第二章-2 空间数据结构的类型
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➢结点文件由结点记录组成,存贮每个结 点的结点号、结点坐标及与该结点连接 的弧段等
➢弧段坐标文件存贮组成弧段的点的坐标
➢弧段文件由弧记录组成,存贮弧段的起 止结点号和左右多边形号;
➢多边形文件由多边形记录组成,存贮多 边形号、组成多边形的弧段号以及多边 形的周长、面积、中心点坐标。
▪ DIME(双重独立坐标地图编码,Dual Independent Map Encoding)编码系统
▪ 构成多边形的线又称为链段或弧段,两条 以上的弧段相交的点成为结点,由一条弧 段组成的多边形成为岛,多边形图中不含 岛的多边形称为简单多边形,表示单连通 区域;含岛区的多边形成为复合多边形, 表示复连通区域。
▪ 在这种数据结构中,弧段或链段是数据组 织的基本对象。
▪ 拓扑数据结构最重要的技术特征和贡献是 具有拓扑编辑功能。
DIME是美国人口调查局在人口调查的 基础上发展起来的,它通过有向编码建立 了多边形、边界、节点之间的拓扑关系, DIME编码成为其它拓扑编码结构的基础
▪ 拓扑整合的地理编码和参考系统(TIGER) ▪ 多边Βιβλιοθήκη Baidu转换器(POLYVRT)
▪ 特点:
点是相互独立的,点连成线,线构成 面。
每条线始于起始结点(FN),止于 终止结点(TN)并与左右多边形(LP和 RP)相邻接。
▪ “多边形”在地理信息系统中是指一个任 意形状、边界完全闭合的空间区域。
其边界将整个空间划分为两个部分:包含 无穷远点的部分称为外部,另一部分称为 多边形内部。
多边形的边界线同线实体一样,可以被看 作是由一系列多而短的直线段组成。
▪ (2) 特点:定位明显,属性隐含。
▪ (3) 获取方法:
▪
①手工数字化法;
▪ 30:x33,y33;x34,y34;x35,y35;x36,y36;x37,y37;x38,y38; x39,y39;x40,y40; x33,y33;
▪ 40:x19,y19;x20,y20;x21,y21;x28,y28;x29,y29;x30,y30; x31,y31;x32,y32; x19,y19;
2.3.2 矢量数据结构
▪ 矢量数据结构是利用欧几里得几何学 中的点、线、面及其组合体来表示地 理实体空间分布的一种数据组织方式;
▪ 即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.
注意:由于坐标空间设为连续,所以允许任 意位置、长度和面积的精确定义。
但是,其精度仅受数字化设备的精度和数 值记录字长的限制,在一般情况下,比栅格 结构精度高得多 。
▪
②手扶跟踪数字化法;
▪
③数据结构转换法。
2.3.2 矢量数据结构
矢量数据结构分为以下几种主要类型 ▪ 简单数据结构 ▪ 拓扑数据结构 ▪ 曲面数据结构
1)简单数据结构 a.面条(Spaghetti方式)在简单数据结构中,空间数据按 照以基本的空间对象(点、线、多边形)为单位进行单独 组织,不含有拓扑关系数据,最典型的是面条(Spaghetti 方式)
边界被数字化和存储两次,造成数据冗余和不一致; 3.点、线和多边形有各自的坐标数据,但没有拓扑数
据,互相之间不关联。 4. 岛只作为一个单个的图形建造,没有与外包多边形
的联系; 5.不易检查拓扑错误。这种方法可用于简单的粗精度
制图系统中
2)拓扑数据结构
▪ 拓扑型数据结构由弧段坐标文件、结点文 件和多边形文件等一系列含拓扑关系的数 据文件组成。
常用的空间数据结构
X
i
xn yn
xi yi
x1 y1
x2 y2
Y
j
同一条曲线的矢量与栅格表示法
2.3.2 矢量数据结构
▪ (1) 定义 ▪ 基于矢量模型的数据结构简称为矢量数据
结构。 ▪ 矢量也叫向量,数学上称“具有大小和方
向的量”为向量。 ▪ 在计算机图形中,相邻两结点间的弧段长
度表示大小,弧段两端点的顺序表示方向, 因此弧段也是一个直观的矢量。
由多边形边界的x、y坐标对集合及说明信息组成,是 最简单的一种多边形矢量编码,如上图记为以下坐标文件:
▪ 10:x1,y1;x2,y2;x3,y3;x4,y4;x5,y5;x6,y6;x7,y7;x8,y8; x9,y9;x10,y10;x11,y11; x1,y1;
▪ 20:x1,y1;x12,y12;x13,y13;x14,y14;x15,y15;x16,y16; x17,y17;x18,y18;x19,y19;x20,y20;x21,y21;x22,y22; x23,y23;x8,y8;x9,y9;x10,y10;x11,y11; x1,y1;
矢量数据模型
▪ 对于点实体(0维对象),没有长度和宽度
只记录其在特定坐标系下的坐标和属性 代码;
▪ 线实体(1维对象),只有长度没有宽度:
用一系列足够短的直线首尾相接表示一条 曲线。
矢量结构中只记录这些小线段的端点坐标, 将曲线表示为一个坐标序列,坐标之间认 为是以直线段相连,在一定精度范围内可 以逼真地表示各种形状的线状地物 。
▪ 拓扑编辑功能包括多边形连接编辑和结点 连接编辑
a.多边形连接编辑
弧段号 起点 终点 左多边形 右多边形
a2
N2 N4 0
p4
a7
N3 N4 p4
p3
a8
N2 N3 p4
p2
N1
P2
P1
N5
N3
N2
P3
P4
弧段号 起点 终点 左多边形 右多边形
N4
a2
N2 N4 0
p4
a7
N4 N3 p3
2.3 空间数据结构的类型
2.3.1 空间数据结构的概念和类型
空间数据结构 也称为图形数据格式,是指适用于 计算机系统存贮、管理和处理的地理图形数据的逻 辑结构,是地理实体的空间排列方式和相互关系的 抽象描述。换句话说,是指空间数据以什么形式在 计算机中存储和管理。
在地理信息系统中,常用的空间数据结构有两种, 即矢量数据结构和栅格数据结构。
▪ 50:x21,y21;x22,y22;x23,y23;x8,y8;x7,y7;x6,y6;x24,y24; x25,y25;x26,y26;x27,y27;x28,y28; x21,y21;
特点: 1.数据按点、线或多边形为单元组织,数据编排直观,
数字化操作简单; 2.每个多边形都以闭合线段存储,多边形之间的公共