1,y1面文件面號P1線號L210,L109…線文件（以線段為記錄單位）關(guān)聯(lián)鄰接關(guān)聯(lián)連通線號L210左多邊形P1起點2右多邊形P2終點10拓?fù)潢P(guān)系明確雙重獨立式（DIME）是美國人口統(tǒng)計系統(tǒng)采用67鏈狀雙重獨立式

對DIME編碼方式中以線段為單位編碼改為以弧段為單位。

12P3P2P1ADCB3456789101112131415點拓?fù)湮募ńY(jié)點-鏈關(guān)系）點號弧段號2A,B,D面文件面號P1弧段號A,B,-C弧段文件（鏈-面，鏈-結(jié)點關(guān)系）弧段號A左多邊形P1起點2右多邊形P2終點5弧段坐標(biāo)文件弧段號A坐標(biāo)系列x2,y2,x10,y10…鏈狀雙重獨立式對DIME編碼方式中以線段為單68

在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，多邊形（面）的邊界被分割成一系列的線（弧、鏈、邊）和點（結(jié)點）等拓?fù)湟?，點、線、面之間的拓?fù)潢P(guān)系在屬性表中定義，多邊形邊界不重復(fù)。

拓?fù)潢P(guān)系明確，能表達(dá)島信息，而且以弧段為記錄單位，滿足實際應(yīng)用需要。因為一般數(shù)字化一條街道時，必然有許多中間點，但我們在做空間分析時沒有必要以這些中間點所組成的折線為研究對象，而應(yīng)以整條弧段（某條街道）為研究對象。這種編碼方式被一些商品化的GIS軟件采用，如ARC/INFO軟件。特點在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，多邊形（面）的邊界被分割成一系列的線69§3柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?

圖形表示

柵格結(jié)構(gòu)用密集正方形（或三角形，多邊形）將地理區(qū)域劃分為網(wǎng)格陣列。位置由行、列號定義，屬性為柵格單元的值。屬性明顯，位置隱含。點——由單個柵格表達(dá)線——由沿線走向有相同屬性取值的

一組相鄰柵格表達(dá)面——由沿線走向有相同屬性取值的

一片柵格表達(dá)22122332332333233332§3柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?圖形表示柵格結(jié)構(gòu)用密集正方70特點

柵格數(shù)據(jù)表示的是二維表面上的地理數(shù)據(jù)的離散化數(shù)值。在柵格數(shù)據(jù)中，地表被分割為相互鄰接、規(guī)則排列的地塊，每個地塊與一個像元相對應(yīng)。柵格數(shù)據(jù)的比例尺就是柵格(像元)大小與地表相應(yīng)單元大小之比。每個像元的屬性是地表相應(yīng)區(qū)域內(nèi)地理數(shù)據(jù)的近似值，當(dāng)像元所表示的面積較大時，有可能產(chǎn)生屬性方面的較大偏差，并對長度、面積等的量測有較大影響。因為在一個柵格的地表范圍內(nèi)，可能多于一種地物，而表示在柵格單元中只能有一個代碼。特點柵格數(shù)據(jù)表示的是二維表面上的地理71?

數(shù)據(jù)組織

柵格尺寸越小分辨率越高，但使柵格數(shù)據(jù)量變大；柵格尺寸較大，會造成較大誤差。柵格數(shù)據(jù)組織的基本要求有效地逼近分析對象的分布特征最大限度地壓縮存儲數(shù)據(jù)量22222aaaaa22土壤植被空間數(shù)據(jù)庫組織方法一個柵格單元對應(yīng)多個屬性值的多層?xùn)鸥裎募M織方法?數(shù)據(jù)組織柵格尺寸越小分辨率柵格數(shù)據(jù)組織72abc

每層每個像元的位置、屬性一一記錄。結(jié)構(gòu)最簡單，但浪費存儲。

以像元為記錄序列,不同層上同一像元位置上的各屬性值表示為一個列數(shù)組。

N層中只記錄一層的像元位置，節(jié)約大量存儲空間，柵格個數(shù)很多。

以層為基礎(chǔ)，每層內(nèi)以多邊形為序記錄多邊形的屬性值和多邊形內(nèi)各像元的坐標(biāo)。節(jié)約用于存儲屬性的空間。將同一屬性的制圖單元的n個像元的屬性只記錄一次，便于地圖分析和制圖處理。abc每層每個像元的位置、屬性一一記錄。結(jié)構(gòu)73建立途徑

手工獲?。▽ｎ}圖上劃分均勻網(wǎng)格，逐個決定其網(wǎng)格代碼）

遙感影像數(shù)據(jù)（將經(jīng)過分類解釋的遙感影像數(shù)據(jù)直接輸入或重采樣后輸入系統(tǒng)）

掃描儀掃描（以行和列逐點掃描專題圖，將掃描數(shù)據(jù)按顏色與屬性對應(yīng)表進行柵格編碼）

由矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換而來

格網(wǎng)DEM數(shù)據(jù)（當(dāng)屬性值為地面高程，可通過DEM內(nèi)插得到）?

柵格結(jié)構(gòu)的建立建手工獲?。▽ｎ}圖上劃分均勻網(wǎng)格，逐個決定其網(wǎng)格代碼74柵格系統(tǒng)的確定柵格坐標(biāo)系統(tǒng)柵格單元尺寸

由于柵格編碼一般用于區(qū)域性GIS，原點的選擇常具有局部性質(zhì)，但為了便于區(qū)域的拼接，柵格系統(tǒng)的起始坐標(biāo)應(yīng)與國家基本比例尺地形圖公里網(wǎng)的交點相一致，并分別采用公里網(wǎng)的縱橫坐標(biāo)軸作為柵格系統(tǒng)的坐標(biāo)軸。柵格坐標(biāo)系的確定

坐標(biāo)系的確定實質(zhì)是坐標(biāo)系原點和坐標(biāo)軸的確定柵格系統(tǒng)的確定柵格坐標(biāo)系統(tǒng)由于柵格編碼一般用75柵格單元的尺寸

既能有效地逼近空間對象的分布特征，又減少數(shù)據(jù)的冗余度。

若格網(wǎng)太大，會忽略較小圖斑，丟失信息。格網(wǎng)越小，分辨率愈高，但柵格數(shù)據(jù)量越大（按分辨率的平方指數(shù)增加），處理速度越慢。通常以保證最小多邊形不丟失為原則來確定單元尺寸。h——柵格單元邊長

Ai——區(qū)域所有多邊形的面積經(jīng)驗公式柵格單元的尺寸既能有效地逼近空間對象76柵格代碼的確定（屬性值）

當(dāng)一個柵格單元內(nèi)有多個可選屬性值時，可選擇一種方法來確定柵格屬性值。中心點法面積占優(yōu)法長度占優(yōu)法重要性法

取位于柵格中心的屬性值為該柵格的屬性值

定義屬性類型的重要級別，取重要的屬性值為柵格屬性值

取柵格中線段最長的實體屬性為柵格單元的屬性值?；蛉鸥裰芯€（水平或垂直）的大部分長度所對應(yīng)的面域的屬性值。212

取面積最大者的屬性值為柵格單元的屬性值上圖屬性值取A柵格代碼的確定（屬性值）當(dāng)一個柵格單元內(nèi)有多77?

柵格數(shù)據(jù)編碼方法數(shù)據(jù)存儲容量的壓縮顧及GIS對數(shù)據(jù)訪問的效率應(yīng)考慮

在編碼過程中信息沒有丟失，經(jīng)過解碼可恢復(fù)原有的信息。

為最大限度壓縮數(shù)據(jù)，在編碼中損失一些認(rèn)為不太重要的信息，解碼后，這部分信息無法恢復(fù)。數(shù)據(jù)壓縮無損壓縮（信息保持編碼）有損壓縮（信息不保持編碼）將數(shù)據(jù)表示成更緊湊的格式以減少存儲空間的一項技術(shù)?柵格數(shù)據(jù)編碼方法數(shù)據(jù)存儲容量的壓縮應(yīng)考慮在78直接?xùn)鸥窬幋a每行都從左到右記錄

AAAAABBBAABBAABB奇數(shù)行從左到右，偶數(shù)行從右到左

AAAABBBAAABBBBAA

AAAAABBBAABBAABB將柵格數(shù)據(jù)看作一個數(shù)據(jù)矩陣，逐行記錄代碼數(shù)據(jù)。最簡單最直接的一種柵格編碼方法沒有進行任何數(shù)據(jù)壓縮處理直接?xùn)鸥窬幋a每行都從左到右記錄AAAAABBBAABBAAB79將原圖表示的數(shù)據(jù)矩陣變?yōu)閿?shù)據(jù)對屬性碼，長度（連續(xù)相同碼值的柵格個數(shù)），行號（可選）屬性碼，點位（屬性值發(fā)生變化的位置）行程編碼（變長編碼）AAAAABBBAABBAABBA，4，A，1，B，3，A，2，B，2，A，2，B，2特點

區(qū)域越大，數(shù)據(jù)的相關(guān)性越強，則壓縮比越大（壓縮比的大小與圖的復(fù)雜程度成反比），適用于類型區(qū)域面積較大的專題圖，而不適合于類型連續(xù)變化或類別區(qū)域分散的分類圖。

這種編碼在柵格加密時，數(shù)據(jù)量不會明顯增加，壓縮率高，最大限度地保留了原始柵格結(jié)構(gòu)，編碼解碼運算簡單，且易于檢索、疊加、合并等操作。將原圖表示的數(shù)據(jù)矩陣變?yōu)閿?shù)據(jù)對行程編碼（變長編碼）AAAAA80塊碼（行程編碼向二維擴展）12345678104477777244444777344448877400488877500888878600088888700008888800000888

采用正方形區(qū)域作為記錄單元，每個記錄單元包括相鄰的若干柵格。組成:（初始行，列，半徑，屬性值）

(1,1,1,0),(1,2,2,4),(1,4,1,7),(1,5,1,7)…依次掃描，編過的不重復(fù)。特點具有可變分辨率，即當(dāng)屬性變化小時圖塊大，對于大塊圖斑記錄單元大，分辨率低，壓縮比高。小塊圖斑記錄單元小，分辨率高，壓縮比低。與行程編碼類似，隨圖形復(fù)雜程度的提高而降低分辨率。塊碼（行程編碼向二維擴展）12381鏈?zhǔn)骄幋a（Freeman鏈碼或邊界鏈碼）

將柵格數(shù)據(jù)（線狀地物或面域邊界）表示為由某一起始點和某些基本方向上的單位矢量鏈。單位矢量的長度為一個柵格單元，每個后續(xù)點可能位于其前繼點的8個基本方向之一。

定義一個33窗口，將中間柵格走向的

8種可能以0~7進行編碼。一般按從上到下、從左到右的規(guī)則尋找起始點。記下地物屬性碼和起點行、列后，進行追蹤（順時針或逆時針方向），得到矢量鏈。鏈?zhǔn)骄幋a（Freeman鏈碼或邊界鏈碼）將柵82aaaaaaab屬性碼ab起點行13起點列47鏈碼5566565766543

…特點鏈碼可有效地存儲壓縮柵格數(shù)據(jù)，便于面積、長度、轉(zhuǎn)折方向和邊界、線段凹凸度的計算。但不易做邊界合并、插入操作，編輯較困難（對局部修改將改變整體結(jié)構(gòu)）。區(qū)域空間分析困難，相鄰區(qū)域邊界被重復(fù)存儲。aaaaaaab屬性碼ab起點行13起點列47鏈碼5566583四叉樹編碼

一種可變分辨率的非均勻網(wǎng)格系統(tǒng)，是最有效的柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼方法之一。AAAAABBBAABBAABB

將2n×2n像元組成的圖像（不足的用背景補上）按象限等分為四部分，逐塊檢查網(wǎng)格的屬性值。若某部分中所有網(wǎng)格值相同，就不再分割，否則繼續(xù)把該區(qū)進行遞歸分割，直到每個子塊都只含有相同的屬性值為止。基本思想四叉樹編碼一種可變分辨率的非均勻網(wǎng)格系統(tǒng)，是最有效的84

用一棵樹表示這種分割和分割結(jié)果根——整個區(qū)域高——分幾級（幾次分割）葉結(jié)點——不能再分割的塊分支結(jié)點——還需分割的塊樹形表示0123用一棵樹表示這種分割和分割結(jié)果樹形表示01285編碼方法

除記錄葉結(jié)點外，還記錄中間結(jié)點。結(jié)點之間借助指針聯(lián)系，每個結(jié)點需要六個量表達(dá)指針不僅增加了數(shù)據(jù)的存儲量，而且增加了操作的復(fù)雜性（如結(jié)點所代表的圖像塊的位置需要從根節(jié)點開始逐步推算下來）。所以，常規(guī)四叉樹主要在建立索引文件、進行數(shù)據(jù)檢索等方面應(yīng)用。常規(guī)四叉樹父結(jié)點指針?biāo)膫€葉結(jié)點指針結(jié)點屬性值編碼方法除記錄葉結(jié)點外，還記錄中間結(jié)點。結(jié)點86

只存儲葉結(jié)點的信息。每個結(jié)點存儲三個量線性四叉樹葉結(jié)點位置深度結(jié)點屬性值用地址碼表示四進制Morton碼十進制Morton碼存貯量小，只對葉結(jié)點編碼，節(jié)省了大量中間結(jié)點的存儲，地址碼隱含著結(jié)點的分割路徑和分割次數(shù)。線性四叉樹可直接尋址，通過坐標(biāo)值直接計算其Morton碼，而不用建立四叉樹。定位碼容易存儲和執(zhí)行實現(xiàn)集合相加等組合操作。只存儲葉結(jié)點的信息。每個結(jié)點存儲三個量線性四叉樹葉結(jié)點位87四進制Morton碼——每位均是不大于3的四進制數(shù)

通過不斷分割的方式自上而下進行，每分割一次，標(biāo)號增加一位數(shù)字，分割次數(shù)越多，所得的子區(qū)越小，標(biāo)號位數(shù)越多，該標(biāo)號就是Morton碼

Morton碼確定四叉樹葉結(jié)點的具體位置

這種方法需大量重復(fù)運算，因而應(yīng)用較少。自上而下的方式（分割的過程）012303AAAAABBBAB23四進制Morton碼——每位均是不大于3的四進制數(shù)88自下而上的方式（合并的過程）將十進制行列號轉(zhuǎn)成二進制并計算每個柵格對應(yīng)的MQ碼（2n×2n區(qū)域每個MQ碼為n位）MQ=2*Ib+Jb

按MQ碼的升序排列成線性表依次檢查每四個相鄰MQ碼對應(yīng)的柵格屬性值，若相同則合并為一個大塊，否則將四個柵格值存盤。如此循環(huán)，直到?jīng)]有能夠合并的子塊為止。AAAAABBBAABBAABB2320213031222332330203121300011011I0123Ib011011JbJ0110110123自下而上的方式（合并的過程）將十進制行列號轉(zhuǎn)成二進制（89十進制Morton碼（MD碼）按位操作方法（計算MD碼的一種方法）將二進制的行列號交叉得二進制的MD碼若Ib=（inin-1…i2i1），Jb=（jnjn-1…j2j1）則交叉得MD碼為injnin-1jn-1…i2j2i1j1將二進制的MD碼轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)如Ib=（10）2，Jb=（11）2則交叉得MD碼=1101轉(zhuǎn)換為十進制為13A0A1A4A5A2B3B6B7A8A9B12B13A10A11B14B15按左上、右上、左下、右下的順序從0開始對每個柵格自然編碼十進制Morton碼（MD碼）按位操作方法（計算90壓縮2n×2n的圖像為線性四叉樹的過程A0A1A4A5A2B3B6B7A8A9B12B13A10A11B14B15按Morton碼把圖像讀入一維數(shù)組Morton碼：0123456789101112131415像元值：AAAB

ABBB

AAAA

BBBB比較相鄰四像元，相同的合并，并記錄第一個像元的Morton碼。循環(huán)比較所形成的大塊，相同的再合并，直到不能合并為止。

01234567812AAABAABBAB

最后用行程長度編碼壓縮，壓縮時只記錄第一個像元的Morton碼。0346812ABABAB壓縮2n×2n的圖像為線性四叉樹的過程AAAAABBB91四叉樹編碼方法特點對于團塊圖像，四叉樹表示法占用空間比網(wǎng)絡(luò)法要少得多，四叉樹表示法基本上是一種非冗余表示法。四叉樹具有可變率或多重分辨率的特點，適用于處理凝聚性或呈塊狀分布的空間數(shù)據(jù)，特別適用于處理分布不均勻的塊狀空間數(shù)據(jù)，但不適用于連續(xù)表面（如地形）或線狀地物。矢/柵正反變換還不理想。建立四叉樹費時。四叉樹雖可修改，但很費事。四叉樹沒有直接表示物體間的拓?fù)潢P(guān)系。四叉樹編碼方法特點對于團塊圖像，四叉樹表示法占用空92與非樹表示法比較，四叉樹表示法的缺點在于轉(zhuǎn)換的不穩(wěn)定性或叫滑動變異。

如兩個圖像的差異僅由于平移，就會構(gòu)成極為不同的四叉樹，因而很難根據(jù)四叉樹來判斷這兩個圖像是否相同，故不利于形狀分析和模式識別。

一個物體的圖像在構(gòu)成四叉樹時會被分割到若干個象限中，使它失去了內(nèi)在的相關(guān)性。與非樹表示法比較，四叉樹表示法的缺點在于轉(zhuǎn)換的不穩(wěn)93§4矢柵一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?

矢量與柵格結(jié)構(gòu)的比較矢量柵格

便于面向?qū)ο筇幚?；?shù)據(jù)量小而精度高；易于建立和分析圖形的拓?fù)潢P(guān)系和網(wǎng)絡(luò)關(guān)系；圖形顯示質(zhì)量好，精度高。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便于數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，數(shù)據(jù)交換困難；多邊形疊置分析困難，表達(dá)空間變化性能力差；不能像數(shù)字圖像那樣做增強處理；軟硬件技術(shù)要求高，顯示與繪圖成本較高。

結(jié)構(gòu)簡單，易數(shù)據(jù)交換；疊置分析和地理現(xiàn)象模擬較易；利于與感遙數(shù)據(jù)的匹配應(yīng)用和分析，便于圖像處理；輸出快速，成本低廉。圖形數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不嚴(yán)密、緊湊，需使用壓縮技術(shù)，精度相對較低；現(xiàn)象識別效果不如矢量方法，難以表達(dá)拓?fù)洌煌队稗D(zhuǎn)換困難；圖形輸出不美觀，線條有鋸齒?！?矢柵一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?矢量與柵格結(jié)構(gòu)的比較矢量柵94?

矢柵一體化概念

將矢量面對目標(biāo)的方法和柵格元子充填的方法結(jié)合起來，具體采用填滿線狀目標(biāo)路徑和充填面狀目標(biāo)空間的方法作為一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。線狀地物——除記錄原始取樣點外，還記錄路徑所通過的柵格。面狀地物——除記錄它的多邊形邊界以外，還包括中間的面域柵格。一方面，它保留了矢量的全部性質(zhì)，以目標(biāo)為單元直接聚集所有的位置信息，并能建立拓?fù)潢P(guān)系；另一方面，它建立了柵格與地物的關(guān)系，即路徑上的任一點都直接與目標(biāo)建立了聯(lián)系。本質(zhì)上是一種以柵格為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（以矢量方式組織柵格數(shù)據(jù)）?矢柵一體化概念將矢量面對目標(biāo)的方法和柵格元子95?

三個約定和細(xì)分格網(wǎng)法

地面上的點狀地物是地球表面上的點，它僅有空間位置，沒有形狀和面積，在計算機內(nèi)部僅有一個位置數(shù)據(jù)。

地面上的線狀地物是地球表面的空間曲線，它有形狀但沒有面積，它在平面上的投影是一連續(xù)不間斷的直線或曲線，在計算機內(nèi)部需要用一組元子填滿整個路徑。地面上的面狀地物是地球表面的空間曲面，并具有形狀和面積，它在平面上的投影是由邊界包圍的緊致空間和一組填滿路徑的元子表達(dá)的邊界組成。

約定?三個約定和細(xì)分格網(wǎng)法地面上的點狀地物是地球表96細(xì)分格網(wǎng)法在有點、線（包括面狀目標(biāo)邊界線）目標(biāo)通過的基本網(wǎng)格內(nèi)，根據(jù)精度要求，再細(xì)分成256256或1616細(xì)格網(wǎng)?；靖窬W(wǎng)和細(xì)分格網(wǎng)都采用線性四叉樹的編碼方法，將采樣點和線性目標(biāo)與基本格網(wǎng)的交叉點用兩個Morton碼表示。x,yM1M2將一對x,y坐標(biāo)用兩個Morton碼代替M1表示該點（采樣點或附加的交叉點）所在基本格網(wǎng)的地址碼，M2

表示該點對應(yīng)的細(xì)分格網(wǎng)的Morton碼。既顧全整體定位，又保證了精度。細(xì)分格網(wǎng)法x,yM1M2將一對x,y坐標(biāo)用97?

一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

據(jù)約定1，點僅有位置、沒有形狀和面積，只要將點的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為地址碼M1

和M2

即可，這種結(jié)構(gòu)簡單靈活，便于點的插入和刪除，還能處理一個柵格內(nèi)包含多個點狀目標(biāo)的情況。點狀地物和結(jié)點的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)點標(biāo)識號……1002510026……M1……43105……M2……40827725……高程z……432463……?一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計據(jù)約定1，點僅有98

據(jù)約定2，線狀地物有形狀但沒有面積，沒有面積意味著只要用一串?dāng)?shù)據(jù)表達(dá)每個線狀地物的路徑即可，將該線狀地物經(jīng)過的所有柵格的地址全部記錄下來。仿照矢量數(shù)據(jù)組織的鏈狀雙重獨立式編碼，以弧段為記錄單位。線狀地物的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)弧段的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)弧標(biāo)識號20078起結(jié)點號10025終結(jié)點號10026中間點串（M1,M2,Z）58,7749,435,92,4377,439…線狀地物的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)線標(biāo)識號……3003130032……弧段標(biāo)識號……20078，2007920092，20098，20099……據(jù)約定2，線狀地物有形狀但沒有面積，沒有99面狀地物的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

據(jù)約定3，一個面狀地物應(yīng)記錄邊界和邊界所包圍的整個面域，其中邊界由弧段組成（同前弧段表），面域信息由線性四叉樹或二維行程碼表示?；《挝募吔缁《危ㄐ螤睿е羔樀亩S行程碼——面域

將葉結(jié)點屬性值改為循環(huán)指針指向該地物下一個子塊的地址碼，并在最后指向該地物本身二維行程M碼屬性值005480164308314320378400448460478面狀地物的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)據(jù)約定3，一個面100二維行程M碼屬性值005480164308314320378400448460478二維行程M碼循環(huán)指針屬性值0851683216313037314（屬性值）3240374440464447460（屬性值）478（屬性值）二維行程M碼屬性值005480164308314320378101二維行程M碼循環(huán)指針屬性值0851683216313037314（屬性值）3240374440464447460（屬性值）478（屬性值）

用循環(huán)指針將同屬于一個目標(biāo)的葉結(jié)點鏈接起來。只要進入第一塊就可以順著指針直接提取該地物的所有子塊，從而避免象柵格數(shù)據(jù)那樣為查詢某一個目標(biāo)需遍歷整個矩陣，大大提高了查詢速度。二維行程M碼循環(huán)指針屬性值08516832163130373102面文件面標(biāo)識號40001（屬性值0）40002（屬性值4）40003（屬性值8）……弧標(biāo)識號串20001,20002,2000320002,200042000……面塊頭指針0530……

這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是面向地物的，具有矢量的特點。通過面狀地物的標(biāo)識號可找到它的邊界弧段，并可順著指針提取所有的中間面塊。同時它又具有柵格的全部特性，帶指針的二維行程碼中的M碼表達(dá)了位置的相互關(guān)系，前后兩個M碼之差隱含了該子塊的大小。給出任意一點的位置都可順著指針找到面狀地物的標(biāo)識號，確定是哪一個地物。面文件面標(biāo)識號40001（屬性值0）40002（屬性值4）103復(fù)雜地物的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

由幾個或幾種點、線、面狀簡單地物組成的地物稱為復(fù)雜地物。例如將一條公路上的中心線、交通燈、立交橋等組合為一個復(fù)雜地物，用一個標(biāo)識號表示。復(fù)雜地物的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜地物標(biāo)識號……5000850009……簡單地物標(biāo)識號……10025，30005，3002530006，30007，40032……復(fù)雜地物的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由幾個或幾種點、線、面狀簡單104§5三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

目前GIS主要還停留在處理地球表面的數(shù)據(jù)，若數(shù)據(jù)是地表以下或以上，則先將它投影到地表，再進行處理，其實質(zhì)是以二維的形式來模擬、處理任何數(shù)據(jù)，在涉及到三維問題的處理時，往往力不從心。二維V=f(x,y)，對不同的層，V的含義不同，當(dāng)V表示高程時，就是DEM。由于地形三維視圖的原因，人們常把DEM誤認(rèn)為是三維模型。但從本質(zhì)上講，DEM是二維的，因為它只能表示地表的信息，不能對地表內(nèi)部進行有效表示。目前，人們常把DEM稱為2.5維的數(shù)據(jù)模型。真三維模型V=f(x,y,z)，z是一自變量，不受x,y的影響。三維GIS的要求與二維相似，但許多方面比二維GIS復(fù)雜得多，如三維數(shù)據(jù)的組織與重建，三維變換、查詢、運算、分析、維護等方面。下面主要介紹三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。§5三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)目前GIS主要還停留在105三維結(jié)構(gòu)兩種形式柵格

將地理實體的三維空間分成細(xì)小單元——體元。常用八叉樹結(jié)構(gòu)。矢量（x,y,z）

抽象為點、線、面、體，由面構(gòu)成體。常用三維邊界表示法。?

八叉樹結(jié)構(gòu)

是四叉樹在三維空間的推廣。將空間區(qū)域中的形體V不斷地分解為八個同樣大小的子體（即將一個六面的立方體再分解為八個相同大小的小立方體），并判斷屬性的單一性：

子體部分為V——灰結(jié)點

需再一分為八

子體中無V——白結(jié)點

停止分割（葉結(jié)點）

子體全為V——黑結(jié)點基本思想三維結(jié)構(gòu)兩種形式柵格將地理實體的三維空間分成106

與常規(guī)四叉樹類似，用九或十項字段來記錄每個結(jié)點（八個子結(jié)點指針，一個父結(jié)點指針（可選），一個結(jié)點屬性）。是最普遍的形式，方式自然，易掌握。但指針約占總存儲量的94%，空間使用率低。存儲結(jié)構(gòu)規(guī)則八叉樹

用某一預(yù)先確定的次序遍歷將八叉樹轉(zhuǎn)換成一個線性表，表中的每個元素與一個結(jié)點相對應(yīng)。每個結(jié)點用固定的字節(jié)描述，其中某些位專門用來說明它是否為葉結(jié)點。線性八叉樹——Morton碼與常規(guī)四叉樹類似，用九或十項字段來記錄每個結(jié)107

每個結(jié)點均一分為八，并標(biāo)記為0，1，2，3，4，5，6，7。隱含地假定了這些子結(jié)點記錄存放的次序——便于檢索浪費存儲，除非所有葉結(jié)點均在同一層次出現(xiàn)，上層均為非葉結(jié)點。一對八式的八叉樹CDFGR…A0,1,2,…,7B0,1,2,…,7H0,1,2,…,7E0,1,2,…,7……特點：節(jié)省存貯空間，便于某些運算，但喪失一定的靈活性，不便于其它遍歷方式對樹的結(jié)點進行存取，應(yīng)用效果不佳。線性表為：R^AB''01234…7CDEFGHRCDFG…AB0,1,2,…,7HE…每個結(jié)點均一分為八，并標(biāo)記為0，1，2，108?

三維邊界表示法頂點表（表示多面體各頂點坐標(biāo)）v1v2v3v4x1y1z1x2y2z2x3y3z3x4y4z4v1v2v3v4l1l2l3l4l5l6邊表（構(gòu)成多面體邊的頂點）I1I2I3I4v1v2v2v3v3v1v2v4I5I6v4v3v1v4s1s2s3s4I1I2I3I2I4I5I5I3I6I3I1I4面表（圍成多面體某個面的邊）?三維邊界表示法頂點表（表示多面體各頂點坐標(biāo)）v1v2109對象表（有若干個多面體時）對象1…s1

，s2

，……屬性1……擴充后的邊表（加入邊所屬的多邊形信息）I1I2I3I4v1v2v2v3v3v1v2v4I5I6v4v3v1v4s1s2s3s4I1I2I3I2I4I5I5I3I6I3I1I4I1I2I3I4I5I6v1v2v2v3v3v1v2v4v4v3v1v4s1s4s1s2s1s3s2s4s2s3s3s4對象表（有若干個多面體時）對象1…s1，s2，……屬性1110

拓?fù)錂z查

數(shù)據(jù)存儲后，必須檢查數(shù)據(jù)的一致性、完全性，即進行拓?fù)錂z查。具體可檢查下列幾項：頂點表中的每個頂點至少是兩條邊的端點每條邊至少是一個多邊形的邊每個多邊形是封閉的每個多邊形至少有一條邊是和另一個多邊形共用的若邊表中包含了指向它所屬多邊形的指針，那么指向該邊的指針必在相應(yīng)的多邊形中出現(xiàn)拓?fù)錂z查數(shù)據(jù)存儲后，必須檢查數(shù)據(jù)的一致性、完全性，111

三維邊界法一般用于表示規(guī)則形體（如建筑物）對于不規(guī)則形體，理論上可找到一個在誤差范圍內(nèi)逼近的合適平面多面體，這種逼近受多因素的制約。兩種逼近形式：

表面S0的逼近：以確定后的平面多面體的表面作為對原三維形體的表面S0的逼近。著眼于形體的邊界表示。

三維形體的逼近：給出一系列的四面體，這些四面體的集合就是對原三維形體的逼近。著眼于形體的分解表示。三維邊界法一般用于表示規(guī)則形體（如建筑物）兩112第三章空間數(shù)據(jù)庫圖片摘自張超主編的《地理信息系統(tǒng)教程》所配光盤

空間數(shù)據(jù)庫是GIS的重要組成部分，是地理空間數(shù)據(jù)的集合。由于空間數(shù)據(jù)有著驚人的數(shù)據(jù)量和復(fù)雜的空間關(guān)系，使得通用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)難以勝任。地理信息系統(tǒng)需要研究自己的空間數(shù)據(jù)模型。第三章空間數(shù)據(jù)庫圖片摘自張超主編的《地理信息系統(tǒng)教程》所113§1空間數(shù)據(jù)庫的概念?

數(shù)據(jù)庫概述利用計算機管理數(shù)據(jù)的三個階段人工管理階段、文件系統(tǒng)階段、數(shù)據(jù)庫階段應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序n…數(shù)據(jù)組1數(shù)據(jù)組2數(shù)據(jù)組n…硬件：只有磁帶、卡片、紙帶等外存，沒有磁盤等直接存取設(shè)備。軟件：沒有管理數(shù)據(jù)的軟件，數(shù)據(jù)不保存，程序是面向應(yīng)用的。數(shù)據(jù)處理方式是批處理。人工管理階段50年代中期前計算機主要用于科學(xué)計算§1空間數(shù)據(jù)庫的概念?數(shù)據(jù)庫概述利用計算機管理人工114硬件：有了磁盤、磁鼓等直接存儲設(shè)備。軟件：操作系統(tǒng)具有了專門的數(shù)據(jù)管理軟件（文件系統(tǒng)）。數(shù)據(jù)處理方式：不僅有批處理，而且可聯(lián)機實時處理；由文件系統(tǒng)充當(dāng)應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)文件之間的接口。由軟件管理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以記錄為單位存取。但數(shù)據(jù)冗余大，數(shù)據(jù)和程序缺乏獨立性。應(yīng)用程序1文件1應(yīng)用程序2文件2應(yīng)用程序n文件n……文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)階段50年代中期至60年代中期計算機用于科學(xué)計算和管理硬件：有了磁盤、磁鼓等直接存儲設(shè)備。應(yīng)用程序1文件1應(yīng)用程序115硬件：有了大容量磁盤，價格下降。軟件：價格上升，為編制和維護系統(tǒng)軟件及應(yīng)用程序所需的成本相對增加。數(shù)據(jù)處理方式：要求數(shù)據(jù)共享、聯(lián)機實時處理，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)項為單位存取，冗余度小，具有較高的數(shù)據(jù)和程序獨立性。數(shù)據(jù)庫管理軟件為用戶與數(shù)據(jù)的接口。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段60年代后期以來計算機用于大型管理應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序n…數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫硬件：有了大容量磁盤，價格下降。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段計算機用于大型116數(shù)據(jù)集：一個結(jié)構(gòu)化的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合體，包括數(shù)據(jù)本身和數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)集獨立于應(yīng)用程序而存在，是數(shù)據(jù)庫的核心和管理對象。物理存儲介質(zhì)：指計算機的外存儲器和內(nèi)存儲器。前者存儲數(shù)據(jù)；后者存儲操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，并有一定數(shù)量的緩沖區(qū)，用于數(shù)據(jù)處理，以減少內(nèi)外存交換次數(shù)，提高數(shù)據(jù)存取效率。數(shù)據(jù)庫軟件：其核心是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）。主要任務(wù)是對數(shù)據(jù)庫進行管理和維護。具有對數(shù)據(jù)進行定義、描述、操作和維護等功能，接受并完成用戶程序和終端命令對數(shù)據(jù)庫的請求，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的安全。數(shù)據(jù)庫的三個基本部分?jǐn)?shù)據(jù)集：一個結(jié)構(gòu)化的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合體，包括數(shù)據(jù)本身和物理存117數(shù)據(jù)集中控制：在文件管理方法中，文件是分散的，每個用戶或每種處理都有各自的文件，這些文件之間一般是沒有聯(lián)系的，因此，不能按照統(tǒng)一的方法來控制、維護和管理。而數(shù)據(jù)庫則很好地克服了這一缺點，可以集中控制、維護和管理有關(guān)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)獨立：數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)獨立于應(yīng)用程序，包括數(shù)據(jù)的物理獨立性和邏輯獨立性，給數(shù)據(jù)庫的使用、調(diào)整、優(yōu)化和進一步擴充提供了方便，提高了數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)共享：數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)可以供多個用戶使用，每個用戶只與庫中的一部分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)生聯(lián)系；用戶數(shù)據(jù)可以重疊，用戶可以同時存取數(shù)據(jù)而互不影響，大大提高了數(shù)據(jù)庫的使用效率。數(shù)據(jù)庫的主要特征數(shù)據(jù)集中控制：在文件管理方法中，文件是分散的，每個用數(shù)據(jù)獨立118減少數(shù)據(jù)冗余：數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不是面向應(yīng)用，而是面向系統(tǒng)。數(shù)據(jù)統(tǒng)一定義、組織和存儲，集中管理，避免了不必要的數(shù)據(jù)冗余，也提高了數(shù)據(jù)的一致性。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化：整個數(shù)據(jù)庫按一定的結(jié)構(gòu)形式構(gòu)成，數(shù)據(jù)在記錄內(nèi)部和記錄類型之間相互關(guān)聯(lián)，用戶可通過不同的路徑存取數(shù)據(jù)。統(tǒng)一的數(shù)據(jù)保護功能：在多用戶共享數(shù)據(jù)資源的情況下，對用戶使用數(shù)據(jù)有嚴(yán)格的檢查，對數(shù)據(jù)庫規(guī)定密碼或存取權(quán)限，拒絕非法用戶進入數(shù)據(jù)庫，以確保數(shù)據(jù)的安全性、一致性和并發(fā)控制。減少數(shù)據(jù)冗余：數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不是面向應(yīng)用，而是面向系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)119概念模式（邏輯模式）是數(shù)據(jù)庫的總框架，所有用戶的公共視圖外模式（子模式）是數(shù)據(jù)庫的用戶視圖，是和某個應(yīng)用相關(guān)的數(shù)據(jù)邏輯表示內(nèi)模式（物理模式）是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu)的描述，是數(shù)據(jù)庫的內(nèi)部表示方式定義外模式與概念模式間的對應(yīng)關(guān)系，保證了數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。定義數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和物理存儲間的對應(yīng)關(guān)系，保證數(shù)據(jù)的物理獨立性。數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概念模式（邏輯模式）外模式（子模式）內(nèi)模式（物理模式）定義外120數(shù)據(jù)模型

數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫中對數(shù)據(jù)的邏輯組織形式的描述，是對現(xiàn)實世界部分現(xiàn)象的抽象。它描述了數(shù)據(jù)