gis空間數(shù)據(jù)結構ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-08 05:15 本頁面
【文章內容簡介】 分布的一種數(shù)據(jù)組織方式 。這種數(shù)據(jù)組織方式能最好地逼近地理實體的空間分布特征，數(shù)據(jù)精度高，數(shù)據(jù)存儲的冗余度低，便于進行地理實體的網(wǎng)絡分析，但對于多層空間數(shù)據(jù)的疊合分析比較困難。 定義 ——矢量數(shù)據(jù)結構是通過 記錄坐標值 ，盡可能精確地表示點、線和多邊形等地理實體，坐標空間設為連續(xù)，允許任意位置、長度和面積的精確定義。 ?點 ——由一對 X、 Y坐標表示； ?線 ——由一串的 X、 Y坐標表示； ?面 ——由一串或幾串有序的且首尾坐標相同的 X、 Y坐標對及面標識表示。 二、矢量數(shù)據(jù)的特點 ? 定位明顯、屬性隱含。 其定位是根據(jù)坐標直接存儲的，而屬性則一般存于文件頭或數(shù)據(jù)結構中某些特定的位置上。 ? 在計算長度、面積、形狀和圖形編輯、幾何變換操作中，矢量結構有很高的效率和精度，而在疊加運算、鄰域搜索等操作時則比較困難。 ? 這種特點使得其 圖形運算 的算法總體上 比柵格數(shù)據(jù)結構復雜的多， 有些甚至難以實現(xiàn)。 三、矢量數(shù)據(jù)結構的類型 簡單數(shù)據(jù)結構 空間數(shù)據(jù)按照以基本的空間對象 (點、線或多邊形 )為單元進行單獨組織，不含有拓撲關系數(shù)據(jù)，最典型的是面條(Spaghetti)結構。 主要特點： (1)數(shù)據(jù)按點、線或多邊形為單元進行組織 ，數(shù)據(jù)編排直觀，數(shù)字化操作簡單。 (2)每個多邊形都以閉合線段存儲 ，多邊形的公共邊界被數(shù)字化兩次和存儲兩次，造成數(shù)據(jù)冗余和不一致。 (3)點、線和多邊形有各自的坐標數(shù)據(jù) ，但沒有拓撲數(shù)據(jù)，互相之間不關聯(lián)。 (4)島只作為一個單個圖形 ，沒有與外界多邊形的聯(lián)系。 優(yōu)、缺點 優(yōu)點 ——文件結構簡單 ， 易于實現(xiàn)以多邊形為單位的運算和顯示 。 缺點 —— (1)鄰接多邊形的公共邊被數(shù)字化和存儲兩次 (如圖2—19a中的 9三個點 )， 由此會 產生數(shù)據(jù)冗余和邊界不重合 (由于數(shù)字化誤差等因素造成 )。 (2)每個多邊形自成體系 ， 缺少有關鄰域關系 的信息 ， 難以進行鄰域處理 。 如合并同類時要消除公共邊 。 (3)不能解決 “ 洞 ” 或 “ 島 ” 之類的多邊形嵌套問題 ， 島只作為單個的圖形建造 ， 沒有與外包多邊形的聯(lián)系 。 （ 4） 不易檢查多邊形邊界的 拓撲關系是否正確 ， 如無法判斷有無不完整的多邊形 。 拓撲數(shù)據(jù)結構 拓撲 是英文 topology的音譯，原意是地志學、地形地貌學，局部解剖學的意思。隱含有構造、結構研究的含義。后來用到數(shù)學上、幾何上，含有 研究數(shù)的結構、幾何構造關系 等含義。主要是用抽象的方法來 研究某種數(shù)或幾何，或集合的構造的不變性，就是所謂的同構問題。 這里的 拓撲性質是指一個構造在拉伸、扭曲中的整體不變性， 即某個構造在拉伸、扭曲前后是否同構同一的問題， 即某一個點在整體拉伸、扭曲前后是否與鄰近的點的關系是不變的。 拓撲 (Topology)結構 ——所謂拓撲結構是確定各地理實體之間空間關系的數(shù)學方法 。 為了準確地描述空間目標的位置和空間關系 ， 在幾何上主要從兩個方面進行 。 在幾何形態(tài)方面 ， 常采用解析幾何方法來分析 ， 即以幾何坐標為基礎 ， 涉及空間目標的角度 、周長 、 方向 、 距離和面積等； 在空間關系方面 ， 則采用拓撲幾何方法來描述 ， 主要涉及的是空間目標之間的 “ 相鄰 ” 、“ 相連 ” 、 “ 包容 ” 、 “ 在里面 ” 和 “ 在外面 ”等關系 。 （ 1）包括 DIME(對偶獨立地圖編碼法 )、 POLYVRT(多邊形轉換器 )、 TIGER(地理編碼和參照系統(tǒng)的拓撲集成 )等。 （ 2） 特點 是：點是相互獨立的，點連成線，線構成面。每條線始于 起始結點 (FN)，止于 終止結點 (TN)，并與左右多邊形 (LP和 RP)相鄰接。構成多邊形的線又稱為鏈段 或 弧段 ，兩條以上的弧段相交的點稱為 結點 ，由一條弧段組成的多邊形稱為 島 ，多邊形圖中不含島的多邊形稱為 簡單多邊形 ，表示單連通區(qū)域；含島區(qū)的多邊形稱為 復合多邊形 ，表示復連通區(qū)域。在復連通區(qū)域中，包括有外邊界和內邊界，島區(qū)多邊形看作是復連通區(qū)域的內邊界，復連通區(qū)域的內邊界多邊形對應的區(qū)域含有平面上的無窮遠點。 （ 3） 弧段或鏈段是數(shù)據(jù)組織的基本對象 ? 弧段文件 由弧段記錄組成，每個弧段記錄包括 弧段標識碼 、 FN、 TN、 LP和 RP。 ? 結點文件 由結點記錄組成，包括每個結點的結點號 、 結點坐標 及與該結點連接的 弧段標識碼 等。 ? 多邊形文件 由多邊形記錄組成，包括多邊形標識碼 、組成該多邊形的 弧段標識碼 以及 相關屬性 等。 （ 4） 拓撲編輯功能是 拓撲數(shù)據(jù)結構最重要的技術特征和貢獻。不但保證數(shù)字化原始數(shù)據(jù)的自動查錯編輯，而且可以自動形成封閉的多邊形邊界，為由各個單獨存儲的弧段組成所需要的各類多邊形及建立空間數(shù)據(jù)庫奠定基礎。 多邊形連接編輯 ：指順序連接組成封閉多邊形一組線段的編輯。 結點連接編輯 ：指順序連接環(huán)繞某個結點所有多邊形的編輯。 1)多邊形連接編輯 如設需要對多邊形 P1進行編輯，其算法過程為： ① 檢出與當前編輯的多邊形 P1相關的所有記錄 ： ② 檢查當前編輯的多邊形 Pl所處的位置 ：如果 P1位在左多邊形位置。將之與位于右多邊形位置的多邊形號相交換，同時也將該記錄的結點號位置作相應的交換；反之，如果當前編輯的多邊形 P1位于右多邊形位置，則該記錄的所有數(shù)據(jù)項順序不作改變。 ③ 從經過代碼位置轉換的記錄中，任取一個起結點作為起點，順序連接各個結點 ，必要時可對記錄的前后順序作調整，使得連接的結點能自行封閉 。 2)
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