GIS數(shù)據(jù)組織與結(jié)構(gòu)課件1

GIS數(shù)據(jù)組織與結(jié)構(gòu)

地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)

GIS的主要數(shù)據(jù)為二維或三維的空間型地圖數(shù)據(jù),包括空間位置、拓撲關(guān)系和屬性三個方面的內(nèi)容。點（Point）：又稱為元素（Element）或象元（Pixel），是一個數(shù)據(jù)點，具有一對（x、y）坐標和至少一個屬性。線：（Line）：是具有相同屬性的點的軌跡，由一個坐標對序列表示，坐標對順序與線的開頭有關(guān)，線上每個點有不多于二個鄰點。面（Area）：是年有具相同屬性的點的軌跡，以（x、y）坐標對的集合表示，坐標對的排列順序不影響面的形態(tài)，具內(nèi)部點可以有多于三個的鄰點，面內(nèi)點具有至少一個相同屬性。區(qū)域（Region）：空間上相鄰或重疊的點、線、面要素可以按一定的地理意義組成區(qū)域。數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

關(guān)系模型（relationalmodel）滿足一定條件的二維表格層次模型（hierarchicalmodel）以記錄類型為節(jié)點的有向樹（tree），其主要特征是：（1）除根節(jié)點外，任何節(jié)點都有且只有一個“父親”；（2）“父”節(jié)點表示的實體與“子”節(jié)點表示的實體是一對多的聯(lián)系。網(wǎng)狀模型（networkmodel）特點：1）可以有一個以上的結(jié)點沒有“父”結(jié)點；

2）至少有一個結(jié)點有多于一個“父”結(jié)點；

3）結(jié)點之間可以有多種聯(lián)系；

4）可以存在回路空間數(shù)據(jù)組織與結(jié)構(gòu)

柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格與矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇與轉(zhuǎn)換空間數(shù)據(jù)分層組織柵格與矢量的基本概念描述地理實體的數(shù)據(jù)本身的組織方法，稱為內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本上可分為兩大類：即矢量結(jié)構(gòu)和柵格結(jié)構(gòu)。柵格模型矢量模型優(yōu)點：1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單2、疊加操作易實現(xiàn)3、能有效表達空間可變性4、柵格圖象便于做圖象的有效增強優(yōu)點：1、提供更嚴密的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2、提供更有效的拓撲編碼，因而對需要拓撲信息的操作更有效，如網(wǎng)絡(luò)分析3、圖形輸出美觀，接近于手繪缺點：1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不嚴密不緊湊，需要用壓縮技術(shù)解決這個問題2、難以表達拓撲關(guān)系3、圖形輸出不美觀，線條有鋸齒，需要增加柵格數(shù)量來克服，但會增加數(shù)據(jù)量缺點：1、比柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復雜2、疊加操作沒有柵格有效3、表達空間變化性能力差4、不能象數(shù)字圖形那樣做增強處理矢量數(shù)據(jù)模型與柵格數(shù)據(jù)模型比較一、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)的應(yīng)用模型柵格數(shù)據(jù)的組織方法一、變長編碼

二、四叉樹編碼四叉樹編碼法有許多有趣的優(yōu)點：1）容易而有效地計算多邊形的數(shù)量特征；2）陣列各部分的分辯率是可變的，邊界復雜部分四叉樹較高即分級多，分辯率也高，而不需表示許多細節(jié)的部分則分級少，分辯率低，因而既可精確表示圖形結(jié)構(gòu)又可減少存貯量；3）柵格到四叉樹及四叉樹到簡單柵格結(jié)構(gòu)的比其它壓縮方法容易；4）多邊形中嵌套異類小多邊形的表示較方便。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

點實體線實體面實體柵格與矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇與轉(zhuǎn)換

一、矢量到柵格柵格化過程包括以下操作：1）將點和線實體的角點的笛卡爾坐標轉(zhuǎn)換到預(yù)定分辯率和已知位置值的矩陣中；2）利用單根掃描線或一組相連的掃描線去測試線性要素與單元邊界的交叉點，并記錄有多少個柵格單元穿過交叉點；3）對多邊形而言，測試過角點后，剩下線段處理，這時只要利用二次掃描就可以知道何時到達多邊形的邊界，度記錄其位置與屬性值。從柵格單元轉(zhuǎn)換到幾何圖形的過程稱為矢量化，矢量化過程要保證以下兩點：1）拓撲轉(zhuǎn)換，即保持柵格表示出的連通性與鄰接性；2）轉(zhuǎn)換物體正確的外形。二、柵格到矢量矢量格式向柵格格式的相互轉(zhuǎn)換

矢量格式向柵格格式的轉(zhuǎn)換①內(nèi)部點擴散法②復數(shù)積分算法③射線算法④掃描算法⑤邊界代數(shù)算法柵格格式向矢量格式的轉(zhuǎn)換多邊形邊界提取邊界線追蹤拓