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第二章 城市地理信息系统的基础理论(第3讲) 教学内容 2.3 UGIS数据组成及特点 教学时间：2课时 教学方法：讲授法 多媒体教学法 示例法 本次课教学所涉及的学术前沿： 面向目标的属性数据结构 教学目的： 1、让学生熟悉和掌握空间数据结构特征以及城市结构化数据的应用； 2、让学生了解和掌握空间数据的内容及其特征 教学重点： 空间数据结构特征 教学难点： 面向目标的属性数据结构 2.3 城市地理信息系统数据组成及特点 2.3.1 概述 UGIS中的数据主要有两类：空间数据和非空间数据。根据数据来源，也可把城市地理信息系统的数据分为以下几种： 1、图形数据：通过对地形图和各种专题地图的数字化操作，可获取图形数据，这是UGIS最大量、最基本的数据，多为矢量形式。 2、图像数据：主要由航空和航天遥感得来的数据，以栅格形式表达； 3、实体属性数据：从城市不同部门周期性或专门性的调查获得，多为空间定位型关系和属性数据，用于描述上述图形和图像实体的属性，多为数字型或字符型数据。 4、统计数据：诸如对城市历史和现状的描述数据，对规划和知识的表达数据等。 2.3.2空间数据的内容 空间数据的内容 空间数据的内容 空间数据的内容 空间数据的内容 空间数据的内容 2.3.3空间数据的特征 空间特征 是GIS所独有的数据类型 在地理坐标框架下，刻画空间对象的位置、形状和大小等几何特征 表示方法： 绝对描述—坐标（直角坐标、经纬度） 相对描述—空间拓扑关系（邻接、连接、方位） 专题特征 除空间特征、时间特征外的其它特征，如 地形坡度、坡向、某地的年降雨量、土壤的酸碱度、土地覆盖类型、人口密度、交通流量、空气污染程度等 专题特征用于制作专题图或专题信息系统 空间数据的特征 2.3.4空间数据测量的尺度和精度 空间对象描述包括两个方面：定性和定量描述 定性描述 对空间对象的鉴别、分类和命名 主要表现在属性方面，例如 分类代码（土地利用类型、植被类型等） 数值类型：以一定的数值作为类型标识，不代表对象量化程度 不同应用领域的空间对象描述详细程度不同 土地利用类型分类、基础地理信息代码的详细程度随空间数据库比例尺的不同而异 空间数据测量的尺度和精度 2.6.2空间数据结构 空间数据又称几何数据,它是用来表示物体的位置、形态、大小、分布等各个方面的信息，是对现实世界中存在的具有定位意义的事物和现象的定量描述。空间数据可分为图形数据和图像数据。 （1）图形数据可以看作是点的集合。从数字成图角度来看，就是把构成地图要素的点、线、面以点的坐标（x,y,z)记录下来，形成有规律的数据集合，并对这些数字形式的图形信息进行处理，然后将经过加工的数字信息再现，使其成为地图图形输出的过程。例如由点的集合可构成直接反应地形起伏情况的数字高程模型（DEM）数据。 图形数据的结构特征 一、 图形数据在数据的组织形式上是以矢量数据结构表现的： 点用单一的坐标对(X，y)来表示，数据的基本格式为(“代码”，1，X1，y1)；线则用多个坐标对来表示，也可以说用多个点来表示，数据的基本格式为(“代码”，n，X1，Y1，X2，Y2，…，Xn，Yn)，其中n≥2；面同线一样也是用多个坐标对来表示，与线不同的是，面的最后一个坐标对必须与第一个坐标对相对应，数据的基本格式为(“代码”，n，X1，Y1，X2，Y2，…，Xn—1，Yn—1，X1，y1)，其中n ≥ 3。 二、 图形数据另一个重要的数据结构就是拓扑结构，即基本要素点、线、面和体之间具有邻接关联和包含的拓扑关系。这种关系从总体方面反映了空间实体间的结构关系，对城市信息的数据处理和城市信息的空间分析有着十分重要的意义。 拓扑数据结构中基本拓扑要素定义为： 1)线段(ARC)又称弧段，在线段的中间与其它任何线段不存在任何相关关系，在线段的端点才与其它线段有关系，线段的一个重要特性就是它是一条有向线段，它的方向由线段的首尾点来确定； 2)结点(NODE)即线段的两端点，可分为首结点和尾结点； 3)多边形(PolyGon)由数条线段有序地连接而成； 4)层(LAYER)具有相同属性的拓扑要素的组合。 图形数据 上述拓扑要素之间的关系可以描述为 1)拓扑邻接——是指存在于空间图形之间同类要素之间的拓扑关系。在图2．7中，多边形P1和P2，P1和P3在空间上相邻接，例如各个行政区划的相邻关系；弧段L2，L3和L5在空间上相邻接；节点V1与V2，V1与V9在空间上相邻接等。 2)拓扑关联——是指存在于空间图形中的不同类要素之间的拓扑关系，节点V9与弧段L3，L5，L