第三章 地理信息系统的空间数据结构汇总

地
理土 编码对象：属性数据
地 信
编码过程：分类、分级、编码
信
息
分类，将具有共同属性或特征的事物或现象
息
系系
归并在一起；
统统
分级，对事物或现象的数量或特征进行等级
原
划分，包括确定分级数和分级线；
理
编码，指定属性数据的代码的方法和过程。
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（1）空间对象分类
地 ① 分类的原则
理土
Hale Waihona Puke Baidu
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(2) 线实体
地 • 有长度、方向、曲率，但无宽度和高度
理土
• 用来描述线状实体，通常在网络分析中使用较多
地 信
• 度量实体距离
信
息
息
系系
统统
原
理
香港城市道路网分布
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(3) 面实体
地 • 具有长和宽的目标
理土 • 通常用来表示自然或人工的封闭多边形
地 信
• 一般分为连续面和不连续面
信
息 息
系系
统统
原
理
中国土地利用现状图 (不连续面）
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地 理土 地 信 信 息 息 系系 统统 原 理
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不连续变化曲面，如土壤、 森林、草原、土地利用等， 属性变化发生在边界上，面 的内部是同质的。
连续变化曲面：如地形起 伏，整个曲面在空间上曲 率变化连续。
地 科学性、系统性、可扩性、实用性、兼容性
信
信
息 息
稳定性、不受比例尺限制、灵活性
系系 ② 分类的方法
统统 原
线分类法 是按照分类对象的从属和层次
理 关系为排列顺序的一种代码，它的优点是能明
确表示出分类对象的类别，代码结构有严格的
隶属关系。
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土地利用类型
7
地
理土
地 信
信
耕地
园地
息
系系
面：
统统
位置:(x1,y1),(x2,y2),…,(xi,yi),…,(xn,yn)
属性：符号变化
原
等值线
理
空间实体地图表达 (矢量法）
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地
理土
遥感传感器平台
地 信
信 息 息
系系
统统
传感器
原
理
空间实体遥感表达 (栅格法）
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3.1.1 空间实体类型
第三章 地理信息系统的空间数据结构
地
理土
§3.1 空间实体及其表达
地
信 信
§3.2 空间数据模型
息
息 系系
§3.3 矢量数据结构
统统
§3.4 栅格数据结构
原
理
§3.5 矢栅一体化数据结构
§3.6 曲面数据结构
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§3.1 空间实体及其表达
地 地理空间(现实世界) (Geographic Space)是指地
原
>500m： 8
理
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（2）空间对象编码
地 在空间对象的属性数据中，有一部分是与几何数据的
理土 地
表示密切有关的。例如，道路的等级、类型等，决定着道路符号的 形状、色彩、尺寸等。在GIS中，通常把这部分属性数据用编
信 信
码的形式表示，并与几何数据一起管理起来。
息 息
编码原则：唯一性 合理性 可扩性 简单性 适用性
(4) 体实体
地 理土
• 有长、宽、高的目标
地 • 通常用来表示人工或自然的三维目标，如建筑、矿
信 信
体等三维目标
息 息
系系
统统
原
香港理工大学
理
校园建筑
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3.1.2 空间实体的描述
地 编码：区别不同的实体，包括分类码和识别码。分类
理土
码 表识空间对象的类别，而识别码对每个空间对象进
系系 规范性
统统 类型：数字 字母 数字字母混合型
原
理 GIS中的代码类型：分类码(主码） 识别码（子码）
编码方案：层次分类码 多源分类码
息
系系 面，每个面中又可以分成很多彼此独立的若干
统统
原 个类目。优点是具有较大的弹性，易于添加和
理
修改类目。
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地
理土
河流特性分类与编码
地
通航情况 流水季节
河流长度
河流宽度
河流深度
信
信 息 息 系系
统统
通航： 1 不通航：2
常年河：1 时令河：2 消失河：3
< 1 km： 1 < 2 km： 2 < 5 km： 3 < 10 km：4 > 10 km：5
地
行标识，是唯一的。
信
信 息
位置：坐标形式给出空间对象的空间位置
息 系系
类型：空间对象所属的实体类型，或有那些实体组成
统统 行为：空间对象所具备的行为和功能
原 属性：空间对象所对应的非几何信息
理 说明：实体数据来源、精度等
关系：与其他实体之间的关系
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1. 空间对象编码
林地
牧草地 居民点及公矿用地 交通用地
水域
未利用地
息
71
72
73
74
75
75
76
77
息
系系
统统
原
有林地
731
灌木地 732
疏林地 733
未成林林地 734
迹地 735
理
针叶树疏林地 7331
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阔叶树疏林地 7332
地
理土
面分类法 是将给定的分类对象按选定的
地
信
信 息
若干个属性或特征分成彼此互不依赖的若干方
理土 地
球表面及近地表空间 ，上至大气电离层、下至地
信 信
壳与地幔交界的莫霍界面。地理空间存在着复杂
息 息
的空间事物或地理现象。
系系
统统 原
地理空间实体(空间实体)是对复杂地理事物
和现象进行简化抽象得到的结果。空间实体具有4个
理
基本特征：空间位置特征（位置、大小、形状、分布）、
属性特征、时间特征和空间关系（如拓扑关系、顺序关
系、度量关系）。
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空间实体的认知与抽象过程
地
理土
地 信
信
息 息
现实世界
系系
统统 特征
原 关系
理 行为
观察
选择 抽象 综合
空间数据
地图 遥感影像
测量：位置 编码：属性 建立关系： 表达
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地
理土
点：位置：（x，y） 属性：符号
地
信 信 息
线：位置:(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn) 属性：符号—形状、颜色、尺寸
<1 m ： 1 1 ~ 2 m： 2 2 ~ 5 m： 3 5 ~ 20 m： 4 20 ~ 50 m：5 >50m： 6
5 ~ 10 m ： 1 10 ~ 20 m： 2 20 ~ 30 m： 3 30 ~ 60 m： 4 60 ~ 120 m： 5 120 ~300 m：6
300 ~500 m：7
地
点状实体 ：零维
理土
地 信
线状实体：一维
信
息 息
面状实体：二维
系系
统统
体状实体：三维
原
理
时间：通常以第四维表达，但目前GIS还
很难处理时间属性。
空间实体维数与比例尺相关！
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(1) 点实体
地
理土
• 有位置，无宽度和长度；
地 • 抽象的点
信
信
息 息
系系
统统
原
理
美国佛罗里达洲地震监测站2002年9月该洲 可能的500个地震位置