【正文】 的數(shù)據(jù)結構 167。 24 矢柵一體化數(shù)據(jù)結構 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結構 1) 弧段文件 2）帶指針的二維行程碼 二維行程 M碼 屬性值 0 0 5 4 8 0 16 4 30 8 31 4 32 0 37 8 40 0 44 8 46 0 47 8 葉結點的屬性值 改為 指向該地物的下一個子塊的循環(huán)指針 二維行程 M碼 循環(huán)指針屬性值 0 8 5 16 8 32 16 31 30 37 31 4（ 屬性值 ） 32 40 37 44 40 46 44 47 46 0（ 屬性值 ） 47 8（ 屬性值 ） 邊界弧段 形狀 面域 循環(huán)指針 指向該地物下一個子塊的地址碼，并在最后指向該地物本身 返回 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 167。 24 矢柵一體化數(shù)據(jù)結構 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結構 二維行程 M碼 循環(huán)指針屬性值 0 8 5 16 8 32 16 31 30 37 31 4（ 屬性值 ） 32 40 37 44 40 46 44 47 46 0（ 屬性值 ） 47 8（ 屬性值 ） 用循環(huán)指針將同屬于一個目標的葉結點鏈接起來 只要進入第一塊就可以順著指針直接提取該地物的所有子塊 ， 從而避免像柵格數(shù)據(jù)那樣為查詢某一個目標需遍歷整個矩陣 ， 大大提高了查詢速度 。 返回 0 8 32 40 46 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 3）面文件 167。 24 矢柵一體化數(shù)據(jù)結構 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結構 這種數(shù)據(jù)結構是面向地物的 ， 具有矢量的特點 。 通過面狀地物的標識號可以找到它的邊界弧段并順著指針提取所有的中間面塊 。 同時它 又具有柵格的全部特性 ， 二維行程本身就是面向位置的結構 ， 帶指針的二維行程碼 中的 Morton碼表達了位置的相互關系 ， 前后 M碼之差隱含了該子塊的大小 。 給出任意一點的位置都可順著指針找到面狀地物的標識號確定是哪一個地物 。 面標識號 弧標識號串 面塊頭指針 40001（ 屬性值為 0） 20221， 20222， 20223 0 40002（ 屬性值為 4） 20222， 20224 16 40003（ 屬性值為 8） 2022 37 …… …… …… 返回 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 復雜地物的數(shù)據(jù)結構 167。 24 矢柵一體化數(shù)據(jù)結構 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結構 由幾個或幾種點 、 線 、 面狀簡單地物組成的地物稱為復雜地物 。 例如將一條公路上的中心線 、 交通燈 、 立交橋等組合為一個復雜地物 ， 用一個標識號表示 。 復雜地物的數(shù)據(jù)結構如表 7所示 。 復雜地物標識號 簡單地物標識號 …… …… 50008 10025， 30005， 30025 50009 30006， 30007， 40032 …… …… 返回 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 167。 25 三維數(shù)據(jù)結構 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結構 目前 GIS主要還停留在處理地球表面的數(shù)據(jù)，若數(shù)據(jù)是地表以下或以上，則先將它 投影到地表 ，再進行處理，其實質是 以二維的形式來模擬、處理任何數(shù)據(jù) ，在有些領域可行，但涉及到三維問題的處理時，往往力不從心。 二維 V=f(x,y)，在不同的層 V的含義不同，當 V表示的是高程時，就是 DEM。由于地形三維視圖的原因，人們常把 DEM誤認為是三維模型。但從本質上講， DEM是二維的，因為它只能表示地表的信息，不能對地表內部進行有效的表示。目前，人們常把 DEM稱為 。 真三維模型 V=f(x,y,z)， z是一自變量，不受 x,y的影響。三維 GIS的要求與二維 GIS相似，但在數(shù)據(jù)采集，系統(tǒng)維護和界面設計等方面比二維 GIS復雜得多，如三維數(shù)據(jù)的組織與重建，三維變換、查詢、運算、分析、維護等方面。下面主要介紹三維數(shù)據(jù)結構。同樣，三維結構存在柵格和矢量兩種形式。 柵格 ：將地理實體的三維空間分成細小單元 體元。普遍用 八叉樹 矢量 ： x,y,z，抽象為點、線、面、體，面構成體。方法多種，常用 三維邊界表示法 。 返回 一、概述 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 二、八叉樹結構 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結構 思想 ： 四叉樹在 三維空間 的推廣 。 將 要表示的形體 V放在一個充分大的正方體 C內 ，C的邊長為 2n， 不斷用兩個與 XOY、 XOZ的平面均分 C為 8個子體 ， 并判斷屬性單一性 。 當子體部分為 V灰結點 需再 1分為 8。 子體中無 V白結點 停止分割 ， 葉結點 。 子體 全為 V—黑結點 返回 167。 25 三維數(shù)據(jù)結構 0 1 2 3 4 5 7 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 存貯結構 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結構 1） 規(guī)則八叉樹 與常規(guī)四叉樹類似 ， 用 10項 字段來記錄每個結點 （ 8個子結點指針 ， 1個父結點指針 ， 1個結點屬性 ） 。 最普遍的形式 ， 方式自然 ， 易掌握 。 但指針占總存儲量的94%， 空間使用率低 。 返回 167。 25 三維數(shù)據(jù)結構 特點 ：節(jié)省存貯空間，便于某些運算，但喪失一定的靈活性，不便于其它遍歷方式對樹的結點進行存取，應用效果不佳。 2）線性八叉樹 — Motorn碼 用某一預先確定的次序將八叉樹轉換成一個線性表，表中的每個元素與一個結點相對應。 每個結點用固定的字節(jié)描述，其中某些位專門用來說明它是否為葉結點。 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 3）一對八式的八叉樹 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結構 每個結點均 1分為 8， 并標記為 0， 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7。 隱含地假定了這些子結點記錄存放的次序 –便于檢索 浪費存儲 ， 除非完全八叉樹 ， 即所有葉結點均在同一層次出現(xiàn) ， 上層均為非葉結點 。 返回 167。 25 三維數(shù)據(jù)結構 0 1 2 3 …7 0 1 2 3 …7 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 三、三維邊界表示法 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結構 返回 167。 25 三維數(shù)據(jù)結構 v1 v2 v3 v4 l1 l 2 l 3 l 4 l 5 l6 v1 x1 y1 z1 v2 x2 y2 z2 v3 x3 y3 z3 v4 x4 y4 z4 l1 v1 v2 l2 v2 v3 l3 v3 v1 l4 v2 v4 l5 v4 v3 l6 v1 v4 s1 l1 l2 l3 s2 l2 l4 l5 s3 l5 l3 l6 s4 l3 l1 l4 ３、面表： 給出圍成多面體某個面的各條邊。 ４、 當有若干個多面體時，還必須有一個 對象表 。 頂點表 ：用來表示多面體各頂點的坐標 ２、邊表： 指出構成多面體某邊的兩個頂點； O1 S1,s2… 屬性１ … 可避免重復表示某些點、邊、面，節(jié)約存儲，便于圖形顯示，如公共邊不重復。 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 擴充后的邊表 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結構 返回 167。 25 三維數(shù)據(jù)結構 為表達拓撲還可將其它一些有關的內容結合到所使用的表中，如將 邊所屬的多邊形信息結合進邊表 中以后的形式： l1 v1 v2 s1 s4 l2 v2 v3 s1 s2 l3 v3 v1 s1 s3 l4 v2 v4 s2 s4 l5 v4 v3 s2 s3 l6 v1 v4 s3 s4 l1 v1 v2 l2 v2 v3 l3 v3 v1 l4 v2 v4 l5 v4 v3 l6 v1 v4 s1 l1 l2 l3 s2 l2 l4 l5 s3 l5 l3 l6 s4 l3 l1 l4 包含 s1,s4公共邊為 l1的信息 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 拓撲檢查 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結構 返回 167。 25 三維數(shù)據(jù)結構 數(shù)據(jù)存儲后，必須檢查數(shù)據(jù)的一致性、完全性，即進行拓撲檢查 。具體可檢查下列幾項： (1) 頂點表中的每個頂點至少是兩條邊的端點； (2) 每條邊至少是一個多邊形的邊； (3) 每個多邊形是封閉的； (4) 每個多邊形至少有一條邊是和另一個多邊形共用的； (5) 若邊表中包含了指向它所屬多邊形的指針，那么指向該邊的指針必在相應的多邊形中出現(xiàn)。 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 應用 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結構 返回 167。 25 三維數(shù)據(jù)結構 三維邊界法一般用于 表示規(guī)則形體 ，如建筑物，對于自然界中的復雜形體如巖石的外表，理論上可找到一在誤差范圍內逼近的適合平面多面體，但這種逼近受多因素的制約。 對于不規(guī)則形體，可在形體的外表面 s，可測一組點 p1,p2…pn 坐標，再 建這些點的關系，即結構圖 ，決定頂點連接的不同方式。 同樣數(shù)據(jù)點，由于連接方式不同，構成的平面多面體也不同 。其中最重要的一種方法就是每個面均是三角形的平面多面體， 類似 TIN結構 。但即使這樣，同一組點仍可得到不同的平面多面體。因此，需要研究擁有了哪些特征之后，才能更確切地逼近原來的三維形體 ? 這種逼近有兩種形式： 表面 S0的逼近 ：以確定后的平面多面體的表面作為對原三維形體的表面 S0的逼近，著眼于形體的 邊界 表示。 三維形體的逼近 ：給出一系列的四面體，這些四面體的集合就是對原三維形體的逼近。著眼于 形體 的分解表示。