地图数据模型优秀课件
合集下载
《地图数据结构》PPT课件
并产生数据冗余。为了消除裂缝，需要二次编辑。
②点位字典法
以公用点位字典为基础建立一些系统，这克服了独立实体编码的某些局限 性 。点位字典包含地图上每一个边界点的坐标，然后建立点、线、面的边 界表，它们由点位序号构成。即：
点位字典表：点号、坐标（X，Y）
点实体：标志码，地物编码，点号
线实体：标志码，地物编码，（点号1，……点号n）
面实体：标志码，地物编码，（点号1，……点号n，点号1）
下图是两种表述方法的比较：
1
2
20
15
7A
108
B6
3
55
C
0
4
0 5 10 15 20
1
7
8B
6
5
6
12
7A
3 3 3
5C
4
独立实体编码
多边形 A B C
地物编码 T301 T302 T305
坐标数据项
X1，Y1；X2，Y2；X3，Y3；X7，Y7； X1，Y1 X1，Y1；X7，Y7；X3，Y3；X6，Y6；X5，Y5；X8，Y8； X1，Y1
4
第二章 地 图 数 据 结 构
5
(3)面(多边形)实体
面(多边形)实体是维数为2的实体，由一个封闭 的坐标点序列外加内点表示，是对湖泊、岛屿、地块等现
象的描述。
具有以下特征：
周长； 面积；岛或非岛；内岛或齿状；重 叠性等 内面：不包括边界的面
广义多边形（其他多边形覆盖面的周边
以外的面，它没有外环，有一个或多个内环）
结点：表示线的终点和起点； 节点：它是两条或多条连线或链的拓扑连结点
拐点：表示线段和弧段的内部点（特殊的节点）。
(2)线实体（亦称为线段、弧、链、环等）
地图分析与PPT课件
下图所示为某场地的地形图，假设要求将原 地貌按照挖填平衡的原则改造成水平面，土 方量的计算步骤如下：
1、 在地形图上绘制方格网
方格网大小取决于地形的复杂程度、地形图 比例尺的大小和土方计算的精度要求，
一 般 地 ， 方 格 边 长 为 图 上 2cm, 相 当 于 地 面 10M*10M,20M*20M。
在科学研究、生产实践、国防建设中所需要 的坡度资料和数据，一般都是从大比例尺地 形图上量测获得的。
（一）坡度的表示方法
图上两点间的坡度，是由两点间的高差和 水平距离所决定的，具体表示方法有两种。
1.用坡度角表示
式中α为坡度角；D为两点间水平距离；h为 两点间高差。
从上式可以看出，坡度角与水平距离和高差 之间存在余切关系。当知道两点间水平距离 和高差，：
平行线是在所要画的剖面图上按垂直高程 （如图所示0米、250米、750米……）引出 来的，垂直虚线是从剖面图AB与等高线的每 个交点上开始，向矩形底边（如图所示的MN） 引出的垂线。
5. 定位：
依据原图中控制点的高程，确定剖面图中点 位，如图所示中的。
6. 点点相连：
d
d
d
d
d d
dd
六、 确定汇水面积
汇水面积的边界是指某地能汇集雨水的实际边界。它 是一系列分水线即山脊线的连线。汇水面积边界线 的特点是： 边界线是通过一系列山脊线以及各山头、鞍部的曲 线，并与河道指定断面形成的闭合环线。
七、绘制剖面图
（一）按指定方向绘制纵断面图
在进行道路、隧道、管线等工程设计时，需 要了解两点之间的地面起伏情况，这时，可 根据地形图中的等高线来绘制断面图。
x
二、确定两点之间的距离
假设须测出已知点A
1、 在地形图上绘制方格网
方格网大小取决于地形的复杂程度、地形图 比例尺的大小和土方计算的精度要求，
一 般 地 ， 方 格 边 长 为 图 上 2cm, 相 当 于 地 面 10M*10M,20M*20M。
在科学研究、生产实践、国防建设中所需要 的坡度资料和数据，一般都是从大比例尺地 形图上量测获得的。
（一）坡度的表示方法
图上两点间的坡度，是由两点间的高差和 水平距离所决定的，具体表示方法有两种。
1.用坡度角表示
式中α为坡度角；D为两点间水平距离；h为 两点间高差。
从上式可以看出，坡度角与水平距离和高差 之间存在余切关系。当知道两点间水平距离 和高差，：
平行线是在所要画的剖面图上按垂直高程 （如图所示0米、250米、750米……）引出 来的，垂直虚线是从剖面图AB与等高线的每 个交点上开始，向矩形底边（如图所示的MN） 引出的垂线。
5. 定位：
依据原图中控制点的高程，确定剖面图中点 位，如图所示中的。
6. 点点相连：
d
d
d
d
d d
dd
六、 确定汇水面积
汇水面积的边界是指某地能汇集雨水的实际边界。它 是一系列分水线即山脊线的连线。汇水面积边界线 的特点是： 边界线是通过一系列山脊线以及各山头、鞍部的曲 线，并与河道指定断面形成的闭合环线。
七、绘制剖面图
（一）按指定方向绘制纵断面图
在进行道路、隧道、管线等工程设计时，需 要了解两点之间的地面起伏情况，这时，可 根据地形图中的等高线来绘制断面图。
x
二、确定两点之间的距离
假设须测出已知点A
数字地形模型(DTM) ppt课件
ppt课件 30
5.1.3 通视分析
5类通视问题 已知一个或一组观察点，找出某一地形的可见区 域。 欲观察到某一区域的全部地形表面，计算最少观 察点数量。 在观察点数量一定的前提下，计算能获得的最大 观察区域。 以最小代价建造观察塔，要求全部区域可见。 在给定建造代价的前提下，求最大可见区。
ppt课件 31
基于网格dem的通视算法
1）点对点通视 2）点对线通视 3）点对区域通视
ppt课件
32
1）点对点通视
已知视点V坐标为（x0,y0,z0），以及P点坐标（x1,y1,z1）。 DEM为二维数组Z[M][N]，则V为（m0,n0,Z[m0,n0]），P为 （m1,n1,Z[m1,n1]）。计算过程如下： 使用Bresenham直线算法，生成V到P的投影直线点集{x , y}，K=||{x , y}||, 并得到直线点集{x , y}对应的高程 数据{Z[k], ( k=1,...K-1 )}，这样形成V到P的DEM剖面 曲线。 以V到P的投影直线为X轴，V的投影点为原点，求出视线在 X-Z坐标系的直线方程： H [k ] Z [m0 ][n0 ] Z [m1 ][n1 ] k Z [m ][n
ppt课件 7
2.2 等高线模型
每一条等高线对应一个已知的高程值，这样一系 列等高线集合和它们的高程值一起就构成了一种 地面高程模型—等高线模型。 等高线通常被存成一个有序的坐标点对序列 需要一种插值方法来计算落在等高线外的其它点 的高程 等高线通常可以用二维的链表或图来存储
ppt课件
ppt课件
9
不规则三角网（TIN）数据存储方式
• TIN的数据存储方式比格网DEM复杂，不仅要存储 每个点的高程，还要存储其平面坐标、节点连接 的拓扑关系，三角形及邻接三角形等关系。 TIN模 型在概念上类似于多边形网络的矢量拓扑结构， 只是TIN模型不需要定义“岛”和“洞”的拓扑关 2 1 1 X Y Z 系。 顶点 邻接三角形
5.1.3 通视分析
5类通视问题 已知一个或一组观察点，找出某一地形的可见区 域。 欲观察到某一区域的全部地形表面，计算最少观 察点数量。 在观察点数量一定的前提下，计算能获得的最大 观察区域。 以最小代价建造观察塔，要求全部区域可见。 在给定建造代价的前提下，求最大可见区。
ppt课件 31
基于网格dem的通视算法
1）点对点通视 2）点对线通视 3）点对区域通视
ppt课件
32
1）点对点通视
已知视点V坐标为（x0,y0,z0），以及P点坐标（x1,y1,z1）。 DEM为二维数组Z[M][N]，则V为（m0,n0,Z[m0,n0]），P为 （m1,n1,Z[m1,n1]）。计算过程如下： 使用Bresenham直线算法，生成V到P的投影直线点集{x , y}，K=||{x , y}||, 并得到直线点集{x , y}对应的高程 数据{Z[k], ( k=1,...K-1 )}，这样形成V到P的DEM剖面 曲线。 以V到P的投影直线为X轴，V的投影点为原点，求出视线在 X-Z坐标系的直线方程： H [k ] Z [m0 ][n0 ] Z [m1 ][n1 ] k Z [m ][n
ppt课件 7
2.2 等高线模型
每一条等高线对应一个已知的高程值，这样一系 列等高线集合和它们的高程值一起就构成了一种 地面高程模型—等高线模型。 等高线通常被存成一个有序的坐标点对序列 需要一种插值方法来计算落在等高线外的其它点 的高程 等高线通常可以用二维的链表或图来存储
ppt课件
ppt课件
9
不规则三角网（TIN）数据存储方式
• TIN的数据存储方式比格网DEM复杂，不仅要存储 每个点的高程，还要存储其平面坐标、节点连接 的拓扑关系，三角形及邻接三角形等关系。 TIN模 型在概念上类似于多边形网络的矢量拓扑结构， 只是TIN模型不需要定义“岛”和“洞”的拓扑关 2 1 1 X Y Z 系。 顶点 邻接三角形
《地图数学基础》课件
表达的内容和尺度来决定。
03
地图比例尺
比例尺定义与表示
比例尺定义
地图上的长度与实际地面相应长度之 间的比例关系。
比例尺表示
通常以分数形式表示，如1:10000， 表示地图上1单位长度代表实际地面 10000单位长度。
比例尺与地图精度
比例尺越大，地图精 度越高，表示的地物 地貌越详细。
地图精度还受到地图 投影、制图方法等因 素的影响。
城市规划与管理
地图数学基础在城市规划与管理 中发挥着重要作用，如城市空间 布局规划、城市交通规划、城市 环境监测等。
自然资源管理
地图数学基础在自然资源管理中 应用广泛，如土地资源调查、森 林资源监测、水资源管理等。
灾害监测与应急响
应
地图数学基础能够为灾害监测和 应急响应提供精确的地理信息支 持，如地震、洪涝、火灾等灾害 的监测和预警。
展和地理信息系统的普及，地图数学基础逐渐成为地理信息科学领域的
研究热点。
02
当前研究热点
目前，地图数学基础的研究热点包括地图自动综合、空间数据挖掘、时
空数据分析等方向，这些方向的研究成果将不断推动地图数学基础的进
步和发展。
03
未来展望
随着人工智能、大数据等技术的不断发展，地图数学基础将在智慧城市
、环境保护、公共安全等领域发挥更加重要的作用，其理论和方法也将
THANKS
感谢观看
不断创新和完善。
02
地图投影
投影分类
等面积投影
等方位投影
保持面积不变，但形状和方向可能会 改变。
保持方向不变，但面积和距离可能会 改变。
等距离投影
保持距离不变，但面积和方向可能会 改变。
第10章地图分析——地图学课件PPT
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
新编地图学教程
（第二版）
电子教案
高等教育出版社 高等教育电子音像出版社
第 10 章 地图分析
第 10 章 地图分析
第1节 地图分析的数学方法 第2节 地图分析的作用 第3节 阅读分析 第4节 图解分析 第5节 复合分析 第6节 地学信息图谱
《新编地图学教程》（第二版） 第10章 地图分析
地图是空间信息的模糊集合。 模糊综合评判：在一个准备评判的对象集内，对每一个对 象赋予一个评判指标，按评判指标的大小进行对象排序，以判 定最佳对象。
本章首页 本节首页
《新编地图学教程》（第二版） 第10章 地图分析
第 1 节 结束 13
第 10 章
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
新编地图学教程
（一）单幅地图
从地图的动态表示符号中获取要素动态变化的信息。 定点符号的扩张、动线法。 同一要素的不同范围界线。
制图对象动态变化的表达
《新编地图学教程》（第二版） 第10章 地图分析
本章首页 本节首页 17
第2节 地图分析的作用 三、研究现象的动态变化
（二）多幅地图
研究空间信息在 位置、形状、范围、 面积等方面的变化。
张宏敏《数学在地图分析中的应用》：
地图分析是指将地图作为空间模型，采用各种方法对客 观现实（现象）进行分析，从而使地图用户从地图上获取所 需要的信息。
《新编地图学教程》（第二版） 第10章 地图分析
本章首页 本节首页 4
第1节 地图分析的数学方法
第10章 地图分析
一、地图上采集数据的统计抽样
从总体中抽取部分样本进行研究。 抽样结构：点抽样、线抽样、面抽样。 用于面状分布地图。 常用抽样方法：随机抽样、系统抽样。
新编地图学教程
（第二版）
电子教案
高等教育出版社 高等教育电子音像出版社
第 10 章 地图分析
第 10 章 地图分析
第1节 地图分析的数学方法 第2节 地图分析的作用 第3节 阅读分析 第4节 图解分析 第5节 复合分析 第6节 地学信息图谱
《新编地图学教程》（第二版） 第10章 地图分析
地图是空间信息的模糊集合。 模糊综合评判：在一个准备评判的对象集内，对每一个对 象赋予一个评判指标，按评判指标的大小进行对象排序，以判 定最佳对象。
本章首页 本节首页
《新编地图学教程》（第二版） 第10章 地图分析
第 1 节 结束 13
第 10 章
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
新编地图学教程
（一）单幅地图
从地图的动态表示符号中获取要素动态变化的信息。 定点符号的扩张、动线法。 同一要素的不同范围界线。
制图对象动态变化的表达
《新编地图学教程》（第二版） 第10章 地图分析
本章首页 本节首页 17
第2节 地图分析的作用 三、研究现象的动态变化
（二）多幅地图
研究空间信息在 位置、形状、范围、 面积等方面的变化。
张宏敏《数学在地图分析中的应用》：
地图分析是指将地图作为空间模型，采用各种方法对客 观现实（现象）进行分析，从而使地图用户从地图上获取所 需要的信息。
《新编地图学教程》（第二版） 第10章 地图分析
本章首页 本节首页 4
第1节 地图分析的数学方法
第10章 地图分析
一、地图上采集数据的统计抽样
从总体中抽取部分样本进行研究。 抽样结构：点抽样、线抽样、面抽样。 用于面状分布地图。 常用抽样方法：随机抽样、系统抽样。
第3章 电子地图的数据模型
拓扑关系：拓扑变化下的拓扑不变量，如邻接关系、关联关系和 包含关系等 方位关系：实体在地理空间中的某种顺序，如左右、东南西北等 度量关系：用地理空间中的度量来描述的实体之间的关系，实体 之间的距离
§3.1 基本概念
地理空间实体 特征：
属性特征:是与地理空间实体相联系的、具有地理意义
三维空间数据模型 时空数据模型
§3.2 地理空间认知模型
基于域（场）的地理空间认知模型 把地理空间中的事物和现象作为连续的变量或体来看 待，根据不同的应用可以表示为二维的，也可表示为 三维的
§3.2 地理空间认知模型
基于域（场）的地理空间认知模型
在空间信息系统中，场模型一般指的是栅格模型， 其主要特点就是用二维划分覆盖整个连续空间。划分可 以是规则的或不规则的，通常是采用正多边形作为划分 的单位，如三角形、方格、六边形等。
§3.2 地理空间认知模型
方位空间关系
方位空间关系指的是空间实体之间的上下、前后、左右、东西南北等 顺序关系。可以根据实体类型分为：多边形－多边形、多边形－线、多 边形－点、线－线、线－点、点－点之间的方位空间关系。 点－点方位空间关系最好确定，只需计算两点连线与某一基准方向的 夹角即可。多边形－点、线－点方位空间关系也可以在一定程度上简化 为点－点方位空间关系。 其余方位空间关系的计算就相对复杂得多了，目前尚未有很好的解决 办法。
第三章 电子地图的数据模型
绪 §3.1 §3.2 §3.3 §3.4 §3.5 基本概念 概念模型(地理空间认知) 地理信息的描述方法 空间数据结构 空间数据库模型
绪
数据模型(Data Model) 数据结构： 指对实体类型和实体间联系的表示和实现； 数据操作： 指对数据库的检索和更新（包括插入、删除、 修改）两大类操作； 完整性约束： 给出数据模型动态特性的描述和限定。
§3.1 基本概念
地理空间实体 特征：
属性特征:是与地理空间实体相联系的、具有地理意义
三维空间数据模型 时空数据模型
§3.2 地理空间认知模型
基于域（场）的地理空间认知模型 把地理空间中的事物和现象作为连续的变量或体来看 待，根据不同的应用可以表示为二维的，也可表示为 三维的
§3.2 地理空间认知模型
基于域（场）的地理空间认知模型
在空间信息系统中，场模型一般指的是栅格模型， 其主要特点就是用二维划分覆盖整个连续空间。划分可 以是规则的或不规则的，通常是采用正多边形作为划分 的单位，如三角形、方格、六边形等。
§3.2 地理空间认知模型
方位空间关系
方位空间关系指的是空间实体之间的上下、前后、左右、东西南北等 顺序关系。可以根据实体类型分为：多边形－多边形、多边形－线、多 边形－点、线－线、线－点、点－点之间的方位空间关系。 点－点方位空间关系最好确定，只需计算两点连线与某一基准方向的 夹角即可。多边形－点、线－点方位空间关系也可以在一定程度上简化 为点－点方位空间关系。 其余方位空间关系的计算就相对复杂得多了，目前尚未有很好的解决 办法。
第三章 电子地图的数据模型
绪 §3.1 §3.2 §3.3 §3.4 §3.5 基本概念 概念模型(地理空间认知) 地理信息的描述方法 空间数据结构 空间数据库模型
绪
数据模型(Data Model) 数据结构： 指对实体类型和实体间联系的表示和实现； 数据操作： 指对数据库的检索和更新（包括插入、删除、 修改）两大类操作； 完整性约束： 给出数据模型动态特性的描述和限定。
数字地形模型ppt课件
➢ 线模式：等高线是表示地形最常见的形式。其它的 地形特征线也是表达地面高程的重要信息源，如山脊 谷底线等； ➢ 点模式：用离散采样数据点建立DEM是DEM建立 常用方法之一。数据采样可按规则格网采样，可以是 密度一致的或不一致的；可以是不规则采样，如不规 则三角网；也可以有选择性地采样，采集三峰、洼坑、 边界等重要特征点。
DEM表示方法
数学方法
➢ 用数学方法来表达，可以采用整体拟合方法，即根 据区域所有的高程点数据，用傅里叶级数和高次多项 式拟合统一的地面高程曲面； ➢ 也可用局部拟合方法，将地表复杂表面分成正方形 规划区域或面积大致相等的不规则区域进行分块搜索， 根据有限个点进行拟合形成高程曲面
DEM表示方法
图形表示法
精品课件
第二步，扩展形成三角网。以初始三角形的三条 边为初始基线，利用利用空外接圆准则或张角最 大准则寻找能与该三条初始基线形成Delaunay三角 形的D、E、F点。
在该过程中要注意：
初始边界将整个区域分成两个部分，搜寻第三点 一般是在初始三角形另一个顶点异侧范围内进行。 例如若初始三角形为ABC，初始边界为AB，第三 个顶点为C，能与三角形ABC共用AB边的另一个 三角形为ABD，D点要位于AB边的另一侧，而不 能与C同侧。
DEM主要表示模型
➢ 有许多种表达TIN拓扑结构的存储方式，一般来讲， 对于每一个三角形、边和节点都对应一个记录，三 角形的记录包括三个指向它三个边的记录的指针； 边的记录有四个指针字段，包括两个指向相邻三角 形记录的指针和它的两个顶点的记录的指针；也可 以直接对每个三角形记录其顶点和相邻三角形。
精品课件
三角网生长算法
从生长过程的角度，三角网生长算法分为收缩生 长算法和扩张生长算法。收缩生长算法是先形成 整个数据域的数据边界（凸壳），并以此开始逐 步缩小直至形成整个三角网。收缩生长算法与数 据点的分布密度有关，实际情况往往比较复杂， 例如当边界收缩后一个完整的区域可能会分解成 若干个互相独立的子区域，这就增加了三角剖分 的复杂性。扩张生长算法与收缩算法过程刚好相 反，该算法是从一个三角形开始向外层层扩展， 最终形成覆盖整个区域的三角网
DEM表示方法
数学方法
➢ 用数学方法来表达，可以采用整体拟合方法，即根 据区域所有的高程点数据，用傅里叶级数和高次多项 式拟合统一的地面高程曲面； ➢ 也可用局部拟合方法，将地表复杂表面分成正方形 规划区域或面积大致相等的不规则区域进行分块搜索， 根据有限个点进行拟合形成高程曲面
DEM表示方法
图形表示法
精品课件
第二步，扩展形成三角网。以初始三角形的三条 边为初始基线，利用利用空外接圆准则或张角最 大准则寻找能与该三条初始基线形成Delaunay三角 形的D、E、F点。
在该过程中要注意：
初始边界将整个区域分成两个部分，搜寻第三点 一般是在初始三角形另一个顶点异侧范围内进行。 例如若初始三角形为ABC，初始边界为AB，第三 个顶点为C，能与三角形ABC共用AB边的另一个 三角形为ABD，D点要位于AB边的另一侧，而不 能与C同侧。
DEM主要表示模型
➢ 有许多种表达TIN拓扑结构的存储方式，一般来讲， 对于每一个三角形、边和节点都对应一个记录，三 角形的记录包括三个指向它三个边的记录的指针； 边的记录有四个指针字段，包括两个指向相邻三角 形记录的指针和它的两个顶点的记录的指针；也可 以直接对每个三角形记录其顶点和相邻三角形。
精品课件
三角网生长算法
从生长过程的角度，三角网生长算法分为收缩生 长算法和扩张生长算法。收缩生长算法是先形成 整个数据域的数据边界（凸壳），并以此开始逐 步缩小直至形成整个三角网。收缩生长算法与数 据点的分布密度有关，实际情况往往比较复杂， 例如当边界收缩后一个完整的区域可能会分解成 若干个互相独立的子区域，这就增加了三角剖分 的复杂性。扩张生长算法与收缩算法过程刚好相 反，该算法是从一个三角形开始向外层层扩展， 最终形成覆盖整个区域的三角网
《地图数据模型》课件
地图数据模型能够描述地理要素的空间关系和属性关系，为空间分析提供基础数据和支撑，有助于深入挖掘地 理信息的价值。
02
地图数据模型基础
地图数据模型定义
地图数据模型定义
地图数据模型是一种用于描述地图数 据的抽象模型，它规定了地图数据的 组织方式、属性、空间关系以及数据 交换等方面的规范。
地图数据模型的作用
及辅助决策等操作。
02导航系统ຫໍສະໝຸດ 地图数据模型在导航系统中广泛应用，用于描述道路网络、交通状况等
信息。导航系统可以利用地图数据模型进行路径规划、实时导航以及交
通流量分析等操作。
03
遥感应用
地图数据模型还可以应用于遥感数据处理和分析中，如卫星遥感图像的
几何校正、辐射定标等操作。通过地图数据模型，遥感应用能够更好地
地图数据模型的定义与分类
地图数据模型是描述地图要素属性和关系的抽象模型，根据不同的分类标准，可 以分为不同的类型。
地图数据模型的重要性
地图数据模型在GIS中的核心地位
地图数据模型是GIS的核心组成部分，它决定了地图数据的组织、处理和应用方式，对于提高地理信息的应用价 值具有重要意义。
地图数据模型在空间分析中的作用
案例分析：使用地图数据模型解决实际问题
案例一：城市规划 使用地图数据模型分析城市空间布局和发展潜力。
结合人口分布和经济数据，为城市规划提供决策支持。
案例分析：使用地图数据模型解决实际问题
案例二：灾害应急响 应
优化救援路线和物资 分配，提高应急响应 效率。
利用地图数据模型快 速评估灾区受灾情况 和资源需求。
理解和利用地理信息数据。
03
常见地图数据模型介绍
GIS地图数据模型
02
地图数据模型基础
地图数据模型定义
地图数据模型定义
地图数据模型是一种用于描述地图数 据的抽象模型，它规定了地图数据的 组织方式、属性、空间关系以及数据 交换等方面的规范。
地图数据模型的作用
及辅助决策等操作。
02导航系统ຫໍສະໝຸດ 地图数据模型在导航系统中广泛应用，用于描述道路网络、交通状况等
信息。导航系统可以利用地图数据模型进行路径规划、实时导航以及交
通流量分析等操作。
03
遥感应用
地图数据模型还可以应用于遥感数据处理和分析中，如卫星遥感图像的
几何校正、辐射定标等操作。通过地图数据模型，遥感应用能够更好地
地图数据模型的定义与分类
地图数据模型是描述地图要素属性和关系的抽象模型，根据不同的分类标准，可 以分为不同的类型。
地图数据模型的重要性
地图数据模型在GIS中的核心地位
地图数据模型是GIS的核心组成部分，它决定了地图数据的组织、处理和应用方式，对于提高地理信息的应用价 值具有重要意义。
地图数据模型在空间分析中的作用
案例分析：使用地图数据模型解决实际问题
案例一：城市规划 使用地图数据模型分析城市空间布局和发展潜力。
结合人口分布和经济数据，为城市规划提供决策支持。
案例分析：使用地图数据模型解决实际问题
案例二：灾害应急响 应
优化救援路线和物资 分配，提高应急响应 效率。
利用地图数据模型快 速评估灾区受灾情况 和资源需求。
理解和利用地理信息数据。
03
常见地图数据模型介绍
GIS地图数据模型
《数字地形模型》PPT课件
3）立体像对法 资料来源于张超主编的《地理信息系统教程》所配光
4）曲面拟合法
根据有限个离散点的高程，采用多项式或样条函数求得拟合公式，再逐个计 算各点的高程，得到拟合的DEM。可反映总的地势，但局部误差较大。 可分为： 整体拟合：根据研究区域内所有采样点的观测值建立趋势面模型。特点是不 能反映内插区域内的局部特征。 局部拟合：利用邻近的数据点估计未知点的值，能反映局部特征。
5）等值线插值法
资料来源 于张超主 编的《地 理信息系 统教程》 所配光盘
三、DEM 的应用
（一） 基于DEM的信息提取 1、坡度 定义为地表单元的法向与Z轴的夹角，即切平面与水平面的夹角。
在计算出各地表单元的坡度后，可对不同的坡度设定不同的灰度级，可得 到坡度图。 2、坡向
坡向是地表单元的法向量在水平面上的投影与X轴之间的夹角， 在计算出每个地表单元的坡向后，可制作坡向图，通常把坡向分为东、南、 西、北、东北、西北、东南、西南8类，再加上平地，共9类，用不同的色彩 显示，即可得到坡向图。 （Grid DEM上制作坡度、坡向图） 3、地表粗造度（破碎度） 是反映地表的起伏变化和侵蚀程度的指标，一般定义为地表单元的曲面面积 与其水平面上的投影面积之比。 4、高程变异分析
返回
二、DEM建立 1、数据获取与处理
1）数据采集
选点采集
沿断面采集
资料来源于张超主编的《地理信 息系统教程》所配光盘
2) 数据处理 资料来源于张超主编的《地理信息系统教程》所配光盘
2、DEM 生成
1）人工网格法 在地形图上蒙上格网，逐格 读取中心点或交点的高程值。
2）三角网法
对有限个离散点，每三个邻近点 联结成三角形，每个三角形代表 一个局部平面，再根据每个平面 方程，可计算各格网点高程，生 成DEM。
地图数据结构ppt课件
34
跟踪骨架线
• 得到骨架线后，跟踪就是把骨架线转换为 矢量图形的坐标序列。
• 1从上到下，从左至右搜索骨架线的起点， 记下坐标，并设置灰度值为负。
• 2 按该点的八邻域方向跟踪下一点，若没有， 跟踪结束，转第一步；若有，记下该点的 坐标，并以此点为中心点按八邻域跟踪， 此点灰度值设为负。
35
拓扑化
18
如图只有2、3、4、5、10、11、12、16、22、23、28、33、 34、35、38、42、43、46、50可以将中心点剥去
19
查找表
查找表为二值图像处理提供了简洁而有效的方法。考虑一个像素的３乘３ 邻域。由于在这个邻域范围有９个像素，每个像素有两个状态（二值图像， 取０，１），那么整个邻域不同状态的总数量为２^9=512 .这样，我们可 以相对不同的情况（５１２种），来安排对应的输出值，而这５１２种可 能是事先预知的，给每一个单元（一共９个单元）分别安排不同的权值，
39
作业2
s
用种子填充 算法以及扫 描线算法， 写出以s作为 种子点的填 充顺序！
40
游程长度编码方法
41
线性四叉树压缩算法
42
链码
43
计算机地图制图矢量数据处理算法
44
点状符号：是在地图对象定位点上用几何图形 表示地图对象属性的符号。 点状符号的属性包括：图形类型、符号大小、 边框颜色和填充颜色。几何图形一般有十字符、 三角形、正方形、圆形和五角星等。
21
11 11 111 111 111 11 1 1 11 1 11 11 1
22
边缘跟踪与剥皮算法
栅格细化时, 先找到一个位于线划栅格边缘上的像元, 接着以此像元为 中心, 按一定顺序( 如顺时针方向) 检测其8 个邻域的颜色值。通过检测 可以同时达到两个目的,一是判断本中心像元应不应该被置为“0”; 二 是找到与本中心像元相邻的边缘像元, 以便继续“剥皮”和跟踪。如此 循环反复, 继续找到下一个边缘像元作为本中心像元, 一直跟踪到线划 栅格一侧边缘的下一个边缘像元为起始像元。按此方法得到细化栅格 后, 再根据细化后栅格像元值的相邻关系, 按顺序连接成折线, 经过光滑 等处理, 最后就能得到理想的矢量数据。上述方法中判定本中心像元是 否应当被置为“0”的条件是不符合图2 的图形就置为“0”。
跟踪骨架线
• 得到骨架线后，跟踪就是把骨架线转换为 矢量图形的坐标序列。
• 1从上到下，从左至右搜索骨架线的起点， 记下坐标，并设置灰度值为负。
• 2 按该点的八邻域方向跟踪下一点，若没有， 跟踪结束，转第一步；若有，记下该点的 坐标，并以此点为中心点按八邻域跟踪， 此点灰度值设为负。
35
拓扑化
18
如图只有2、3、4、5、10、11、12、16、22、23、28、33、 34、35、38、42、43、46、50可以将中心点剥去
19
查找表
查找表为二值图像处理提供了简洁而有效的方法。考虑一个像素的３乘３ 邻域。由于在这个邻域范围有９个像素，每个像素有两个状态（二值图像， 取０，１），那么整个邻域不同状态的总数量为２^9=512 .这样，我们可 以相对不同的情况（５１２种），来安排对应的输出值，而这５１２种可 能是事先预知的，给每一个单元（一共９个单元）分别安排不同的权值，
39
作业2
s
用种子填充 算法以及扫 描线算法， 写出以s作为 种子点的填 充顺序！
40
游程长度编码方法
41
线性四叉树压缩算法
42
链码
43
计算机地图制图矢量数据处理算法
44
点状符号：是在地图对象定位点上用几何图形 表示地图对象属性的符号。 点状符号的属性包括：图形类型、符号大小、 边框颜色和填充颜色。几何图形一般有十字符、 三角形、正方形、圆形和五角星等。
21
11 11 111 111 111 11 1 1 11 1 11 11 1
22
边缘跟踪与剥皮算法
栅格细化时, 先找到一个位于线划栅格边缘上的像元, 接着以此像元为 中心, 按一定顺序( 如顺时针方向) 检测其8 个邻域的颜色值。通过检测 可以同时达到两个目的,一是判断本中心像元应不应该被置为“0”; 二 是找到与本中心像元相邻的边缘像元, 以便继续“剥皮”和跟踪。如此 循环反复, 继续找到下一个边缘像元作为本中心像元, 一直跟踪到线划 栅格一侧边缘的下一个边缘像元为起始像元。按此方法得到细化栅格 后, 再根据细化后栅格像元值的相邻关系, 按顺序连接成折线, 经过光滑 等处理, 最后就能得到理想的矢量数据。上述方法中判定本中心像元是 否应当被置为“0”的条件是不符合图2 的图形就置为“0”。
地图学地形图PPT课件
2.2 地形图的分幅编号
分幅是指用图廓线分割制图区域，其图廓线 圈定的范围成为单独图幅。图幅之间沿图廓线相 互拼接。
通常有矩形分幅和经纬线分幅两种分幅形式。
2.2 地形图的分幅编号 1) 矩形分幅与编号
按一定大小（36cmX46cm)的矩形进行分幅， 并从左至右，自上而下编号。
46cm
36cm 1
５）鞍部 两个山头之间的低凹部位。 等高线由山脊与山谷等高线组成。
窄短鞍部
窄长鞍部
平宽鞍部
综
合 地 貌 形 态 及 其 等 高 线 形 状
典
型 地 貌 及 其 等 高 线 形 状
§５ 地形图量测
５.１ 确定点的高程
1）当待定点处在等高线上时，则该等高线的高
程即该点的高程。
2）如待定点不处在等高线上时，则需要通过量
测求得。
AE=4MM，AB=12MM
A
130
E
B
AB高差为5米
则按比例得：
125
４ 12
=
X 5
X=1.66M
E=130M-1.66M=128.34M
５.２ 长度量测
１）直线长度 比规法、直尺法
２）曲线长度 （1） 两脚规法 （2） 曲线计法（机械、电子）
５.３面积量测
１）方格法
方格数乘以比例尺的平方。 ２）求积仪法（机械、电子）
§3 地形图符号
我国地形图的符号由国家测绘部门统一制定， 称为图式。
1958年图式
1988年图式
3.1 地形图图式符号
３.2 地形图符号的定位原则
１）依比例符号的定位 符号的轮廓即为物体的轮廓，在图上的位置即为真实位置。
２）半依比例符号的定位
Geodatabase数据模型概述精品PPT课件
第2讲 Geodatabase数据模型概述
11
Geodatabase按照一定的模型和规则组合空间要素数据集(Feature Dataset)，它按层次型的数据对象(Object)来组织空间数据，这些数据对 象包括：对象类、要素类、要素数据集和关系类。
对象类(Object Classes)：存储非空间数据的表(Table)；
要素数据集(Feature Datasets)：共享空间参考系统的要素类的集合；
关系类(Relationship Classes)：存储两个对象类或要素类中的实体间的关 联关系的表。
第2讲 Geodatabase数据模型概述
12
对象(Object)代表某个实体，如一栋房子、一条河流，或一名客
户。每个对象存储为一行(Row)。对象有一系列的属性，这些属性 表示对象的性质，如对象的名称、度量值、分类、标识符(关键字)。 属性存储为数据库的列(字段)。
定义了更好的要素外形
Geodatabase数据模型用直线、圆弧、椭圆弧和贝塞尔(Bezier)曲线来 定义要素的外形；
要素集是连续的
Geodatabase数据模型能容纳非常巨大的要素集而不需要进行数据分 片或其他空间分区；
多用户同时编辑地理数据
Geodatabase数据模型支持多用户分别在本地编辑要素的工作流，然 后对出现的冲突进行处理使之达成一致。
第2讲 Geodatabase数据模型概述
主要内容：
2.1 Geodatabase的发展 2.2 Geodatabase的层次结构 2.3 Geodatabase的目录视图 2.4 Geodatabase的类型 2.5 Geodatabase的访问 2.6 Geodatabase与coverage/Shapefile的比较
《地图数据模型》PPT课件
每一种模型以不同的数据抽象与表示能力来反映 客观事物，有其不同的处理数据联系的方式；
建模的目的是以最佳的方式反映本部门的业务对 象及信息流程，或以最佳的方式为用户提供访问
数据库的逻辑接口。
精选ppt
16
§4.1 模型概念
四、地图模型
地图模型是建立在严格数学基础之上的现实世 界表象的模拟模型，具有物质模型和概念模型 两个方面的特点。
精选ppt
19
§4.2 数据模型
一、概念数据模型 二、结构数据模型 三、结构数据模型示例 四、关系数据库
精选ppt
20
§4.2 数据模型
一、概念数据模型
1976年，P.P.S.Chen提出Ｅ-Ｒ模型 （Entity-Relationship Model），用Ｅ-Ｒ图来 描述概念模型。
观点：世界是由一组称作实体的基本对象和这些
精选ppt
14
§4.1 模型概念
❖ 结构数据模型
从计算机实现的观点来对数据建模。是信息 世界中的概念和联系在计算机世界中的表示 方法。一般有严格的形式化定义，以便于在 计算机上实现。如层次模型、网状模型、关 系模型、面向对象模型。
精选ppt
15
§4.1 模型概念
每一个具体的数据库都由一个相应的数据模型来 定义，数据模型最终成为一组被命名的逻辑数据 单位以及它们之间的逻辑联系所组成的全体；
模
系统图
型
功能系统图
二维的 11
§4.1 模型概念
2. 数字模型
用离散的、数学的方法表示原型。
数学模型
用数学的形式语言来描述对象。
数据模型
是关于数据和联系的逻辑组织形式的表示， 是计算机数据处理中较教高层次的数据描述，它 独立于任何的DBMS。
建模的目的是以最佳的方式反映本部门的业务对 象及信息流程，或以最佳的方式为用户提供访问
数据库的逻辑接口。
精选ppt
16
§4.1 模型概念
四、地图模型
地图模型是建立在严格数学基础之上的现实世 界表象的模拟模型，具有物质模型和概念模型 两个方面的特点。
精选ppt
19
§4.2 数据模型
一、概念数据模型 二、结构数据模型 三、结构数据模型示例 四、关系数据库
精选ppt
20
§4.2 数据模型
一、概念数据模型
1976年，P.P.S.Chen提出Ｅ-Ｒ模型 （Entity-Relationship Model），用Ｅ-Ｒ图来 描述概念模型。
观点：世界是由一组称作实体的基本对象和这些
精选ppt
14
§4.1 模型概念
❖ 结构数据模型
从计算机实现的观点来对数据建模。是信息 世界中的概念和联系在计算机世界中的表示 方法。一般有严格的形式化定义，以便于在 计算机上实现。如层次模型、网状模型、关 系模型、面向对象模型。
精选ppt
15
§4.1 模型概念
每一个具体的数据库都由一个相应的数据模型来 定义，数据模型最终成为一组被命名的逻辑数据 单位以及它们之间的逻辑联系所组成的全体；
模
系统图
型
功能系统图
二维的 11
§4.1 模型概念
2. 数字模型
用离散的、数学的方法表示原型。
数学模型
用数学的形式语言来描述对象。
数据模型
是关于数据和联系的逻辑组织形式的表示， 是计算机数据处理中较教高层次的数据描述，它 独立于任何的DBMS。
第4章-地图数据结构与地图数据库PPT课件
地图制图系统一般有点、线、面、文字注记四类基本 图元 。
安徽大学
-
计算机地图制图
17
18 January 2021
4.2 图形数据结构
4.2.1 基本图元及其特征 4.2.2 空间对象及其定义 4.2.3 图形对象的图形信息 4.2.4 图形对象的属性信息
安徽大学
-
计算机地图制图
18
18 January 2021
(3)Point
(4)MultiPoint
(5)Curve
(6)LineString/Line/LinearRing
(7)MultiCurve
(8)MultiLineString
(9)Surface
(10)Polygon
(11)MultiSurface
(12)MultiPloygon 安徽大学
-
计算机地图制图
计算机地图制图
张鹏飞 zhangpf004@
15955130295
安徽大学资源与环境工程学院
-
1
第四章 地图数据结构与地图数据库
1 图形对象的特征
4.2 图形数据结构
4.3 地图数据结构与数据组织
4.4 地图数据库
4.5 地图分层
安徽大学
-
计算机地图制图
2
18 January 2021
4.2.2 空间对象及其定义
空间对象可分为简单空间对象、复合空间 对象和复杂空间对象。
按空间图形的物理特征分类，图形可分 为基本图形和复合图形。
只包含一 个图形实 例且不能 再分割的 图形对象。
安徽大学
包含多个图 形实例，每个 图形实例按一 定的复合规则 结合到图形对 象中。 -
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
主要内容:
❖ 模型概念 ❖ 数据模型 ❖ 数据库技术与面向对象技术的结合 ❖ 地图数据基本表示方法 ❖ 空间数据模型 ❖ 地图数据结构设计 ❖ 地图数据库的数据组织与管理
§4.1 模型概念
一、数据抽象 二、模型 三、模型分类 四、地图模型
§4.1 模型概念
一、数据抽象
数据库系统是面向计算机的，而应用是面向现实 世界的，两个世界存在着很大差异，要直接将现 实世界中的语义映射到计算机世界是十分困难的， 因此引入一个信息世界作为现实世界通向计算机 实现的桥梁。
数据库的逻辑接口。
§4.1 模型概念
四、地图模型
地图模型是建立在严格数学基础之上的现实世 界表象的模拟模型，具有物质模型和概念模型 两个方面的特点。
❖ 物质模型
地图与它所反映的客观世界在结构上存在着极 大的相似性，人们可以利用这个模型来分析、 观察和认识客观世界及其联系，还可进行分析、 量算。
§4.1 模型概念
§4.1 模型概念
应用 。
概念数据模型
结构数据模型
§4.1 模型概念
❖ 概念数据模型
按用户的观点来对数据和信息建模。用于组织 信息世界的概念，表现从现实世界中抽象出来 的事物以及它们之间的联系。这类模型强调其 语义表达能力，概念简单、清晰，易于用户理 解。它是现实世界到信息世界的抽象，是用户 与数据库设计人员之间进行交流的语言。如ER模型。
观点：世界是由一组称作实体的基本对象和这些
对象之间的联系构成的。
§4.2 数据模型
实体(Entity)： 客观存在并可相互区分的事物叫实体。 如学生张三、工人李四、计算机系、数据库概论。
属性(Attribute)： 实体所具有的某一特性。一个实体可以由若干个 属性来刻画。 例如，学生可由学号、姓名、年龄、系、年级等 组成。
一方面，信息世界是对现实世界的抽象，从纷繁 的现实世界中抽取出能反映现实本质的概念和基 本关系;另一方面，信息世界中的概念和关系，要 以一定的方式映射到计算机世界中去，在计算机 系统上最终实现。信息世界起到了承上启下的作 用。
§4.1 模型概念
用户 计算机
现实世界 概念化(数据抽象）
信息世界 形式化（数据模型）
计算机世界
§4.1 模型概念
二、模型
1. 定义
模型是对现实世界的表达或描述，是现实世界的 本质反映或科学抽象，可反映事物的固有特征及 其相互联系的运动规律。
2. 模型特点
➢ 用能理解的东西表示希望了解的东西 ➢ 模型不等于被描述的对象 ➢ 是一种普遍采用的科学研究的方法
§4.1 模型概念 模型举例：
§4.1 模型概念 模型举例：
§4.1 模型概念
三、模型分类
1. 模拟模型 模拟模型以连续的方式表示对象。
建筑物模型
实
物
模
地形模型
型
抽象模型
三维的
几何图
图
像
模
系统图
型
功能系统图
二维的
§4.1 模型概念
2. 数字模型
用离散的、数学的方法表示原型。
数学模型
用数学的形式语言来描述对象。
数据模型
是关于数据和联系的逻辑组织形式的表示， 是计算机数据处理中较教高层次的数据描述，它 独立于任何的DBMS。
相同。 如学号是学生实体的码。 通讯录（姓名，邮编，地址，电话，Email，BP）
§4.2 数据模型
联系(Relationship)：
实体之间的相互关联。 如学生与老师间的授课关系，学生与学生间有班
长关系。 联系也可以有属性，如学生与课程之间有选课联
§4.1 模型概念
地图数据模型的设计，实质 是确定地图数据和表示方法，确 定数据结构形式及数据文件的组 织方式。
§4.2 数据模型
一、概念数据模型 二、结构数据模型 三、结构数据模型示例 四、关系数据库
§4.2 数据模型
一、概念数据模型
1976年，P.P.S.Chen提出Ｅ-Ｒ模型 （Entity-Relationship Model），用Ｅ-Ｒ图来 描述概念模型。
§4.1 模型概念
❖ 结构数据模型
从计算机实现的观点来对数据建模。是信息 世界中的概念和联系在计算机世界中的表示 方法。一般有严格的形式化定义，以便于在 计算机上实现。如层次模型、网状模型、关 系模型、面向对象模型。
§4.1 模型概念
每一个具体的数据库都由一个相应的数据模型来 定义，数据模型最终成为一组被命名的逻辑数据 单位以及它们之间的逻辑联系所组成的全体； 每一种模型以不同的数据抽象与表示能力来反映 客观事物，有其不同的处理数据联系的方式； 建模的目的是以最佳的方式反映本部门的业务对 象及信息流程，或以最佳的方式为用户提供访问
个实体。 实体集(Entity Set)：
同型实体的集合称为实体集。 如全体学生。
§4.2 数据模型
码(Key)：
能唯一标识实体的属性或属性组称作超码。 超码的任意超集也是超码。 其任意真子集都不能成为超码的最小超码称为候
选码。 从所有候选码中选定一个用来区别同一实体集中
的不同实体，称作主码。 一个实体集中任意两个实体在主码上的取值不能
地图数据模型
第
四
地
章
图
数
据
模
型
现实空间世界 认知与抽象
空间数据模型 计算机存储
空间数据结构 组织与管理
空间数据库
空间数据模型：间关系定义。
空间数据结构：不同空间数 据模型在计算机内的存储和 表达方式。
空间数据组织：大量计算机 化的空间数据的统一管理方 式。
域(Domain)： 属性的取值范围。 例如，性别的域为（男、女），月份的域为１到 １２的整数。
§4.2 数据模型
实体型(Entity Type)：
实体名与其属性名集合共同构成实体型。 例，学生（学号、姓名、年龄、性别、系、年
级）。 注意实体型与实体（值）之间的区别，后者是前
者的一个特例。 如(9808100，王平，21，男，计算机系，2)是一
❖ 概念模型
地图是客观世界的一种科学抽象，地图上的内容 是经过制图者思维加工的，有一定的主观因素， 用途的不同，观察的角度不同，同一客观存在会 有不同的概念模型。
数字地图是一种数据模型，是用各种不同的数据 结构来描述客观世界的。组织地图数据的方式是 多种多样的，因而地图的数据模型有不同的形式。 建立合适的地图数据模型，是地图数据库必须解 决的重要问题。