空间数据模型1矢量数据输入

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常见的空间数据逻辑模型

空间数据逻辑模型是地理信息系统（GIS）中的核心部分，它描述了空间实体及其之间的关系。

选择适当的逻辑模型对于有效地组织、存储、管理和查询空间数据至关重要。

以下是几种常见的空间数据逻辑模型：矢量模型：点、线和多边形：这是最基本的矢量数据模型，其中点代表位置，线由一系列的点组成，而多边形则是由闭合的线形成。

这种模型非常适合表示离散的空间特征，如建筑物、道路和行政区划。

拓扑关系：在更复杂的矢量模型中，除了几何形状外，还会考虑空间对象之间的拓扑关系，如相邻、相交和包含等。

这种拓扑信息可以增强空间分析的能力。

栅格模型：像元/网格：栅格模型将空间划分为规则的网格或像元，每个像元都有一个与之关联的值，如高程、温度或土壤类型。

这种模型特别适合于表示连续的空间现象，如地形、气候和某些类型的遥感数据。

面向对象模型：对象和类：面向对象模型将现实世界中的实体表示为对象，这些对象具有属性（如颜色、形状）和方法（如计算面积、查找相邻对象）。

相关的对象可以被组织成类，从而形成一个分类体系。

继承和封装：通过使用面向对象编程的概念，如继承和封装，这种模型可以更有效地组织和管理复杂的空间数据。

网络模型：节点和边：网络模型主要用于表示和分析由节点（如交叉口、城市）和边（如道路、输电线路）组成的网络结构。

这种模型在交通规划、公共设施布局和物流分析等领域非常有用。

时空模型：时间维度：时空模型在传统的空间数据模型上增加了一个时间维度，用于表示和分析空间现象随时间的变化。

这对于环境监测、城市规划和历史研究等应用非常重要。

三维模型：立体表达：三维模型使用X、Y和Z三个坐标来定义空间对象的位置和形状，从而能够更真实地表示现实世界中的三维结构，如建筑物、地形和地下设施。

混合模型：综合应用：混合模型结合了上述两种或多种模型的优点，以适应特定的应用需求。

例如，一个系统可能同时使用矢量和栅格数据来表示不同类型的空间信息。

随着技术的进步和应用需求的增加，未来可能会出现更多创新的空间数据逻辑模型。

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

GIS的空间数据结构

GIS的空间数据结构在地理信息系统（GIS）中，空间数据结构是用于组织和描述空间信息的数据模型。

它能够将现实世界中的地理现象和空间实体转化为计算机可处理和存储的数据形式。

以下是关于GIS空间数据结构的几个主要组成部分：1、矢量数据结构：矢量数据结构以点、线和多边形来表示空间实体。

每个点由一对坐标（x,y）定义，线由一系列坐标点构成的序列定义，多边形则由一个闭合的坐标序列定义。

矢量数据结构适用于表示连续的空间现象，如地形、河流、土地利用等。

2、栅格数据结构：栅格数据结构将空间划分成均匀的网格，每个网格对应一个像素或地块。

每个网格的值通常代表该区域的一种属性，如海拔、植被类型、人口密度等。

栅格数据结构适用于表示连续的空间现象，特别是那些可以很容易转化为像素值的数据，如卫星图像。

3、不规则三角网（TIN）：这是一种用于表示三维表面的数据结构。

它由一系列不重叠的三角形构成，每个三角形表示一个地形表面。

TIN 数据结构适用于表示连续且不规则的空间现象，如地形起伏、土壤类型等。

4、对象-关系型数据结构：这种数据结构将空间实体表示为对象，并将属性、事件和其他空间关系表示为对象的属性。

对象-关系型数据结构适用于表示复杂的空间关系和具有多种属性的空间实体。

在GIS应用中，选择适当的数据结构对于提高数据处理、查询和分析的效率至关重要。

此外，不同的数据结构也具有不同的优缺点，需要根据具体的应用需求和数据特性来选择。

基于ArcSDE的GIS空间数据存储分析引言随着地理信息系统（GIS）在各个领域的广泛应用，如何有效地存储和管理空间数据成为了一个重要的问题。

ArcSDE（Spatial Data Engine）作为一种先进的空间数据存储和分析技术，为GIS应用提供了强大的支持。

本文将介绍ArcSDE的基本概念、优势及其在GIS空间数据存储分析中的应用。

ArcSDE概述ArcSDE是一种面向对象的地理数据库引擎，它由Esri公司开发，可在多种数据库管理系统（如Oracle、PostgreSQL、MySQL等）上运行。

地理信息系统基础_ 空间数据表达_361 矢量数据结构_

武汉大学遥感信息工程学院余长慧1矢量数据模型矢量数据模型采用矢量数据结构来描述，通过记录空间对象的坐标(x, y, z)及空间关系来表达空间对象的位置。

矢量方式对地理实体的描述：位置信息属性信息空间关系信息2矢量数据结构点、线、多边形和区域的矢量结构（符号）:point : [x: real, y: real]polyline : < point >polygon : < point >region : { polygon }元组（tuples）are denoted by [ ], （列表）lists by <>, and 集合（sets）by { }除存储点实体的x ，y 坐标外，还存储一些与实体有关的数据；点实体矢量数据结构的基本内容，包括：唯一标识码,线标识码,起始点,终止点,坐标点对系列,非几何信息等；线实体不但表示位置和属性，还要表达区域的拓扑特征（形状、邻域或层次结构）。

多边形数据结构矢量数据结构2矢量数据结构2点实体唯一识别符类型简单点文字说明结点序列号x ，y 坐标有关的属性如果是简单点符号比例尺方向如果是文字说明字符大小方向字体排列如果是结点符号指针与线相交的角度其他有关的属性点实体的矢量数据结构3无拓扑关系矢量数据模型定义：只记录空间目标的位置和属性信息，不记录它的拓扑关系——也称面条模型存储方式：独立存储（多边形环路法）：每个实体的坐标都独立存储，毫不顾及相邻多边形、线、点等要素。

点位字典法：点坐标独立存储，建立公共边点位字典，线、面由点序组成。

多边形环路法公共边获取和存储两次，产生数据冗余，易产生裂缝和重叠。

无拓扑关系矢量数据模型36y1a77a6a55a12a9p111a8a11a4p310a1289a13p2a10a23a34p112345x P1T100x1,y1L1R100x1,y1…x5,y5P2N100x1,y1…x1,y1对于点状目标：对于线状目标：对于面状目标：按多变想环路发储存上述图形：点位字典法无拓扑关系矢量数据模型36y1a77a6a55a12a9p111a8a11a4p310a1289a13p2a10a23a34p112345x点号坐标1x1，y12x2，y2……对变形ID 属性ID 点号串P1T3025,6,7,8,9,10,11P2T3031,2,3,9,8,7……点位字典文件多边形文件消除了环路法的缺陷。

地理信息系统中的空间数据管理与分析方法

地理信息系统中的空间数据管理与分析方法地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种以地理信息为基础，具有数据抽象、空间数据管理、空间分析和空间可视化等功能的计算机辅助系统。

在现代社会中，GIS已经广泛应用于地理领域的研究和应用中，为地理信息的管理和分析提供了强大的工具和技术支持。

而在GIS中，空间数据的管理和分析方法是关键的环节，本文将对地理信息系统中的空间数据管理和分析方法进行探讨。

一、空间数据管理空间数据管理是地理信息系统中的核心要素，它涉及到如何有效地对地理信息进行保存、组织和维护的方法与技术。

常见的空间数据管理方法主要包括数据模型、数据结构和数据存储。

1. 数据模型数据模型是空间数据管理的基础，它定义了描述地理现象和地理实体的方式和规则。

常见的数据模型包括层次模型、关系模型和对象模型。

其中，层次模型以树状结构表示空间对象之间的关系；关系模型以表格形式表示空间对象之间的关系；对象模型以对象的属性和几何信息描述空间对象。

2. 数据结构数据结构是指在空间数据管理中，将地理实体和属性存储在计算机中的组织方式。

常见的数据结构包括邻接列表、拓扑关系和网格结构等。

其中，邻接列表通过记录对象的相邻关系描述空间图形的连接关系；拓扑关系通过表示图形元素的接触或覆盖关系描述地理实体的关系；网格结构是将地理区域划分成规则网格，每个网格单元存储与之相关的空间数据。

3. 数据存储数据存储是指将地理信息以适当的方式存储在计算机系统中。

常用的数据存储方式有矢量数据存储和栅格数据存储。

矢量数据存储以点、线、面等几何图元和属性表的方式存储地理信息；而栅格数据存储则以像元矩阵的方式存储地理信息。

二、空间数据分析空间数据分析是GIS的重要应用之一，它通过对地理信息的处理和加工，提取出地理信息的有用特征和关系，为决策制定和问题解决提供科学依据。

常见的空间数据分析方法主要包括空间查询、空间统计和空间建模等。

GIS的数据组织与管理

GIS的数据组织与管理GIS空间数据有多种来源，不同的数据源其输入方法不同。

不论采用什么方法输入数据都会有一些问题，如输入过程中意外的错误，输入数据与使用格式不一致，各种来源数据的比例尺、投影不统一，图幅间不匹配等。

因此，必须对空间数据进行处理的管理，才能得到纯净统一的数据文件，使存储空间数据符合规范、标准，满足使用和分析的需要。

一、空间数据的输入与编辑1．图形数据的输入图形数据的输入过程实际上是图形数字化处理过程。

对于不同来源的空间数据，很难找到一种统一而简单的输入方法，只能从几种普通适合的方法中选用。

（1）手工键盘输入①手工键盘输入矢量数据手工键盘输入矢量图形数据，就是把点、线、面实体的地理位置（坐标），通过键盘输入到数据文件或程序中去。

实体坐标可从地图上的坐标网或其他覆盖的透明网格上量取。

②手工键盘输入栅格数据栅格数据是以一系列像元表示点、线、面实体。

这种数据的手工输入过程是：首先选择适当的像元大小和形状（一般为正方形网格）并绘制透明网格；然后确定地物的分类标准，划分并确定每一类别的编码；最后将透明格网覆盖在待输入图件上，依格网的行、列顺序用键盘输入每个像元的属性值即各类别的编码值。

手工键盘输入方法简单，不用任何特殊设备，但输入效率低，需要做十分繁琐的坐标取点或编码工作。

这种方法在缺少资金或输入图形要素不复杂时可以使用。

（2）手扶跟踪数字化仪输入这是目前常用的图形数据输入方式。

把待数据字化的资料——地图、航片等固定在图形输入板上，用鼠标输入至少4个控制点的坐标和图幅范围，随后即可输入图幅内各点、曲线的坐标。

（3）自动扫描输入自动扫描输入方式输入速度快，不受人为因素的影响，操作简单。

缺点是硬件设备昂贵，图形识别技术尚不完全成熟。

这种方法是图形自动输入的发展方向。

（4）解析测图仪法空间数据输入解析测图仪利用航空或航天影像像对，建立空间立体模型，直接测得地面三维坐标（X,Y,Z），并输入计算机，形成空间数据库。

空间数据模型

空间数据模型空间数据模型可以分为三种：场模型：用于描述空间中连续分布的现象；要素模型：用于描述各种空间地物；网络模型：可以模拟现实世界中的各种网络；在各种模型中，又介绍了相关的概念，如空间划分，空间关系，以及拓扑关系的形式化描述——9交模型等。

最后讲述了普通的二维数据模型在空间上和时间上的扩展，时间数据模型和三维数据模型。

值得注意的是，本章谈到的场模型和要素模型类同于后面提及的栅格数据和矢量数据，但是前者是概念模型；后者是指其在信息系统中的实现。

1．空间数据模型的基本问题人类生活和生产所在的现实世界是由事物或实体组成的，有着错综复杂的组成结构。

从系统的角度来看，空间事物或实体的运动状态（在特定时空中的性状和态势）和运动方式（运动状态随时空变化而改变的式样和规律）不断发生变化，系统的诸多组成要素（实体）之间又存在着相互作用、相互制约的依存关系，表现为人口、物质、能量、信息、价值的流动和作用，反映出不同的空间现象和问题。

为了控制和调节空间系统的物质流、能量流和人流等，使之转移到期望的状态和方式，实现动态平衡和持续发展，人们开始考虑对其中诸组成要素的空间状态、相互依存关系、变化过程、相互作用规律、反馈原理、调制机理等进行数字模拟和动态分析，这在客观上为地理信息系统提供了良好的应用环境和重要发展动力。

1．1概念地理数据也可以称为空间数据（Spatial Data）。

地理空间是指物质、能量、信息的存在形式在形态、结构过程、功能关系上的分布方式和格局及其在时间上的延续。

地理信息系统中的地理空间分为绝对空间和相对空间两种形式。

绝对空间是具有属性描述的空间位置的集合，它由一系列不同位置的空间坐标值组成；相对空间是具有空间属性特征的实体的集合，由不同实体之间的空间关系构成。

在地理信息系统应用中，空间概念贯穿于整个工作对象、工作过程、工作结果等各个部分。

空间数据就是以不同的方式和来源获得的数据，如地图、各种专题图、图像、统计数据等，这些数据都具有能够确定空间位置的特点。

空间数据模型名词解释

空间数据模型名词解释
空间数据模型是地理信息系统（GIS）中的核心组成部分，理解它对于要深入
理解GIS的工作原理至关重要。

它们是对现实世界中的几何图形以及这些图形之
间的空间关系的抽象和整理。

根据对空间数据的编码方法的不同，空间数据模型通常可以分为矢量数据模型和栅格数据模型两大类。

矢量数据模型用点、线、面来表示空间信息。

点，例如地理位置、纪念碑，被视为0D，即没有长度和宽度；线，例如公路、河流，被视为1D，即有长度但没有宽度；面，例如湖泊、城市，被视为2D，即既有长度又有宽度。

矢量数据模型的
优点在于其准确性高且能很好地维持空间信息的拓扑结构，但其处理步骤复杂且
需要更多的计算量。

栅格数据模型则将空间分成许多规则的网格，每个网格单元存储一些特定的信息。

比如气候数据、土壤类型数据、人口分布数据等等。

栅格数据模型的特点是
处理速度快，但存储空间大，并且精度受到栅格大小的限制。

另外，现还有一种TIN（Triangulated Irregular Network）数据模型，它是矢量
数据模型的一种，是通过非规则三角网来表达三维地理形状的。

可以将区域分割为许多三角形，每个三角形的三个顶点都有一个Z值（高程）。

由于它们可以为不
规则形状的地面提供良好的表达，因此在解决地貌问题中尤为有效。

以上就是空间数据模型的基本概念，以及其中主要的几种模型类型和他们的特点。

在实际应用中，不同的数据模型类型会根据具体的需求和数据特性进行选择。

4第三章空间数据模型(第三节2矢量数据处理)

（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：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。
(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。
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缘不匹配的情况。
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
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
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
——线实体之间的连接关系

几种常见的空间数据模型

GeoDatabase拓扑关系的优势 ➢ 用户可自行定义哪些要素类将受拓扑关系规则约束。 ➢ 多个点、线、面要素类（层）可以同时受同一组拓扑关系规则约束。 ➢ 提供了大量的拓扑关系规则（8.3版提供25个，以后将提供更多）。 ➢ 用户为自己的数据可以自行指定必要的拓扑关系规则。 ➢ 拓扑关系及规则在工业标准的DBMS中进行管理，可支持多用户并发处理。 ➢ 用户可以局部建立或检查拓扑关系以提高效率。
ARC/INFO数据模型地理数据库（GeoDatabase）
GeoDatabase拓扑关系检查与处理 ➢ 以错误查看器提供拓扑关系的错误信息 ➢ 用户可选择错误处理方式 ▪ 用编辑工具改正这个错误 ▪ 对该错误暂不处理 ▪ 将该错误置为例外
ARC/INFO数据模型地理数据库（GeoDatabase）
✓ 位置数据用矢量和栅格数据表示； ✓ 属性数据存储在一组数据库表格中； ✓ 通过空间和属性数据的连接实现对空间数据的查询、分析和制
图输出。
ARC/INFO数据模型
ARC/INFO的数据模型支持六种重要的数据结构
✓ Coverage 矢量数据表示的主要形式
✓ GRID 栅格数据表示的主要形式
路径（Route）
定义为基于基本线特征基础上的路由。如在道路网上划分出的公共汽车线路，不同的公共汽车线路公用部分道路时不用重复输入线特征。路径的起点或终点可不与线特征起始点或终点重合，可定义为线路上离起点或终点一定距离的点，这样就不用断开线特征。
ARC/INFO数据模型
地理相关模型（GeoRelational model, Coverage）
✓ TIN 适合于表达连续表面
✓ 属性表 ✓ 影像
用作地理特征的描述性数据 ✓ CAD图像

南京师范大学地理信息系统考研基础理论题汇总

专业课复习资料（最新版）封面地理信息系统基础理论题第1章概论1、你是如何理解地理信息系统的概念的？2、地理信息系统的基本功能与应用功能的区别和联系是什么?3、现代信息技术的出现给测绘技术与地理分析技术带来哪些主要的变化？4、工具型GIS与应用型GIS的区别与联系是什么？5、试将GIS的输入设备按照不同的分类方法进行分类，并说明其特点。

6、现代空间定位技术有哪些主要方法？对GIS技术的发展产生什么影响？7、网络技术的出现与发展对GIS技术产生哪些主要的变化8、说明GIS在几个不同发展阶段的标志性技术是什么，它们的出现如何促进GIS的发展？第2章地理空间数学基础1、地球表面、大地水准面及地球椭球体面之间的关系是什么？2、地理空间数据的描述有哪些坐标系？相互的关系是什么？3、采用大地坐标与地心坐标表述地面上一点的位置各有什么优缺点？4、高斯投影的变形特征是什么？为什么常常被用作大比例尺普通地图的地图投影？5、UTM与兰伯特投影的主要特点与适用性是什么？6、在数字地图中，地图比例尺在含义与表现形式上有哪些变化？7、如何进行不同基准下的高程的转换？8、除地形分幅外，谈谈还有何种地理空间框架？他们如何进行编码？9、GPS数据如何与地图数字化数据进行集成？10、选择投影需要考虑哪些因素？如果要制作1：10万的土地利用图，该选何种类型的地图投影？第3章空间数据模型空间实体一般具有哪些主要的特征？1、何为空间关系？空间关系在描述空间实体特征中的意义何在？2、空间数据的概念模型有哪些组成部分？试分析他们之间的关系？3、试分析GIS的几种主要的数据模型各自的优缺点。

4、空间数据类型有哪些？简述其特征。

第4章空间数据结构1、总结矢量数据和栅格数据在结构表达方面的特色。

2、简述栅格数据压缩编码的几种方式和各自优缺点。

3、简述矢量数据编码的几种方式和各自优缺点。

4、栅格与矢量数据结构相比较各有什么特征？5、矢量和栅格数据的结构都有通用标准吗？请说明。

地理信息系统复习资料

地理信息系统复习资料整理整理者：地理131 杨子杰一、名词解释（5*3分=15分）：（红色的是考试考了的或是特别重要的概念）1.地理信息系统(Geographic Information System)：是用于采集、存储、查询、分析和显示地理空间数据的计算机系统。

（考了3分,英文全称也要写）2.栅格数据模型（Raster data model）：一种用格网和像元来表示要素空间变化的空间数考了据模型。

3拓扑（Topology）：数学的一个分支，研究在拓扑变换（弯曲或拉伸等变换）下能保持不变的几何属性——拓扑属性（与长度、面积无关）。

应用在GIS中，确保元素之间的空间关系能明晰表达。

（考了3分）4.不规则三角网（TIN,triangulated irregular network）:一种复合矢量数据模型，它采用一系列无重叠的三角形来近似模拟陆地表面，从而构成不规则的三角网。

与DEM对比，TIN是基于高程点的不规则分布。

5.矢量数据模型（Vector data model）：一种空间数据模型，采用点及其x、y坐标来构建点、线和面空间要素。

对有确定位置的离散要素比较理想。

6.地理坐标系统：用经纬度表示地面点位的球面坐标系（大地坐标系），是地球表面空间要素的定位参照系统。

7.大地基准：大地基准是地球的一个数学模型。

大地基准面是利用特定椭球体对待定地区地球表面的逼近。

大地基准可作为计算某个位置地理坐标的参照或基础。

其定义包括大地原点、用于计算的椭圆参数、椭球与地球在原点的分离。

8.地图投影：投影的过程就是从球形的地球表面到平面的转换过程，这个转换过程的结果是地图投影，即以经纬线在平面上以系统排列来代表地理坐标系统。

9.像元值：栅格中的每个像元携有一个值，它代表由该行该列所决定的该位置上空间现象的特征，表示空间对象的类型、等级等。

10.几何变换：利用一系列控制点和转换方程式在投影坐标上配准数字化地图、卫星图像或航空照片的过程。

地理信息系统中常用的空间数据模型有哪些？

地理信息系统中常⽤的空间数据模型有哪些？之前在百度知道上看到了这个问题——“地理信息系统中常⽤的空间数据模型有哪些？”今天就针对这个问题做了⼀些整理，看看能不能帮到⼤家。

空间数据模型是指利⽤特定的数据结构来表达空间对象的空间位置、空间关系和属性信息；是对空间对象的数据描述。

空间数据模型是地理信息系统的基础，它不仅决定了系统数据管理的有效性，⽽且是系统灵活性的关键。

⽬前，与GIS设计有关的空间数据模型主要有⽮量模型，栅格模型，数字⾼程模型，⾯向对象模型，⽮量和栅格的混合数据模型等。

前⾯四种模型属于定向性模型，在模型设计时只包括与应⽤⽬标有关的实体及其相互关系，⽽混合模型的设计则包括所有能够指出的实体及其相互关系。

就⽬前的应⽤现状⽽⾔，⽮量模型、栅格模型、数字⾼程模型相当成熟（⽬前成熟的商业化GIS主要采⽤这三类模型），⽽其它模型，特别是混合模型则处于⼤⼒发展之中。

⼀、⽮量模型（vector model）⽮量模型是利⽤边界或表⾯来表达空间⽬标对象的⾯或体要素，通过记录⽬标的边界，同时采⽤标识符(Identifier)表达它的属性来描述空间对象实体。

⽮量模型能够⽅便地进⾏⽐例尺变换、投影变换以及图形的输⼊和输出。

⽮量模型处理的空间图形实体是点（point）、线（line）、⾯（area）。

⽮量模型的基本类型起源于“Spaghetti”模型。

在Spaghetti模型中，点⽤空间坐标对表⽰，线由⼀串坐标对表⽰，⾯是由线形成的闭合多边形。

CAD等绘图系统⼤多采⽤Spaghetti模型。

GIS的⽮量数据模型与Spaghetti模型的主要区别是，前者通过拓扑结构数据来描述空间⽬标之间的空间关系，⽽后者则没有。

在⽮量模型中，拓扑关系是进⾏空间分析的关键。

在GIS的拓扑数据模型中，与点、线、⾯相对应的空间图形实体主要有结点（node）、弧段（arc）、多边形（polygon），多边形的边界被分割成⼀系列的弧和结点，结点、弧、多边形间的空间关系在数据结构或属性表中加以定义。

三维空间数据模型与数据结构简版

三维空间数据模型与数据结构三维空间数据模型与数据结构1. 引言三维空间数据模型是用来描述物理空间中的对象、关系和属性的数学模型。

在计算机图形学、地理信息系统和计算机辅助设计等领域，对三维空间数据的建模与处理是至关重要的。

本文将介绍三维空间数据模型的概念以及常用的数据结构。

2. 三维空间数据模型三维空间数据模型是对物理空间中的对象和关系进行抽象和建模的数学模型。

它定义了一组与空间相关的基本元素、操作和约束。

常见的三维空间数据模型有：2.1. 矢量数据模型矢量数据模型使用点、线和多边形等基本几何要素来表示空间对象。

每个空间对象由一组坐标点构成，这些坐标点描述了对象的形状和位置信息。

矢量数据模型适合表示简单的几何要素，例如建筑物、道路和河流等。

2.2. 栅格数据模型栅格数据模型将空间对象划分为规则的网格单元，每个单元表示一个空间位置。

每个网格单元可以包含一个属性值，用于表示该位置的特征信息。

栅格数据模型适合表示连续变化的空间数据，例如高程数据和遥感图像等。

2.3. TIN数据模型TIN（三角不规则网格）数据模型使用无结构的三角形网格来表示空间对象。

每个三角形由三个顶点和三条边构成，可以表示任意形状的空间对象。

TIN数据模型在地形建模和计算机图形学中广泛应用。

3. 三维空间数据结构为了有效地存储和操作三维空间数据，需要采用适合的数据结构。

常用的三维空间数据结构有：3.1. 空间索引结构空间索引结构是一种用于加速空间查询的数据结构。

它通过将空间数据分割成多个单元，并为单元建立索引，以实现高效的空间查询。

常见的空间索引结构有四叉树、R树和KD树等。

3.2. 三角网格数据结构三角网格数据结构用于存储和管理三角不规则网格。

它可以表示复杂的空间对象，并提供快速的点定位和拓扑操作。

常见的三角网格数据结构有Delaunay三角剖分和Voronoi图等。

3.3. 多重分辨率数据结构多重分辨率数据结构将空间数据按照不同的精度进行分层存储。

大学期末考试（GIS真题9.18）

大学期末考试（GIS真题9.18）2007一名词解释1.数据库管理系统：是用于管理数据库的软件系统，又具有相互关联关系的大型数据集和操作这些数据集的一套系程序组成2.空间对象：是GIS空间分析的客体，它们是现实世界中客观存在的实体或现象。

人们能够感知空间对象的存在是因为其具有多重的属性，如，空间位置、发生时间、大小、颜色、质地、位置等等。

（百度百科）3.叠置分析：将两幅或多幅图以相同的空间位置重叠在一起，经过图形和属性运算，产生新的空间区域的过程4.3S技术：是空间信息技术的核心，包括RS即遥感、GIS即地理信息系统和GNNS即全球卫星定位系统。

5.ArcGIS：由ESRI公司开发的一款功能强大GIS平台产品，是世界上应用最广泛的GIS产品。

6.航天遥感：又称太空遥感，泛指利用各种太空飞行器为平台的遥感技术系统，包括人造卫星、太空飞船、航天飞机和空间站，其中卫星遥感为主体7.影像分类：基于影像像元代表数值，通过统计、运算、对比和归纳，将像元分成几种类型、等级或数据集的过程，主要分类方法有监督分类和非监督分类二简答题1. 矢量模型和栅格模型的区别和联系是什么？区别：矢量模型是基于矢量数据，通过记录坐标的方式来表示点、线、面等空间实体的位置和形状，常用于表现具有确定形状和边界的不连续对象，其核心是坐标点，通过记录点坐标的方式，可以将空间实体的位置准确无误地表现出来，具有数据冗余少，精度高的优点。

而栅格模型是基于栅格数据，以二维矩阵的形式表示空间地物位置，每个矩阵单元是一个栅格单元，代表一定的属性类型或量值，常用于表现连续对象，具有结构和算法简单的优点，能与遥感数据结合处理。

联系：矢量模型和栅格模型在表示地理信息方面是同等有效的，各具优势，同时二者是可以相互转换的。

2. GIS数据库在GIS中的地位是什么？包含的内容有哪些？数据库是GIS系统的核心，用于存储和管理空间对象的数据，主要包括空间和非空间数据的存储、查询检索、修改和更新等。

空间数据模型基于对象的矢量数据模型与栅格数据模型讲课文档

多边形内编号 1 2 3 4 5 6 7
弧数 4 3 4 4 3 1 1
各弧的内编号 1,3,4,6 5,2,1 6,7,9,5 2,9,8,3 8,7,4 10 11
现在二十三页，总共七十九页。
4 拓扑具体编辑过程——确定左右多边形如果在组成一个多边形时，一条弧是从
首结点到尾结点，则定义为该多边形是在这条弧的右边；
(a)多边形、弧段、结点（自上到下）
多边形弧段
P1 a4 a5 a6
P2 a1 a8 a5 P3 a3 a6 a7 P4 a2 a7 a8
弧段结点
a1 N1 N2
a2 N2 N4
a3 N4 N5 a4 N1 N5
a5 N1 N3
a6 N3 N5
a7 N3 N4 a8 N2 N3
（b）结点、弧段、多边形
处理嵌套多边形比较麻烦
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5 Arcgis软件Shape文件数据模型
Shape文件将空间要素的图形及属性信息以非拓扑的形式存储在数据集中。要素的几何形状数据存储成为具有矢量坐标的图形。
Shape文件数据模型是非拓扑的数据库模型。因此，在数据显示速度上比较快，数据的编辑也比较容易实现。通过编程的方式很容易实现对Shape文件的存取操作。这一特性是其优点，也是缺点。
一、栅格数据模型要素
格网方向
像元大小
西南角格网坐标（XWS，YWS）
Y：行
X：列
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2 混合像元大小处理
方案一
B
.O C A
重要性法
方案二：缩小栅格单元的面积
现在三十页，总共七十九页。
面积占优法
长度占优法

如何进行地理空间数据的模型建立与分析

如何进行地理空间数据的模型建立与分析地理空间数据是指带有地理位置信息的数据，其记录了地球上不同区域的各种属性。

在如今数据驱动的社会中，地理空间数据的模型建立与分析对于城市规划、交通管理、环境保护等方面具有重要意义。

本文将介绍如何进行地理空间数据的模型建立与分析，以帮助读者更好地理解和应用这一领域的知识。

一、地理空间数据的模型建立地理空间数据的模型建立是指将真实世界的地理信息通过抽象和建模的方式转化为计算机可以处理的形式。

从数据形式上来说，地理空间数据可以分为矢量数据和栅格数据两种类型。

1. 矢量数据建模矢量数据是通过点、线、面等几何要素来表示地理对象的数据形式。

在矢量数据建模中，常用的数据模型包括欧几里得模型和拓扑模型。

欧几里得模型是一种基于空间坐标的数据模型，通过确定空间中的点、线、面的位置和相对关系来描述地理要素。

在欧几里得模型中，地理要素的属性信息和几何信息被分开存储，常用的数据格式有Shapefile和GeoJSON等。

拓扑模型是一种基于地理实体之间的拓扑关系来描述地理要素的数据模型。

在拓扑模型中，地理要素的几何信息和属性信息被统一存储，可以更好地描述地理要素之间的关系。

常用的拓扑模型有面邻接关系模型和图结构模型等。

2. 栅格数据建模栅格数据是将地理空间划分为规则的像素网格，并将地理要素的属性信息以栅格的形式进行存储。

在栅格数据建模中，常用的数据模型有格网模型和格网金字塔模型。

格网模型是一种将地理空间划分为等大小的像素网格，每个像素网格存储一个值来表示地理要素的属性信息。

格网模型适用于连续变量的表示，如高程数据和遥感影像等。

格网金字塔模型是一种将地理空间划分为多个层级的像素网格，每个层级的像素网格存储了不同分辨率的地理要素属性信息。

格网金字塔模型适用于多尺度分析，可以在不同层级上对地理要素进行分析。

二、地理空间数据的分析地理空间数据的分析是指通过空间统计、空间交互和空间模拟等方法对地理空间数据进行解释和预测的过程。

空间数据的输入与处理

相交弧段选项计算弧段相交点，并在相交点上添加节点，左图示相交处未添加节点的数字化弧段，右图示用相交弧段选项创建了节点。
数字化时注意要点：

a.线或多边形要素的数字化也可以分为分离模式或连续模式。在分离模式中操作者要注意遵循弧段——节点的拓扑关系。线段会合或相交处的点作为节点数字化。在连续模式又称未结构化数字化中，操作者在对长且连续线条数字化时，GIS软件包在数字化过程中会自动建立弧段——节点关系。
(a)
(b)
时间流与距离流比较
采用时间流方式录入时，一个优点是当
录入曲线比较平滑时，录入人员往往移动游标比较快，这样记录点的数目少；而曲线比较弯曲时，游标移动较慢，记录点的数目就多。而采用距离流方式时，容易遗漏曲线拐点，从而使曲线形状失真。所以在保证曲线的形状方面，时间流方式要优于距离流方式。

使用鼠标录入，通常是将地图扫描后，作为底图显示在屏幕上，用鼠标参照底图进行采点。由于鼠标定位不如数字化仪精确，所以一般用于输入一些示意图。
3.手扶跟踪数字化（Manual Digitising）（1）基本概念

使用数字化仪进行数字化叫做手扶跟踪数字化。数字化仪有一个内置的电子网，用来感知游标的位置。操作者只要将游标的十字丝对准测量点后点击游标的按钮即可将点的x，y坐标传送到与之相连的计算机。大尺寸的数字化仪的绝对精度通常可达0.001in

不正规的多边形是由于输入线时，点的次序倒置或者位置不准确引起的。在进行拓扑生成时，同样会产生“碎屑” 多边形。
(a)正常多边形
(b)不正规多边形
6.弧段方向也可能是一种拓扑错误
7.多标识点错误
拓扑编辑