《地理信息系统原理与方法(第四版)》教学课件02空间数据结构
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第二章 空间数据结构
目录
Contents
2.1 空间认知模型 2.2 空间数据概念模型 2.3 矢量数据模型 2.4 栅格数据结构 2.5 矢量与栅格数据模型的比较 2.6 MapGIS 空间数据模型概述
2.1 空间认知模型
➢ 空间认知过程概述 ➢ 空间认知三层模型
空间认知过程概述
空间认知是一个信息加工过程。地理世界是非 常复杂的，地理系统表现出来的各种各样的地理现 象代表了现实世界。空间数据表示的基本任务就是 将以图形模拟的空间物体表示成计算机能够接受的 数字形式。这同时也是一个将客观世界的地理现象 转化为抽象表达的数字世界相关信息的过程，这个 过程涉及到三个层面：现实世界、概念世界和数字 世界，过程如下所示：
现实空间世界
外模式
外模式
外模式
空间概念数据模型 逻辑数据模型 物理数据模型
空间认知三层模型
概念数据模型
关于实体和实体间联系的抽象概念集。GIS概念数据模型是考虑用户需求的共性，用统一的语言描述、综 合、集成的用户视图。目前存在的概念数据模型主要有矢量数据模型、栅格数据模型和矢量-栅格一体化 数据模型。
3.3 拓扑数据结构
拓扑关系的基本含义
拓扑关系是指网结构元素结点、弧段、面域之间的空间关系，主要表现为下列三种关系：
➢ 拓扑邻接 拓扑邻接指存在于空间图形的同类元素之间的拓扑关
系。如图（a）所示，结点邻接关系有N1/N4，N1/N2等， 多边形邻接关系有P1/P3，P2/P3等。
➢ 拓扑关联 拓扑关联是指存在于空间图形的不同类元素之间的拓扑关 系。如图（a）所示，结点与弧段关联关系有N1/C1、 N1/C3、N1/C6，N2/C1、N2/C2、N2/C5等，多边形与线段 的关联关系有P1/C1、P1/C5、P1/C6，P2/C2、P2/C4、 P2/C5、P2/C7等。
3.2 实体数据结构
按照空间要素的几何特征，可以简单抽象为点实体、线实体、面实体等类型。 点实体 线实体 面实体 点、线、面实体坐标编码
3.2.1 点实体
点实体包括由单独一对x，y坐标定位的一切地理或制图实体。在矢量数据结构中，除点实 体的x，y坐标外还应存储其它一些与点实体有关的数据来描述点实体的类型、制图符号和显示 要求等。
线实体：表示1维空间实体，有一定范围的点元素集合，表示相同专题点的连续轨迹。道路、 河流、地形线、区域边界等均属于线状实体。
面实体：表示2维空间实体，表示平面区域大范围连续分布的特征
体实体：表示3维空间实体，体是3维空间中有界面的基本几何元素。在现实世界中，只有体才 是真正的空间三维对象，现在对三维体空间的研究还处于初始阶段，ห้องสมุดไป่ตู้地质、大气、海洋污染 等环境应用居多。
2.1 离散实体模型
离散实体模型认为，空间实体是空间数据中不可再分的最小单元。空间实体是指存在于自然 世界中的地理实体，与地理空间位置或特征相关联的空间实体有点point、线line、面surface和 体solid四种类型。例如，水塔、街道、房屋分别可以看作是点、线、面状实体。空间实体数据不 仅能够表示实体本身的空间位置及形态信息，而且还有表示实体属性和空间关系（如拓扑关系） 的信息。简单实体、复杂实体及其基本空间拓扑关系类型组成了空间概念的基本描述模型。
3.2.3 面实体
多边形（有时称为区域）数据是描述地理空间信息的最重要的一类数据。在区域实体中，具有名 称属性和分类属性的，多用多边形表示，如行政区、土地类型、植被分布等；具有标量属性的有时也 用等值线描述（如地形、降雨量等）。
多边形矢量编码，不但要表示位置和属性，更重要的是能表达区域的拓扑特征，如形状、邻域和 层次结构等，以便恢复这些基本的空间单元可以作为专题图的资料进行显示和操作。
用栅格数据表示的地表是不连续的，是量化和近似离散的数据，这意味着地表一定面积内（像元 地面分辨率范围内）地理数据的近似性，例如平均值、主成分值或按某种规则在像元内提取的值等。 另一方面，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。像元大小相对于所表示的面积 较大时，对长度、面积等的度量有较大影响。
点是空间上不可再分的地理实体，可以是具体的也可以是抽象的，如地物点、文本位置点 或线段网络的结点等，如果点是一个与其它信息无关的符号，则记录时应包括符号类型、大小、 方向等有关信息；如果点是文本实体，记录的数据应包括字符大小、字体、排列方式、比例、 方向以及与其它非图形属性的联系方式等信息。对其它类型的点实体也应做相应的处理。
逻辑数据模型
表达概念模型中数据实体及其间关系。将概念数据模型确定的空间数据库信息内容（空间实体和空间关 系），具体地表达为数据项、记录等之间的关系，这种表达有多种不同的实现方式。常用的数据模型包括 层次模型、网络模型和关系模型。
物理模型数据
描述数据在计算机中的物理组织、存储路径和数据库结构。逻辑数据模型并不涉及底层的物理实现细节， 而计算机处理的只能是二进制数据，所以必须将逻辑数据模型转换为物理数据模型，即要完成空间数据的 物理组织、空间存取方法和数据库总体存储结构等的设计工作。
➢ 拓扑包含 拓扑包含指存在于空间图形的同类但不同级的元素之
间的拓扑关系，如图（b）所示，P1包含P2和P3。
3.3 拓扑数据结构
拓扑关系的存储表达
在矢量拓扑数据结构中，空间数据不但要记录空间实体的位置，而且要记录空间实体间的拓扑关系， 这是地理信息系统区别于其它数据库管理系统的重要标志。在矢量拓扑结构表示方法中，任何地理实体 均可以用点、线、面来表示其特征，并且可根据各实体间的空间拓扑关系，解译出更多的信息。对于二 维空间数据而言，矢量数据可抽象为点（结点）、线（弧段或边）、面（多边形）三种要素，也称拓扑 要素。对三维而言，还要加上体。拓扑数据结构中关键就是对这些拓扑要素间的拓扑关系进行表示，几 何数据的表示可参照矢量数据的简单数据。
现实世界
观察/抽象 综合取舍
概念世界
定义/编码 模型化
数字世界（GIS）
空间认知过程概述
现实世界
现实世界是存在于人们头脑之外的客观世界，事物及其相互联系就处在这个世界之中。事物可分 成“对象”与“性质”两大类，又可分为“特殊事物”与“共同事物”两个重要级别。
概念世界
概念世界是现实世界在人们头脑中的反映。客观事物在概念世界中称为实体，反映事物联系的是 实体模型。
空间场模型认为，场的表示中任何一个位置都有一个测量值。与实体表示的方法不同，场 的表示中不存在一个可识别的事物，但地理事物或现象可以通过场中空间单元的空间或时间聚 集所体现。实际中，完全表示连续空间是不可能的，所以表示连续世界的空间数据模型都是在 某种程度上的近似表达。一般来说，这些近似表达模型包括规则的空间点、规则的单元格、三 角网、多边形以及不规则的空间点、等值线等等。其中，规则的空间点模型应用较为广泛。
2.2 空间数据概念模型
➢ 离散实体模型 ➢ 连续场模型
空间数据概念模型
现实世界可以从两种不同的视角进行认知，其一是认为现实世界由不同类别的离散 实体构成，其二是认为世界是一个连续的场。这两种视角既提供了对现实世界的概念认 知模型，也决定了对现实世界的基础表达方式。这也就提供了两种反映地理世界的模型， 即：离散实体模型和连续场模型。实体模型与场模型是在建立两种不同地理世界认知观 的基础上，均可以反映地理世界的复杂性与认知的复杂性。
空间拓扑关系是讨论空间实体间拓扑属性，即在拓扑变换旋转、平移、缩放等变化 下保持不变的空间关系，它是GIS中不可缺少的一种基本关系。拓扑关系是不考虑度量 和方向的空间实体之间的空间关系。空间拓扑关系是空间查询与分析的基础。一方面它 为地理信息系统数据库的有效建立、空间查询、空间分析、辅助决策等提供了最基础的 关系，另一方面使空间拓扑关系理论应用于地理信息系统查询语言，形成一个标准的空 间查询语言成为可能，从而通过应用程序进行空间特征的存储、提取、查询、更新等。
任何点、线、面实体都可以用直角坐标点x，y来表示。这里的x，y可以对应于地面坐标经度和纬 度，也可以对应于数字化时所建立的平面坐标系x和y。对于点则是一对（x，y）表示；对于线则是用 一组有序的x，y坐标对表示；对于多边形则是用一组有序的但首尾坐标相同的坐标对表示。
3.3 拓扑数据结构
拓扑关系的基本含义
从地理现象到空间实体的抽象并不是一个可逆过程。同一个地理现象，它根据不同的抽象尺 度（比例尺）、实际应用和视点被抽象成不同的空间实体。实体模型主要用于描述非连续的地理 现象，该现象以独立的方式或者以与其他现象之间的关系的方式被研究。
2.1 离散实体模型
点实体：表示0维空间实体，在空间数据库中表示对点状实体的抽象，可以具体指单独一个点 位，如独立的地物，也可以表示小比例图中逻辑意义上不能再分的集中连片和分散状态，如村 庄、城市等。
2.2 连续场模型
对于诸如地形、降水等地理现象，尽管离散实体的方法可以提供一定的表达，但由于这些 现象本身在空间分布上的连续性，使得离散实体的表达存在缺陷。不同于离散实体模型，场模 型是把地理空间的事物和现象作为连续的变量来看待。场的观点认为，现实世界被很多变量描 述，每一个变量在任何可能的位置都是可以量测的。场模型特别适合表述和模拟具有一定空间 内连续分布特点的现象。
数字世界
数字世界是概念世界中信息的数据化。现实世界中的事物及联系在这里用数据模型描述。
空间认知三层模型
地理信息系统是以数字形式表达的现实世界，是对特定地理环境的抽象和综合性表达。对现实世界进 行抽象和综合后，首先必须选择一个数据模型来对其进行数据组织，然后选择相应的数据结构和相应的存 储结构，将现实世界对应的信息映射为实际存储的比特数据一般而言，GIS空间数据模型由概念数据模型、 逻辑数据模型和物理数据模型三个不同的层次组成。
2.3 矢量数据模型
➢ 矢量数据的基本概念 ➢ 实体数据结构 ➢ 拓扑数据结构
3.1 矢量数据的基本概念
矢量是具有一定大小和方向的量，数学上和物理上也叫向量。GIS中，矢量数据就是代表 地图图形的各离散点平面坐标（x，y）的有序集合。矢量数据结构是一种最常见的图形数据 结构，主要用于表示地图图形元素的空间位置、附加属性及几何关系。其中，空间位置通过 记录坐标的方式，尽可能地将点、线、面地理实体表现得精确无误，而不同要素之间的几何 关系则可以通过不同要素的拓扑关系进行描述。
3.2.1 点实体
点实体数据结构的一种组织方式:
3.2.2 线实体
线实体可以定义为直线元素组成的各种线性要素，直线元素由两对x，y坐标定义。最简单的 线实体只存储它的起止点坐标、属性、显示符等有关数据。例如，线实体输出时可能用实线或虚 线描绘，这类信息属符号信息，它说明线实体的输出方式。虽然线实体并不是以虚线存储，仍可 用虚线输出。简单的线或链没有携带彼此互相连接的空间信息，而这种连接信息又是供排水网和 道路网分析中必不可少的信息。因此要在数据结构中建立指针系统才能让计算机在复杂的线网结 构中逐线跟综每一条线。弧、链是n个坐标对的集合，这些坐标可以描述任何连续而又复杂的曲线。 线实体主要用来表示线状地物（公路、水系、山脊线）、符号线和多边形边界，有时也称为 “弧”、“链”、“串”等。
在讨论多边形数据结构编码时，对多边形网提出如下要求：
➢ 组成地图的每个多边形应有唯一的形状、周长和面积。 ➢ 地理分析要求的数据结构应能够记录每个多边形的邻域关系，其方法与水系网中记录连接关
系一样。 ➢ 专题地图上的多边形并不都是同一等级的多边形，而可能是多边形内嵌套小的多边形（次一
级）。
3.2.4 点、线、面实体坐标编码
3.2.2 线实体
线实体矢量编码的内容如下图所示。其中唯一标识是系统排列序号；线标识码可以标识线 的类型；起始点和终止点可以用点号或直接用坐标表示；坐标对序列是指组成线实体各点的 （x,y）坐标序列；显示信息是显示时的文本或符号等；与线相联的非几何属性可以直接存储 于线文件中，也可单独存储，而由标识码联接查找。
2.4 栅格数据模型
➢ 栅格数据的基本概念 ➢ 栅格数据层的概念 ➢ 栅格数据结构的表示 ➢ 栅格数据的组织方法 ➢ 栅格数据取值方法 ➢ 栅格数据存储的压缩编码
4.1 栅格数据的基本概念
将工作区域的平面表象按一定分解力作行和列的规则划分，形成许多格网，每个网格单元称为像 素，栅格数据结构实际上就是像元阵列，即像元按矩阵形式的集合，栅格中的每个像元是栅格数据中 最基本的信息存储单元，其坐标位置可以用行号和列号确定。
目录
Contents
2.1 空间认知模型 2.2 空间数据概念模型 2.3 矢量数据模型 2.4 栅格数据结构 2.5 矢量与栅格数据模型的比较 2.6 MapGIS 空间数据模型概述
2.1 空间认知模型
➢ 空间认知过程概述 ➢ 空间认知三层模型
空间认知过程概述
空间认知是一个信息加工过程。地理世界是非 常复杂的，地理系统表现出来的各种各样的地理现 象代表了现实世界。空间数据表示的基本任务就是 将以图形模拟的空间物体表示成计算机能够接受的 数字形式。这同时也是一个将客观世界的地理现象 转化为抽象表达的数字世界相关信息的过程，这个 过程涉及到三个层面：现实世界、概念世界和数字 世界，过程如下所示：
现实空间世界
外模式
外模式
外模式
空间概念数据模型 逻辑数据模型 物理数据模型
空间认知三层模型
概念数据模型
关于实体和实体间联系的抽象概念集。GIS概念数据模型是考虑用户需求的共性，用统一的语言描述、综 合、集成的用户视图。目前存在的概念数据模型主要有矢量数据模型、栅格数据模型和矢量-栅格一体化 数据模型。
3.3 拓扑数据结构
拓扑关系的基本含义
拓扑关系是指网结构元素结点、弧段、面域之间的空间关系，主要表现为下列三种关系：
➢ 拓扑邻接 拓扑邻接指存在于空间图形的同类元素之间的拓扑关
系。如图（a）所示，结点邻接关系有N1/N4，N1/N2等， 多边形邻接关系有P1/P3，P2/P3等。
➢ 拓扑关联 拓扑关联是指存在于空间图形的不同类元素之间的拓扑关 系。如图（a）所示，结点与弧段关联关系有N1/C1、 N1/C3、N1/C6，N2/C1、N2/C2、N2/C5等，多边形与线段 的关联关系有P1/C1、P1/C5、P1/C6，P2/C2、P2/C4、 P2/C5、P2/C7等。
3.2 实体数据结构
按照空间要素的几何特征，可以简单抽象为点实体、线实体、面实体等类型。 点实体 线实体 面实体 点、线、面实体坐标编码
3.2.1 点实体
点实体包括由单独一对x，y坐标定位的一切地理或制图实体。在矢量数据结构中，除点实 体的x，y坐标外还应存储其它一些与点实体有关的数据来描述点实体的类型、制图符号和显示 要求等。
线实体：表示1维空间实体，有一定范围的点元素集合，表示相同专题点的连续轨迹。道路、 河流、地形线、区域边界等均属于线状实体。
面实体：表示2维空间实体，表示平面区域大范围连续分布的特征
体实体：表示3维空间实体，体是3维空间中有界面的基本几何元素。在现实世界中，只有体才 是真正的空间三维对象，现在对三维体空间的研究还处于初始阶段，ห้องสมุดไป่ตู้地质、大气、海洋污染 等环境应用居多。
2.1 离散实体模型
离散实体模型认为，空间实体是空间数据中不可再分的最小单元。空间实体是指存在于自然 世界中的地理实体，与地理空间位置或特征相关联的空间实体有点point、线line、面surface和 体solid四种类型。例如，水塔、街道、房屋分别可以看作是点、线、面状实体。空间实体数据不 仅能够表示实体本身的空间位置及形态信息，而且还有表示实体属性和空间关系（如拓扑关系） 的信息。简单实体、复杂实体及其基本空间拓扑关系类型组成了空间概念的基本描述模型。
3.2.3 面实体
多边形（有时称为区域）数据是描述地理空间信息的最重要的一类数据。在区域实体中，具有名 称属性和分类属性的，多用多边形表示，如行政区、土地类型、植被分布等；具有标量属性的有时也 用等值线描述（如地形、降雨量等）。
多边形矢量编码，不但要表示位置和属性，更重要的是能表达区域的拓扑特征，如形状、邻域和 层次结构等，以便恢复这些基本的空间单元可以作为专题图的资料进行显示和操作。
用栅格数据表示的地表是不连续的，是量化和近似离散的数据，这意味着地表一定面积内（像元 地面分辨率范围内）地理数据的近似性，例如平均值、主成分值或按某种规则在像元内提取的值等。 另一方面，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。像元大小相对于所表示的面积 较大时，对长度、面积等的度量有较大影响。
点是空间上不可再分的地理实体，可以是具体的也可以是抽象的，如地物点、文本位置点 或线段网络的结点等，如果点是一个与其它信息无关的符号，则记录时应包括符号类型、大小、 方向等有关信息；如果点是文本实体，记录的数据应包括字符大小、字体、排列方式、比例、 方向以及与其它非图形属性的联系方式等信息。对其它类型的点实体也应做相应的处理。
逻辑数据模型
表达概念模型中数据实体及其间关系。将概念数据模型确定的空间数据库信息内容（空间实体和空间关 系），具体地表达为数据项、记录等之间的关系，这种表达有多种不同的实现方式。常用的数据模型包括 层次模型、网络模型和关系模型。
物理模型数据
描述数据在计算机中的物理组织、存储路径和数据库结构。逻辑数据模型并不涉及底层的物理实现细节， 而计算机处理的只能是二进制数据，所以必须将逻辑数据模型转换为物理数据模型，即要完成空间数据的 物理组织、空间存取方法和数据库总体存储结构等的设计工作。
➢ 拓扑包含 拓扑包含指存在于空间图形的同类但不同级的元素之
间的拓扑关系，如图（b）所示，P1包含P2和P3。
3.3 拓扑数据结构
拓扑关系的存储表达
在矢量拓扑数据结构中，空间数据不但要记录空间实体的位置，而且要记录空间实体间的拓扑关系， 这是地理信息系统区别于其它数据库管理系统的重要标志。在矢量拓扑结构表示方法中，任何地理实体 均可以用点、线、面来表示其特征，并且可根据各实体间的空间拓扑关系，解译出更多的信息。对于二 维空间数据而言，矢量数据可抽象为点（结点）、线（弧段或边）、面（多边形）三种要素，也称拓扑 要素。对三维而言，还要加上体。拓扑数据结构中关键就是对这些拓扑要素间的拓扑关系进行表示，几 何数据的表示可参照矢量数据的简单数据。
现实世界
观察/抽象 综合取舍
概念世界
定义/编码 模型化
数字世界（GIS）
空间认知过程概述
现实世界
现实世界是存在于人们头脑之外的客观世界，事物及其相互联系就处在这个世界之中。事物可分 成“对象”与“性质”两大类，又可分为“特殊事物”与“共同事物”两个重要级别。
概念世界
概念世界是现实世界在人们头脑中的反映。客观事物在概念世界中称为实体，反映事物联系的是 实体模型。
空间场模型认为，场的表示中任何一个位置都有一个测量值。与实体表示的方法不同，场 的表示中不存在一个可识别的事物，但地理事物或现象可以通过场中空间单元的空间或时间聚 集所体现。实际中，完全表示连续空间是不可能的，所以表示连续世界的空间数据模型都是在 某种程度上的近似表达。一般来说，这些近似表达模型包括规则的空间点、规则的单元格、三 角网、多边形以及不规则的空间点、等值线等等。其中，规则的空间点模型应用较为广泛。
2.2 空间数据概念模型
➢ 离散实体模型 ➢ 连续场模型
空间数据概念模型
现实世界可以从两种不同的视角进行认知，其一是认为现实世界由不同类别的离散 实体构成，其二是认为世界是一个连续的场。这两种视角既提供了对现实世界的概念认 知模型，也决定了对现实世界的基础表达方式。这也就提供了两种反映地理世界的模型， 即：离散实体模型和连续场模型。实体模型与场模型是在建立两种不同地理世界认知观 的基础上，均可以反映地理世界的复杂性与认知的复杂性。
空间拓扑关系是讨论空间实体间拓扑属性，即在拓扑变换旋转、平移、缩放等变化 下保持不变的空间关系，它是GIS中不可缺少的一种基本关系。拓扑关系是不考虑度量 和方向的空间实体之间的空间关系。空间拓扑关系是空间查询与分析的基础。一方面它 为地理信息系统数据库的有效建立、空间查询、空间分析、辅助决策等提供了最基础的 关系，另一方面使空间拓扑关系理论应用于地理信息系统查询语言，形成一个标准的空 间查询语言成为可能，从而通过应用程序进行空间特征的存储、提取、查询、更新等。
任何点、线、面实体都可以用直角坐标点x，y来表示。这里的x，y可以对应于地面坐标经度和纬 度，也可以对应于数字化时所建立的平面坐标系x和y。对于点则是一对（x，y）表示；对于线则是用 一组有序的x，y坐标对表示；对于多边形则是用一组有序的但首尾坐标相同的坐标对表示。
3.3 拓扑数据结构
拓扑关系的基本含义
从地理现象到空间实体的抽象并不是一个可逆过程。同一个地理现象，它根据不同的抽象尺 度（比例尺）、实际应用和视点被抽象成不同的空间实体。实体模型主要用于描述非连续的地理 现象，该现象以独立的方式或者以与其他现象之间的关系的方式被研究。
2.1 离散实体模型
点实体：表示0维空间实体，在空间数据库中表示对点状实体的抽象，可以具体指单独一个点 位，如独立的地物，也可以表示小比例图中逻辑意义上不能再分的集中连片和分散状态，如村 庄、城市等。
2.2 连续场模型
对于诸如地形、降水等地理现象，尽管离散实体的方法可以提供一定的表达，但由于这些 现象本身在空间分布上的连续性，使得离散实体的表达存在缺陷。不同于离散实体模型，场模 型是把地理空间的事物和现象作为连续的变量来看待。场的观点认为，现实世界被很多变量描 述，每一个变量在任何可能的位置都是可以量测的。场模型特别适合表述和模拟具有一定空间 内连续分布特点的现象。
数字世界
数字世界是概念世界中信息的数据化。现实世界中的事物及联系在这里用数据模型描述。
空间认知三层模型
地理信息系统是以数字形式表达的现实世界，是对特定地理环境的抽象和综合性表达。对现实世界进 行抽象和综合后，首先必须选择一个数据模型来对其进行数据组织，然后选择相应的数据结构和相应的存 储结构，将现实世界对应的信息映射为实际存储的比特数据一般而言，GIS空间数据模型由概念数据模型、 逻辑数据模型和物理数据模型三个不同的层次组成。
2.3 矢量数据模型
➢ 矢量数据的基本概念 ➢ 实体数据结构 ➢ 拓扑数据结构
3.1 矢量数据的基本概念
矢量是具有一定大小和方向的量，数学上和物理上也叫向量。GIS中，矢量数据就是代表 地图图形的各离散点平面坐标（x，y）的有序集合。矢量数据结构是一种最常见的图形数据 结构，主要用于表示地图图形元素的空间位置、附加属性及几何关系。其中，空间位置通过 记录坐标的方式，尽可能地将点、线、面地理实体表现得精确无误，而不同要素之间的几何 关系则可以通过不同要素的拓扑关系进行描述。
3.2.1 点实体
点实体数据结构的一种组织方式:
3.2.2 线实体
线实体可以定义为直线元素组成的各种线性要素，直线元素由两对x，y坐标定义。最简单的 线实体只存储它的起止点坐标、属性、显示符等有关数据。例如，线实体输出时可能用实线或虚 线描绘，这类信息属符号信息，它说明线实体的输出方式。虽然线实体并不是以虚线存储，仍可 用虚线输出。简单的线或链没有携带彼此互相连接的空间信息，而这种连接信息又是供排水网和 道路网分析中必不可少的信息。因此要在数据结构中建立指针系统才能让计算机在复杂的线网结 构中逐线跟综每一条线。弧、链是n个坐标对的集合，这些坐标可以描述任何连续而又复杂的曲线。 线实体主要用来表示线状地物（公路、水系、山脊线）、符号线和多边形边界，有时也称为 “弧”、“链”、“串”等。
在讨论多边形数据结构编码时，对多边形网提出如下要求：
➢ 组成地图的每个多边形应有唯一的形状、周长和面积。 ➢ 地理分析要求的数据结构应能够记录每个多边形的邻域关系，其方法与水系网中记录连接关
系一样。 ➢ 专题地图上的多边形并不都是同一等级的多边形，而可能是多边形内嵌套小的多边形（次一
级）。
3.2.4 点、线、面实体坐标编码
3.2.2 线实体
线实体矢量编码的内容如下图所示。其中唯一标识是系统排列序号；线标识码可以标识线 的类型；起始点和终止点可以用点号或直接用坐标表示；坐标对序列是指组成线实体各点的 （x,y）坐标序列；显示信息是显示时的文本或符号等；与线相联的非几何属性可以直接存储 于线文件中，也可单独存储，而由标识码联接查找。
2.4 栅格数据模型
➢ 栅格数据的基本概念 ➢ 栅格数据层的概念 ➢ 栅格数据结构的表示 ➢ 栅格数据的组织方法 ➢ 栅格数据取值方法 ➢ 栅格数据存储的压缩编码
4.1 栅格数据的基本概念
将工作区域的平面表象按一定分解力作行和列的规则划分，形成许多格网，每个网格单元称为像 素，栅格数据结构实际上就是像元阵列，即像元按矩阵形式的集合，栅格中的每个像元是栅格数据中 最基本的信息存储单元，其坐标位置可以用行号和列号确定。