地理空间数据及其特征

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• 完成P46 图2-8表
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4 结点、弧段和多边形之间的拓扑结 构表达
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• 四 空间数据计算机表示
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§2.3 空间数据结构的类型
• GIS数据的两种表示方法
–一 矢量数据结构
• ㈠ 实体数据结构 » 实体数据结构特点 » 点位字典法 • ㈡ 拓扑数据结构
»双重独立式编码
• ㈢ 在ArcGIS存储中表达拓扑关系 • ㈣ ESRI shapefile(ARCINFO)文件结构
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一、矢量数据结构
基于矢量模型的数据结构简称为矢量数据 结构。矢量结构是通过记录坐标的方式来表示 点、线、面等地理实体。 特点:定位明显,属性隐含。 分类: 实体数据结构 拓扑数据结构
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矢量数据 存储型模
• 矢量数据库模型中, 可以将属性数据存储 在一个数据表中,每 一个图层对应这样一 个数据表。
•点文件
•线文件
•面文件
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在ArcGIS存储中表达拓扑关系
• 点要素: – Id, x, y. • 线要素: – 弧段/节点(始节 点Fnode,终节点 Tnode)列表 – 弧段坐标
• 多边形: – 多边形/弧段列表 – 左/右多边形列表
拓扑数据结构的优缺点
• 空间关系明确,不完全依赖于具体的坐标位置。 多边形的公共边界、网络的结点表达简单。 • 便于分析、查询,尤其是点、线、面之间的相 邻关系的查询和分析。 • 便于网络分析等 • 数据结构复杂,软件复杂 • 建立拓扑关系需花计算时间(当地图覆盖范围 很大,数据量很大时)
2 地理信息系统的 数据结构
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• 2.1 地理空间表达
–掌握内容:
•记住椭球长半轴、扁率 •掌握高程转换方法
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2.2 地理空间数据及其特征
• 一 GIS空间数据类型 : • 二 GIS空间数据的基本特征
–1 基本特征信息 –2 空间数据的拓扑关系 –3 结点、弧段和多边形之间的拓扑结构 表达
• 三 空间数据的拓扑关系
• 度量实体距离
香港城市道路网分布
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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
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不连续变化曲面,如土 壤、森林、草原、土地 利用等,属性变化发生 在边界上,面的内部是 同质的。
连续变化曲面,如地形 起伏,整个曲面在空间 上曲率变化是连续的。
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空间对象:体
–1) –2) –3) 拓扑邻接 拓扑关联 拓扑包含
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• 四 计算机表示
一 GIS空间数据类型 :
1、按数据来源分类 2、按数据特征分类 3、按数据几何特征分类
点实体
•有位置,无宽度和长度; • 抽象的点
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美国佛罗里达洲地震监测站2002年9月该
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
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GIS数据的两种表示方法
栅格表达
矢量表达
现实世界
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• 数据结构一般分为基于矢量模型的数据结 构和基于栅格模型的数据结构 • 矢量数据是面向地物的结构,即对于每一 个具体的目标都直接赋有位置和属性信息 以及目标之间的拓扑关系说明。 • 栅格数据是面向位置的结构,平面空间上 的任何一点都直接联系到某一个或某一类 地物,它不能完整地建立地物之间的拓扑 关系。 • 目前,为了设计系统能用于多种目的,正 在研制矢量栅格一体化的数据结构,该数 据结构具有矢量和栅格两种结构的特性。
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• (一) 实体数据结构 (无拓扑)
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解决不一致、冗余——点位字典法
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• ㈡ 拓扑数据结构 在GIS中,为了真实反映地物,不仅包 括实体的大小、形状及属性,而且要反映 出实体之间的相互关系。 • 拓扑结构是明确定义空间结构关系的一 种数学方法;在GIS中,用于空间数据的组 织、分析和应用。 例如:自然与行政的分区,各种空间类型的 分布及交通网等,都存在结点、弧段和多 边形之间的拓扑关系。
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⑴ 拓扑结构的基本元素
① 拓扑线段(arc)
该线段中间不与其它 线段存在联系
② 结点(node)
拓扑线段的两个端 点,分别为首结点、 尾结点 ③ 多边形(poly) 由数条拓扑线段连 接而成
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Baidu Nhomakorabea •
双重独立式编码
–双重独立式编码简称DIME(Dual Independent Map Encoding),是美 国人口统计系统采用的一种编码方 式,是一种拓扑编码结构。
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• DEM-数字高程模型 • 数字高程模型是现实世界地面山川河流 起伏在计算机中的数字化表达。它在计算 机中直观地反映现实的地貌情况。主要用 于规划设计(如高速公路设计,无线通讯 台站设计,开挖及填埋土方计算,洪水淹 没分析等)。
DEM(Digital Elevation Model )
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• Digital Orthophoto Map (DOM) • 它是经过对像元纠正、影像镶嵌等一系列 处理后形成的影像平面图,带有坐标格网 和图廓整饰,其上可叠加线画要素、文字 注记等。较传统的地图而言,正射影像图 具有信息量丰富、直观易读等特点;主要 用于宏观规划、资源普查、环保管理等。
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•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
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• 4、按照数据的发布形式(4D)
• 数字线划地图 (Digital Line Graphic,缩写DLG) 是现有地形图要素的矢量数据集, 保存各要素间的空间关系和相关的 属性信息,全面地描述地表目标。
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• 数字栅格地图(Digital Raster Graphic, 缩写DRG)是现有纸质地形图经计算 机处理后得到的栅格数据文件。
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二 GIS空间数据的基本特征 1 基本信息
• 从该图上可以获得哪些信息?
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三 空间数据的拓扑关系
• 1拓扑邻接 • 2拓扑关联
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3 拓扑包含:
? ? ?
• ⑴简单包含指一个多边形被包含在另 一个多边形内; • ⑵多层包含指被包含的多边形仍包含 其它的多边形; • ⑶等价包含指在同一级被包含的多边 形有若干个,从而构成了等价包含。
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