3.4拓扑数据模型及其结构.pptVIP

第三章 地图数据结构与数据组织 3.4 拓扑数据模型及其结构 两种矢量模型 路径模型； 网络模型； 在计算机辅助制图中，前者通常认为是非拓扑模型或几何模型，而后者则称为拓扑模型。这两种模型间的主要区别在于前者将二维要素的边界作为独立的一维要素来单独处理，而不考虑要素之间的相互关系；而后者则着重于在一个关于边界的关系网络模型中来考察区域拓扑或连通网络下的二维要素。 如今，许多矢量模型将二者综合起来，路径拓扑已经作为网络拓扑的一个子集。 路径拓扑模型___面条模型 最早的路径拓扑模型之一是面条模型（Spaghetti Model）；在这个模型中，面状单元间的边界作为坐标记录下来，没有关于坐标串与单个多边形间关系的相应信息； 地理底图的轮廓线可以从这种数据模型中轻易获取，但是很难基于这种结构执行任何多边形操作；忽略了0维和1维地图目标的构成关系； 路径拓扑模型__多边形模型 多边形模型（Polygon Model） 记录和存储了每个多边形的外轮廓线； 很容易标识每个多边形实体，但其存储空间却迅速扩大,因为多边形间的公共边被存储两次； 对数字图形的编辑也极易造成多边形公共边坐标的不匹配，通常会产生叠置空隙或裂片； 缺少多边形间的邻接关系 每一邻接关系要通过有哪些信誉好的足球投注网站多边形的轮廓表，从中寻找两个多边形间相匹配的坐标串来识别； 忽略了0维和1维地图目标的构成关系 路径拓扑模型__点位字典模型 该模型是对多边形模型的一个改进，它记录的是各多边形边界上各点的编码ID并构成循环表，同时以数据字典方式记录下各点的坐标值； 利用字典就可通过点的编码找到其相应的坐标； 任何多边形的显示都包含一个复杂的检索过程； 首先从多边形表中得到点ID； 再根据点ID获得坐标值； 由于相同点的坐标只在点位字典中存储一次，因此这种方式大大降低了存储空间；而且不会再产生裂片； 但公共边界上点的编码ID仍需存储两次，因此这个模型仍然存在多边形模型的线重复跟踪和邻接问题。 路径拓扑模型__弧段/点位字典模型 多边形环的重复跟踪而产生的问题可归因于地图基本目标的不适当标识；两个相邻多边形只有一条公共边，这条公共边是组成该两个多边形的弧段； 弧段/点位字典模型表达了多边形与弧段，以及弧段与点的构成和组成关系； 在弧段/点位字典模型中，每个多边形由弧段的循环表组成，而每条弧段又由一列点组成；多边形轮廓线的提取分三个步骤： 首先从多边形表中得到弧段ID值， 然后根据弧段的ID值获取点ID值， 最后由点ID值得到相应的坐标。这样可以很好解决裂隙问题，因为公共边上所有弧段的相同点的ID值相同。 路径拓扑模型小结： 路径拓扑模型的主要缺点: 不能解决数据点、结点和0维目标的识别问题； 更重要的是由于弧段的构成细节被忽略，各多边形被作为单个独立的实体来考察，不能识别出多边形间的相邻关系； 因此在模拟地图上能够看见的面状联系不能从这类数字模型中计算出来，也不利于空间数据的分析和可视化。 网络拓扑数据模型__DIME DIME文件是最早的矢量模型中含有多边形间邻接关系的模型；它是由美国人口统计局为存储城市统计区的线状面块而设计出来的；它能够根据街道的地理位置将街道匹配到城市统计区中,从而方便统计局进行人口普查。 DIME文件的基本单元是DIME段。一个DIME段即是一部分街道、行政区界、水涯线或铁路线等的直线段； 对于每个段，两个端点ID分别为有方向性的“起始”和“终止”。基于这个方向，多边形ID相应地记录为左或右多边形（针对该DIME段）。 网络拓扑数据模型__DIME 网络拓扑数据模型__DIME DIME数据结构相对于路径拓扑模型具有一定的优点，其多边形之间的邻接性可以很容易访问，通过双向关系“起始”和“终止”以及左右多边形使得编辑、检索DIME基础文件变得容易。 注意： 人口统计局将DIME段的端点作为结点（Node） ，这种定义与拓扑定义中的结点是不一致的。尽管端点限定了一个段的边界，它仍然是构成两个邻接多边形的弧段的内部点； 网络拓扑数据模型__DIME 在DIME中，由于线状地理要素的路径拓扑没有显式定义，因此，获取多边形轮廓线是相当复杂的。 第一阶段是要找出所有的DIME段及其左右多边形。 在第二阶段，这些段按以下顺序排列：第一段的止 点是后一段的起点，最后一个段的止点是第一个段的起点，这样便形成了一个循环表。在这个过程中，起、止点是可以按需切换的，以使多边形始终位于每个段的右边。 网络拓扑数据模型__POLYVRT POLYVRT系统（POLYgon conVeRTer） 美国计算机图形与空间分析实验室基于弧段结构构造; 它将弧段的关系按DIME段给出，弧段的端点被称为结点而不是点; 结点与点严格区分; POLY