空间数据的结构与编码(优质PPT文档)

多边形 弧段号 p1 a1 a5 a6 P2 a2 a4 a6 P3 a3 a4 a5 p4 a7
弧段号 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7
起点 终点 N2 N1 N2 N3 N3 N1 N3 N4 N1 N4 N4 N2 N5 N5
结点 N1 N2 N3 N4 N5
弧段 a1 a3 a5 a1 a2 a6 a2 a3 a4 a4 a5 a6 a7
a3
N1 a1
a5
p3 N4 p1
N3 a4 P4 a6
N5 a7 p2
a2N22）拓扑的邻性和连通性表示同类型元素（结点、弧段、多边形）之间的关系 多边形之间的邻接性；弧段之间的邻接性； 结点之间的连通性
p1 p2 p3 p4 P1 \ 1 1 0 p2 1 \ 1 1 p3 1 1 \ 0 p4 0 1 0 \
add 1 0 3 其中最基础的是具有公共边界的多边形。
N4 a3
图 形 数 据 面目标 (x1y1,x2y2,…….
a5 p2
p1
编码
数 据 组 织 结 果 内边界的闭合多边形弧段以顺时针排列,实际输入弧段的方向可能同排列方向一致，也可能不一致；
用数组来存不同图层上同位置象元的属性值。
属 性 数 据 存 入 计 算 机 岛边界弧段是特殊弧段。
空间数据的结构与编码
（优选）空间数据的结构与编 码
2、空间数据的编码
空 间 实 体 数 据 结 构 用数组来存不同图层上同位置象元的属性值。
1 100 3 0 7 7 0 0 0 0 1 0 1 2 2 2 2 3 4 4 4 拓扑学是几何学的一个分支，其基本元素：
N1 a1 a4 a5 相邻多边形易产生伪多边形。
点之间拓扑关系（邻接性）的描述
a
a
a bcde
a-1001
b
eb
e
b1-101
c01-10
c
dc
d001-1
d e1101-
面之间拓扑关系（邻接性）的描述
abc d
ab
c
d
abcd a-101 b1-11 c01-1 d 1 1 1-
3、空间数据的拓扑关系 1）拓扑的关联性
表示不同类型元素（结点、弧段、多边形）之间的关系
a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a1 \ 1 1 0 1 1 0 a2 1 \ 1 1 0 1 0 a3 1 1 \ 1 1 0 0 a4 0 1 1 \ 1 1 0 a5 1 0 1 1 \ 1 0 a6 1 1 0 1 1 \ 0 a7 0 0 0 0 0 0 \
N1 N2 N3 N4 N5 N1 \ 1 1 1 0 N2 1 \ 1 1 0 N3 1 1 \ 1 0 N4 1 1 1 \ 0 N5 0 0 0 0 \
2、拓扑学中空间元素
拓扑学是几何学的一个分支，其基本元素： 结点（NOD）：弧段的交点。
岛结点是特殊结点。 弧段（ARC）：相邻两结点之间的坐标链。
岛边界弧段是特殊弧段。 多边形（polygon）（图斑或面）：有限弧段组成的封闭区。 关系的性质可分为： 相邻、相连、相交、相离、相重、包含等。
从拓扑角度看，几何形状不同的事物其拓扑关系可能相同
线与线 p4 a7
a4 N3 N4
N4 a4 a5 a6
用数组来存不同图层上同位置象元的属性值。
排列
a7 N5 N5
(0,4) (8,8)
面与面 栈结构
线标识符 序号 起点序号 终点序号 X min X max Ymin Ymax 1、描述地理要素空间性的信息：几何信息、拓扑信息 欧拉定理认为 a , n , P之间存在如下关系： 如土壤、森林、草原、沙漠、湖泊等，通常称多边形。
四叉树是指树中的每个结点最多只有四棵子树，即树中任一结点的度数不的大于4。
P3 a3 a4 a5
a3
N3 N1
N3 a2 a3 a4
3、数据编码的过程
分析求解问题
确定专业分类分级体系
各种标准支持
选择数据结构及编码方案
组织数据
获取数据
存入计算机
4、 空间物体的几何类型
（1）点状分布特征 如城镇、企事业单位、基地、气象站、山峰、火山口等。 （2）线状分布特征 河流、海岸线、铁路、公路、地下管线，行政边界等。 （3）面状分布特征 如土壤、森林、草原、沙漠、湖泊等，通常称多边形。 （4）体状分布特征 如高层建筑、水体、云体、山体、矿体等。 总之，空间现象十分复杂，为此将其抽象到空间对象（目标）来 表达空间实体。
无拓扑关系的矢量模型优缺点：
优点：
（1）数据结构简单，直观，便于用户接受； （2）便于系统的维护和更新。 缺点：
（1）数据余度大，如多边形公共边重复存储，但没有存储多边形 之间的关系。相邻多边形易产生伪多边形。解决的办法是建立多 边形边界表；
点与线 其它属性
如城镇、企事业单位、基地、气象站、山峰、火山口等。
.
点与面
线与面
3.3 矢量数据结构及其编码
基于矢量模型的数据结构称矢量数据结构 1、矢量数据的特点
2、矢量数据的获取
3、无拓扑关系的矢量模型
无拓扑关系的矢量模型实质上是面向实体的一种数据模型。它以 单个的空间实体为数据组织和存储的基本单位。它采用面向对象 的软件开发方式，每个对象有自己的特性、自己的行为。只记录 空间目标的位置坐标和属性信息，不记录空间拓扑关系。 如采用坐标系列编码。 点目标（x,y) 线目标 (x1y1,x2y2,…….xnyn) 面目标 (x1y1,x2y2,…….xnyn,x1y1) 具体实现形式可将点，线，面直接用空间坐标点数据表示；也可 将坐标点组成文件，每个点给予一个点号，而点，线，面用点号 数据表示。
3.2 空间数据的拓扑关系
1、描述地理要素空间性的信息：几何信息、拓扑信息 几何信息（理论基础是几何学geometry) 用空间坐标的位置、方向、角度、距离、面积等信息描述物体的 几何形状和数量特征； 拓扑信息（理论基础是拓扑学topology) 用几何关系的相连、相邻、包含等信息描述物体元素之间的关系；
多边形邻接矩阵
弧段邻接矩阵
结点连通矩阵
3）拓扑的包含性
面包含点
P1 p2
面包含线
p2 p1 p3
线包含点
p1
p3
p2
面的简单包含
面的多层包含
面的等价包含
4）拓扑关系表（拓扑关系以关连表达最为重要）
关联性 相邻（连）性 相离性 相交性 包含性 重合性
点与点
a2 N2 N3 多边形 弧段
N2 a1 a2 a3 弧段 结点