第三章空间数据模型第三节矢量数据处理

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地理信息系统考点整理

地理信息系统考点整理

第一章绪论:1. 基本概念地理数据:各种地理特征和现象间关系的数字化表示。

(地理数据是与地理环境要素有关的物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的梳子、文字、图像和图形的总称。

)地理信息:有关地理实体和地理现象的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识,是对表达地理特征和地理现象之间关系的地理数据的解释(特征:空间、时间、属性)地理信息系统:在计算机软、硬件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

2. GIS的定义:即地理信息系统(Geographic Information System或Geo—Information system,GIS)有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。

它是一种特定的十分重要的空间信息系统。

它是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

3. GIS由哪几部分组成?①硬件系统:输入设备、处理设备、存储设备和输出设备②软件系统:GIS支撑软件、GIS平台软件、GIS应用软件③网络:局域网、广域网、无线网络、Internet/Intranet/Extranet;主要作用信息传输④空间数据:是指地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文景观数据⑤人员4. GIS的主要功能有哪些①空间数据的采集和输入②空间数据的编辑与管理③空间数据的处理与转换④空间查询与空间分析⑤空间数据的显示与输出应用功能:包括资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策第二章1.地理空间数据的描述有哪些坐标系?相互的关系是什么?2.我国常用地图投影,各种投影的适用性1.高斯-克里格投影:横轴切圆柱等角投影(1:50万以上)2.横轴墨卡托投影(UTM,横轴割圆柱等角投影)3.兰勃特等角投影(正轴等角割圆锥投影)(1:100万以下)我国规定1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万、1:25万、1:50万比例尺地形图,均采用高斯投影。

第三章空间数据模型第3节矢量数据模型

第三章空间数据模型第3节矢量数据模型

(xn,yn) (x(1x,ny,1y)n) (x1,y1)
(a) (xn,yn)
(b)
(xn,yn)
A
KI
H
J
BC
G
FE
D
(c)
第三章空间数据模型第3节矢量数据模型
一维矢量具有方向、长度
方向:即有起始结点和终止结点
长度:可以用以下方式表达:
引入欧氏空间的距离概念:
n
长度 [(xi xi1)2 ( yi yi1)2 ]1/2 i2
一.基本概念 二.关系数据模型和关系表 三.矢量数据模型( Spaghetti Model ) 四.矢量数据模型(拓扑数据模型)
第三章空间数据模型第3节矢量数据模型
一、基本概念
• 现实世界和矢量表达 • 位置和边界被清楚地记录 • 对象可以被识别 • 属性值与对象相联系 • 空间关系可以清晰表达
第三章空间数据模型第3节矢量数据模型
(1) 地理要素被当成单个对象对待
空间边界可以被清晰的编码
(2)对象之间没有关系
要素间的空间拓扑不被记录
第三章空间数据模型第3节矢量数据模型
矢量表达法
• 不同的空间特征具有不同的矢量维数
– 0维矢量-点:即空间中的一个点,没有大小、 方向,二维和三维欧氏空间中为:(x,y),(x,y,z)
– 一维矢量-线:空间中的线划要素或空间对象间 的边界,也称为弧段、链
用的概念,是三维空间中曲面法向矢量的 另外一种描述方法
第三章空间数据模型第3节矢量数据模型
空间曲面
• 矢量实现方法多样 • 常用等值线法、剖面法
第三章空间数据模型第3节矢量数据模型
三维矢量-体
• 指三维空间中的实体

空间数据模型 ppt课件

空间数据模型  ppt课件

3、数据类型
几何数据(空 间数据、图形 数据)
关系数据—实 体间的邻接、 关联包含等相 互关系
属性数据—各 种属性特征和 时间
元数据
4、数据结构
矢量、栅格 、TIN(专用 于地表或特 殊造型)
RDBMS属性表 ----采用MIS 较成熟
空间元数据
• 几何数据
– 根据空间实体的几何特征,空间对象可分为点 对象、线对象、面对象和体对象。
空间实体类型 :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 •有一定范围的点元素集合,表示相同专题点的连 续轨迹
香港城市道路网分布
空间实体类型 :面实体
• 具有长和宽的目标 •表示平面区域大范围连续分布的特征 •有些面状目标有确切的边界,有些面状目标 在实地上没有明显的边界
– 关联:不同类图形之间的拓扑关系 – 邻接:同类图形元素之间的拓扑关系 – 连通:由节点和弧段构成的有向图网络图形中,节点之间是否存
在通达的路径,即是否具有连接性,是一种隐含于网络中的关系 – 包含:多边形内是否包含了其他弧段或多边形
• 拓扑关系涉及的术语有:
– 邻接、相交、相离、包含、重合等
点—点 点—线 点—面 线—线 线—面 面—面
第三章 空间数据模型
徐敬海 南京工业大学
本章内容
• 现实世界的抽象 • 空间实体 • 空间数据 • 空间数据结构 • 面向对象的空间数据模型 • 时空数据模型
2.1 现实世界的抽象
空间Байду номын сангаас据模型是现实世界的一个抽象,它通过使用一个
数据对象集合来支持对空间信息的显示、查询、编辑和分析

编码
测量

地理信息系统掌握要点集锦

地理信息系统掌握要点集锦

地理信息系统掌握要点集锦第一章绪论:1. 基本概念● 地理信息:有关地理实体和地理现象的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知● 识,是对表达地理特征和地理现象之间关系的地理数据的解释。

● 地理数据:各种地理特征和现象间关系的数字化表示。

● 地理信息系统:在计算机软、硬件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

2. GIS的定义● 地理信息系统:在计算机软、硬件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

3. 如何理解GIS?● GIS的物理外壳是计算机化的技术系统● GIS的操作对象是空间数据● GIS的技术优势在于它的空间分析能力● GIS与地理学、测绘学联系紧密4. GIS由哪几部分组成硬件基本配置软件 GIS软件空间数据人员5. GIS的主要功能有哪些?● 空间数据采集● 空间数据处理与编辑● 空间数据存储与管理● 空间查询与分析● 空间信息输出6. GIS与相关学科之间的关系GIS具有多学科交叉的特征,它既要吸取诸多相关学科的精华和营养,并逐步形成独立的边缘学科,又将被多个相关学科所运用,并推动他们的发展。

与之联系最为紧密的是地理学、制图学、计算机、测绘与遥感。

第二章地学基础:1. 基本概念● 地球椭球: 近似表示地球的形状和大小,并且其表面为等位面的旋转椭球。

(百度)● 大地体: 由大地水准面所包围的地球形体,称为大地体。

(百度)● 地图投影:将地球椭球面上的点映射到平面上的方法。

● 高斯—克吕格投影:横轴切椭圆柱等角投影,假想用一个椭圆柱横切于椭球面上投影带的中央子午线,按规定投影条件,将中央子午线两侧一定经差范围内的经纬线交点投影到椭圆柱上,并将此圆柱面展为平面,即得本投影● 横轴墨卡托投影:等角正切圆柱投影,假设地球被围在一中空的圆柱里,其标准纬线与圆柱相切接触,然后再假想地球中心有一盏灯,把球面上的图形投影到圆柱体上,再把圆柱体展开就得到一幅选定标准纬线上的“墨卡托投影”绘制出的地图● 兰勃特等角投影:正轴等角割圆锥投影,设想用一个正圆锥割于球面两标准纬线,应用等角条件将地球面投影到圆锥面上,然后沿一母线展开,即为兰勃特投影平面。

GIS地理信息系统空间数据结构

GIS地理信息系统空间数据结构
场模型表示了在二维或者三维空间中被看作是连续变 化的数据。
网络模型表示了特殊对象之间的交互,如水或者交通 流。
要素(对象)模型
基于要素的空间模型强调了个体现象, 该现象以独立的方式或者以与其它现象之间的 关系的方式来研究。任何现象,无论大小,都 可以被确定为一个对象(Object),假设它可 以从概念上与其邻域现象相分离。一个实体必 须符合三个条件: 可被识别; 重要(与问题相关); 可被描述(有特征)。
场模型可以表示为如下的数学公式:
z : s z ( s ) 上式中,z为可度量的函数,s表示空间中的位置,因
此该式表示了从空间域(甚至包括时间坐标)到某个 值域的映射。
空间数据模型与结构—对象模型与场模型比较
对象模型和场模型的比较
现实世界
对象模型 选择实体 它在哪里 数据
场模型 选择一个位置
指图形保持连续状态下变形,但图形关系
不变的性质。
拓扑变换
(橡皮变换)
将橡皮任意拉伸,压缩,但不能扭转或折叠。
非拓扑属性(几何) 两点间距离
拓扑属性(没发生变化的属性) 一个点在一条弧段的端点
一点指向另一点的方向 一条弧是一简单弧段(自身不相交)
弧段长度、区域周长、 一个点在一个区域的边界上
面积 等
一个点在一个区域的内部/外部
(x8,y8), (x17,y17), (x16,y16),
22 (x15,y15),(x14,y14) ,(x13,y13),
21
(x12,y12), (x11,y11),(x10,y10),(x1,y1)
6
20
C
3
5
18
19
4
(x24,y24),(x25,y25),(x26,y26), (x27,y27),(x28,y28),(x29,y29),(x30,y30)

空间数据模型介绍课件

空间数据模型介绍课件

地理信息系统(GIS): 用于地理空间数据的 存储、管理和分析
遥感技术(RS):用 于对地球表面进行观
测和监测
导航定位系统 (GNSS):用于定位
和导航
城市规划与设计:用 于城市规划、交通规 划、土地利用规划等
环境监测与评估:用 于环境监测、生态评
估、灾害预警等
资源管理与开发:用 于资源调查、资源评
城市规划中的应用
城市用地规划:利用空间数据模型分析土地利 用情况,优化城市用地布局
交通规划:利用空间数据模型分析交通流量和 拥堵情况,优化交通网络和设施布局
公共设施规划:利用空间数据模型分析公共设 施的分布和需求,优化公共设施布局和配置
环境规划:利用空间数据模型分析环境污染和 生态状况,优化环境保护和生态建设措施
04 数据特征提取:从原
始数据中提取出与建 模相关的特征信息, 为后续建模提供基础
空间数据模型的构建方法
01
确定空间数据的类 型和属性
03
构建空间数据的拓 扑关系和几何特征
05
验证空间数据模型 的正确性和有效性
02
设计空间数据的数 据结构和存储方式
04
设计空间数据的查 询和更新方法
06
优化空间数据模型 的性能和效率
面向对象数据模型:以 对象和类表示空间实体, 支持空间数据的继承、 封装和多态性
01
02
03
04
空间数据模型的应用
1
地理信息系统 (GIS):用于 存储、管理和分 析地理空间数据
4
城市规划:用于 分析城市空间布 局、交通网络和
土地利用情况
2
遥感技术:用于 获取和分析地球 表面的遥感图像
数据

空间数据模型

空间数据模型


对三角网,表达各三角形的顶点位置和属性、顶点与三 角形的连接关系、三角形的连接关系,就可得到TIN的 逻辑数据模型。
3.4.5 面向对象数据模型


面向对象数据模型应用面向对象方法描述空间实体及其 相互关系,特别适合于采用对象模型抽象和建模的空间 实体的表达。 面向对象技术的核心是对象(object)和类(class)。


对象是指地理空间的实体或现象,是系统的基本单位。 如多边形地图上的一个结点或一条弧段是对象,一条河流 或一个宗地也是一个对象。 一个对象是由描述该对象状态的一组数据和表达它的行为 的一组操作(方法)组成的。 例如,河流的坐标数据描述了它的位置和形状,而河流的 变迁则表达了它的行为。每个对象都有一个惟一的标识号 (Object-ID)作为识别标志。

主要优点在于


二、不规则镶嵌数据模型
不规则镶嵌数据结构是指用来进行镶嵌的小面块具 有不规则的形状或边界。 最典型的不规则镶嵌数据模型有Voronoi图(也称作 Thiessen多边形)和不规则三角网(Triangular Irregular Network,简称TIN)模型。 当用有限离散的观测 样点来表示某地理现 象的空间分布规律时, 适合于采用不规则镶 嵌数据模型。
逻辑数据模型 Logical Data Model
中间层 数据结构对数据进行组织
物理数据模型 Physical Data Model
最底层
空间数据库
物理数据模型是概念 数据模型在计算机内 部具体的存储形式和 操作机制,即在物理 磁盘上如何存放和存
数据模型与数据结构

信息系统中:


数据模型:对客观实体及其关系的认识和数学描述。 目的是揭示客观实体的本质特征,并对它进行抽象化表达,使 之转化为计算机能够接受、处理的数据。 空间数据模型:对地理空间实体及其关系的描述。 即指数据组织的形式,是适合于计算机存储、管理和处理的数 据逻辑结构形式。 对空间数据而言,则是地理实体的空间排列方式和相互关系的 抽象描述。

《地理信息系统概论》课程笔记

《地理信息系统概论》课程笔记

《地理信息系统概论》课程笔记第一章地理信息系统基本概念1.1 数据与信息数据是原始的、未经处理的素材,它是信息的表现形式。

信息是从数据中提取的有意义的内容,它能够帮助人们做出决策。

在地理信息系统中,数据主要指的是空间数据,而信息则是通过对空间数据进行分析和处理得到的结果。

例如,一个地区的土地利用数据是原始数据,而通过分析这些数据得出的土地利用分布情况就是信息。

1.2 地理信息与地理信息系统地理信息指的是与地球表面位置相关的信息,包括自然地理信息(如地形、气候等)和人文地理信息(如人口、交通等)。

地理信息系统(GIS)是一种专门用于获取、存储、管理、分析和展示地理信息的计算机系统。

GIS能够将空间数据与属性数据结合起来,为用户提供强大的空间分析和决策支持功能。

例如,GIS可以用来分析城市交通拥堵情况,帮助规划交通路线。

1.3 地理信息系统的基本构成GIS由硬件、软件、空间数据、应用人员和应用模型五个基本部分组成。

硬件包括计算机、输入输出设备(如扫描仪、打印机等);软件包括操作系统、数据库管理系统、GIS软件等;空间数据是GIS的核心,包括地图数据、遥感数据等;应用人员是使用GIS进行空间分析和决策的主体;应用模型则是根据实际问题构建的模型,用于解决具体问题。

例如,一个GIS系统可能包括一台计算机、GIS软件、地图数据和应用模型,用于分析土地利用变化。

1.4 地理信息系统的功能简介GIS的基本功能包括数据采集、数据管理、空间分析、可视化表达和输出等。

数据采集主要是获取空间数据和属性数据,可以通过遥感、野外调查等方式获取;数据管理主要是对数据进行存储、查询、更新和维护,确保数据的准确性和完整性;空间分析主要包括空间查询、空间叠合、空间邻近度分析等,用于解决实际问题;可视化表达主要是将空间数据以图形或图像的形式展示给用户,增强数据的可读性和可理解性;输出则是将分析结果以报表、地图等形式输出,为决策提供支持。

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方法: 建立两者相应坐标的多项式回归方程
(四)建立拓扑关系
1.多边形拓扑关系的建立。
建立以下关系: ——多边形的组成弧段 ——弧段两侧的多边形,弧段两端的节点 ——节点相连的弧段 2.网络拓扑关系的建立。 建立:
——线实体之间的连接关系
多边形不封闭 不及和过头 节点不重合
3)“碎屑”多边形 因多变形重叠边界处理不当产生的零碎多边形。
3)“碎屑”多边形 产生原因: ——一般由于重复录入(前后两次录入同一 条线的位置不完全一致)引起。
——用不同比例尺的地图进行数据更新。
4)不正规的多边形
——拓扑错误的多变形。
4)不正规的多边形
2.拼接处理方法
点状 ——直接合并图层
线状 ——合并图层 ——再粘连
面状 ——合并图层 ——粘连线条 ——拓扑处理
3.边缘不匹配情况的处理 二幅图进行拼接时一般会出现边不匹配的情况。
3.边缘不匹配情况的处理 第一种方法 ——修改空间数据库中点和矢量的坐标,以维 护数据库的连续性;
第二种方法
——先对准两幅图的一条边缘线,然后再调 整其它线段使其取得连续。
拼接
(三)坐标变换
1.必要性
(1)输入的底图是照片底图,而输出则要按一 定比例的矢量方式
(2) 输入的地图是一种投影,而要求输出的 地图产物是另一种投影
2.变换方式
基本的坐标变换:
——平移 ——缩放 ——旋转 ——倾斜
仿射变换概念:
综合运用上述方式对图形作坐标变换。
(2)仿射变换原理
通过原始数据坐标和订正后坐标之间的坐 标转换来完成订正处理。
第三节 矢量数据输入与处理 二、 矢量数据录入后的处理
(一)图形单元的修改与增删
1.必要性 (1)遗漏,包括要素和节点 (2)定位不准确产生的数字化错误
——地物位置不准确 ——个别点位置不准 确
2.常见数字化错误
1)伪节点 ——伪节点使一条完整的线变成两段。 通常原因:
未能一次录入完毕一条线。
2)悬挂节点 ——只与一条线相连接的节点。 悬挂节点主要情形:
(2)编辑修改
——伪节点、悬挂节点等,可以在编辑 的同时,由软件自动修改。 通常的实现办法是设置一个“捕获距离”, 当节点之间、或者节点与线之间的距离小于 此散值后,即自动连接
——其他错误需要进行手工编辑修改
(二)图形拼接
1.必要性
当对底图进行数字化后,由于图幅比较大或采 用小型数字化仪、扫描时,难以将研究区域的 底图以整幅的形式来完成 。
原因: 由于输入时点的次序倒置或者位置不准。
后果: 在进行拓扑生成时,同样会产生“碎屑”多边 形。
5)线段锯齿状
主要表现: 线段不光滑 弯曲锐化
处理办法
增加节点
原则:
——直线稀 ——曲线密
3.输入错误的检查与编辑修改
(1)检查错误
——上述的错误,一般会在建立拓扑的 过程中发现。
3.输入错误的检查与编辑修改
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