【正文】 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 167。 24 矢柵一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 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(jié)點(diǎn)的屬性值 改為 指向該地物的下一個(gè)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(gè)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(jié)構(gòu) 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 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(gè)目標(biāo)的葉結(jié)點(diǎn)鏈接起來(lái) 只要進(jìn)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(gè)目標(biāo)需遍歷整個(gè)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(jié)構(gòu) 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是面向地物的 ， 具有矢量的特點(diǎn) 。 通過(guò)面狀地物的標(biāo)識(shí)號(hào)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(shí)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(jié)構(gòu) ， 帶指針的二維行程碼 中的 Morton碼表達(dá)了位置的相互關(guān)系 ， 前后 M碼之差隱含了該子塊的大小 。 給出任意一點(diǎn)的位置都可順著指針找到面狀地物的標(biāo)識(shí)號(hào)確定是哪一個(gè)地物 。 面標(biāo)識(shí)號(hào) 弧標(biāo)識(shí)號(hào)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(fù)雜地物的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 167。 24 矢柵一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 由幾個(gè)或幾種點(diǎn) 、 線 、 面狀簡(jiǎn)單地物組成的地物稱為復(fù)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(gè)復(fù)雜地物 ， 用一個(gè)標(biāo)識(shí)號(hào)表示 。 復(fù)雜地物的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如表 7所示 。 復(fù)雜地物標(biāo)識(shí)號(hào) 簡(jiǎn)單地物標(biāo)識(shí)號(hào) …… …… 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(jié)構(gòu) 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 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(jìn)行處理，其實(shí)質(zhì)是 以二維的形式來(lái)模擬、處理任何數(shù)據(jù) ，在有些領(lǐng)域可行，但涉及到三維問(wèn)題的處理時(shí)，往往力不從心。 二維 V=f(x,y)，在不同的層 V的含義不同，當(dāng) V表示的是高程時(shí)，就是 DEM。由于地形三維視圖的原因，人們常把 DEM誤認(rèn)為是三維模型。但從本質(zhì)上講， DEM是二維的，因?yàn)樗荒鼙硎镜乇淼男畔?，不能?duì)地表內(nèi)部進(jìn)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(hù)和界面設(shè)計(jì)等方面比二維 GIS復(fù)雜得多，如三維數(shù)據(jù)的組織與重建，三維變換、查詢、運(yùn)算、分析、維護(hù)等方面。下面主要介紹三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。同樣，三維結(jié)構(gòu)存在柵格和矢量?jī)煞N形式。 柵格 ：將地理實(shí)體的三維空間分成細(xì)小單元 體元。普遍用 八叉樹(shù) 矢量 ： x,y,z，抽象為點(diǎn)、線、面、體，面構(gòu)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(shù)結(jié)構(gòu) 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 思想 ： 四叉樹(shù)在 三維空間 的推廣 。 將 要表示的形體 V放在一個(gè)充分大的正方體 C內(nèi) ，C的邊長(zhǎng)為 2n， 不斷用兩個(gè)與 XOY、 XOZ的平面均分 C為 8個(gè)子體 ， 并判斷屬性單一性 。 當(dāng)子體部分為 V灰結(jié)點(diǎn) 需再 1分為 8。 子體中無(wú) V白結(jié)點(diǎn) 停止分割 ， 葉結(jié)點(diǎn) 。 子體 全為 V—黑結(jié)點(diǎn) 返回 167。 25 三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 0 1 2 3 4 5 7 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 存貯結(jié)構(gòu) 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1） 規(guī)則八叉樹(shù) 與常規(guī)四叉樹(shù)類似 ， 用 10項(xiàng) 字段來(lái)記錄每個(gè)結(jié)點(diǎn) （ 8個(gè)子結(jié)點(diǎn)指針 ， 1個(gè)父結(jié)點(diǎn)指針 ， 1個(gè)結(jié)點(diǎn)屬性 ） 。 最普遍的形式 ， 方式自然 ， 易掌握 。 但指針占總存儲(chǔ)量的94%， 空間使用率低 。 返回 167。 25 三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 特點(diǎn) ：節(jié)省存貯空間，便于某些運(yùn)算，但喪失一定的靈活性，不便于其它遍歷方式對(duì)樹(shù)的結(jié)點(diǎn)進(jìn)行存取，應(yīng)用效果不佳。 2）線性八叉樹(shù) — Motorn碼 用某一預(yù)先確定的次序?qū)瞬鏄?shù)轉(zhuǎn)換成一個(gè)線性表，表中的每個(gè)元素與一個(gè)結(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。 每個(gè)結(jié)點(diǎn)用固定的字節(jié)描述，其中某些位專門(mén)用來(lái)說(shuō)明它是否為葉結(jié)點(diǎn)。 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 3）一對(duì)八式的八叉樹(shù) 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 每個(gè)結(jié)點(diǎn)均 1分為 8， 并標(biāo)記為 0， 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7。 隱含地假定了這些子結(jié)點(diǎn)記錄存放的次序 –便于檢索 浪費(fèi)存儲(chǔ) ， 除非完全八叉樹(shù) ， 即所有葉結(jié)點(diǎn)均在同一層次出現(xiàn) ， 上層均為非葉結(jié)點(diǎn) 。 返回 167。 25 三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 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(jié)構(gòu) 返回 167。 25 三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 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(gè)面的各條邊。 ４、 當(dāng)有若干個(gè)多面體時(shí)，還必須有一個(gè) 對(duì)象表 。 頂點(diǎn)表 ：用來(lái)表示多面體各頂點(diǎn)的坐標(biāo) ２、邊表： 指出構(gòu)成多面體某邊的兩個(gè)頂點(diǎn)； O1 S1,s2… 屬性１ … 可避免重復(fù)表示某些點(diǎn)、邊、面，節(jié)約存儲(chǔ)，便于圖形顯示，如公共邊不重復(fù)。 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 擴(kuò)充后的邊表 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 返回 167。 25 三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 為表達(dá)拓?fù)溥€可將其它一些有關(guān)的內(nèi)容結(jié)合到所使用的表中，如將 邊所屬的多邊形信息結(jié)合進(jìn)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?fù)錂z查 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 返回 167。 25 三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)后，必須檢查數(shù)據(jù)的一致性、完全性，即進(jìn)行拓?fù)錂z查 。具體可檢查下列幾項(xiàng)： (1) 頂點(diǎn)表中的每個(gè)頂點(diǎn)至少是兩條邊的端點(diǎn)； (2) 每條邊至少是一個(gè)多邊形的邊； (3) 每個(gè)多邊形是封閉的； (4) 每個(gè)多邊形至少有一條邊是和另一個(gè)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(yīng)的多邊形中出現(xiàn)。 地理信息系統(tǒng)原理 GIS 應(yīng)用 第二章 GIS 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 返回 167。 25 三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 三維邊界法一般用于 表示規(guī)則形體 ，如建筑物，對(duì)于自然界中的復(fù)雜形體如巖石的外表，理論上可找到一在誤差范圍內(nèi)逼近的適合平面多面體，但這種逼近受多因素的制約。 對(duì)于不規(guī)則形體，可在形體的外表面 s，可測(cè)一組點(diǎn) p1,p2…pn 坐標(biāo)，再 建這些點(diǎn)的關(guān)系，即結(jié)構(gòu)圖 ，決定頂點(diǎn)連接的不同方式。 同樣數(shù)據(jù)點(diǎn)，由于連接方式不同，構(gòu)成的平面多面體也不同 。其中最重要的一種方法就是每個(gè)面均是三角形的平面多面體， 類似 TIN結(jié)構(gòu) 。但即使這樣，同一組點(diǎn)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(lái)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(duì)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(duì)原三維形體的逼近。著眼于 形體 的分解表示。