矢量数据结构编码的基本内容

矢量数据结构编码的基本内容
矢量数据结构是通过记录坐标的方式，用点、线、面等基本要素尽可能精确地来表示各种地理实体, 点用空间坐标对表示，线用一串坐标对表示，面为由线形成的闭合多边形。

矢量数据表示的坐标空间是连续的，可以精确定义地理实体的任意位置、长度、面积等。

（一）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，如控制点、电线杆、水井等。

在矢量数据结构中，除点实体的x，y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, 如控制点的等级、点名，电线杆的电力或通讯、高低压，水井的自流或机动等。

点实体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。

图9-8说明点实体的矢量数据结构的一种组织方式。

图9-8 点实体的矢量结构图
（二）线实体
线实体为一串由两对以上的x、y坐标定义、能反映各类线性特征的直线元素的集合。

线实体通常用n个坐标对组成,主要用于描述连续而复杂的线状地物，如道路、河流、等高线等符号线和多边形边界。

通常也称为“弧”和“链”。

它的矢量编码相对来说也是比较简单的，其中包括如下内容：
1)唯一标识码：用来建立系统的排列
序号。

2) 线标识码：用来确定该线的类型。

3) 起，终点：可以用点号或坐标表示。

4) 坐标对序列：确定线的形状，在一定 距离内，坐标对越多,则每个小线段越短，且
与实体曲线越逼近。

5) 显示信息：显示时采用的文本或符号，如线的虚实、粗细等。

6) 其它非几何属性。

若线与结点一起构成网络，则产生线与线之间的连接判别问题，即拓扑关系中的连通性。

因此还需要在线的数据结构中建立“指针”指示其连接方向。

除此以外，在结 点上还应记录有交汇线 的夹角，这样才能建 图9-9 (a) 某城市道路路线图
立起正确的网络。

连通性关系对于网络中路 径搜寻，如最佳路径计算和全网络流程分析都是非常重要的。

图9-9(a) 为某一城市道路路线图，现要选择一条从A 1到达A 2最优行车路线。

在各结点上汇集的连接线段列于图9-9 (b)表中（文字含义与实际表不相符）。

从线段——结点表可
以找出，从A 1到达A 2有：A 1-1-2-7-11-14-A 2 A 1-1-2-6-8-10-14-A 2 A 1-1-2-7-11-14-A 2 A 1-1-2-6-9-10-14-A 2 A 1-1-2-6-9-10-14-A 2 A 1-1-2-7-12-10-14-A 2 A 1-1-3-5-9-10--14-A 2 等多条路线，然后根据道路具体条件，进行路径最优确定。

图9-9 (b) 某城市道路线段连通性关系
数据表
线 段 坐 标 表 线段 ——结点表
2
单行线
（三）面实体
对于面实体，人们常采用闭合多边形的概念，它是描述地理空间信息的最重要的一类数据，行政区、土地类型、植被分布等具有名称属性和分类属性的地理实体均可用闭合多边形（有时称区域）来表示。

用于GIS的多种专题制图都必须处理闭合多边形问题。

研究多边形数据结构的目的是描述它的拓扑特征如形状、相邻关系、层次结构等。

闭合多边形数据结构的构造方法对多边形的要求如下:
①组成地图的每一个闭合多边形应有唯一的形状、周长和面积。

任何规则街区也不能设想它们具有完全一样的形状和大小。

对土壤或地质图上的多边形来说更不可能有相同的形状和大小。

②地理分析要求的数据结构应能够记录每一个闭合多边形的邻域关系。

③专题图上的闭合多边形并不都是同一等级的多边形，而可能是多边形内联套一些小多边形（次级,也称“洞”），例如湖泊的水涯线与土地利用图上各多边形同级，而湖中的岛屿则为“洞”。

闭合多边形矢量编码方法很多，常用的是拓扑结构法，所谓拓扑结构是指确定各地理实体关系的数学模型。

为了准确描述空间目标的位置和空间关系，在涉及空间目标的角度、方向、距离、和面积时，应以几何坐标为基础运用解析几何方法来分析；在涉及空间目标之间的“相邻”、“相连”、“包容”、“里面”、“外面”等关系时，则采用拓扑几何的方法来解决。

拓扑结构数据模型的用途之一就是在进行空间分析时可基于空间关系而不必使用坐标数据，许多空间分析，如综合分析或连通性分析都是很费时的运算，只有使用拓扑数据，才能提高计算速度。

如果不用拓扑数据，可能会由于计算时间过长而不能容忍。

因此，许多GIS系统都尽可能采用拓扑矢量数据结构。

图9-10 (a)、(b) 、(c)表示了拓扑结构的面实体的矢量结构数据组织情况。

图9-10 (a) 面实体的多边形结构图中：
B i—多边形编号L i—边界弧段编号
P6
B0
图 9-10 (b) 面实体的拓扑数据之一
图 9-10 (c) 面实体的拓扑数据之二。