地理空间数据及其特征-PPT课件
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• 点文件
• 线文件
• 面文件
28
在ArcGIS存储中表达拓扑关系
• 点要素： – Id, x, y. • 线要素： – 弧段/节点(始节 点Fnode,终节点 Tnode)列表 – 弧段坐标
• 多边形： – 多边形/弧段列表 – 左/右多边形列表
拓扑数据结构的优缺点
• 空间关系明确，不完全依赖于具体的坐标位置。 多边形的公共边界、网络的结点表达简单。 • 便于分析、查询，尤其是点、线、面之间的相 邻关系的查询和分析。 • 便于网络分析等 • 数据结构复杂，软件复杂 • 建立拓扑关系需花计算时间（当地图覆盖范围 很大，数据量很大时）
31
26
⑴ 拓扑结构的基本元素
① 拓扑线段（arc） ② 结点(node）
该线段中间不与其它 线段存在联系
拓扑线段的两个端 点，分别为首结点、 尾结点 ③ 多边形（poly） 由数条拓扑线段连 接而成
27
•
双重独立式编码
–双重独立式编码简称DIME(Dual Independent Map Encoding)， 是美国人口统计系统采用的一种编 码方式，是一种拓扑编码结构。
•有长、宽、高的目标 •通常用来表示人工或自然的三维目标，如建 筑、矿体等三维目标
8
• 4、按照数据的发布形式（4D）
• 数字线划地图 （Digital Line Graphic，缩写DLG） 是现有地形图要素的矢量数据集， 保存各要素间的空间关系和相关的 属性信息，全面地描述地表目标。
9
• 数字栅格地图（Digital Raster Graphic， 缩写DRG）是现有纸质地形图经计算 机处理后得到的栅格数据文件。
• 度量实体距离
香港城市道路网分布
5
面实体
• 具有长和宽的目标
• 通常用来表示自然或人工的封闭多边形
中国土地利用分布图
6
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 上曲率变化是连续的。
7
空间对象：体
• 三 空间数据的拓扑关系
• 四 计算机表示
3
一 GIS空间数据类型 :
1、按数据来源分类 2、按数据特征分类 3、按数据几何特征分类
点实体
•有位置，无宽度和长度； • 抽象的点
4
美国佛罗里达洲地震监测站2019年9月该
线实体
• 有长度，但无宽度和高度；
• 用来描述线状实体，通常在网络分析中使用较多
12
二 GIS空间数据的基本特征 1 基本信息
• 从该图上可以获得哪些信息？
13
三 空间数据的拓扑关系
• 1拓扑邻接 • 2拓扑关联
14
3 拓扑包含：
? ? ?
• ⑴简单包含指一个多边形被包含在另 一个多边形内； • ⑵多层包含指被包含的多边形仍包含 其它的多边形； • ⑶等价包含指在同一级被包含的多边 形有若干个，从而构成了等价包含。
21
一、矢量数据结构
基于矢量模型的数据结构简称为矢量数据 结构。矢量结构是通过记录坐标的方式来表示 点、线、面等地理实体。 特点：定位明显，属性隐含。 分类： 实体数据结构 拓扑数据结构
22
矢量数据 存储型模
• 矢量数据库模型中， 可以将属性数据存储 在一个数据表中，每 一个图层对应这样一 个数据表。
19
GIS数据的两种表示方法
栅格表达
矢量表达
现实世界
20
• 数据结构一般分为基于矢量模型的数据结 构和基于栅格模型的数据结构 • 矢量数据是面向地物的结构，即对于每一 个具体的目标都直接赋有位置和属性信息 以及目标之间的拓扑关系说明。 • 栅格数据是面向位置的结构，平面空间上 的任何一点都直接联系到某一个或某一类 地物，它不能完整地建立地物之间的拓扑 关系。 • 目前，为了设计系统能用于多种目的，正 在研制矢量栅格一体化的数据结构，该数 据结构具有矢量和栅格两种结构的特性。
15
• 完成P46 图2-8表
16
4 结点、弧段和多边形之间的拓扑结 构表达
17
• 四 空间数据计算机表示
wenku.baidu.com
18
§2.3 空间数据结构的类型
• GIS数据的两种表示方法
– 一 矢量数据结构
• ㈠ 实体数据结构 »实体数据结构特点 »点位字典法 • ㈡ 拓扑数据结构
»双重独立式编码
• ㈢ 在ArcGIS存储中表达拓扑关系 • ㈣ ESRI shapefile(ARCINFO)文件结构
23
• （一） 实体数据结构 （无拓扑）
24
解决不一致、冗余——点位字典法
25
• ㈡ 拓扑数据结构 在GIS中，为了真实反映地物，不仅包 括实体的大小、形状及属性，而且要反映 出实体之间的相互关系。 • 拓扑结构是明确定义空间结构关系的一种 数学方法；在GIS中，用于空间数据的组织、 分析和应用。 例如：自然与行政的分区，各种空间类型的 分布及交通网等，都存在结点、弧段和多 边形之间的拓扑关系。
10
• DEM-数字高程模型 • 数字高程模型是现实世界地面山川河流 起伏在计算机中的数字化表达。它在计算 机中直观地反映现实的地貌情况。主要用 于规划设计（如高速公路设计，无线通讯 台站设计，开挖及填埋土方计算，洪水淹 没分析等）。
DEM(Digital Elevation Model ）
11
• Digital Orthophoto Map (DOM) • 它是经过对像元纠正、影像镶嵌等一系列 处理后形成的影像平面图，带有坐标格网 和图廓整饰，其上可叠加线画要素、文字 注记等。较传统的地图而言，正射影像图 具有信息量丰富、直观易读等特点；主要 用于宏观规划、资源普查、环保管理等。
2 地理信息系统的 数据结构
1
• 2.1 地理空间表达
– 掌握内容：
• 记住椭球长半轴、扁率 • 掌握高程转换方法
2
2.2 地理空间数据及其特征
• 一 GIS空间数据类型 : • 二 GIS空间数据的基本特征
– 1 基本特征信息 – 2 空间数据的拓扑关系 – 3 结点、弧段和多边形之间的拓扑结构表 达 – 1) – 2) – 3) 拓扑邻接 拓扑关联 拓扑包含
• 线文件
• 面文件
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在ArcGIS存储中表达拓扑关系
• 点要素： – Id, x, y. • 线要素： – 弧段/节点(始节 点Fnode,终节点 Tnode)列表 – 弧段坐标
• 多边形： – 多边形/弧段列表 – 左/右多边形列表
拓扑数据结构的优缺点
• 空间关系明确，不完全依赖于具体的坐标位置。 多边形的公共边界、网络的结点表达简单。 • 便于分析、查询，尤其是点、线、面之间的相 邻关系的查询和分析。 • 便于网络分析等 • 数据结构复杂，软件复杂 • 建立拓扑关系需花计算时间（当地图覆盖范围 很大，数据量很大时）
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⑴ 拓扑结构的基本元素
① 拓扑线段（arc） ② 结点(node）
该线段中间不与其它 线段存在联系
拓扑线段的两个端 点，分别为首结点、 尾结点 ③ 多边形（poly） 由数条拓扑线段连 接而成
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•
双重独立式编码
–双重独立式编码简称DIME(Dual Independent Map Encoding)， 是美国人口统计系统采用的一种编 码方式，是一种拓扑编码结构。
•有长、宽、高的目标 •通常用来表示人工或自然的三维目标，如建 筑、矿体等三维目标
8
• 4、按照数据的发布形式（4D）
• 数字线划地图 （Digital Line Graphic，缩写DLG） 是现有地形图要素的矢量数据集， 保存各要素间的空间关系和相关的 属性信息，全面地描述地表目标。
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• 数字栅格地图（Digital Raster Graphic， 缩写DRG）是现有纸质地形图经计算 机处理后得到的栅格数据文件。
• 度量实体距离
香港城市道路网分布
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面实体
• 具有长和宽的目标
• 通常用来表示自然或人工的封闭多边形
中国土地利用分布图
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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 上曲率变化是连续的。
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空间对象：体
• 三 空间数据的拓扑关系
• 四 计算机表示
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一 GIS空间数据类型 :
1、按数据来源分类 2、按数据特征分类 3、按数据几何特征分类
点实体
•有位置，无宽度和长度； • 抽象的点
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美国佛罗里达洲地震监测站2019年9月该
线实体
• 有长度，但无宽度和高度；
• 用来描述线状实体，通常在网络分析中使用较多
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二 GIS空间数据的基本特征 1 基本信息
• 从该图上可以获得哪些信息？
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三 空间数据的拓扑关系
• 1拓扑邻接 • 2拓扑关联
14
3 拓扑包含：
? ? ?
• ⑴简单包含指一个多边形被包含在另 一个多边形内； • ⑵多层包含指被包含的多边形仍包含 其它的多边形； • ⑶等价包含指在同一级被包含的多边 形有若干个，从而构成了等价包含。
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一、矢量数据结构
基于矢量模型的数据结构简称为矢量数据 结构。矢量结构是通过记录坐标的方式来表示 点、线、面等地理实体。 特点：定位明显，属性隐含。 分类： 实体数据结构 拓扑数据结构
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矢量数据 存储型模
• 矢量数据库模型中， 可以将属性数据存储 在一个数据表中，每 一个图层对应这样一 个数据表。
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GIS数据的两种表示方法
栅格表达
矢量表达
现实世界
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• 数据结构一般分为基于矢量模型的数据结 构和基于栅格模型的数据结构 • 矢量数据是面向地物的结构，即对于每一 个具体的目标都直接赋有位置和属性信息 以及目标之间的拓扑关系说明。 • 栅格数据是面向位置的结构，平面空间上 的任何一点都直接联系到某一个或某一类 地物，它不能完整地建立地物之间的拓扑 关系。 • 目前，为了设计系统能用于多种目的，正 在研制矢量栅格一体化的数据结构，该数 据结构具有矢量和栅格两种结构的特性。
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• 完成P46 图2-8表
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4 结点、弧段和多边形之间的拓扑结 构表达
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• 四 空间数据计算机表示
wenku.baidu.com
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§2.3 空间数据结构的类型
• GIS数据的两种表示方法
– 一 矢量数据结构
• ㈠ 实体数据结构 »实体数据结构特点 »点位字典法 • ㈡ 拓扑数据结构
»双重独立式编码
• ㈢ 在ArcGIS存储中表达拓扑关系 • ㈣ ESRI shapefile(ARCINFO)文件结构
23
• （一） 实体数据结构 （无拓扑）
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解决不一致、冗余——点位字典法
25
• ㈡ 拓扑数据结构 在GIS中，为了真实反映地物，不仅包 括实体的大小、形状及属性，而且要反映 出实体之间的相互关系。 • 拓扑结构是明确定义空间结构关系的一种 数学方法；在GIS中，用于空间数据的组织、 分析和应用。 例如：自然与行政的分区，各种空间类型的 分布及交通网等，都存在结点、弧段和多 边形之间的拓扑关系。
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• DEM-数字高程模型 • 数字高程模型是现实世界地面山川河流 起伏在计算机中的数字化表达。它在计算 机中直观地反映现实的地貌情况。主要用 于规划设计（如高速公路设计，无线通讯 台站设计，开挖及填埋土方计算，洪水淹 没分析等）。
DEM(Digital Elevation Model ）
11
• Digital Orthophoto Map (DOM) • 它是经过对像元纠正、影像镶嵌等一系列 处理后形成的影像平面图，带有坐标格网 和图廓整饰，其上可叠加线画要素、文字 注记等。较传统的地图而言，正射影像图 具有信息量丰富、直观易读等特点；主要 用于宏观规划、资源普查、环保管理等。
2 地理信息系统的 数据结构
1
• 2.1 地理空间表达
– 掌握内容：
• 记住椭球长半轴、扁率 • 掌握高程转换方法
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2.2 地理空间数据及其特征
• 一 GIS空间数据类型 : • 二 GIS空间数据的基本特征
– 1 基本特征信息 – 2 空间数据的拓扑关系 – 3 结点、弧段和多边形之间的拓扑结构表 达 – 1) – 2) – 3) 拓扑邻接 拓扑关联 拓扑包含