第二章 地理数据建模(2点)

• 特征是点、线或面类型的矢量对象 特征是点、
河海大学 水文水资源学院
2.2(4) 矢量数据模型 矢量数据模型——拓扑特征 拓扑特征
Geographical Information System
• 拓扑特征
– 是用拓扑规则结构化的简单特征。
• 拓扑关系
– 不考虑度量和方向的空间物体之间的 空间关系 – 当对象的地理空间变形，拓扑关系保 持不变
• 栅格数据的应用
– 底图 – 土地利用 – 水文分析 – 环境分析 – 地形分析
河海大学 水文水资源学院
2.2(4) 矢量数据模型
Geographical Information System
• 将现象看作原型实体的集合
点
线
面
河海大学 水文水资源学院
2.2(4) 矢量数据模型
Geographical Information System
河海大学 水文水资源学院
Geographical Information System
Point
Quantitative
Each dot represents 500 persons
Line
30 40 50
Contour
Area
100 20 Population density High impact Low impact Swamp Desert Forrest
河海大学 水文水资源学院
2.2(3) 栅格数据模型
Geographical Information System
• 决定栅格单元代码的方式
(1)中心点法 (2)面积占优法 (3)重要性法 (4)百分比法
河海大学 水文水资源学院
2.2(3) 栅格数据模型
Geographical Information System
河海大学 水文水资源学院
2.2(4) 矢量数据模型 矢量数据模型——网络模型 网络模型
Geographical Information System
• 网络数据模型是一种 特殊的拓扑特征模型 • 网络类型
Geographical Information System
内 含 关 系
河海大学 水文水资源学院
2.2(4) 矢量数据模型 矢量数据模型——拓扑特征 拓扑特征
Geographical Information System
相 交 关 系
河海大学 水文水资源学院
2.2(4) 矢量数据模型 矢量数据模型——拓扑特征 拓扑特征
Geographical Information System
• 编码方法
– 无拓扑关系的编码方法：仅记录空间目标的 位置和属性信息，而不记录拓扑关系。
• Spaghetti模型 独立实体法 模型(独立实体法 模型 独立实体法) • 点位字典法
– 拓扑关系的编码方法：不仅记录空间目标的 位置和属性信息，而且记录拓扑关系。
• 直接栅格编码
– 将栅格数据看作一个数据矩阵，逐行 或逐列个记录代码。
河海大学 水文水资源学院
2.2(3) 栅格数据模型
Geographical Information System
一些常用的栅格排列顺序
河海大学 水文水资源学院
2.2(3) 栅格数据模型
Geographical Information System
缺 点 1．数据结构复杂 2．多边形叠加分 析比较困难 1．数据量大 2．投影转换比较 河海大学 水文水资源学院 复杂
连续场的六种表达方式
Geographical Information System
(A)等间距采样点；(B)非等间距采样点；(C)规则格网； (D)不规则多边形；(E)不规则三角网；(F)等高线。
2.2(1) 引言
Geographical Information System
• 数据模型
– GIS的核心 – 对客观世界 中解决各种 实际问题所 依据的规律 或过程的抽 象或模拟
数据模型在GIS中的角色
河海大学 水文水资源学院
2.2(2) CAD, 图形和影像 图形和影像GIS数据模型 数据模型
Geographical Information System
相 离 关 系
河海大学 水文水资源学院
2.2(4) 矢量数据模型 矢量数据模型——拓扑特征 拓扑特征
Geographical Information System
覆 盖 关 系
河海大学 水文水资源学院
2.2(4) 矢量数据模型 矢量数据模型——拓扑特征 拓扑特征
河海大学 水文水资源学院
2.2 GIS数据模型 数据模型
Geographical Information System
(1) 引言 (2) CAD，图形和影像 ，图形和影像GIS数据模型 数据模型 (3) 栅格数据模型 (4) 矢量数据模型 (5) 对象数据模型 (6) 空间数据表达方式的选择
河海大学 水文水资源学院
河海大学 水文水资源学院
2.2(4) 矢量数据模型 矢量数据模型——拓扑特征 拓扑特征
Geographical Information System
7.拓扑特征的弧段表 拓扑特征的弧段表
河海大学 水文水资源学院
2.2(4) 矢量数据模型 矢量数据模型——拓扑特征 拓扑特征
Geographical Information System
• 数字表达 • 地理数据关联了位置、时间和属性 地理数据关联了位置、
河海大学 水文水资源学院
2.1(1) 引言
Geographical Information System
• 属性的类型
– Nominal(名称的) – Ordinal(顺序的) – Interval(间隔的) – Ratio(比率的) – Cyclic(循环的)
• 网络模型 网络模型(Network Model) • 拓扑模型(Topological Model) 拓扑模型
河海大学 水文水资源学院
Spaghetti模型 模型
Geographical Information System
• 每个点、线、面目标都直接跟随它的 每个点、 空间坐标
优点：编码容易，数字化操作简单，数据 编码直观，实现速度快； 缺点：相邻多边形的公共边界数字化两次， 造成数据的冗余
Geographical Information System
切 触 关 系
河海大学 水文水资源学院
2.2(4) 矢量数据模型 矢量数据模型——拓扑特征 拓扑特征
Geographical Information System
• 八种拓扑算子
– 缓冲(Buffer) – 裁剪(Clip) – 凸包(Convex Hull) – 切割(Cut) – 差集(Difference) – 交集(Intersect) – 异集(Symmetric Difference) – 并集(Union)
(1) 引言 (2) 离散对象和连续场 (3) 栅格和矢量
河海大学 水文水资源学院
2.1(1) 引言
Geographical Information System
• Tobler’s First Law of Geography:
– Everything is related to everything else, but near things are more than distant things.
矢量数据模型中的 点、线和面表达
河海大学 水文水资源学院
2.2(4) 矢量数据模型
Geographical Information System
• 特点
– 定位明显：位置根据坐标直接存储的 – 属性隐含：一般存于文件头或数据结 构中某些特定的位置上
河海大学 水文水资源学院
2.2(4) 矢量数据模型
Geographical Information System
• GIS与CAD的区别 与 的区别
– 坐标参考系统 – 对空间对象的空间相关关系建立和处理
• GIS与机助制图系统的区别 与机助制图系统的区别
– 空间分析能力
• GIS与RS处理系统的区别 与 处理系统的区别
河海大学 水文水资源学院
2.2(3) 栅格数据模型
Geographical Information System
第二章 地理数据建模
目 录
Geographical Information System
2.1 地理表达 2.2 GIS数据模型 数据模型
河海大学 水文水资源学院
2.1 地理表达
Geographical Information System
• 地理实体的表示方法
– 点：用一个栅格单元表示 – 线：用沿线走向的一组相邻栅格单元表示 – 面：用相邻栅格单元的集合表示
河海大学 水文水资源学院
2.2(3) 栅格数据模型
Geographical Information System
• 特点
– 属性明显：数据直接记录属性的指针 或属性本身 – 定位隐含：位置根据行列号转换为相 应的坐标
2.1(3) 6栅格和矢量 栅格和矢量
Geographical Information System
• 栅格
– 空间被划分成一组 规则格网 – 栅格中的每个像元 (像素)是一个可量 测的量 – 一般用于表达影像 数据或连续数据
河海大学 水文水资源学院
2.1(3) 栅格和矢量
Geographical Information System
• 七种空间拓扑关系
– 等价(Equal) – 包含(Contains) – 内含(Within) – 相交(Crosses) – 相离(Disjoint) – 覆盖(Overlaps) – 切触(Touches)
河海大学 水文水资源学院
2.2(4) 矢量数据模型 矢量数据模型——拓扑特征 拓扑特征
河海大学 水文水资源学院
2.2(4) 矢量数据模型
Geographical Information System
• • • •
简单特征 拓扑特征 网络模型 TIN模型 模型
河海大学 水文水资源学院
2.2(4) 矢量数据模型 矢量数据模型——简单特征 简单特征
Geographical Information System
• 矢量
– 以点、线、多边形表达特征
河海大பைடு நூலகம் 水文水资源学院
2.1(3) 栅格和矢量
Geographical Information System
• 矢量和栅格的比较
优 点 矢量 1．数据结构紧凑、冗余度低 数据 2．有利于网络和检索分析 3．图形显示质量好、精度高 栅格 1．数据结构简单 数据 2．便于空间分析和地表模拟 3．现势性较强
河海大学 水文水资源学院
5
10
15
Flow
Proportional symbols
Ordinal
Large Medium Small Town Airport
Highway Road Street Road Boundary River
Qualitative
2.1(2) 离散对象和连续场
Geographical Information System
Geographical Information System
• 用单元格或像素阵列来表达真实世界对象
1 1 1 2 4 4 1 1 2 2 2 4 1 1 2 2 2 4 1 1 3 2 4 4 1 1 3 2 3 4 1 3 3 2 3 4
河海大学 水文水资源学院
2.2(3) 栅格数据模型
Geographical Information System
• 离散对象 离散对象(discrete objects)
– 地理世界由具有定义良好边界的对象 组成 – 地理对象的维数：0、1、2、3维 – 强调个体现象 – 一个对象必须符合三个条件
• 可被识别 • 重要 与问题相关 重要(与问题相关 与问题相关) • 可被描述 有特征 可被描述(有特征 有特征)
河海大学 水文水资源学院
2.1(2) 离散对象和连续场
Geographical Information System
• 连续场 连续场(continuous fields)
– 将地理空间中的事物和现象作为连续 的变量或体来看待 – 可以表示为二维、三维 – 模拟具有一定空间内连续分布的现象
河海大学 水文水资源学院
Geographical Information System
等 价 关 系
河海大学 水文水资源学院
2.2(4) 矢量数据模型 矢量数据模型——拓扑特征 拓扑特征
Geographical Information System
包 含 关 系
河海大学 水文水资源学院
2.2(4) 矢量数据模型 矢量数据模型——拓扑特征 拓扑特征