2GIS数据结构
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• 块式编码的数据结构由初始位置(行列 号)、半径和属性代码组成。
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。
第二节 地理空间数据及其特征
一、GIS的空间数据
三角形 A B C D E
节点 1,5,6 4,5,6 3,4,6 2,3,6 1,2,6
二、栅格数据结构
概念:栅格数据结构指将空间分割成 各个规则的网格单元,然后在各个格 网单元内赋以空间对象相应的属性值 的一种数据组织方式;
类型:栅格数据结构分为栅格矩阵结 构、游程编码结构、四叉树数据结构、 八叉树数据结构和十六叉树数据结构。
2、 面积占优法
面积占优法是把栅格中占有最大面积的属 性值定为本栅格元素的值。图所示的栅格 结构用面积占优法得编码方案为:
3、长度占优法
长度占优法是将网格中心画一横线,然后 用横线所占最长部分的属性值作为本栅格 元素的值。图3-10所示的栅格结构,用长 度占优法得编码方案如下:
4、重要性法
重要性法往往突出某些主要属性,对于这些 属性,只要在栅格中出现,不管所占比例大 小,就把该属性作为本栅格元素的值,在图 3-10中假设D属性具有特殊的重要性,则用 重要性法得编码方案如下
• c 便于岛的分析,便于同栅格矩阵之间进 行转换。因此越来越受到GIS工作人员的 关注。
6. 八叉树(三维空间信息的数据结构)
许多问题要求GIS能处理三维的空间信息。 例如,研究矿藏资源地下分布情况、研究不 同深度土壤肥力情况等。
在二维数据结构中,将第三维坐标,如高 程,作为属性值来处理。由于它只能对地形 表面进行模拟,无法对模型进行三维操作, 因此常称它为2.5维空间信息。
P5
P4
N6
C10
弧段号
C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10
起结点
N1 N3 N1 N1 N2 N4 N5 N4 N7 N3
终结点
N2 N2 N3 N4 N5 N5 N6 N6 N7 N6
左多边形 右多边形
P2
P1
P1
P4
P1
Ø
Ø
P2
P2
P4
P3
P2
P3
P4
Ø
P3
P4
P5
P4
一)简单型数据结构
1、实体是指地图的基本元素:点、线、面
对象
P
P(x1,y1)
L (x2,y2)……(xn,yn)
R1 (xn+1,yn+1)…… (xn+1,yn+1)
R1
L R2 (xm+1,ym+1)…… (xm+1,ym+1)
R2
坐标表示和属性表示之间共享同一识别码
2、简单数据结构的优点 结构简单、直观,编码容易
二)栅格数据的编码方法
1.直接编码--无压缩编码 将栅格数据看作是一个数据矩阵,逐行或 逐列逐个记录代码
A,A,B,B,B A,C,C,C,A D,C,C,A,A D,D,C,A,A D,D,A,A,A
2.链式编码(边界链码):它是从某一起
点开始用沿八个基本方向前进的单位矢
量链来表示线状地物或多边形的边界。
① 逐行记录每个游程的 迄点列号
A,2,B,5 A,1,C,4,A,5 D,1,C,3,A,5 D,2,C,3,A,5 D,2,A,5
②记录每个游程象元数
A,2,B,3 A,1,C,3,A,1 D,1,C,2,A,2 D,2,C,1,A,2 D,2,A,3
4、块式编码
• 块式编码是将游程扩大到两维情况,把 多边形范围划分成若干具有同一属性的 正方形,然后对各个正方形进行编码。
3. 拓扑数据结构
1) 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
拓扑数据举例 C4
N4 N1
C1 P2
C6
C8
P1 C3
P3 N2 C5 N5
C2 C9
N3
C7 N7
3、TIN关系表
4 3
C
B 5
D
6
AE
2
坐标表
节点 1 2 3 4 5 6
坐标 X1,Y1,Z1 X2,Y2,Z2 X3,Y3,Z3 X4,Y4,,Z4 X5,Y5,Z5 X6,Y6,Z6
1 三角形关系表 三角形/节点关系表
三角形 A B C D E
临近关系 B,E A,C B,D C,E A,D
第二章 GIS数据结构
• 第一节 地理空间及其表达 • 第二节 地理空间数据及其特征 • 第三节 空间数据结构的类型 • 第四节 空间数据结构的建立
第一节 地理空间及其表达
一、地理空间的概念
“地理空间”(geo-spatial) 一般包括 地理空间定位框架及其所连接的空间对象; 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;目前,我国采用的大地坐标系为 1980年中国国家大地坐标系,现在规定的 高程起算基准面为1985国家高程基准。
… ……
9
8
(5)
④
⑥
5
4 6
3 ②
4、简单型与拓扑型数据结构比较
1)两者都是目前最常用的数据结构模型 简单(实体)型代表软件为MapInfo 拓扑型代表软件为ARC/INFO
2)它们各具特色:简单型虽然会产生数据 冗余和歧异,但易于编辑;拓扑型消除 了数据的冗余和歧异,但操作复杂,甚 至会产生新的数据冗余。
世界大地测量坐标系WGS-84 全球定位系统GPS的卫星星历数据和定
位解都是以1984年建立的世界大地测量坐标 系WGS-84作为坐标框架,目前已被普遍采 用于工程测量和定位导航。WGS-84坐标系 的几何定义如下图
Z轴 a=6378137 =298.257223563
X轴
地球质心
指向零子午线
Y轴
1)常规四叉树编码
常规四叉树编码的基本思想:不仅记录 每个结点值,还记录中间结点(结点 的一个前趋结点及4个后继结点),以 反映结点之间联系。因此,常规四叉 树所占内外存空间比较大,同时还增 加了操作的复杂性。所以它主要用在 数据索引和图象索引等方面。
•
2)线性四叉树编码
• 线性四叉树编码的基本思想:不需记录 中间节点和使用指针,仅记录叶节点, 并用地址码表示叶节点的位置。
二、空间实体的表达
在计算机中,现实世界是以数字和 字符形式来表达和记录的;对现实世界 的各类空间对象的表达有两种方法,分 别称为矢量表示法和栅格表示法。
道 河
湖泊
路
流
居民地
空间数据的计算机表示:指通过利用确定 的数据结构和数据模型来表达空间对象的空 间位置、拓扑关系和属性信息。
• 空间信息
地理坐标 直角坐标
Ø
2)拓扑关系表的建立
结点编码: ①②③④⑤⑥
线段编码: 123456789
多边形编码: (1)(2)(3)(4)(5)
①
1 (2)
⑤7 9(4) 8
2 (3) (1)
④
⑥
5
4
③
6 (5)
3
②
表1:线段坐标表
Ïß ¶Î
× ø ± ê ¶Ô
1 (x3,y3)… … (x1,y1)
2 (x1,y1)… … (x2,y2)
空间数据可以按照数据项、空间对象 和图形特征的不同分为各种不同的类 型
空间对象的三大基本特征:空间、属 性和时间特征
1、空间特征:是指空间对象的位置及与相
邻对象的空间关系或拓扑关系;空间数据的 拓扑关系包括拓扑邻接、拓扑关联和拓扑包 含,它们在GIS的数据处理、空间分析以及 数据库的查询与检索中,具有重要的意义。
特点:属性明显,定位隐含。
一)栅格数据的取值方法
栅格结构的数据获取途径:人 工采样、将矢量地图转换为栅格地 图、扫描、影像
栅格数据的取值方法 :①中心 点法;②面积占优法;③长度占优 法;④重要性法
1、 中心点法
中心点法是将栅格中心点的值作为本 栅格元素的值。多用于连续分布地理要 素。图所示的栅格结构,用中心点法得 编码方案如下:
• 线性四叉树有四进制和十进制两种,十 进制四叉树的地址码又称Morton码。
•
3)四叉树优点
• a 具有可变分辨率。它能够按图形特征、 自动调整分割尺寸和层次,即能精确表 示图形的细节部分,又可以根据图形结 构除去不必要存储量,所以这样编码效 率高;
• b 具有区域性质,适合于图形图象的分析 运算;
2、属性特征:是指空间对象的专题属性
3、时间特征:是指空间对象随着时间演变
而引起的空间和属性特征的变化。
二、 空间数据结构基础
空间位置
空间数据
性必 然
地
带
理
定性特征
要
有 一
素
定
特
定量特征
属性数据
征
的 属
名称
钩必
然 要 与 空 间 数 据 挂
第三节 空间数据结构的类型
数据结构:数据记录的编排方式以及 它们相互关系的描述。不同类型的数据, 只有按照一定的数据结构进行组织,并 将它映射到计算机存储器中,才能进行 存贮、检索、处理和分析。在GIS中, 数据结构是系统完善的一个关键,它不 仅决定了数据操作的效率,同时也影响 了系统的灵活性和通用性。
N/6 WN / 5
EN /7
W/4
E/0
3,1,7,0,1,2,3,4,5,6
WS / 3
ES / 1
S/2
4,1,6,7,0,1,2,3,4,5
3.游程长度编码
• 所谓游程是指按行的顺序连续且属性值 相同的若干栅格。
• 游程长度的记录方式有两种 ①记录每个游程起(迄)列号 ②记录每个游程象元数
2. 拓扑关系
非拓扑属性:两点之间的距离; 一 个点指向另一个点的方向;弧段的长度; 一个区域的周长;一个区域的面积。
拓扑属性(拓扑关系): 一个点在 一个弧段的端点; 一个简单弧段不会自 相交; 一个点在一个区域的边界上; 一 个点在一个区域的内部; 一个点在一个 区域的外部; 一个点在一个环的内部; 一个简单面是一个连续的面 。
3、简单数据结构的缺点 ①数据冗余,相邻多边形的公共边易产 生分歧 ②实体互相独立,缺乏联系 ③岛弧处理比较困难
二)拓扑型数据结构
拓扑结构是明确定义空间关系的一种数学方法
1.拓扑概念 • 拓扑一词来自于希腊文,
意思是“形状的研究”。 • 拓扑学是几何学的一个分
支,它研究在拓扑变换下 能够保持不变的几何属 性——拓扑属性
一、矢量数据结构
概念:矢量数据结构是利用欧几里得几 何学中的点、线、面及其组合体来表示地理 实体空间分布的一种数据组织方式。
类型:矢量数据结构分为简单数据结构 (也称面条数据结构)、拓扑数据结构和曲 面数据结构。
特点:属性隐含,定位明显。 拓扑数据结构最重要的技术特征和贡献 是具有拓扑编辑功能,包括多边形连接编辑 和结点连接编辑。
栅格结构 矢量结构
地理编码
• 属性信息或 专题信息
数字 代码
两者通过序号 或关键字段连 接
三、地理信息的地图表示来自1、地图坐标椭球体
地理坐标
地
(球面坐标)
椭球体定位
:椭球面与地表面或局域地面 更吻合,且短轴与地轴一致。
图
坐
北京坐标系、西安坐标系、WGS84坐标系……
标
国家坐标系 平面坐标
地方坐标系
三) TIN结构
1、不规则三角网(TIN)——表达地形表面 Triangulated Irregular Network
4 3
C
B 5
D
6
AE
2
1
2、TIN的主要特征
1)TIN由一系列三角形组成 2)三角形顶点都是一些特征点 3)每个三角形的坡度、坡向均一 4)三角形大小随地形变化而变 5)尽可能是等边三角形 6)三角形外接圆内没有其它点 7)与Voronoi多边形(泰森多边形)对偶 8)以拓扑方式存储
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。
第二节 地理空间数据及其特征
一、GIS的空间数据
三角形 A B C D E
节点 1,5,6 4,5,6 3,4,6 2,3,6 1,2,6
二、栅格数据结构
概念:栅格数据结构指将空间分割成 各个规则的网格单元,然后在各个格 网单元内赋以空间对象相应的属性值 的一种数据组织方式;
类型:栅格数据结构分为栅格矩阵结 构、游程编码结构、四叉树数据结构、 八叉树数据结构和十六叉树数据结构。
2、 面积占优法
面积占优法是把栅格中占有最大面积的属 性值定为本栅格元素的值。图所示的栅格 结构用面积占优法得编码方案为:
3、长度占优法
长度占优法是将网格中心画一横线,然后 用横线所占最长部分的属性值作为本栅格 元素的值。图3-10所示的栅格结构,用长 度占优法得编码方案如下:
4、重要性法
重要性法往往突出某些主要属性,对于这些 属性,只要在栅格中出现,不管所占比例大 小,就把该属性作为本栅格元素的值,在图 3-10中假设D属性具有特殊的重要性,则用 重要性法得编码方案如下
• c 便于岛的分析,便于同栅格矩阵之间进 行转换。因此越来越受到GIS工作人员的 关注。
6. 八叉树(三维空间信息的数据结构)
许多问题要求GIS能处理三维的空间信息。 例如,研究矿藏资源地下分布情况、研究不 同深度土壤肥力情况等。
在二维数据结构中,将第三维坐标,如高 程,作为属性值来处理。由于它只能对地形 表面进行模拟,无法对模型进行三维操作, 因此常称它为2.5维空间信息。
P5
P4
N6
C10
弧段号
C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10
起结点
N1 N3 N1 N1 N2 N4 N5 N4 N7 N3
终结点
N2 N2 N3 N4 N5 N5 N6 N6 N7 N6
左多边形 右多边形
P2
P1
P1
P4
P1
Ø
Ø
P2
P2
P4
P3
P2
P3
P4
Ø
P3
P4
P5
P4
一)简单型数据结构
1、实体是指地图的基本元素:点、线、面
对象
P
P(x1,y1)
L (x2,y2)……(xn,yn)
R1 (xn+1,yn+1)…… (xn+1,yn+1)
R1
L R2 (xm+1,ym+1)…… (xm+1,ym+1)
R2
坐标表示和属性表示之间共享同一识别码
2、简单数据结构的优点 结构简单、直观,编码容易
二)栅格数据的编码方法
1.直接编码--无压缩编码 将栅格数据看作是一个数据矩阵,逐行或 逐列逐个记录代码
A,A,B,B,B A,C,C,C,A D,C,C,A,A D,D,C,A,A D,D,A,A,A
2.链式编码(边界链码):它是从某一起
点开始用沿八个基本方向前进的单位矢
量链来表示线状地物或多边形的边界。
① 逐行记录每个游程的 迄点列号
A,2,B,5 A,1,C,4,A,5 D,1,C,3,A,5 D,2,C,3,A,5 D,2,A,5
②记录每个游程象元数
A,2,B,3 A,1,C,3,A,1 D,1,C,2,A,2 D,2,C,1,A,2 D,2,A,3
4、块式编码
• 块式编码是将游程扩大到两维情况,把 多边形范围划分成若干具有同一属性的 正方形,然后对各个正方形进行编码。
3. 拓扑数据结构
1) 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
拓扑数据举例 C4
N4 N1
C1 P2
C6
C8
P1 C3
P3 N2 C5 N5
C2 C9
N3
C7 N7
3、TIN关系表
4 3
C
B 5
D
6
AE
2
坐标表
节点 1 2 3 4 5 6
坐标 X1,Y1,Z1 X2,Y2,Z2 X3,Y3,Z3 X4,Y4,,Z4 X5,Y5,Z5 X6,Y6,Z6
1 三角形关系表 三角形/节点关系表
三角形 A B C D E
临近关系 B,E A,C B,D C,E A,D
第二章 GIS数据结构
• 第一节 地理空间及其表达 • 第二节 地理空间数据及其特征 • 第三节 空间数据结构的类型 • 第四节 空间数据结构的建立
第一节 地理空间及其表达
一、地理空间的概念
“地理空间”(geo-spatial) 一般包括 地理空间定位框架及其所连接的空间对象; 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;目前,我国采用的大地坐标系为 1980年中国国家大地坐标系,现在规定的 高程起算基准面为1985国家高程基准。
… ……
9
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(5)
④
⑥
5
4 6
3 ②
4、简单型与拓扑型数据结构比较
1)两者都是目前最常用的数据结构模型 简单(实体)型代表软件为MapInfo 拓扑型代表软件为ARC/INFO
2)它们各具特色:简单型虽然会产生数据 冗余和歧异,但易于编辑;拓扑型消除 了数据的冗余和歧异,但操作复杂,甚 至会产生新的数据冗余。
世界大地测量坐标系WGS-84 全球定位系统GPS的卫星星历数据和定
位解都是以1984年建立的世界大地测量坐标 系WGS-84作为坐标框架,目前已被普遍采 用于工程测量和定位导航。WGS-84坐标系 的几何定义如下图
Z轴 a=6378137 =298.257223563
X轴
地球质心
指向零子午线
Y轴
1)常规四叉树编码
常规四叉树编码的基本思想:不仅记录 每个结点值,还记录中间结点(结点 的一个前趋结点及4个后继结点),以 反映结点之间联系。因此,常规四叉 树所占内外存空间比较大,同时还增 加了操作的复杂性。所以它主要用在 数据索引和图象索引等方面。
•
2)线性四叉树编码
• 线性四叉树编码的基本思想:不需记录 中间节点和使用指针,仅记录叶节点, 并用地址码表示叶节点的位置。
二、空间实体的表达
在计算机中,现实世界是以数字和 字符形式来表达和记录的;对现实世界 的各类空间对象的表达有两种方法,分 别称为矢量表示法和栅格表示法。
道 河
湖泊
路
流
居民地
空间数据的计算机表示:指通过利用确定 的数据结构和数据模型来表达空间对象的空 间位置、拓扑关系和属性信息。
• 空间信息
地理坐标 直角坐标
Ø
2)拓扑关系表的建立
结点编码: ①②③④⑤⑥
线段编码: 123456789
多边形编码: (1)(2)(3)(4)(5)
①
1 (2)
⑤7 9(4) 8
2 (3) (1)
④
⑥
5
4
③
6 (5)
3
②
表1:线段坐标表
Ïß ¶Î
× ø ± ê ¶Ô
1 (x3,y3)… … (x1,y1)
2 (x1,y1)… … (x2,y2)
空间数据可以按照数据项、空间对象 和图形特征的不同分为各种不同的类 型
空间对象的三大基本特征:空间、属 性和时间特征
1、空间特征:是指空间对象的位置及与相
邻对象的空间关系或拓扑关系;空间数据的 拓扑关系包括拓扑邻接、拓扑关联和拓扑包 含,它们在GIS的数据处理、空间分析以及 数据库的查询与检索中,具有重要的意义。
特点:属性明显,定位隐含。
一)栅格数据的取值方法
栅格结构的数据获取途径:人 工采样、将矢量地图转换为栅格地 图、扫描、影像
栅格数据的取值方法 :①中心 点法;②面积占优法;③长度占优 法;④重要性法
1、 中心点法
中心点法是将栅格中心点的值作为本 栅格元素的值。多用于连续分布地理要 素。图所示的栅格结构,用中心点法得 编码方案如下:
• 线性四叉树有四进制和十进制两种,十 进制四叉树的地址码又称Morton码。
•
3)四叉树优点
• a 具有可变分辨率。它能够按图形特征、 自动调整分割尺寸和层次,即能精确表 示图形的细节部分,又可以根据图形结 构除去不必要存储量,所以这样编码效 率高;
• b 具有区域性质,适合于图形图象的分析 运算;
2、属性特征:是指空间对象的专题属性
3、时间特征:是指空间对象随着时间演变
而引起的空间和属性特征的变化。
二、 空间数据结构基础
空间位置
空间数据
性必 然
地
带
理
定性特征
要
有 一
素
定
特
定量特征
属性数据
征
的 属
名称
钩必
然 要 与 空 间 数 据 挂
第三节 空间数据结构的类型
数据结构:数据记录的编排方式以及 它们相互关系的描述。不同类型的数据, 只有按照一定的数据结构进行组织,并 将它映射到计算机存储器中,才能进行 存贮、检索、处理和分析。在GIS中, 数据结构是系统完善的一个关键,它不 仅决定了数据操作的效率,同时也影响 了系统的灵活性和通用性。
N/6 WN / 5
EN /7
W/4
E/0
3,1,7,0,1,2,3,4,5,6
WS / 3
ES / 1
S/2
4,1,6,7,0,1,2,3,4,5
3.游程长度编码
• 所谓游程是指按行的顺序连续且属性值 相同的若干栅格。
• 游程长度的记录方式有两种 ①记录每个游程起(迄)列号 ②记录每个游程象元数
2. 拓扑关系
非拓扑属性:两点之间的距离; 一 个点指向另一个点的方向;弧段的长度; 一个区域的周长;一个区域的面积。
拓扑属性(拓扑关系): 一个点在 一个弧段的端点; 一个简单弧段不会自 相交; 一个点在一个区域的边界上; 一 个点在一个区域的内部; 一个点在一个 区域的外部; 一个点在一个环的内部; 一个简单面是一个连续的面 。
3、简单数据结构的缺点 ①数据冗余,相邻多边形的公共边易产 生分歧 ②实体互相独立,缺乏联系 ③岛弧处理比较困难
二)拓扑型数据结构
拓扑结构是明确定义空间关系的一种数学方法
1.拓扑概念 • 拓扑一词来自于希腊文,
意思是“形状的研究”。 • 拓扑学是几何学的一个分
支,它研究在拓扑变换下 能够保持不变的几何属 性——拓扑属性
一、矢量数据结构
概念:矢量数据结构是利用欧几里得几 何学中的点、线、面及其组合体来表示地理 实体空间分布的一种数据组织方式。
类型:矢量数据结构分为简单数据结构 (也称面条数据结构)、拓扑数据结构和曲 面数据结构。
特点:属性隐含,定位明显。 拓扑数据结构最重要的技术特征和贡献 是具有拓扑编辑功能,包括多边形连接编辑 和结点连接编辑。
栅格结构 矢量结构
地理编码
• 属性信息或 专题信息
数字 代码
两者通过序号 或关键字段连 接
三、地理信息的地图表示来自1、地图坐标椭球体
地理坐标
地
(球面坐标)
椭球体定位
:椭球面与地表面或局域地面 更吻合,且短轴与地轴一致。
图
坐
北京坐标系、西安坐标系、WGS84坐标系……
标
国家坐标系 平面坐标
地方坐标系
三) TIN结构
1、不规则三角网(TIN)——表达地形表面 Triangulated Irregular Network
4 3
C
B 5
D
6
AE
2
1
2、TIN的主要特征
1)TIN由一系列三角形组成 2)三角形顶点都是一些特征点 3)每个三角形的坡度、坡向均一 4)三角形大小随地形变化而变 5)尽可能是等边三角形 6)三角形外接圆内没有其它点 7)与Voronoi多边形(泰森多边形)对偶 8)以拓扑方式存储