第二章地理信息系统数据结构讲解.ppt

投影变形 用地图投影的方法将球面展开为平面，虽然可以保持地域上的联系和完整性，但它们与球面上的经纬度网线形状并不一致。即投影后，地图上的经纬度网线发生了变形，同样根据地理坐标展绘在地图上的各种要素，也必然随着变形。 角度变形 面积变形 距离变形 属性特征是指空间对象的专题属性 三、地理实体描述 地理实体 在地理空间世界中，空间对象一般按地形维数进行归类划分，地理现象被抽象为点、线、面、体。抽象后的地理现象称为地理实体（空间实体）。 1、点（0维） 2、线（1维） 3、面（2维） 4、体（3维） 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 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 城市道路网分布 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 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 体状实体一般具有以下一些空间特征： 1）体积，如工程开控和填充的土方量。 2）每个二维平面的面积。 3）周长 4）厚度 5）高度 抽象成地理实体的空间现象 维度 空间实体 地理现象 0 点 城镇、居民地、交通枢纽、车站、码头、工厂、学校、医院、商场、写字楼、机关、火山口、山峰、景点、基地等 1 线 河流、海岸、铁路、公路、地下管网、行政边界等 2 面 土壤、耕地、森林、草原、沙漠、行政区域、绿地、操场等 3 体 云、水体、矿体、高层建筑等 四、地理实体之间的空间关系 地理实体 实体类型组合 现实世界的各种现象比较复杂，往往由不同的空间单元组合而成 例如根据某些空间单元或几种空间单元的组合将空间问题表达出来，复杂实体由简单实体组合表达。点、线、面两两之间组合表达复杂的空间问题： 如：线—面、面—面、 点—面、 点—线 四、地理实体之间的空间关系 地理实体 实体类型组合 （1）线——面组合 1、区域包含线：计算区域内线的密度，某省的水系分布情况。 2、线通过区域：公路上否通过某县。 3、线环绕区域：区域边界，有哪些信誉好的足球投注网站左右区域名称，中国与哪些国家接壤。 4、线与区域分离：距离。 四、地理实体之间的空间关系 地理实体 实体类型组合 （2）面——面组合 1、包含：岛,某省的湖泊分布。 2、 相交：重叠，学校服务范围与菜场服务范围重叠区。 3、 相邻：计算相邻边界性质和长度，公共连接边界。 4、分离：计算距离。 学校 菜场 四、地理实体之间的空间关系 地理实体间的空间关系 在研究两个以上的空间实体时，空间关系是其中重要的研究内容。 空间关系是地理实体之间由实体的几何特性（位置、形状）所决定的关系。 地理实体间的空间关系实际是研究实体间的拓扑关系。 四、地理实体之间的空间关系 1、拓扑关系的定义 Topology一词来自希腊文，它的原意是“形状的研究”。拓扑学是几何学的一个分支，它研究在拓扑变换下能保持不变的几何属性——拓扑属性。 地理实体不仅具有空间位置、形状、大小等空间特征，而且不同实体间还存在邻接、关联、包含等空间相互关系特征，由于描述这种关系时不需要考虑空间坐标和距离因素，所以又称为拓扑关系。 是明确定义空间关系的一种数学方法。在GIS中，用来描述并确定空间的点线面之间的关系及属性，并可实现相关的查询和检索。 四、地理实体之间的空间关系 2、对拓扑关系的理解 指图形保持连续状态下变形，但图形关系不变的性质。 地理实体间的空间关系 2、对拓扑关系的理解 我们可以设想一块高质量的橡皮，可被任意拉伸压缩，但不能扭转折叠。表面上有由结点、弧、环和区域组成的图形。若对该橡皮进行任意拉伸、压缩，但不扭转和折叠，则在橡皮形状的这些变换中，图形的一些属性将得到保留，有些属性将消失。 拓扑变换 （橡皮变换） 几何形状不同的图形，结点和面的拓 扑关系可以是相同的。 拓扑关系反映了空间实体之间的逻辑关系，它不需要坐标、距离信息，不受比例尺限制，也不随投影关系变化。 两点之间的距离 一个点指向另一个点的方向 弧段的长度 一个区域的周长 一个区域的面积 一个点在一个弧段的端点 一个点在一个区域的边界上 一个点在一个区域的内部 一个点在一个区域的外部 一个面是一个简单的面（无岛） 非拓扑属性 拓扑属性 拓扑变换 （橡皮变换） 3、拓扑属性和非拓扑属性 四、地理实体之间的空间关系 地理实体间的空间关系 4、拓扑元素 点：孤立点、线的端点、面的首尾点、链的连接点 线：两结点之间的有序弧段，包括链、弧段和线段 面：若干弧段组成的多边形 起点 终点 中间点 弧段1 弧段3 弧段2 弧段4 点: 面: 弧: 拓扑元素 地理实体间的空间关系 5、拓扑关系