空間數(shù)據(jù)組織與管理(1)(已修改)
2025-01-23 11:24 本頁面
【正文】 地理信息系統(tǒng)概論 第三講 空間數(shù)據(jù)組織與管理 2/8/2022 2 ?空間數(shù)據(jù)結構 ?矢量、柵格結構對比 ?空間數(shù)據(jù)庫特點 ?傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫模型及特點 ?現(xiàn)行空間數(shù)據(jù)庫管理方案 空間數(shù)據(jù)組織與管理 2/8/2022 3 什么是數(shù)據(jù)模型？ ? 從空間認知角度對現(xiàn)實世界進行抽象建模從而得到空間數(shù)據(jù)模型 ? GIS的核心問題 ? 計算機中的現(xiàn)實世界模型 ? 數(shù)據(jù)模型多種多樣，沒有最好的通用數(shù)據(jù)模型 2/8/2022 4 數(shù)據(jù)模型在 GIS中的地位 2/8/2022 5 GIS數(shù)據(jù)模型 ? CAD 、遙感影像模型 ? 柵格數(shù)據(jù)模型 (Raster Data Model) ? 矢量數(shù)據(jù)模型 (Vector Data Model) ? 對象數(shù)據(jù)模型（ Object Data Model) 2/8/2022 6 CAD模型 2/8/2022 7 影像數(shù)據(jù)模型 2/8/2022 8 影像數(shù)據(jù)模型和柵格數(shù)據(jù)模型區(qū)別 ? Image 沒有屬性數(shù)據(jù)表，僅一個屬性項 ? 柵格數(shù)據(jù)具有屬性表，并且可和其他的屬性表進行聯(lián)合運算。 ? 應用：影像數(shù)據(jù)僅作影像處理，而柵格模型可進行空間分析和空間建模 2/8/2022 9 矢量數(shù)據(jù)結構：概念 ?矢量數(shù)據(jù)結構通過記錄空間對象的 坐標 及 空間 關系 來表達空間對象的位置。 ? 幾何對象 ?點：空間的一個坐標點； ?線：多個點組成的弧段； ?面：多個弧段組成的封閉多邊形； ? 高級模型 ?不規(guī)則三角網(wǎng)； ?區(qū)域； ?動態(tài)分段 2/8/2022 10 矢量數(shù)據(jù)結構：獲取方法 ?定位設備（全站儀、 GPS、常規(guī)測量等） ?地圖數(shù)字化 ?間接獲取 ?柵格數(shù)據(jù)轉換 ?空間分析技術（疊置、緩沖等操作產(chǎn)生的新的矢量數(shù)據(jù)） 2/8/2022 11 矢量數(shù)據(jù)結構：表達內(nèi)容 ?矢量數(shù)據(jù)自身的存儲和管理 ?幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的聯(lián)系 ?空間對象的空間關系（拓撲關系 ） 空間表達 = 信息結構 + 操作 2/8/2022 12 矢量數(shù)據(jù)表達 — 簡單數(shù)據(jù)結構 ?只記錄空間對象的位置坐標和屬性信息，不記錄拓撲關系（又稱 Spaghettie面條結構） ?存儲： ?獨立存儲：空間對象位置直接跟隨空間對象； ?點位字典：點坐標獨立存儲，線、面由點號組成 ?特征 ? 無拓撲關系，主要用于顯示、輸出及一般查詢 ? 公共邊重復存儲，存在數(shù)據(jù)冗余，難以保證數(shù)據(jù)獨立性和一致性 ? 多邊形分解和合并不易進行，鄰域處理較復雜； ? 處理嵌套多邊形比較麻煩 ?適用范圍： 制圖及一般查詢，不適合復雜的空間分析 矢量數(shù)據(jù)結構（續(xù)） 2/8/2022 13 標識碼 屬性 空間對象編碼 唯一 連接幾何和屬性數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)庫 獨立編碼 點 : ( x ,y ) 線 : ( x1 , y1 ) , (x2 , y2 ) , … , ( xn , yn ) 面 : ( x1 , y1 ) , (x2 , y2 ) , … , ( x1 , y1 ) 點位字典 點 : 點號文件 線 : 點號串 面 : 點號串 點號 X Y 1 11 22 2 33 44 … … … n 55 66 幾何 位置 矢量數(shù)據(jù)結構（續(xù)） 2/8/2022 14 例： 1 2 3 4 5 6 7 A B 多邊形 編碼 坐標 A t123 (X1， Y1) (X2， Y2) … B t124 (X1 ,Y1) (X6,Y6) 點號 坐標 1 2 3 4 5 (X1， Y1) (X2， Y2) (X3， Y3) (X4， Y4) … 多邊形 編碼 點號串 A B T123 t124 1,2,3,4,7,6,1 1,6,7,4,5,1 2/8/2022 15 矢量數(shù)據(jù)表達 — 拓撲數(shù)據(jù)結構 ?不僅表達幾何位置和屬性，還表示空間關系 ?特點：點是相互獨立的，點連成線，線構成面 ?表達對象：關聯(lián)關系 ?表達方式 ? 全顯式表達 ? 部分顯式表達 ?拓撲關系物理實現(xiàn) ? 直接存儲 ? 串行指針 ?拓撲關系與數(shù)據(jù)共享 ?采用拓撲關系的原則 矢量數(shù)據(jù)結構（續(xù)） 2/8/2022 16 拓撲結構： 全顯式表達 N1 B2 N2 N4 N3 B3 B4 B1 A1 A2 A6 A5 A4 A3 A7 A8 N5 A8 B1 B2 B3 B4 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 N1 N2 N3 N4 N5 M 面 弧 點 面 弧拓撲 面 弧段 弧 點拓撲 弧 起點 弧 面拓撲 弧 左面 點 弧拓撲 點 弧段 終點 右面 矢量數(shù)據(jù)結構（續(xù)） 2/8/2022 17 拓撲結構： 部分顯式表達 ? 用上述部分表格表示空間目標的拓撲關系 ? System9（索引式結構）：面 弧 、弧 點 ? DIME（雙重獨立編碼結構）：弧 點、弧 面 ?目前商用 GIS還沒有超出上述四個表格的拓撲關系 矢量數(shù)據(jù)結構（續(xù)） 2/8/2022 18 拓撲結構： 物理實現(xiàn) ? 串行指針 面 弧、點 弧：變長記錄，不方便直接存儲 POLYVRT（美國計算機圖形及空間分析實驗室，多邊形轉換器） TIGER（美國人口調查局，地理編碼和參照系統(tǒng)的拓撲集成） ? 直接存儲 Arc/Info、 GeoStar 矢量數(shù)據(jù)結構（續(xù)） 2/8/2022 19 拓撲結構： 拓撲關系與數(shù)據(jù)共享 維護數(shù)據(jù)的一致性 矢量數(shù)據(jù)結構（續(xù)） 2/8/2022 20 拓
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