地信空间数据结构

点：坐标对（x,y）
+识别符
线：坐标对系列(x1,y1)..(xn,yn)
及有关属性、其它属性
面：首尾相同的坐标串
3.2.4 矢量数据的组织
1.实体数据结构
实体式（Spaghetti):又称面条结构 （坐标序列法），以实体为单位,记录多 边形边界的坐标对（x、y）集合及说明 信息组成，只记录空间对象的位置坐标
15 P
14 13
P1
A,B,C
4
3
与实体式相比：
优点：用建索引的方法消除多边形数据的冗余和不一致，邻接信息、岛信 息可在多边形文件中通过是否公共弧段号的方式查询。
缺点：表达拓扑关系较繁琐，给相邻运算、消除无用边、处理岛信息、检 索拓扑关系等带来困难，以人工方式建立编码表，工作量大，易出错。
11
12 13
2.矢量结构的特点
定位明显、属性隐含，其定位是根据坐标直接存储的，而属性则一 般存于文件头或数据结构中某些特定的位置上，这种特点使得其图形 运算的算法总体上比栅格数据结构复杂的多，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，而 在叠加运算、邻域搜索等操作时则比较困难。用拓扑关系描述空间对 象之间的关系，与遥感等图象数据难以结合，输出图形质量好，精度 高。
(x7,y7),(x6,y6),(x5,y5)
3.2 矢量数据结构
1.实体数据结构
优点：结构简单、直观、易实现以实体为单位的运算和显示。 缺点： （1）相邻多边形的公共边界被数字化并存储两次，造成数据冗 余和碎屑多边形—数据不一致，浪费空间，导致双重边界不能 精确匹配。 （2）自成体系，缺少多边形的邻接信息，无拓扑关系，难以进 行邻域处理，如消除多边形公共边界，合并多边形。 （3）岛作为一个单个图形，没有与外界多边形联系。不易检查 拓扑错误。 所以，这种结构只用于简单的制图系统中，显示图形。
30 29 14
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ห้องสมุดไป่ตู้28 27
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空间数据结构
3.1 数据模型和数据结构 3.2 矢量数据结构（重点） 3.3 栅格数据结构（重点） 3.4 矢栅结构的比较及转换算法（难点） 3.5 其它的数据结构介绍
问题思考
在计算机中该如何对 其进行存储和表达？
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 数据文件
3.2 矢量数据结构
3.2.2 图形表示
点：空间的一个坐标点； 线：多个点组成的弧段； 面：多个弧段组成的封 闭多边形。
3.2 矢量数据结构
3.2.3 矢量数据的获取
（1）由外业测量获得 可利用测量仪器自动记录测量成果，然后转到地理数据 库中。 （2）由栅格数据转换获得 利用栅格数据矢量化技术，把栅格数据转换为矢量数据。 （3）跟踪数字化 用跟踪数字化的方法，把地图变成离散的矢量数据。
用点、线、面表达空间实体，在栅格模型中用空间单元（Cell）或 像元（Pixel）来表达。
3.2 矢量数据结构
3.2.1 基本概念
1.矢量数据结构定义
矢量数据结构是通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点、线、多 边形等地理实体。或者说矢量数据结构通过记录空间对象的坐标及空 间关系来表达空间对象的位置。
数据建模过程分为三步： 首先，选择一种数据模型来对现实世界的数据进行组织； 然后，选择一种数据结构来表达该数据模型； 最后，选择一种适合于记录该数据结构的文件格式。
3.1 数据模型和数据结构
空间数据结构指数据组织的形式，是适合于计算机存储、管 理和处理的数据逻辑结构。
数据结构是数据模型和文件格式之间的中间媒介。 在GIS中主要有栅格和矢量两种数据结构。在矢量模型中，
3.1 数据模型和数据结构
现实世界是以各种符号形式来表达和记录的，计算机在对数字和 字符这些符号进行操作时，又将它们表示为二进制形式。因此，基 于计算机的GIS不能直接作用于现实世界，必须对现实世界进行数 据描述。
模型是对现实世界的简化表达。数据建模是指把现实世界的数据 组织为有用且能反映真实信息的数据集的过程。数据模型就是根据 一定的方案(数据逻辑)对数据进行组织的一种方式。
3.2 矢量数据结构
3.2.4 矢量数据的组织
矢量数据表示时应考虑以下问题：
（（（123）））矢与矢量属量数性数据数据自据之身的间的联的存系空贮。间和关处系理(拓。扑矢是实分关体量否为系)间数 明 实。 的据 确 体 空结 表 数 间构 示 据
按 地 关 结
其 理 系 构
几何位置坐标文件
连 和拓关系扑表数据结构两 接 大类。
和属性信息，不记录拓扑关系。
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4
多边形
数据项
A (x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),(x4,y4),
(x5,y5),(x6,y6),(x7,y7),(x8,y8),
(x9,y9),(x1,y1)
B (x1,y1),(x9,y9),(x8,y8),(x17,y17),
(x16,y16),(x15,y15),(x14,y14) ,
(x13,y13),(x12,y12),(x11,y11),
(x10,y10),(x1,y1)
C (x24,y24),(x25,y25),(x26,y26),
(x27,y27),(x28,y28),(x29,y29),
2.拓扑数据结构
（一）树状索引式结构
对所有点的坐标按顺序建坐标文件，再建点与边（线）、线与多边形的 索引文件,形成树状索引结构。
索引文件：
1、点文件：
点号 1
坐标 x1,y1
Map
6 P
1
9
10
2
2、弧段文件: 弧段号 起点 终点
A
5
2
3、面文件：
面号
弧段号
点号 7,8,9,10
7 5
P
8 11
12
(x30,y30),(x31,y31),(x24,y24)
D (x19,y19),(x20,y20),(x21,y21),
(x22,y22),(x23,y23),(x15,y15),
(x16,y16),(x19,y19)
E (x5,y5),(x18,y18),(x19,y19),
(x16,y16),(x17,y17),(x8,y8),