地理空间数据及其特征
2GIS数据结构
如（1，2，2，4） 表示1行2列，半 径为2，属性为4。 从上表可知，图 3-13栅格数据可 用22个1单位方 块，6个4单位方 块及2个9单位方 块来描述。
5.四叉树编码
• 四叉树分割的基本思想:首先把一幅栅格地 图(2nx2n,n>1)等分成4等分，逐块检查其 栅格值，若每个子区中所有栅格都含有相 同值，则该子区不再往下分割，否则，将 该区域再分割成4个子区域，如此递归地 分割，直到每个子块都含有相同的灰度或 属性值为止。这样的数据组织称为自上往 下四叉树。四叉树也可自下而上的建立。 这时，从底层开始对每个数据的值进行检 测，对具有相同灰度或属性的四等分的子 区进行合并，如此递归向上合并。
3 ¡ ¡
表2：线段－多边形关系表
线段 左区码 右区码
1 (1)
(2)
2 (1)
(3)
……
…
1 (2)
7 9(4) 8
2 (3) (1)
5 4
6 (5)
3
表3：线段－结点关系表
线段 首结点 尾结点
①
1
③
①
1
2
①
②
……
…
⑤7
2
表4：多边形－线段关系表
多边形 线段
(1) 1,2,3
③
(2) 1,4,7,9
2、地图上各要素的表示
1）空间特征的表示
地理要素的空 间分布特点
点状 线状 面状
点状符号 地图符 线状符号 号分类 面状符号
2）属性特征的表示
地图符号不仅通过其定位性反映地理要 素的空间特性，而且通过符号的形状、结 构、颜色、尺寸来表示各要素的不同属性。
地理信息特征
地理信息特征地理信息是指描述地球表面和地理现象的各种数据和信息。
它包括地理位置、地形地貌、气候、土壤类型、水文特征、生态环境等。
地理信息特征是指地理信息所具有的一些基本性质和特点，下面将从不同角度来讨论地理信息特征。
一、空间特征地理信息具有明显的空间属性，即地理信息与地球表面上的地理位置有着紧密的联系。
空间特征是地理信息特征的首要表现形式，不同地理现象在地球上分布的空间格局各异，因此地理信息在空间上呈现出多样性和复杂性。
通过对地理信息的空间分析和处理，可以揭示地球表面上的地理规律和地理过程，为地理学研究和地理决策提供支持。
二、多样性特征地理信息的多样性特征表现在不同地理现象之间的差异性，即不同地理要素在不同地理环境中呈现出的多样性。
例如，地形地貌在平原和山区之间呈现出明显的差异，不同土地利用类型在空间上呈现出多样性。
这种多样性特征反映了地理现象的复杂性和多变性，也为人们认识和理解地球表面的多样性提供了基础。
三、综合性特征地理信息的综合性特征表现在不同地理要素之间的相互作用和综合效应。
地球表面上的各种地理要素之间存在着相互依存和相互制约的关系，它们通过相互作用和综合效应来共同塑造地球表面的特征和格局。
例如，气候和土壤类型的组合影响着植被的分布，地形和降水量对水文特征有着重要影响。
通过对地理信息的综合分析，可以更好地理解地球表面的系统性和整体性。
四、动态性特征地理信息的动态性特征表现在地理现象在时间上的变化和演化。
地球表面上的地理现象不是静止不变的，而是处于不断变化和演化之中。
例如，气候随着季节的变化而发生相应变化，地貌在长时间的侵蚀和沉积作用下形成不同的地貌类型。
通过对地理信息的时间分析，可以更好地了解地球表面的变化趋势和演化规律。
综上所述，地理信息具有空间特征、多样性特征、综合性特征和动态性特征。
这些特征反映了地理信息的复杂性和多变性，也为地理学研究和地理决策提供了重要的基础和支持。
进一步深入研究地理信息特征，可以揭示地球表面的地理规律和地理过程，为地理学的发展和应用提供新的思路和方法。
简述空间数据的特征和分类
简述空间数据的特征和分类空间数据是指涉及位置和空间维度的数据，通常由空间坐标、地理坐标、地图等信息表示。
空间数据具有以下特征和分类。
特征：1.位置特征：空间数据与地理位置直接相关，具有明确的地理参照系。
通过空间坐标，可以准确表示地球表面上的任意位置。
2.纬度和经度：空间数据常常使用纬度和经度来表示位置信息，纬度表示北半球和南半球的位置，经度表示东半球和西半球的位置。
3.拓扑关系：空间数据可以描述不同地理实体之间的拓扑关系，例如点与线的关系、面与线的关系等。
这些信息对于空间分析和空间推理非常重要。
4.空间分辨率：空间数据的分辨率是指数据的精确度和准确度，即数据表示的空间单位的大小。
5.空间变异性：空间数据研究了地理现象在空间上的变异性，即地理现象在不同地理位置上的分布特征和规律。
6.多尺度性：空间数据可以在不同的尺度上进行分析和研究，从整体上把握地理现象，也可以对细节进行分析。
分类：1.点数据：点数据表示地球表面上的一个位置，通常用坐标来表示，例如经纬度。
点数据可以用于标记地理要素，如城市、水源、地标等。
2.线数据：线数据表示地球表面上的一条路径，例如道路、河流等。
线数据可以用于表示地理要素之间的连接关系。
3.面数据：面数据表示地球表面上的一个区域，例如行政区划、土地利用等。
面数据可以用于表示地理要素的分布范围和分类。
4.栅格数据：栅格数据将地球表面划分为规则的网格系统，每个网格单元可以表示一个数值或一个属性。
栅格数据常用于地理信息系统和遥感影像处理。
5.非空间数据：非空间数据是指没有明确位置信息的数据，它可以与空间数据进行关联，例如人口统计数据、经济数据等。
地理信息系统常识点
地理信息系统常识点地理信息系统是一门综合性学科，结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，已经广泛的应用在不一样的范围，是用于输入、存储、查看、剖析和显示地理数据的计算机系统，紧接着我们为你整理了地理信息系统常识点，一起来看看吧。
地理信息系统常识点1、啥是GIS?它具有哪些特征?答：地理信息系统是在计算机硬、系统系统支持下，对现实世界的研究和变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特质的属性进行采集、储存、管理、运算、剖析、显示和描述的技术系统特征有：○1具有采集、管理、剖析和输出多种地理空间信息的能力;○2以地理研究和地理决策为目的，以地理模型办法为方法，具有空间剖析、多要点综合剖析和动态预测的能力;并能产生高层次的地理信息。
○3具有公共的地理定位基础，所有的地理要点，要按经纬度或者特有的坐标系统进行严格的空间定位。
○4由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理剖析办法，功效于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务。
○5地理信息系统从外部来看，它表现为计算机软硬件系统;而其内涵确是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型，是一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统。
信息的流动及信息流动的结果，完全由计算机程序的运行和数据的交换来仿真2、GIS与其它信息系统有哪些不同答：第一，GIS有别于DBMS，GIS具有以某种选定的方法对空间数据进行讲解和判断的能力，而不是容易的数据管理，这种能力采用户能得到关于数据的常识，因此，GIS是能对空间数据进行剖析的DBMS，GIS需要包含DBMS。
第二，GIS有别于MIS，GIS要对图形数据和属性数据库共同管理、剖析和应用，GIS的软硬件设施要复杂、系统功能要强;MIS则只有属性数据库的管理，即便存贮了图形，也是以文件形式管理，图形要点不可以分解、查看、没有拓扑关系。
管理地图和地理信息的MIS 不肯定就是GIS，MIS在定义上更接近DBMS。
空间数据的特征
空间数据的特征(1)属性特征——用以描述事物或现象的特性，即用来说明“是什么”，属性特征也称作专题特征，如事物或现象的类别、等级、数量、名称等。
专题特征亦指空间现象或空间目标的属性特征，它是指除了时间和空间特征以外的空间现象的其他特征，如地形的坡度、波向、某地的年降雨量、土地酸碱度、土地覆盖类型、人口密度、交通流量、空气污染程度等。
这些属性数据可能为一个地理信息系统派专人采集，也可能从其他信息系统中收集，因为这类特征在其他信息系统中都可能存储和处理。
(2)空间特征——用以描述事物或现象的地理位置，又称几何特征、定位特征，如界桩的经纬度等。
空间特征是地理信息系统或者说空间信息系统所独有的。
空间特征是指空间地物的位置、形状和大小等几何特征，以及与相邻地物的空间关系。
空间位置可以通过坐标来描述。
GIS中地物的形状和大小一般也是通过空间坐标来体现。
这一点不完全像CAD系统，在CAD中，一个长方形可能由长和宽来描述它的形状和大小。
而在GIS中，即使是长方形的实体，大多数GIS软件也是由4个角点的坐标来描述。
而GIS的坐标系统也有相当严格的定义，如经纬度地理坐标系，一些标准的地图投影坐标系或任意的直角坐标系等。
日常生活中，人们对空间目标的定位不是通过记忆其空间坐标，而是确定某一目标与其他更熟悉的目标间的空间位置关系。
如一个学校是在哪两条路之间，或是靠近哪个道路叉口，一块农田离哪户农家或哪条路较近等等。
通过这种空间关系的描述，可在很大程度上确定某一目标的位置，而一串纯粹的地理坐标对人的认识来说几乎没有意义。
没有几个人知道自己家里或办公室的确切坐标。
而对计算机来说，最直接最简单的空间定位方法是使用坐标。
在地理信息系统中，直接存储的是空间目标的空间坐标。
对于空间关系，有些GIS软件存储部分空间关系，如相邻、连接等关系。
而大部分空间关系则是通过空间坐标进行运算得到，如包含关系、穿过关系等。
实际上，空间目标的空间位置就隐含了各种空间关系。
简述空间数据的特征和分类
简述空间数据的特征和分类空间数据是指描述物体、事物或现象在空间中分布、关联和变化的数据。
它包含了地理位置和属性信息，可以用来分析和理解地理空间中的相关现象和关系。
空间数据的特征主要包括以下几个方面：1.地理位置：空间数据是以地理位置为基础的数据，每个数据点都有一个地理位置坐标来表示其在地球表面的位置。
2.属性信息：空间数据除了地理位置之外，还包含一些属性信息，比如人口数量、土地利用类型、温度等。
属性信息可以对地理位置进行描述和补充，以便更好地分析地理空间中的现象和关系。
3.空间关系：空间数据可以描述不同地理要素之间的关系，比如道路与建筑物的关系，湖泊与山脉的关系等。
空间关系可以帮助我们理解地理空间中的相互作用和影响。
4.分布和变化：空间数据可以描述地理要素的分布情况和变化趋势。
通过对空间数据的分析，可以发现地理空间中的分布规律和变化趋势，从而帮助我们更好地了解地理现象和预测未来的变化。
根据数据的不同特征和应用需求，空间数据可以分为不同的分类。
以下是常见的空间数据分类：1.矢量数据：矢量数据是由点、线和面等几何要素组成的数据。
通过坐标和属性信息来描述地理要素的位置和属性。
矢量数据主要用于描述离散型的地理要素，如道路、建筑物和行政边界等。
2.栅格数据：栅格数据是由像素或网格单元组成的数据。
每个像素或网格单元都有一个固定的大小和数值来表示地理要素的属性。
栅格数据主要用于描述连续型的地理要素，如高程、温度和降雨等。
3. DEM数据：DEM（Digital Elevation Model）数据是描述地球表面高程的栅格数据。
它用于制作山脉、山峰、河流等地形图，并在地质、地理等领域中进行分析和模拟。
4.遥感数据：遥感数据是通过遥感技术获取的地球表面的图像数据。
遥感数据可以是光学遥感数据（如卫星图像、航空影像）或雷达遥感数据（如合成孔径雷达图像）。
遥感数据可以用于提取地表特征、监测环境变化、进行地灾评估等。
5.时空数据：时空数据是包含时间和空间信息的数据。
第一章数据初步整理
第二节 地理数据的初步整理 一、几个基本概念 总体：数据来源的范围。 从一个集合中选取一部分元素，对这部分元素的 某些数量指标进行测量，根据测量获得的这些数据来 推断这集合中全部元素的这些指标的分布情况。称全 部元素组成的集合为总体(或母体)，称组成总体的每 个元素为总体单元(或个体) 。
定义1. 总体(母体)是指研究对象的全体。组成总体 的每个元素叫做总体单元(个体)。
177 161 214 98 163 131 183 116 173 192 215 214 95 97 176 189 97 254 181 231 197 125 158 129 102 91 119 239 188 163 97 175 83 143 194 142 181 160 211 159 123 219 137 179 145 140 149 172 197 158 159 118 80 174 173 154 187 179 175 159 245 192 138 159 75 152 131 151 122 177 119 176 151 165 130 163 215 198 151 147 119 175 187 136 149 123 111 124 171 194 131 95 126 108 150 205 186 179 166 227 149 136 196 101 161 149 118 135 175 141 152 199 134 141 155 155 150 184 143 169 167 116 206 148 111 131 155 168 190 124 104 165 137 168 158 209 197 169 213 159
第二节-地理空间数据及其特征
第二节地理空间数据及其特征2.l GlS的空间数据空间数据是以GlS的核心，也有人称它垦GIS的血液，因为GlS的操作对象是空间数据，因此设计和使用GlS的第一步工作就是根据系统的功能，获取所需要的空间数据，并创建空间数据库。
GlS中的数据来源和数据类型繁多，概括起来主要有以下几种类型:(1) 地图数据。
来源于各种类型的普通地图和专题地图，这些地图的内容丰富，图上实体间的空间关系直观，实体的类别或属性清晰，实测地形图还具有很高的精度。
(2) 影像数据。
主要来源于卫星遥感和航空遥感，包括多平台、多层面、多种传感器、多时相、多光谱、多角度、和多种分辨率的遥感影像数据，构成多源海量数据，也是GlS的最有效的数据之一。
(3) 地形数据。
来源于地形等高线图的数字化，已建立的数字高程模型(DEM)和其他实测的地形数据等。
(4)属性数据。
来源于各类调查报告、实测数据、文献资料、解译信息等。
(5)元数据。
来源于由各类纯数据通过调查、推理、分析和总结得到的有关数据的数据，例如数据来源、数据权属、数据产生的时间、数据精度、数据分辨率、源数据比例尺、数据转换方法等。
空间数据根据表示对象的不同，又具体分为七种类型(图2-3)，它们各表示的具体内容如下:(1)类型数据。
例如考古地点、道路线、土壤类型的分布等。
(2)面域数据。
例如随机多边形的中心点，行政区域界线、行政单元等。
(3)网络数据。
例如道路交点、街道、街区等。
(4)样本数据。
例如气象站、航线、野外样方分布区等。
(5)曲面数据。
例如高程点、等高线、等值区域等。
(6)文本数据。
例如地名、河流名称、区域名称等。
(7)符号数据。
例如点状符号、线状符号、面状符号(晕线)等。
所有这些不同类型的数据都可以分为点、线、面三种不同的图形，并可以分别采用x、y 平面坐标，地理经纬度λ、ψ，或者格网法表示。
2.2空间数据的基本特征在地理信息系统中，由于空间数据代表着现实世界地理实体或现象在信息世界中的映射，因此它反映的特征同样应该包括自然界地理实体向人类传递的基本信息。
空间数据基本特征与探索性分析
要素模型→矢量数据模型
点：维数为0，有位置，无宽度和长度 线：维数为1，有长度，无宽度和高度 面：维数为2，有长和宽 体：维数为3，有长、宽和高
9
1.概述
空间数据是地理空间的抽象-空间数据模型
场模型 VS 要素模型
要素模型
现实世界
场模型
一棵树在路旁
箱线图：采用图形描述空间数据的专题属性分布。
中位数：有序数据序列中位于中间位置的数值
M 0x.(5n21()x,(nn2为) 奇x( n数21) ), n为偶数
p分位数
Qp
x([np]1) , n为奇数 0.5(x(np) x(np1) ),n为偶数
极差：上四分位数与下四分位数之差
H Q3 Q1 异常值：距上下四分位值大于1.5倍的极差
负相关
Moran’s I： (-1~1)
随机模式 2
正相关
18
3.空间数据的基本性质
空间异质性：揭示空间数据变化的非平稳性，与空 间依赖项对应。
局部度量指标：局部Moran’s I、局部Getis’C等。 聚集类型：HH，LL，HL，LH。
局部Moran’s I：
局部Moran’s I 范围不限于-1~1!! 19
选择要素
选择一个位置 位置（x, y）有一棵树
它在哪里
那里怎么样
数据
10
空间数据基本特征与探索性分析
概述 空间数据的基本特征 空间数据的基本性质 空间数据探索性分析 空间数据可视化 本章小结
11
2.空间数据的基本特征
时空特征 多维结构
多尺度性
不确定性
海量性
空间数据的基本特征
12
GIS第二章总结
GIS第二章总结第一节地理空间及其表达1.地理空间定义不同学科对“空间”（Space）概念的解释：物理学，空间是指宇宙在三个相互垂直方向上所具有的广延性；天文学，空间是指时/空连续体的一部分；地理学，地理空间（Geographic space）是指物质、能量、信息的存在形式在空间形态、结构过程、功能关系上的分布、格局及其在时间上的延续。
地理信息系统中的“地理空间”，一般包括地理空间定位框架及其所关联的空间对象。
2.地理空间定位框架即大地测量控制，由平面控制网和高程控制网组成GIS的任何空间数据都必须纳入一个统一的空间参照系中，以实现不同来源数据的融合、连接与统一；2.1定位坐标系：平面控制网直接建立在球体上的地理坐标，用经度和纬度表达地理对象位置投影：建立在平面上的直角坐标系统，用（x，y）表达地理对象位置不同地理空间模型之间的关系固体地球表面、大地水准面和椭球体模型之间的关系2.2定位坐标系：高程控制网3.地图投影定义：将地球椭球面上的点映射到平面上的方法，称为地图投影（1）投影—为什么要进行投影将地球椭球面上的点映射到平面上的方法，称为地图投影地理坐标为球面坐标，不方便进行距离、方位、面积等参数的量算地球椭球体为不可展曲面地图为平面，符合视觉心理，并易于进行距离、方位、面积等量算和各种空间分析（2）投影实质建立地球椭球面上经纬线网和平面上相应经纬线网的数学基础，也就是建立地球椭球面上的点的地理坐标（λ，φ）与平面上对应点的平面坐标（x，y）之间的函数关系：当给定不同的具体条件时，将得到不同类型的投影方式(3)投影变形将不可展的地球椭球面展开成平面，并且不能有断裂，则图形必将在某些地方被拉伸，某些地方被压缩，故投影变形是不可避免的。
长度变形、面积变形、角度变形（4）投影方法（5）投影分类（6）投影影响因素制图区域的地理位置、形状和范围制图比例尺地图内容出版方式(7)GIS中的地图投影GIS以地图方式显示地理信息。
第三讲地理空间数据的组成与特征
第三讲地理空间数据的组成与特征地理空间数据是指描述地球上各个地点位置、属性和分布的数据，具有地理位置信息的特点。
地理空间数据的组成主要包括地理要素和地理属性两部分。
地理要素是地理空间数据的核心部分，包括点、线、面和体等相关地理对象。
地理要素可以是具体的实物，如建筑物、道路、河流等，也可以是抽象的概念，如行政区划、气候区域等。
地理要素通过点、线、面等几何元素来表示，同时还可以附加地理属性，如名称、分类、用途等等。
地理属性是地理空间数据的描述信息，用于补充地理要素的属性特征。
地理属性包括定量属性和定性属性。
定量属性是用数字来描述地理要素，如长度、面积、容量等，可以进行加减乘除等数学运算。
定性属性是用文字或符号表示的属性，如颜色、形状、种类等，不能进行数学运算。
地理属性与地理要素之间存在一一对应的关系，通过地理属性可以对地理要素进行分类、查询和分析等操作。
地理空间数据的特征主要包括地理位置、地理空间关系和地理空间变化三个方面。
地理位置是指地理要素在地球上的位置，通过坐标可以精确表示。
地理空间关系是指地理要素之间的空间相对位置关系，如相交、相邻、包含等。
地理空间关系可以通过拓扑关系和方位关系来描述。
地理空间变化是指地理要素在时间上的变化，例如城市的扩张、农田面积的变化等。
地理空间变化可以通过时间序列数据或矢量和栅格数据的比较来观察和分析。
总的来说，地理空间数据的组成与特征是地理信息系统的核心内容，具有地理位置、地理空间关系和地理空间变化的特点，是进行地理分析、规划和决策的重要数据基础。
通过合理的数据管理和处理方法，可以提高地理空间数据的质量和效益，为地理信息系统的应用提供可靠的支撑。
空间数据的概念和特征
空间数据的概念和特征空间数据的概念和特征什么是空间数据?空间数据是指在地理空间上存在的物理现象的数据记录，它包含了位置、形状、属性等信息。
空间数据在地理信息系统（GIS）中被广泛应用，可以用于地图制图、空间分析、遥感等领域。
空间数据可以分为矢量数据和栅格数据两种形式。
矢量数据的特征矢量数据以点、线和面等几何要素来表示地理对象，具有以下特征： - 精确性：矢量数据可以非常精确地表示地理对象的位置和形状。
- 连接性：矢量数据的要素可以互相连接，形成拓扑关系，方便进行空间分析。
- 拓展性：矢量数据可以根据需要进行扩展或添加新的要素。
栅格数据的特征栅格数据将地理空间划分为规则的像元或网格，每个像元上记录了一个特定的数值，具有以下特征： - 分辨率：栅格数据的分辨率决定了数据表达的精度，像元越小，分辨率越高。
- 存储效率：栅格数据以像元的形式存储，适合存储大规模的遥感数据。
- 空间分析：栅格数据可以进行基于像元的空间分析，例如栅格代数运算、地形分析等。
空间数据的应用空间数据的应用非常广泛，以下列举了一些常见领域： - 地图制图：空间数据可以用来绘制各种类型的地图，包括道路交通图、气候分布图等。
- 空间分析：通过对矢量和栅格数据进行空间分析，可以获取各种有关空间关系的信息。
- 地理位置服务：许多应用程序如导航、位置搜索等都基于空间数据。
- 自然资源管理：空间数据可以用于资源的调查、规划和管理，例如农田调查、森林资源管理等。
- 环境监测：利用遥感技术获取的空间数据可以用于环境监测和灾害管理。
在数字化时代，空间数据的作用越来越重要，对于解决城市化、资源管理和环境监测等问题起着重要的支撑作用。
地理空间数据及其特征
地理空间数据及其特征
首先，地理空间数据的几何特征描述了地球表面的形状和位置。
例如，地理空间数据可以使用点、线、面等几何对象来表示不同的地理特征。
点
表示一个具体的地理位置，线表示连接两个或多个地理位置的路径，面表
示一个区域范围。
其次，地理空间数据的拓扑关系描述了地理特征之间的邻近关系和连
接关系。
例如，道路网络数据可以描述道路之间的连接关系，河流网络数
据可以描述河流之间的流向和汇合关系。
通过分析地理空间数据的拓扑关系，可以揭示地理空间系统的复杂性和互动性。
最后，地理空间数据的属性特征描述了地理特征的属性信息。
例如，
人口数据可以描述一个地理位置的人口数量、年龄结构、性别比例等，土
地利用数据可以描述一个地理区域的土地用途类型、覆盖范围等。
属性特
征可以帮助我们了解地理特征的性质和特点，并进行进一步的分析和决策。
地理空间数据的特征对于各领域的研究和应用具有重要意义。
在城市
规划中，地理空间数据可以用来分析城市的布局和发展趋势，优化交通网
络和设施布局，提高城市的可持续发展性。
在环境保护中，地理空间数据
可以用来监测和评估环境状况，分析环境污染源和传播途径，制定保护措
施和政策。
在社会经济中，地理空间数据可以用来分析市场分布和经济发
展区域，预测人口增长和需求变化，帮助企业决策和投资战略。
总之，地理空间数据及其特征对于人类的生活和发展具有重要作用。
通过深入研究和应用地理空间数据，我们可以更好地理解和利用地球的地
理资源，为可持续发展和人类福祉做出贡献。
简述空间数据的基本特征
简述空间数据的基本特征
空间数据是指与地理位置有关的数据，它以地球表面上的坐标系统为基准，记录和描述了地理实体及其属性信息。
空间数据具有以下基本特征：
1. 地理位置信息：空间数据包含了地理位置的描述，通过坐标系统能够精确定位地球上的各种地理要素，如经纬度、海拔等。
这使得空间数据能够提供地理位置的准确性和精确性。
2. 多维属性：与空间要素相关联的属性信息也是空间数据的重要组成部分。
空间数据可以包含各种属性，如建筑物的高度、人口密度、土地利用类型等。
这些多维属性能够丰富地理要素的描述，并提供更全面的地理信息。
3. 基于拓扑关系：空间数据中的地理要素之间可能存在拓扑关系，即空间要素之间的邻接、相交、包含等几何关系。
通过分析和处理拓扑关系，可以进一步推导和获取地理要素的空间相互关系。
4. 可视化表达：由于空间数据与地理位置紧密相关，它可以通过地图、图表等形式可视化表达出来。
地图可以展示地理要素的位置、属性分布等信息，使得空间数据更加直观、易于理解和分析。
5. 空间分析功能：空间数据具备进行空间分析的能力，能够通过空间查询、空间关联、空间模型等方法来研究和解决与地理位置相关的问题。
空间分析可以帮助人们了解地理现象、预测趋势、做出决策等。
综上所述，空间数据具有地理位置信息、多维属性、基于拓扑关系、可视化表达和空间分析功能等基本特征。
这些特征使得空间数据在地理信息系统、遥感、测绘、城市规划等领域具有广泛的应用价值。
地理信息系统GIS第3讲空间数据组成与特点2
地理信息系统GIS第3讲空间数据组成与特点2地理信息系统GIS第3讲空间数据组成与特点2地理信息系统（GIS）是一种用于收集、存储、管理、分析和展示地理空间数据的工具。
它涵盖了各种类型的数据，包括地图、地形、气候、人口统计数据等。
在GIS中，空间数据是一种重要的数据类型，它包括地理要素和地理属性。
地理要素是GIS中的基本单元，代表地球表面上的物体、地物或空间实体。
地理要素可以分为点、线、面等不同的类型。
点表示地理现象的位置，例如城市、河流等；线表示地理现象的线状特征，例如公路、河流等；面表示地理现象的面状特征，例如土地利用类型、湖泊等。
地理属性是地理要素相关的非空间属性数据，用于描述地理要素的特征和属性。
地理属性可以是定量数据，如温度、人口数量等，也可以是定性数据，如土地利用类型、土壤类型等。
地理属性可以与地理要素关联，构成空间数据。
空间数据具有以下几个特点：1.地理位置信息：空间数据包含地理要素的位置信息，可以通过坐标系或地址来表示。
这使得GIS系统可以在地图上准确标识、表示和分析地理现象的位置。
2.地理属性信息：空间数据不仅包含地理要素的位置信息，还包含与其相关的地理属性信息。
地理属性信息可以用于描述地理要素的特征和属性，如颜色、高度、属性等。
3.地球表面的多样性：地球表面具有多样性，包括不同地区的地质、气候、植被等。
空间数据可以捕捉和表示地球表面的多样性，为各种地质现象和分析提供基础数据。
4.时空关联性：空间数据不仅具有地理位置信息，还具有时空关联性。
GIS系统可以根据时间和空间维度，对地理现象进行分析和挖掘，揭示地理现象的时空规律和变化趋势。
5.空间数据的多源性：空间数据可以来自各种不同的数据源，如遥感影像、地图、传感器等。
这些数据源可以提供不同分辨率和精度的空间数据，为GIS分析提供不同层次和尺度的信息。
6.数据冗余性与互补性：由于不同数据源的差异和多样性，空间数据可能存在冗余性和互补性。
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19
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、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。
–1) –2) –3) 拓扑邻接 拓扑关联 拓扑包含
3 :
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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• 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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• （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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• 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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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。
2 地理信息系统的 数据结构
1
• 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
2
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
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• 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
•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）
•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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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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•
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。