第三章空间数据模型第3节矢量数据模型
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n
长度 [(xi xi1)2 ( yi yi1)2 ]1/ 2 i2
平面投影距离为地图学研究广泛采用。
二维矢量-面
• 表示空间的一个面状要素 • 由一组闭合弧段所包围的空间区域 • 又称多边形
描述二维矢量的特征参数
• 面积：
– 二维面积： – 三维面积：表面积（计算复杂）和投影面积
（常用）
一、基本概念
• 现实世界和矢量表达 • 位置和边界被清楚地记录 • 对象可以被识别 • 属性值与对象相联系 • 空间关系可以清晰表达
二、关系数据模型和关系表
1. 定义 2. 数据结构 3. 关系表的基本操作 4. GIS 中关系表的应用
1、定义
• 在关系数据模型中，数据是以简单的记录形 式集中表达的，
Polygon Representation
A
B
x1, y1 x2, y2 x5, y5 x6, y6 x7, y7 x8, y8 x1, y1
x2, y2 x3, y3 x4, y4 x6, y6 x5, y5 x2, y2
(x4, y4)
点 目 录 方
法
P1 (x1, y1)
P2 (x2, y2)
(a)
(b)
(c)
(d)
一维矢量自身的可能空间关系
(x1, y1) (x1, y1)
(xn, yn) (x(1x,ny,1y)n) (x1, y1)
(a) (xn,yn)
(b)
(xn, yn)
A
KI
H
J
BC
G
Leabharlann Baidu
F
E
D
(c)
一维矢量具有方向、长度
方向：即有起始结点和终止结点 长度：可以用以下方式表达：
– 二维欧氏空间（x1,y1),(x2,y2),…(xn,yn) – 三维欧氏空间（x1,y1,z1),(x2,y2 , z2),…(xn,yn , zn) – 起点和终点称为结点（node),其它点称拐点
(vertex)
矢量模型（vector model)
一维矢量线
• 一维矢量可以闭合，但不能与自身相交 • 闭合时，首位相接， （x1,y1)=(xn,yn) 或（x1,y1,z1)=(xn,yn,zn) • 如果相交，则应以交点为界，将其分成几个一维矢量
引入欧氏空间的距离概念：
n
长度 [(xi xi1)2 ( yi yi1)2 ]1/ 2 i2
在三维空间中一维矢量的距离有两种概念一为沿路程距离，表示为
n
长度 [(xi xi1)2 ( yi yi1)2 （zi zi1)2 ]1/ 2 i2
另一种为平面投影距离，二维平面的定义相同：
P3 (x3, y3)
B A
P5 (x5, y5)
P8 (x8, y8)
P7 (x7, y7) P6 (x6, y6)
P4 (x4, y4)
Point Directory Method
Polygon Representation
AB
P1
P2
P2
P3
P5
• 每一条记录代表一个事实（永久相关的值） • 记录的集合组成一个二维表
– 行(row )被称为记录(record)，代表一个对象及其 相关的属性值
– 列(column)也称为字段(field)或项（item）代表一 个属性
• 例子：学生信息表
2、数据结构
• 多少字段，应该是什么 • 字段名: Field Name (Item Name): • 字段类型: Field Type (Item Type):
三、矢量数据模型（ Spaghetti Model）
1) 实体与实体模型 (Spaghetti Model)
(a)定义
点、线、面要素的表达
(b)解释
(1) 简单列表表达（Simple lists） (2) 点目录（Point directory）
(c) Spaghetti models的比较 (d) 总结（Summary）:
• 选择 （Select）
– 选择条件用如下格式表达：
• Field_name = Value
– 多个条件时用 “and”/ “or”连接
• 相关 （Relate）和 联接 （Join）
Locate Misco
Locate Misco
Join
4、GIS 中关系表的应用
属性表和图形的连接
关系数据库中GIS属性表的存储
第三章 空间数据模型
主要内容
第一节 关系数据模型 第二节 栅格数据模型 第三节 矢量数据模型 第四节 矢量数据模型TIN 第五节 空间数据模型比较 第六节 属性数据与空间数据的连接 第七节 数据模型发展趋势
第三节 矢量数据模型
一．基本概念 二．关系数据模型和关系表 三．矢量数据模型（ Spaghetti Model ） 四．矢量数据模型（拓扑数据模型）
(1) 地理要素被当成单个对象对待
空间边界可以被清晰的编码
(2)对象之间没有关系
要素间的空间拓扑不被记录
矢量表达法
• 不同的空间特征具有不同的矢量维数
– 0维矢量-点：即空间中的一个点，没有大小、 方向，二维和三维欧氏空间中为：（x,y),(x,y,z)
– 一维矢量-线：空间中的线划要素或空间对象间 的边界，也称为弧段、链
• 凹凸性：形态描述 • 单调性： • 走向、倾角和倾向：地形、地层描述中常
用的概念，是三维空间中曲面法向矢量的 另外一种描述方法
空间曲面
• 矢量实现方法多样 • 常用等值线法、剖面法
三维矢量-体
• 指三维空间中的实体 • 由一组或多组闭合曲面所包围的空间对象 • 2维 面 • 2.5维 表面（surface） • 3维 体
矢量图形及简化模型
结点
弧段
多边形
(a)矢量图形
结点、中间点 弧段
多边形 （b）矢量模型
点 、 线 、 面 的 表 达
简 单 列 表 方 法
(x1, y1) (x8, y8)
(x2, y2)
(x3, y3)
B A
P5 (x5, y5)
(x7, y7)
(x6, y6)
Simple List Method
– 字符型 (Character) – 整型( Integer) – 实型 (Real) – 日期型 (Date)
• 字段宽度: Field width (size): • ArcView示例
3、关系表的基本操作
• 搜索 （Search）
– 穷尽搜索 Exhaustive Search (学生姓名列表未排序) – 二进制搜索 Binary Search (学生姓名列表未排序）
长度 [(xi xi1)2 ( yi yi1)2 ]1/ 2 i2
平面投影距离为地图学研究广泛采用。
二维矢量-面
• 表示空间的一个面状要素 • 由一组闭合弧段所包围的空间区域 • 又称多边形
描述二维矢量的特征参数
• 面积：
– 二维面积： – 三维面积：表面积（计算复杂）和投影面积
（常用）
一、基本概念
• 现实世界和矢量表达 • 位置和边界被清楚地记录 • 对象可以被识别 • 属性值与对象相联系 • 空间关系可以清晰表达
二、关系数据模型和关系表
1. 定义 2. 数据结构 3. 关系表的基本操作 4. GIS 中关系表的应用
1、定义
• 在关系数据模型中，数据是以简单的记录形 式集中表达的，
Polygon Representation
A
B
x1, y1 x2, y2 x5, y5 x6, y6 x7, y7 x8, y8 x1, y1
x2, y2 x3, y3 x4, y4 x6, y6 x5, y5 x2, y2
(x4, y4)
点 目 录 方
法
P1 (x1, y1)
P2 (x2, y2)
(a)
(b)
(c)
(d)
一维矢量自身的可能空间关系
(x1, y1) (x1, y1)
(xn, yn) (x(1x,ny,1y)n) (x1, y1)
(a) (xn,yn)
(b)
(xn, yn)
A
KI
H
J
BC
G
Leabharlann Baidu
F
E
D
(c)
一维矢量具有方向、长度
方向：即有起始结点和终止结点 长度：可以用以下方式表达：
– 二维欧氏空间（x1,y1),(x2,y2),…(xn,yn) – 三维欧氏空间（x1,y1,z1),(x2,y2 , z2),…(xn,yn , zn) – 起点和终点称为结点（node),其它点称拐点
(vertex)
矢量模型（vector model)
一维矢量线
• 一维矢量可以闭合，但不能与自身相交 • 闭合时，首位相接， （x1,y1)=(xn,yn) 或（x1,y1,z1)=(xn,yn,zn) • 如果相交，则应以交点为界，将其分成几个一维矢量
引入欧氏空间的距离概念：
n
长度 [(xi xi1)2 ( yi yi1)2 ]1/ 2 i2
在三维空间中一维矢量的距离有两种概念一为沿路程距离，表示为
n
长度 [(xi xi1)2 ( yi yi1)2 （zi zi1)2 ]1/ 2 i2
另一种为平面投影距离，二维平面的定义相同：
P3 (x3, y3)
B A
P5 (x5, y5)
P8 (x8, y8)
P7 (x7, y7) P6 (x6, y6)
P4 (x4, y4)
Point Directory Method
Polygon Representation
AB
P1
P2
P2
P3
P5
• 每一条记录代表一个事实（永久相关的值） • 记录的集合组成一个二维表
– 行(row )被称为记录(record)，代表一个对象及其 相关的属性值
– 列(column)也称为字段(field)或项（item）代表一 个属性
• 例子：学生信息表
2、数据结构
• 多少字段，应该是什么 • 字段名: Field Name (Item Name): • 字段类型: Field Type (Item Type):
三、矢量数据模型（ Spaghetti Model）
1) 实体与实体模型 (Spaghetti Model)
(a)定义
点、线、面要素的表达
(b)解释
(1) 简单列表表达（Simple lists） (2) 点目录（Point directory）
(c) Spaghetti models的比较 (d) 总结（Summary）:
• 选择 （Select）
– 选择条件用如下格式表达：
• Field_name = Value
– 多个条件时用 “and”/ “or”连接
• 相关 （Relate）和 联接 （Join）
Locate Misco
Locate Misco
Join
4、GIS 中关系表的应用
属性表和图形的连接
关系数据库中GIS属性表的存储
第三章 空间数据模型
主要内容
第一节 关系数据模型 第二节 栅格数据模型 第三节 矢量数据模型 第四节 矢量数据模型TIN 第五节 空间数据模型比较 第六节 属性数据与空间数据的连接 第七节 数据模型发展趋势
第三节 矢量数据模型
一．基本概念 二．关系数据模型和关系表 三．矢量数据模型（ Spaghetti Model ） 四．矢量数据模型（拓扑数据模型）
(1) 地理要素被当成单个对象对待
空间边界可以被清晰的编码
(2)对象之间没有关系
要素间的空间拓扑不被记录
矢量表达法
• 不同的空间特征具有不同的矢量维数
– 0维矢量-点：即空间中的一个点，没有大小、 方向，二维和三维欧氏空间中为：（x,y),(x,y,z)
– 一维矢量-线：空间中的线划要素或空间对象间 的边界，也称为弧段、链
• 凹凸性：形态描述 • 单调性： • 走向、倾角和倾向：地形、地层描述中常
用的概念，是三维空间中曲面法向矢量的 另外一种描述方法
空间曲面
• 矢量实现方法多样 • 常用等值线法、剖面法
三维矢量-体
• 指三维空间中的实体 • 由一组或多组闭合曲面所包围的空间对象 • 2维 面 • 2.5维 表面（surface） • 3维 体
矢量图形及简化模型
结点
弧段
多边形
(a)矢量图形
结点、中间点 弧段
多边形 （b）矢量模型
点 、 线 、 面 的 表 达
简 单 列 表 方 法
(x1, y1) (x8, y8)
(x2, y2)
(x3, y3)
B A
P5 (x5, y5)
(x7, y7)
(x6, y6)
Simple List Method
– 字符型 (Character) – 整型( Integer) – 实型 (Real) – 日期型 (Date)
• 字段宽度: Field width (size): • ArcView示例
3、关系表的基本操作
• 搜索 （Search）
– 穷尽搜索 Exhaustive Search (学生姓名列表未排序) – 二进制搜索 Binary Search (学生姓名列表未排序）