1、2 地理信息系统的数据结构12.1 2.1 地理空间表达空间表达掌握内容：掌握内容：记住椭球长半轴、扁率记住椭球长半轴、扁率掌握高程转换方法掌握高程转换方法22.2 2.2 地理空间数据及其特征地理空间数据及其特征一一 GISGIS空间数据类型空间数据类型 :二二 GISGIS空间数据的基本特征空间数据的基本特征1 1 基本特征信息基本特征信息2 2 空间数据的拓扑关系空间数据的拓扑关系3 3 结点、弧段和多边形之间的拓扑结构结点、弧段和多边形之间的拓扑结构表达表达三三 空间数据的拓扑关系空间数据的拓扑关系1)1)拓扑邻接拓扑邻接 2)2)拓扑关联拓扑关联3)3)拓扑包含拓扑包含四四 计算机表
2、示计算机表示3点实体有位置，无宽度和长度；抽象的点美国佛罗里达洲地震监测站2002年9月该洲可能的500个地震位置一一 GISGIS空间数据类型空间数据类型 :1 1、按数据来源分类、按数据来源分类 2 2、按数据特征分类、按数据特征分类 3 3、按数据几何特征分类、按数据几何特征分类4线实体 有长度，但无宽度和高度；用来描述线状实体，通常在网络分析中使用较多 度量实体距离香港城市道路网分布5面实体 具有长和宽的目标 通常用来表示自然或人工的封闭多边形中国土地利用分布图6不连续变化曲面，如土壤、森林、草原、土地利用等，属性变化发生在边界上，面的内部是同质的。连续变化曲面，如地形起伏，整个曲面在
3、空间上曲率变化是连续的。7空间对象：体有长、宽、高的目标通常用来表示人工或自然的三维目标，如建筑、矿体等三维目标84、按照数据的发布形式（4D）数字线划地图（DigitalLineGraphic，缩写DLG）是现有地形图要素的矢量数据集，保存各要素间的空间关系和相关的属性信息，全面地描述地表目标。9数字栅格地图（DigitalRasterGraphic，缩写DRG）是现有纸质地形图经计算机处理后得到的栅格数据文件。10DEM-数字高程模型 数字高程模型是现实世界地面山川河流起伏在计算机中的数字化表达。它在计算机中直观地反映现实的地貌情况。主要用于规划设计（如高速公路设计，无线通讯台站设计，开挖
4、及填埋土方计算，洪水淹没分析等）。DEM(Digital Elevation Model）11Digital Orthophoto Map(DOM)它是经过对像元纠正、影像镶嵌等一系列处理后形成的影像平面图，带有坐标格网和图廓整饰，其上可叠加线画要素、文字注记等。较传统的地图而言，正射影像图具有信息量丰富、直观易读等特点；主要用于宏观规划、资源普查、环保管理等。12二 GIS空间数据的基本特征基本特征1 1 基本信息基本信息从该图上可以获得哪些信息？13三三 空间数据的拓扑关系空间数据的拓扑关系1拓扑邻接2拓扑关联14简单包含指一个多边形被包含在另简单包含指一个多边形被包含在另一个多边形内；一
5、个多边形内；多层包含指被包含的多边形仍包含多层包含指被包含的多边形仍包含其它的多边形；其它的多边形；等价包含指在同一级被包含的多边等价包含指在同一级被包含的多边形有若干个，从而构成了等价包含。形有若干个，从而构成了等价包含。3 3 拓扑包含：拓扑包含：?15完成P46 图2-8表164 结点、弧段和多边形之间的拓扑结结点、弧段和多边形之间的拓扑结构表达构表达17四四 空间数据计算机表示空间数据计算机表示182.3 空间数据结构结构的类型类型 GIS数据的两种表示方法一 矢量数据结构 实体数据结构实体数据结构特点点位字典法 拓扑数据结构双重独立式编码 在ArcGIS存储中表达拓扑关系 ESRI
6、shapefile(ARCINFO)文件结构19GIS数据的两种表示方法矢量表达栅格表达现实世界现实世界20数据结构一般分为基于数据结构一般分为基于矢量模型矢量模型的数据结的数据结构和基于构和基于栅格模型栅格模型的数据结构的数据结构 矢量数据矢量数据是面向地物的结构，即对于每一是面向地物的结构，即对于每一个具体的目标都直接赋有位置和属性信息个具体的目标都直接赋有位置和属性信息以及目标之间的拓扑关系说明。以及目标之间的拓扑关系说明。栅格数据栅格数据是面向位置的结构，平面空间上是面向位置的结构，平面空间上的任何一点都直接联系到某一个或某一类的任何一点都直接联系到某一个或某一类地物，它不能完整地建立
7、地物之间的拓扑地物，它不能完整地建立地物之间的拓扑关系。关系。目前，为了设计系统能用于多种目的，正目前，为了设计系统能用于多种目的，正在研制在研制矢量栅格一体化矢量栅格一体化的数据结构，该数的数据结构，该数据结构具有矢量和栅格两种结构的特性。据结构具有矢量和栅格两种结构的特性。21 一、矢量数据结构一、矢量数据结构 基基于于矢矢量量模模型型的的数数据据结结构构简简称称为为矢矢量量数数据据结结构构。矢矢量量结结构构是是通通过过记记录录坐坐标标的的方方式式来来表表示示点、线、面等地理实体。点、线、面等地理实体。特点：特点：定位明显，属性隐含。定位明显，属性隐含。分类：分类：实体数据结构实体数据结构
8、拓扑数据结构拓扑数据结构22矢量数据存储型模矢量数据库模型中，矢量数据库模型中，可以将属性数据存储可以将属性数据存储在一个数据表中，每在一个数据表中，每一个图层对应这样一一个图层对应这样一个数据表。个数据表。23（一）实体数据结构（无拓扑）24解决不一致、冗余点位字典法25 拓扑数据结构拓扑数据结构在在GISGIS中，为了真实反映地物，不仅包括中，为了真实反映地物，不仅包括实体的大小、形状及属性，而且要反映出实体的大小、形状及属性，而且要反映出实体之间的相互关系。实体之间的相互关系。拓扑结构是明确定义空间结构关系的一拓扑结构是明确定义空间结构关系的一种数学方法；在种数学方法；在GISGIS中，
9、用于空间数据的组中，用于空间数据的组织、分析和应用。织、分析和应用。例如：自然与行政的分区，各种空间类型的例如：自然与行政的分区，各种空间类型的分布及交通网等，都存在结点、弧段和多分布及交通网等，都存在结点、弧段和多边形之间的拓扑关系。边形之间的拓扑关系。26 拓扑结构的基本元素 拓扑线段（arc）结点(node）多边形（poly）该线段中间不与其它线段存在联系拓扑线段的两个端点，分别为首结点、尾结点由数条拓扑线段连接而成27双重独立式编码双重独立式编码简称DIME(DualDIME(Dual Independent Map Encoding)Independent Map Encoding)
10、是美国人口统计系统采用的一种编码方式，是一种拓扑编码结构。点文件线文件面文件28点要素：点要素：Id,x,y.Id,x,y.线要素：线要素：弧段弧段/节点节点(始始节点节点FnodeFnode,终终节点节点TnodeTnode)列列表表 弧段坐标弧段坐标在在ArcGISArcGIS存储中表达拓扑关系存储中表达拓扑关系29多边形：多边形：多边形多边形/弧段列表弧段列表左左/右多边形列表右多边形列表30拓扑数据结构的优缺点空间关系明确，不完全依赖于具体的坐标位置。多边形的公共边界、网络的结点表达简单。便于分析、查询，尤其是点、线、面之间的相邻关系的查询和分析。便于网络分析等数据结构复杂，软件复杂建立拓扑关系需花计算时间（当地图覆盖范围很大，数据量很大时）31
