第四讲 矢量数据模型.ppt

 GIS 原理与应用 第四讲 矢量数据模型 数据模型概述 地理信息（GI）分为两部分 空间数据（spatial data） 表示地理要素的几何特征 如位置、形状、面积、长度等 属性数据（attribute data） 表示地理要素的非几何特征 如河流名称、土地利用类型等 数据模型概述 数据模型——数据组织方式 矢量数据模型（vector） 非拓扑模型，如shapefile 拓扑模型，如coverage 高级模型，如TIN、区域、动态分段、geodatabase 栅格数据模型（raster） ESRI Grid 属性数据模型 低层次，dBase 中等层次，Access 高层次，Oracle GIS数据模型全貌 矢量数据模型——发展历程 矢量数据模型变化最大，发展至今已经有三代 第一代：CAD模型 采用图形文件，组织地理信息 第二代：地理关系模型 采用关系模型，组织地理信息 第三代：地理对象关系模型 采用对象关系模型，组织地理信息 矢量数据模型——发展历程 第一代：CAD模型 出现于60年代初，源于计算机制图的开始 用地图语言，表示地理要素的几何特征 本质上，任一地理要素都可用点、线、面表示，有利于计算机数据存储 地图语言加工：注记、符号和色彩，有利于图形可视化 按图层组织数据：名称、线型、颜色、状态等，有利于计算机操作 总结 强调地理要素的几何特征表示，如何表示？ 忽视地理要素的非几何特征表示 即使考虑地理要素的非几何特征，也为了强化地理要素的几何特征，如何表示？ 矢量数据模型——发展历程 第二代：地理关系模型 出现于80年代初 源于关系数据库的出现，能表示任何事物的特征，如学生档案库 不再满足于只表现地理要素的几何特征 考虑是否能用关系数据库表示地理要素的非几何特征，如土地利用类型、宗地编号、宗地权属性质等 如何表示？ 矢量数据模型——发展历程 第三代：地理对象关系模型 出现于2000年 源于对象关系数据库的出现 关系数据库表示地理要素有缺陷。什么缺陷？ 地理数据组织没有按照“对象”组织。什么是对象？ 矢量数据模型——空间位置 表示地理要素的绝对位置 点：0维 单个xy坐标表示 没有面积 如井、控制点等 线：1维 两个以上xy坐标点链接而成 如道路、河流等 面：2维 四个以上坐标点，有序链接，且第一个和最后一个坐标点相同 围成一个区域 如宗地、湖泊等 矢量数据模型——空间关系 空间关系 表示地理要素之间的相对位置，如河海在南师对面 拓扑：以“图论”为数学基础 用图表或图形来表示几何对象排列及其相互关系 定义：研究几何对象在弯曲或拉伸等变换下仍保持不变的性质（可以不记） 用途：空间分析、导航等 矢量数据模型——拓扑 TIGER模型 全称：Topologically Integrated Geographic Encoding and Referencing system 美国人口调查局推出 最早的拓扑模型，ESRI借鉴该数据结构，创建Coverage模型 矢量数据模型——拓扑 TIGER数据结构（如何表示，且听后面分解） 节点（node）：两条或多条链的连接点，或者一条链的一个端点 实体点（entity point）：点状地物要素或者按点状要素表示的面状要素 链（chain）：一个起点、一个终点及一系列中间点描述的一条简单折线 几何拓扑多边形（GT-polygon）：面状要素 矢量数据模型——拓扑 重要性 确保数据质量和完整性。它能发现应闭合，但未闭合的线，如湖泊的岸线 用于GIS分析，如交通网络的创建。 地理关系模型 数据结构 两个独立的系统，分别存储空间和属性数据 空间数据 二进制图形文件 属性数据 关系数据库 标识码ID 链接“图形文件”和“关系数据库” 地理关系模型 地理关系模型 地理关系模型 地理关系模型 地理关系模型 地理关系模型——Coverage Coverage模型 一种地理关系模型 ESRI公司20世纪80年代推出的 特点：支持拓扑关系 连接性：弧段间通过“结点”彼此连接 面定义：由一系列相连的弧段定义 邻接性：弧段有方向，且有左多边形和右多边形 地理关系模型——Coverage 表示线的数据结构，由弧段Arc、起始结点From-Node、结束点To-Node组成 连接性 弧段1和2，通过结点11相连 邻接性 弧段2，从结点11到结点12 地理关系模型——Coverage 表示面的数据结构，由两个表组成 Polygon-Arc Topology表，表示面和线之间的关系 多边形C由弧段2、4、9、6组成 Left-Right Topology表，表示左多边形和右多边形关系 弧段6的左多边形是B，右多边形是C * 测绘系 葛莹 河海大学 测绘系 GIS数据类型 矢量数据模型 地理关系模型