第二章 空间数据结构课件.pptVIP

地理信息系统原理与方法 第二章 空间数据结构 学习目标 ·理解地理空间信息的概念 ·掌握地理空间信息的描述方法 ·理解地理数据分类描述的方法 ·理解和掌握地理空间数据的拓扑关系 ·掌握栅格和矢量数据结构及其编码方法 ·了解栅格与矢量数据之间的转化方法 重点：地理空间数据的拓扑关系、两种空间数据结构的特点及其编码方法。 难 点：拓扑结构、栅格数据编码 栅格数据结构 基本概念 栅格数据结构指将空间分割成各个规则的网格单元，然后在各个格网单元内赋以空间对象相应的属性值的一种数据组织方式； 在栅格结构中，点用一个栅格单元表示；线状地物则用沿线走向的一组相邻栅格单元表示，每个栅格单元最多只有两个相邻单元在线上；面或区域用记有区域属性的相邻栅格单元的集合表示，每个栅格单元可有多于两个的相邻单元同属一个区域。任何以面状分布的对象，都可以用栅格数据逼近。 例子 用栅格结构表示地图，首先要给定每个物体的编码，如给定高程点的编码为8，烟囱的编码为7，铁路的编码为1，居民点的编码为5，林地的编码为3，菜地的编码为4，则地图用栅格结构表示为下图。 栅格结构的特点 属性明显，定位隐含，即数据直接记录属性本身或属性的编码，而所在位置则根据行列号转换为相应的坐标给出。由于栅格结构是按一定的规则排列的，所表示的实体的位置很容易隐含在网格文件的存贮结构中，在网格文件中每个代码本身明确地代表了实体的属性或属性的编码 栅格结构表示的地表是不连续的，是量化和近似离散的数据 栅格数据的比例尺就是栅格大小与地表相应单元大小之比 栅格数据层 在栅格数据结构中，物体的空间位置是用其在笛卡尔平面网格中的行号和列号坐标表示，物体的属性用像元的取值表示，每个像元在一个网格中只能取一次，同一像元要表示多重属性的事物就要用多个笛卡尔平面网格，每个笛卡尔网格表示一种属性或同一属性的不同特征，这种平面即层 分割的原则： 将图像区域划分成四个大小相同的象限，而每个象限又可根据一定的规则判断是否继续等分为次一层的四个象限，其终止判据是，不管是哪一层上的象限，只要划分到仅代表一种地物或符合既定要求的少数几种地物时，则不能继续划分，否则一直划分到单个栅格像元为止。 矢量模型的概述 点、线、面实体坐标编码 一个点的位置可以二维或者三维中的坐标的单一集合来描述。 一条线通常由有序的两个或者多个坐标对集合来表示。特定坐标之间线的路径可以是一个线性函数或者一个较高次的数学函数，而线本身可以由中间点的集合来确定。 一个面通常由一个边界来定义，而边界是由形成一个封闭的环状的一条或多条线所组成。如果区域有个洞在其中，那么可以采用多个环以描述它。 点实体编码 线实体编码 多边形矢量编码 多边形矢量编码 思考题 空间实体可抽象为哪几种基本类型？它们在矢量数据结构和栅格数据结构分别是如何表示的？ 叙述四种栅格数据存储的压缩编码方法。 试写出矢量和栅格数据结构的模式，并列表比较其优缺点。 叙述由矢量数据向栅格数据的转换的方法。 叙述由栅格数据向矢量数据的转换的方法。 简述栅格到矢量数据转换细化处理的两种基本方法。 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 P1 P2 P3 P1 x1，y1；x2，y2； x3，y3；x4，y4； x5，y5；x6，y6； x1，y1 P2 x7，y7；x8，y8； x9，y9；x10，y10； x11，y11；x5，y5；x6，y6; x7，y7 P3 x12，y12；x13，y13； x14，y14；x15，y15; x12，y12 树状索引法 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 P1 P2 P3 Ⅰ Ⅱ P1 P3 P2 Ⅱ Ⅲ Ⅳ 1 2 3 4 5 6 5 6 5 6 7 8 9 10 12 13 14 15 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 P1 P2 P3 点文件 点号 坐标 1 x1，y1 2 x2，y2 15 x15，y15 … … 树状索引法 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 P1 P2 P3 1 2 3 4 5 6 5 6 5 6 7 8 9 10 12