第五章空间数据组织与管理

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空间数据组织与管理课件

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空间查询
② 找出中心线长度超过“主街”的所有路段 SELECT RS1,name FROM Road_Segments RS1 WHERE ST_Length(RS1.Centerline)>
ANY(SELECT ST_Length(RS2.Centerline) FROM Road_Segments RS2 WHERE <>'主街')
子结点中矩形的最小外包矩形; ⑤ 若根结点不是叶结点,则至少包含2个子结点; ⑥ 所有的叶结点出现在同一层中; ⑦ 所有MBR的边与一个全局坐标系的坐标轴平行;
R树索引
优点 ① 采用空间聚类的方法对数据进行分区,提高了空间分区节点的利用效率; ② R树作为一棵平衡树,也降低了树的深度,提高了R树的检索效率; 缺点 ① 由于R树非叶结点的MBR允许重叠,这样会导致同一空间查询出现多条查
空间填充曲线
Hilbert曲线
2
Z曲线
1
空间填充曲线(space-filling curve)是一种降低空间维度的方法。它是一条 连续曲线,自身没有任何交叉,可以通过访问所有网络单元来填充包含均匀 网络的四边形。常用的空间填充曲Z曲线、Hilbert曲线。
空间填充曲线是一种重要的近似表示方法,将数据空间划分成大小相同的网 格,再根据一定的方法将这些网格编码,每个格指定一个唯一的编码,并在 一定程度上保持空间邻近性,即相邻的网格的标号也相邻,一个空间对象由 一组网格组成。这样可以将多维的空间数据降维表示到一维空间当中。
空间查询
Байду номын сангаас目录
01
定义
空间几何查询
02
空间定位查询
03
空间关系查询
04

空间数据组织与管理课件(PPT 56页)

空间数据组织与管理课件(PPT 56页)

空间数据库
• 空间数据库的组成
– 栅格数据库
• 栅格数据包括航空遥感影
像数据和DEM数据

– 矢量数据库
像 • 矢量数据则包括各种空间
实体数据(图形和属性数
据)
空间数据库 空间对象
图形
属性
空间数据库组成
数字 高程 模型
空间数据管理
• 空间数据的基本特征
– 空间特征
• 每个空间对象都具有空间坐标,即空间对象隐含了空间分布特 征,因此数据库应对空间数据建立空间索引
空间数据管理
• 通用数据库管理系统在管理空间数据时,面临的 问题:
– GIS中空间数据记录是变长的(存储的坐标点的数目随 空间对象的变化而变化),而一般数据库都只允许把 记录的长度设定为固定长度。另外,在存储和维护空 间数据拓扑关系方面,DBMS也存在着缺陷
矢量数据的管理
• 对于矢量数据,其位置数据和属性数据通常是分 开组织的
• 拓扑数据结构一方面虽然方便了空间数据查询和空间分析,但 另一方面也给空间数据的一致性和完整性维护增加了复杂度
• 如拓扑的面状实体仅记录组成它的弧段标识,因而进行查找、 显示和分析操作时都需要操作和检索多个数据文件
– 多尺度与多态性
• 不同观察比例尺具有不同的尺度和精度,同一地物在不同情况 下也会有形态差异
基本操作 – 地理信息表达复杂,表达单个地理实体需多个文件、多条记录,
或许包括大地网、特征坐标、拓扑关系、空间特征量测值、属性 数据的关键字以及非空间专题属性等 – 具有高度内部联系的GIS数据记录需要复杂的安全维护系统,为 了保证空间数据库的完整性,保护数据文件的完整性,保护系列 必须与空间数据一起存储,否则一条记录的改变就会使其他数据 文件产生错误

第5讲-空间数据组织与空间数据库-加密

第5讲-空间数据组织与空间数据库-加密
南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室 盛业华教授
四、面向对象式(Object Oriented) 面向对象式 )
除了将数据对象实体化以外,并将相同性质或相关联的 对象(Object)的数据及处理方法(Method)封装在类 (Class)中,而这些对象和类应符合O-O的原则,如: – – – – 封装(Encapsulation) 聚合(Classes) 继承(Inheritance) 多态性(Polymorphism) 20
4
南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室 盛业华教授
一、数据分层式(Data Layer) 数据分层式
将同区域的数据分成不同的类型或层级储存,例如依不同 地类、专题、年代等,各储存类别称作“图层” ; 传统纸质地图通常依不同的专题,如人口分布图、地质图、 地形图等,来表现不同的人文活动或是地表现象,这些图 称作专题图 (Thematic Map) ; 目前大多GIS数字图则以数据项目分层,称作数据层(Data Layer),但也常被称作图层或专题图层。 5
数据组织

x-axis
现 实 世 界
空 间 数 据
数 据 模 型
数 据 结 构
空 间 数 据 库 3
南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室
盛业华教授
5.1 空间数据的组织方式 间数据的组织方式
数据分层式(Data Layer) 空间分区式(Data Tiling) 实体式(Entity Based) (Entity 面向对象式(Object Oriented) 依照不同应用目的及数据类型,将资料以适合 的组织方式储存,并依某种连接方式架构成一 个适合于存取及管理的结构体。
拓扑文件
ID Link
属性文件

《测绘学概论》课程笔记

《测绘学概论》课程笔记

《测绘学概论》课程笔记第一章:测绘学总论1.1 测绘学的基本概念测绘学是一门研究地球形状、大小、重力场、表面形态及其空间位置的科学。

它的主要任务是对地球表面进行测量,获取地球表面的空间信息,并对其进行处理、分析和应用。

测绘学的研究对象包括地球的形状、大小、重力场、表面形态等自然属性,以及人类活动产生的各种地理现象和空间信息。

1.2 测绘学的研究内容测绘学的研究内容主要包括以下几个方面:(1)大地测量学:研究地球的形状、大小和重力场,建立地球的数学模型,为各种测量提供基准。

(2)摄影测量学:利用航空或卫星摄影技术,获取地球表面的空间信息,并通过图像处理技术对其进行解析和应用。

(3)全球卫星导航定位技术:利用卫星导航系统,如GPS、GLONASS、北斗等,进行地球表面空间位置的测量和定位。

(4)遥感科学与技术:利用遥感技术,如卫星遥感、航空遥感等,获取地球表面和大气的物理、化学和生物信息,并进行处理和应用。

(5)地理信息系统:利用计算机技术,对地理空间信息进行采集、存储、管理、分析和可视化,为地理研究和决策提供支持。

1.3 测绘学的现代发展随着科技的发展,测绘学进入了一个新的发展阶段。

现代测绘技术主要包括卫星大地测量、数字摄影测量、激光扫描、遥感技术、地理信息系统等。

这些技术的发展,使得测绘工作更加高效、精确和全面,为地球科学、资源调查、环境保护、城市规划等领域提供了强大的支持。

1.4 测绘学的科学地位和作用测绘学在科学体系中占有重要地位,它是地球科学的基础学科之一,为其他学科提供了重要的数据支持。

同时,测绘学在国民经济和国防建设中发挥着重要作用,如土地管理、城市规划、环境监测、资源调查、灾害预警等,都离不开测绘学的支持。

第二章:大地测量学2.1 概述大地测量学是测绘学的一个重要分支,主要研究地球的形状、大小、重力场及其变化,建立地球的数学模型,为各种测量提供基准。

大地测量学具有广泛的应用,如地球科学研究、资源调查、环境保护、城市规划等。

地理信息系统掌握要点集锦

地理信息系统掌握要点集锦

地理信息系统掌握要点集锦第一章绪论:1. 基本概念● 地理信息:有关地理实体和地理现象的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知● 识,是对表达地理特征和地理现象之间关系的地理数据的解释。

● 地理数据:各种地理特征和现象间关系的数字化表示。

● 地理信息系统:在计算机软、硬件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

2. GIS的定义● 地理信息系统:在计算机软、硬件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

3. 如何理解GIS?● GIS的物理外壳是计算机化的技术系统● GIS的操作对象是空间数据● GIS的技术优势在于它的空间分析能力● GIS与地理学、测绘学联系紧密4. GIS由哪几部分组成硬件基本配置软件 GIS软件空间数据人员5. GIS的主要功能有哪些?● 空间数据采集● 空间数据处理与编辑● 空间数据存储与管理● 空间查询与分析● 空间信息输出6. GIS与相关学科之间的关系GIS具有多学科交叉的特征,它既要吸取诸多相关学科的精华和营养,并逐步形成独立的边缘学科,又将被多个相关学科所运用,并推动他们的发展。

与之联系最为紧密的是地理学、制图学、计算机、测绘与遥感。

第二章地学基础:1. 基本概念● 地球椭球: 近似表示地球的形状和大小,并且其表面为等位面的旋转椭球。

(百度)● 大地体: 由大地水准面所包围的地球形体,称为大地体。

(百度)● 地图投影:将地球椭球面上的点映射到平面上的方法。

● 高斯—克吕格投影:横轴切椭圆柱等角投影,假想用一个椭圆柱横切于椭球面上投影带的中央子午线,按规定投影条件,将中央子午线两侧一定经差范围内的经纬线交点投影到椭圆柱上,并将此圆柱面展为平面,即得本投影● 横轴墨卡托投影:等角正切圆柱投影,假设地球被围在一中空的圆柱里,其标准纬线与圆柱相切接触,然后再假想地球中心有一盏灯,把球面上的图形投影到圆柱体上,再把圆柱体展开就得到一幅选定标准纬线上的“墨卡托投影”绘制出的地图● 兰勃特等角投影:正轴等角割圆锥投影,设想用一个正圆锥割于球面两标准纬线,应用等角条件将地球面投影到圆锥面上,然后沿一母线展开,即为兰勃特投影平面。

J05 空间数据组织与管理

J05 空间数据组织与管理

系统的整体性能,它是空间数据库和地理信息系统的一 项关键技术。
空间索引一般采用自顶向下、逐级划分空间的各种数据
结构。
5.4 空间索引
对 象 范 围 索 引
D
B C 查询窗口
A E F
图5.13 基于实体范围的空间数据检索
5.4 空间索引
格网索引
21 20 17 16 5 4 1 0 23 22 19 18 7 29 28 25 24 13 12 9 8 31 30 27 26 15 14 11 10 53 52 49 48 37 36 33 32 55 54 51 50 39 38 35 34 61 60 57 56 45 44 41 63 62 59 58 47 46 43 42
5.4 空间索引
D
B C 查询窗口
A E F
基于实体范围的空间数据检索
5.4 空间索引
空间索引:指依据空间对象的位置和形状或空间
对象之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一 种数据结构,其中包含有空间对象的概要信息。
空间索引介于空间操作算法和空间对象之间。 空间索引的性能的优劣直接影响空间数据库和地理信息
图形用户界面
属性用户界面
图形处理系统
DBMS
图形处理
DBMS 图形文件库 属性数据库
图形文件库
属性数据库 图5.5 图形和属性结合的混合处理模式
图5.4 图形数据和属性数据的连接方式
5.2 空间数据管理
文件-关系数据库管理的缺点:
1. 属性数据和图形数据通过ID联系起来,使查询 运算,模型操作运算速度慢; 2. 数据发布和共享困难;
影像数据003
影像数据004
影像数据005

空间数据的安全管理制度

空间数据的安全管理制度

一、总则为加强空间数据安全管理,确保国家地理信息安全,维护国家安全和社会公共利益,依据《中华人民共和国国家安全法》、《中华人民共和国测绘法》等相关法律法规,结合我单位实际情况,特制定本制度。

二、制度目标1. 保障空间数据安全,防止数据泄露、篡改、破坏和非法使用。

2. 提高空间数据使用效率,促进空间数据资源的合理利用。

3. 建立健全空间数据安全管理体系,确保空间数据安全稳定运行。

三、组织机构及职责1. 成立空间数据安全管理领导小组,负责制定空间数据安全管理制度,监督、检查和指导空间数据安全管理工作。

2. 设立空间数据安全管理办公室,负责具体实施空间数据安全管理工作,包括数据加密、访问控制、安全审计等。

3. 各部门、单位应指定专人负责空间数据安全管理工作,确保空间数据安全。

四、空间数据安全管理措施1. 数据分类分级根据空间数据的敏感性、重要性和影响程度,将空间数据分为一级、二级、三级和四级,并采取相应的安全措施。

2. 数据加密对涉及国家安全、社会公共利益和商业秘密的空间数据进行加密存储和传输,确保数据安全。

3. 访问控制实行严格的访问控制制度,对空间数据进行权限管理,确保只有授权人员才能访问和使用数据。

4. 安全审计定期进行安全审计,对空间数据的安全使用情况进行监督和检查,发现问题及时整改。

5. 网络安全加强网络安全防护,防止网络攻击、病毒入侵等安全事件对空间数据造成损害。

6. 物理安全对存储空间数据的服务器、存储设备等进行物理安全保护,防止人为破坏和自然灾害。

7. 应急处置制定空间数据安全事件应急预案,一旦发生数据泄露、篡改、破坏等事件,立即启动应急预案,采取有效措施进行处置。

五、人员管理1. 对空间数据管理人员进行安全教育和培训,提高其安全意识和技能。

2. 严格执行人员离职交接制度,确保空间数据安全。

3. 对违反空间数据安全管理制度的人员,依法依规进行处理。

六、附则1. 本制度自发布之日起施行。

空间数据组织与管理概述

空间数据组织与管理概述

空间数据组织与管理概述1. 引言空间数据指的是地理位置信息与属性信息结合的数据。

在现代化社会中,空间数据的组织与管理对于各种领域的决策和规划至关重要。

空间数据组织与管理的目的是有效地存储、查询、分析和可视化空间数据,以支持地理信息系统(Geographic Information System, GIS)的应用。

2. 空间数据组织在进行空间数据组织之前,我们首先需要了解空间数据的特征。

空间数据通常由几何数据与属性数据组成。

几何数据描述了地理实体的位置、形状和大小,而属性数据描述了与地理实体相关的数量、品质和状态等信息。

2.1 点、线和面几何数据的基本形式包括点、线和面。

点表示一个具体的地理位置,线表示连接两个或多个点的路径,面表示一个封闭的区域。

通过将这些基本形式组合,可以描述复杂的地理现象。

2.2 地理参照系地理参照系是空间数据组织的基础。

它定义了空间数据的坐标系统和地理投影方式,以确保不同数据源之间的一致性和对齐性。

2.3 空间索引为了提高空间数据的查询效率,通常需要使用空间索引来组织和管理数据。

空间索引是一种数据结构,能够快速定位空间数据的位置。

常用的空间索引包括网格索引、四叉树和R树等。

3. 空间数据管理空间数据管理是指对空间数据进行存储、查询、更新和删除等操作的过程。

在空间数据管理中,需要考虑数据的完整性、一致性和安全性。

3.1 数据存储空间数据存储可以采用关系型数据库、文件系统或分布式存储等方式。

关系型数据库通常使用空间扩展模块来支持空间数据的存储和查询。

文件系统可以直接存储空间数据的文件,而分布式存储则将数据分布在多个计算节点上,以提高数据的可扩展性和容错性。

3.2 数据查询空间数据查询是通过查询语言(如SQL)来获取满足特定条件的空间数据。

查询语言通常包括空间操作符(如相交、包含等)和空间函数(如计算距离、面积等)来处理空间数据。

3.3 数据更新和删除空间数据的更新和删除需要考虑数据完整性和一致性。

第五章:空间数据Geodatabase数据库创建

第五章:空间数据Geodatabase数据库创建

第五章:空间数据Geodatabase数据库创建⼀、关于Geodatabase 1.Geodatabase在⼀个公共模型框架下,对GIS通常所处理和表达的地理空间特征如⽮量、栅格、TIN、⽹络和地址进⾏同⼀描述。

2.Geodatabase是⾯向对象的地理数据模型。

3.ArcGIS的地理数据库(Geodatabase)是为更好地管理和使⽤地理要素数据,⽽按照⼀定的模型和规则组合起来的地理要素数据集(Feature Datasets)。

Geodatabase是按照成层次型的数据对象来组织地理数据的。

这些数据对象包括对象类(Objects)、要素类(FeatureClass)和要素数据集。

4.Geodatabase对地理要素类和要素类之间的相互关系、地理要素类⼏何⽹络和要素属性表对象等进⾏有效管理,并⽀持对要素数据集、关系及⼏何⽹络进⾏建⽴、删除和修改更新操作。

5.Geodatabase数据模型的结构、功能和特点。

⼆、空间数据库的设计 1.空间数据库的设计是指在现在的数据库管理系统的基础上,建⽴空间数据库的整个过程。

⼀般包括需求分析、结构设计和数据层设计等内容。

2.空间数据库的建⽴,有3种⽅法:1.建⽴⼀个新的地理数据库。

2.移植已经存在的数据到地理数据库。

3.⽤CASE⼯具创建地理数据库。

三、创建⼀个新的Geodatabase 1.进⾏设计,计划要包含哪些地理数据类、地理数据集、对象表、⼏何⽹络主关系类等。

2.利⽤ArcCatalog开始建库,步骤包括:建⽴新的空间数据库、建⽴其组成项、向数据库各项加载数据以及建⽴关系添加索引等。

①新建⼀个空的个⼈Geodatabase ②创建要素数据集:要素数据集是储存要素类的集合。

建⽴⼀个新的要素数据集,必须定义其空间参考,包括坐标系统(地理数据、投影坐标)和坐标域(X,Y,Z和M的范围及精度),数据集中所有的要素类必须使⽤相同的空间参考,且要素坐标要求在坐标域内。

海量空间数据组织与管理

海量空间数据组织与管理

1、地理逻辑窗口 所谓地理逻辑窗口是指由Windows的坐标 空间一次所能直接表达的相对应的地理空间 的范围,此范围是整个所要处理的地理空间 的一部分。将Windows的逻辑或设备空间的 范围的数值代入所建立的坐标空间映射公式:
(1)逻辑坐标转换为地理坐标
(2)地理坐标转换为逻辑坐标
其中,(xLogcal,yLogical)为逻辑坐标; (xMap,yMap)为地理坐标; (xLogicalOrg,yLogicalOrg)为逻辑坐标原点; (xMapOrg,yMapOrg)为地理坐标原点; Fx,Fy为逻辑坐标到地理坐标变换比例因子; Gx,Gy为地理坐标到逻辑坐标变换的比例因子。
图中,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ分别表示全库中的目标编号, ①-④分别分别表示各图幅中的对象编号。在全库索引表 中,还应建立一个区域嵌套关系表,如Ⅲ号区域嵌套在 Ⅱ号区内。 这种用全库索引表来表示不同图幅间目标的连接关系, 比较简单明了。缺点是:索引表比较大,而大多数情况 下,真正被分割到多个图幅上的目标是少数。
2、显示窗口的动态裁剪 在进行地图的输出显示时,为了提高输出的速度,可采用 动态裁剪的方法,即当绘图要素在设备上显示输出时才进行 裁剪,而这一裁剪区域与通常裁剪方法采用的区域不同,此 处的裁剪区域是指地理逻辑窗口,即只有当绘图要素与地理 逻辑窗口的边界相交时才进行裁剪,由于地理逻辑窗口一般
比输出设备的窗口要大得多,在设计实现时,如果始终将输
即出现了所谓的动画显示效果,从而也增强了
系统显示的趣味性。
2、漫游的实现
在建立上述的坐标空间映射关系时,应首先建立在地理 坐标系统中所设立的地理原点同Windows的逻辑原点或设 备原点相对应的关系。如图示,整个地理空间被划分为N 个地理逻辑窗口,滚动前地理坐标原点位于第1个地理逻辑 窗口的左上角,当屏幕窗口在原地图的第1个地理逻辑窗口 范围内漫游时,不移动地理原点只移动设备坐标原点,而 当屏幕窗口到达第1个地理逻辑窗口的边界时,此时将地理

空间数据的组织与结构

空间数据的组织与结构

空间数据的组织与结构在当今数字化的时代,空间数据的重要性日益凸显。

从导航应用到城市规划,从地质勘探到环境保护,空间数据在各个领域都发挥着关键作用。

而要有效地管理和利用这些空间数据,就需要深入理解其组织与结构。

空间数据,简单来说,是指具有空间位置特征或属性的数据。

它可以是地理坐标、地图上的点、线、面,也可以是与空间位置相关的其他信息,如温度、湿度、人口密度等。

那么,空间数据是如何组织起来的呢?常见的组织方式有栅格数据结构和矢量数据结构。

栅格数据结构将空间区域划分为规则的网格单元,每个单元都有一个值来表示相应的属性。

比如说,在一张卫星图像中,每个像素就是一个栅格单元,其颜色值代表了该位置的地物特征。

栅格数据结构的优点是处理简单、运算速度快,适用于对空间数据进行全局分析和大规模数据的快速处理。

但它也存在一些缺点,比如数据冗余度大,因为每个单元都要存储一个值,即使相邻单元的值可能相同;而且栅格数据的精度相对较低,难以精确表示复杂的地理实体边界。

与栅格数据结构不同,矢量数据结构通过点、线、面等几何对象来表示地理实体。

例如,一条河流可以用一条线来表示,一个湖泊可以用一个面来表示。

矢量数据结构能够更精确地描述地理实体的形状和位置,数据冗余度小,占用存储空间相对较少。

但矢量数据结构的处理算法相对复杂,在进行某些空间分析操作时可能不如栅格数据结构高效。

在实际应用中,选择栅格数据结构还是矢量数据结构,往往取决于具体的需求和数据特点。

如果需要对大面积的空间数据进行快速分析,且对精度要求不是特别高,栅格数据结构可能是更好的选择;而对于需要精确表示地理实体形状和边界的情况,矢量数据结构则更为合适。

除了这两种基本的数据结构,还有一些混合的数据结构,它们结合了栅格和矢量数据结构的优点,以满足更复杂的应用需求。

空间数据的组织还涉及到数据的分层。

就像我们整理书架时会把不同类型的书放在不同的层架上一样,空间数据也可以根据其主题、属性或用途进行分层。

空间数据组织与管理

空间数据组织与管理

平台架构
建立一个安全、稳定、高效的空 间数据共享平台,包括数据存储、 数据处理、数据查询和数据分发 等功能模块。
数据整合
将不同来源、不同格式的空间数 据进行标准化和规范化,整合到 一个统一的共享平台上,便于用 户查询和使用。
用户管理
建立完善的用户管理制度,对用 户进行身份认证和权限管理,确 保数据的安全性和保密性。
空间数据组织与管理
• 空间数据概述 • 空间数据组织方式 • 空间数据存储管理 • 空间数据查询与检索 • 空间数据共享与分发 • 空间数据可视化表达与地图制作
目录
空间数据概述
空间数据的定义与特点
总结词
空间数据是描述地理空间中各种要素的数据,具有空间位置、属性、时间三个基本要素。
详细描述
空间数据是地理信息系统(GIS)的基础,它描述了地理空间中各种要素的位置、特征 和属性。这些要素可以是自然物体,如山川、湖泊、植被等,也可以是人文要素,如建 筑物、道路、人口分布等。空间数据的特点包括空间位置的唯一性、属性描述的多样性
空间数据版权保护
1 2 3
版权标识 对共享平台上的空间数据添加版权标识,明确数 据的所有权和使用权,防止未经授权的数据使用 和传播。
访问控制 建立严格的访问控制机制,限制用户对数据的访 问权限,防止未经授权的访问和数据泄露。
法律保护 加强相关法律法规的建设和执行,对侵犯版权的 行为进行严厉打击,保护数据所有者的合法权益。
空间数据的应用领域
总结词
空间数据在城市规划、环境保护、资源调查、灾害监 测等领域具有广泛应用。
详细描述
空间数据在许多领域都有重要的应用价值。在城市规划 中,空间数据可用于城市用地布局、交通规划等方面; 在环境保护中,空间数据可用于监测环境污染、评估生 态保护效果等;在资源调查中,空间数据可用于土地资 源、水资源、矿产资源等的调查和评估;在灾害监测中, 空间数据可用于灾害预警、灾后评估等。此外,空间数 据还可应用于军事侦察、农业管理、旅游规划等领域。

空间数据结构与管理

空间数据结构与管理
每个多边形在数据库中是相互独立、分开存储的。
01
03
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坐标序列法的优缺点
优点:文件结构简单,易于实现以多边形为单位的运算和显示。 缺点:①多边形之间的公共边界被数字化和存储两次,由此产生冗余和碎屑多边形;如重叠陕长多边形及裂缝的产生。 ②每个多边形自成体系而缺少邻域信息,难以进行邻域处理,如消除某两个多边形之间的共同边界; ③不能解决“洞”和“岛”之类的多边形嵌套问题。 ④没有方便方法来检查多边形边界的拓扑关系正确与否,如有无不完整的多边形(死点)或拓扑学上不能接受的环(奇异多边形)。 这种方法可用于简单的粗精度制图系统中。
Ⅱ树状索引编码法
采用树状索引以减少数据冗余并间接增加邻域信息,方法是对所有边界点进行数字化,将坐标对以顺序方式存储,由点索引与边界线号相联系,以线索引与各多边形相联系,形成树状索引结构。
线与多边形之间的树状索引
图形数据
4
二、矢量数据结构
定位明显:其定位是根据坐标直接存储的,无需任何推算。 属性隐含:属性则一般存于文件头或数据结构中某些特定的位置上。 矢量数据结构图形运算的算法总体上比栅格数据结构复杂的多,在叠加运算、邻域搜索等操作时比较困难,有些甚至难以实现, 在计算长度、面积、形状和图形编辑、几何变换操作中,矢量结构有很高的效率和精度。
02
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手工获取,专题图上划分均匀网格,逐个决定其网格代码。
由矢量数据转换而来。
扫描仪扫描专题图的图像数据{行、列、颜色(灰度)},定义颜色与属性对应表,用相应属性代替相应颜色,得到(行、列、属性)再进行栅格编码、存贮,即得该专题图的栅格数据。
遥感影像数据,对地面景像的辐射和反射能量的扫描抽样,并按不同的光谱段量化后,以数字形式记录下来的像素值序列。
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第五章空间数据组织与 管理
2020年4月19日星期日
补充内容1.:地理实体分类及数 据编码
➢空间数据的组织
➢地理数据的编码
一、空间数据的组织
•GIS应用
•经纬度分块 •矩形分块 •分层
•大范围 地理区域
•区域分块
•合理组织
•面向对 象组织
•空间数据库
(一)空间数据的分块组织
• 目前,象域市规划,地下管网、土地管理、公安 警用这样一些GIS应用系统,由于其比例尺较大 ,所以多数都是以图幅为单位进行管理,即按图 幅将大区域空间数据进行分割,现在世界各国的 一般方法是采用经纬线分幅或采用规则矩形分幅 ,如示图1所示。
(二)空间数据的分层组织
•●空间数据可按某种属性特征形成一个数据层,通常称为图 层(Coverage)。 •1、空间数据分层方法: •1)专题分层 •◆每个图层对应一个专题,包含某一种或某一类数据。如地 貌层、水系层、道路层、居民地层等。 •2)时间序列分层 •◆即把不同时间或不同时期的数据作为一个数据层。 •3)地面垂直高度分层 •◆把离地面不同高度的数据作为一个数据层。 如:地下、 地表、地上。
•(三)地理数据的编码
• 1.代码的类型——是指代码符号的表示形式,有数字型、字母 型、数字和字母混合型三类
➢ 数字型代码,是用一个或若干个阿拉伯数字表示对象的代码。 特点:结构简单、使用方便、易于排序,但对对象的特征描述
不直观
➢ 字母型代码,是用一个或若干个字母表示对象的代码。 特点:比同样位数的数字型代码容量大,还可提供便于识别的
➢ 标识码(亦称识别码),是在分类码的基础上,对每类数据设计 出其全部或主要实体的识别代码,用以对某一类数据中的某个 实体(如一个居民地、一条河流等)进行个体查询检索,从而弥 补分类码不能进行个体分离的缺陷。
(二)地理数据的分类编码原则
系统性和科学性:满足所涉及学科的科学分类方法,能反映 出同一类型中不同的级别特点。 一致性:对代码所定义的同一专业名词、术语必须是唯一的 。 兼容性(标准化\通用性):有国家或行业标准的要按标准进 行,没有标准的必须考虑在有可能的条件下实现标准化。 实用性(简捷性):在满足国家标准的前提下、每一种编码应 该是以最小的数据量载负最大的信息量。 可扩展性:编码的设置应留有扩展的余地,避免新对象的出 现而使原编码系统失效、造成编码错乱现象。
信息,易于记忆,但比同样位数的数字型代码占用更多的计算 机空间。 ➢ 数字、字母混合型代码,是由数字、字母、专用符组成的代码 。 特点:代码兼有数字型和字母型的优点,结构严密,直观性 好,
•(三)地理数据的编码
• 2.GIS中代码的种类:可以分为两种,一种是分类码,另一种 是标识码。
➢ 分类码:是根据地理信息分类体系设计出的各专业信息的分类 代码,用以标识不同类别的数据,根据它可以从数据中查询出 所需类别的全部数据。
• 数据库中图幅的组织方法 • 图幅间被分割目标的组织方法 • 跨图幅地图漫游
• 图幅之间邻近关系示意图

(a) 经纬线分幅
(b) 矩形分幅
数据库中图幅的组织方法
–1. 为空间的组织形式进行定义:坐标单位、 经度和纬度跨度(用经纬线分幅时),比例尺 、图幅的宽和高(用矩形分幅时),地图投影 类型、椭球体参数等。
二、地理数据的编码
•●地理信息种类繁多、内容丰富、只有将它们按一 定的规律进行分类和编码,使其有序地存储、检索, 以满足各种应用分析需求。因此,基础地理数据的分 类和编码是空间数据库建立的重要基础。
•分类、编码
•点、线、面 •特征码、坐标
•信息世界
(一)地理数据的编码
• 在属性数据中,有一部分是与几何数据的表示密切有关 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码的形式表示,并 与几何数据一起管理起来。 • 编码:是指确定地理数据的代码的方法和过程。 • 代码:是一个或一组有序的易于被计算机或人识别与处 理的符号,是计算机鉴别和查找信息的主要依据和手段。 • 编码的直接产物就是代码,而分类分级则是编码的基础 。
只建立和组织被分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ目标方式
• 这种方式是只将被分割的目标放在索引表中,显然,此索 引表要比上述的全库索引表要小得多。
• 在建库和图幅入库时,索引表是空的。当进行图幅拼接时 ,每拼接一个目标,就将该目标的信息(包括该目标分别 在两个图幅中的编号)插入索引表中的适当位置 。
• 在检索目标时,可根据所要检索的图幅号来查询索引表, 从中找出符合要求的完整的目标对象。对索引表中没有的 目标,可直接查询该图幅中的目标信息即可。
–2. 逐一数字化输入并编辑各图幅,然后将这 些图幅输入库中、输入时须指定图幅的文件名 、图幅在库中的位置等。
图幅间被分割目标的组织方法
• 整个空间目标统一组织和管理方式 • 只建立和组织被分割目标方式
整个空间目标统一组织和管理方式
• 这种组织方式是建一个全库索引表,将整个空间的所有目 标及其分属的图幅号均放入索引表中。
跨图幅地图漫游
当要对由多幅不同比例尺地图组合而成的地图进行处 理时 ,由于计算机实际物理内存总是有限的,如将全部 地图调入内存后再处理,机器的运行效率将会极低,缩放 漫游的速度也将会变得很慢。为此,系统在设计由多幅不 同比例尺的数字地图的缩放漫游时,使用了一种以一幅地 图为基本单位对象,并建立这些基本对象间拓扑邻接关系 ,从而实现多比例尺数字地图的快速显示与漫游。根据所 建立的图幅对象拓扑邻接关系将上一层或下一层内中相应 的地图调入内存显示出来。而在同一层内的图幅内进行漫 游时,当到达该图幅的边界时,同样根据邻接关系将相邻 的地图显示出来。
(二)空间数据的分层组织
•2、空间数据分层的目的: •便于空间数据的管理、查询、显示、分析等。 •1)空间数据分为若干数据层后,对所有空间数据的管理就 简化为对各数据层的管理,而一个数据层的数据结构往往比 较单一,数据量也相对较小,管理起来就相对简单;
•2)对分层的空间数据进行查询时,不需要对所有空间数据 进行查询,只需要对某一层空间数据进行查询即可,因而可 加快查询速度; •3)分层后的空间数据,由于便于任意选择需要显示的图层 ,因而增加了图形显示的灵活性; •4)对不同数据层进行叠加,可进行各种目的的空间分析。
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