【正文】 NE）： 3 2層（ NW）： 2 四叉樹編碼： 001110 0011 –四叉樹的建立方法（存儲量的不同） 線性四叉樹編碼的存儲算法 三個量：地址、深度、結(jié)點值 常規(guī)四叉樹編碼的存儲算法 六個量： 4個子結(jié)點指針、 1個父結(jié)點指針（根結(jié)點的父指針為空，葉結(jié)點的子指針為空）、 1個結(jié)點值 四叉樹編碼法的 優(yōu)點 ： ①容易而有效地計算多邊形的數(shù)量特征； ②陣列各部分的分辨率是可變的，邊界復(fù)雜部分四叉樹較高即分級多，分辨率也高，而不需表示許多細節(jié)的部分則分級少，分辨率低，因而既可精確表示圖形結(jié)構(gòu)又可減少存貯量； ③柵格到四叉樹及四叉樹到簡單柵格結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換比其它壓縮方法容易； ④多邊形中嵌套異類小多邊形的表示較方便。 四叉樹編碼法的 缺點 ： 轉(zhuǎn)換的不定性，用同一形狀和大小的多邊形可能得出多種不同的四叉樹結(jié)構(gòu)，故不利于形狀分析和模式識別。 但因它允許多邊形中嵌套多邊形即所謂“洞”這種結(jié)構(gòu)存在，使越來越多的地理信息系統(tǒng)工作者都對四叉樹結(jié)構(gòu)很感興趣。 四叉樹編碼法的 選擇 ： 圖形的復(fù)雜情況 在系統(tǒng)中備有相應(yīng)的程序 用戶的分析目的和分析方法 練 習(xí) 由直接?xùn)鸥窬幋a轉(zhuǎn)換成四叉樹編碼的樹狀表示 3 3 3 3 3 1 1 1 1 1 1 1 3 3 3 3 3 1 1 1 1 1 1 1 3 3 3 1 1 1 1 4 4 4 4 1 3 3 3 1 1 1 4 4 4 4 4 4 3 3 2 2 2 1 1 1 4 4 4 1 3 2 2 2 2 1 1 1 1 4 1 1 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 答 案 3 3 3 1 1 1 1 0 3 1 3 3 3 1 1 1 4 1 1 3 1 1 4 4 1 3 3 2 2 2 1 4 4 4 1 0 3 2 1 1 1 4 1 1 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 0 2 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 直接?xùn)鸥窬幋a： 簡單直觀，是壓縮編碼方法的邏輯原型（柵格文件）； 鏈碼： 壓縮效率較高，以接近矢量結(jié)構(gòu)，對邊界的運算比較方便，但不具有區(qū)域性質(zhì)，區(qū)域運算較難； 游程長度編碼： 在很大程度上壓縮數(shù)據(jù)，又最大限度的保留了原始柵格結(jié)構(gòu)，編碼解碼十分容易，十分適合于微機地理信息系統(tǒng)采用； 塊碼和四叉樹編碼： 具有區(qū)域性質(zhì)，又具有可變的分辨率，有較高的壓縮效率，四叉樹編碼可以直接進行大量圖形圖象運算，效率較高，是很有前途的編碼方法。 八叉樹編碼 八叉樹結(jié)構(gòu) 就是將空間區(qū)域不斷地分解為八個同樣大小的子區(qū)域 (即將一個六面的立方體再分解為八個相同大小的小立方體 )，同 —區(qū)域的屬性相同。八叉樹主要用來解決地理信息系統(tǒng)中的三維問題。 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 10 0 2 0 0 3 0 1 2 0 1 3 1 0 2 1 0 3 1 1 2 1 1 30 2 0 0 2 1 0 3 0 0 3 1 1 2 0 1 2 1 1 3 0 1 3 10 2 2 0 2 3 0 3 2 0 3 3 1 2 2 1 2 3 1 3 2 1 3 32 0 0 2 0 1 2 1 0 2 1 1 3 0 0 3 0 1 3 1 0 3 1 12 0 2 2 0 3 2 1 2 2 1 3 3 0 2 3 0 3 3 1 2 3 1 32 2 0 2 2 1 2 3 0 2 3 1 3 2 0 3 2 1 3 3 0 3 3 12 2 2 2 2 3 2 3 2 2 3 3 3 2 2 3 2 3 3 3 2 3 3 34 4 4 4 5 4 5 5 4 5 5 55 4 14 0 5 5 0 5 5 1 54 0 0 4 1 5 5 0 0 5 1 00 4 4 0 5 40 4 0 0 4 1 0 5 0 0 5 1 1 4 0 1 4 1 1 5 0 1 5 10 0 4 0 0 5 0 1 4 0 1 5 1 0 4 1 0 5 0 0 4 0 0 50 12 374 5012345671234567I（X ）K（Z）J（Y）柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特點 ? 離散的量化柵格值表示空間對象 ? 位置隱含 ,屬性明顯 ? 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單 ,易于遙感數(shù)據(jù)結(jié)合 ,但數(shù)據(jù)量大 ? 幾何和屬性偏差 ? 面向位置的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ,難以建立空間對象之間的關(guān)系 矢量結(jié)構(gòu) 柵格結(jié)構(gòu) 矢量與柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的比較 優(yōu) 點 缺 點 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) (土壤類、土地利用單元等 )； 、冗余度低； ； 、精度高。 ； 較高； 難； 。 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ； 較容易； 分析； ，成本比較低廉。 ； ； 較低； 方法。 矢量、柵格一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以互相補充，所以現(xiàn)代 GIS中（ ARC/INFO）既含有柵格結(jié)構(gòu)又保持矢量結(jié)構(gòu)，形成一種混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，兩者的合屬性 數(shù)據(jù)的關(guān)系如下表： 混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ID Vector 數(shù)據(jù) Raster 數(shù)據(jù) 屬性 數(shù)據(jù) 第四節(jié) 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的建立 一、系統(tǒng)功能與數(shù)據(jù)間的關(guān)系 ?現(xiàn)代地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)模式的一個重要特征是數(shù)據(jù)與功能之間具有密切的聯(lián)系 (見下表 )， 因此 ， 在確定數(shù)據(jù)內(nèi)容時 ， 首先必須明確系統(tǒng)的功能； ?對開發(fā)的 GIS系統(tǒng)的功能 ， 是通過用戶需求調(diào)查來確定的 ， 因此 ， 在開發(fā) GIS系統(tǒng)之前 ， 首先要進行系統(tǒng)分析 。 系統(tǒng)功能與數(shù)據(jù)間的關(guān)系 (據(jù) Jack Dangermond等 ) 二、空間數(shù)據(jù)的分類和編碼 ?空間數(shù)據(jù)的分類，是指根據(jù)系統(tǒng)功能及國家規(guī)范和標準，將具有不同屬性或特征的要素區(qū)別開來的過程，以便從邏輯上將空間數(shù)據(jù)組織為不同的信息層 (見下圖 )； 信息層示意圖 ? 空間數(shù)據(jù)的編碼：是指將數(shù)據(jù)分類的結(jié)果，用一種易于被計算機和人識別的符號系統(tǒng)表示出來的過程，編碼的結(jié)果是形成代碼。代碼由數(shù)字或字符組成。例如，我國基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的分類代碼由六位數(shù)字組成，其代碼結(jié)構(gòu)如下所示： 大類碼 小類碼 一級代碼 二級代碼 識別位 大類碼、小類碼、一級代碼和二級代碼分別用數(shù)字順序排列。識別位由用戶自行定義，以便于擴充。 空間對象的層次分類編碼 分類對象的從屬和層次關(guān)系 有明確的分類對象類別和嚴格的隸屬關(guān)系 高壓 711 電線架 715 管線 :7 地下電力線 與電纜 72 電力線 71 地下檢修井 74 管線 73 低壓 712 電桿 713 電塔 714 不依比例 7142 依比例 7141 空間對象的多源分類編碼 按空間對象不同特性進行分類并進編碼 代碼之間沒有隸屬關(guān)系，反映對象特性 具有較大的信息量，有利于空間分析 河流特性分類與編碼 通航情況 通航： 1 不通航： 2 常年河： 1 時令河： 2 消失河： 3 1 km： 1 2 km： 2 5 km： 3 10 km： 4 10 km： 5 流水季節(jié) 河流寬度 河流長度 河流深度 5 ~ 10 m ： 1 10 ~ 20 m： 2 20 ~ 30 m： 3 30 ~ 60 m： 4 60 ~ 120 m： 5 120 ~300 m： 6 300 ~500 m： 7 500m： 8 1 m ： 1 1 ~ 2 m： 2 2 ~ 5 m： 3 5 ~ 20 m： 4 20 ~ 50 m： 5 50m： 6 1：測量控制點 11：平面控制點 12：高程控制點 13：其他控制點 1101：三角點 1102：導(dǎo)線點 11011：一等 11012：二等 11013：三等 11014：四等 國土基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)分類與代碼舉例 三、矢量數(shù)據(jù)的輸入與編輯 轉(zhuǎn)繪到聚酯薄膜 檢查完整性 圖幅角點 控制點 。 圖幅長度、寬度，閾值圖名 圖號 比例尺 地圖投影等 。 ，形成 layer。 ； ； ； 。 四、柵格數(shù)據(jù)的輸入與編輯 轉(zhuǎn)繪到聚酯薄膜 檢查完整性 圖幅角點 控制點 。 。 ，形成 layer。 ； ； ； 。 第二章 思考題 ? l．通過實例說明 GlS空間數(shù)據(jù)的基本特征及在計算機中的表示方法。 ? 2．簡述空間數(shù)據(jù)的拓撲關(guān)系及其對數(shù)據(jù)處理和空間分析有何重要意義？ ? 4．試修改四叉樹定義，使之適合存儲數(shù)字化高程數(shù)據(jù)，并說明其存儲結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點。 ? 5. 敘述從某一空間地理對象到數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)文件記錄的演繹過程，并說明各個過程的作用。 ? 6．試寫出圖 247的 DIME數(shù)據(jù)文件和對多邊形 113進行聯(lián)接編輯的算法步驟。比較多邊形聯(lián)接編輯與結(jié)點聯(lián)接編輯的異同。 ? 7．如上圖所示，設(shè)將該圖縱邊和橫邊 8等分，試建立 :（ 1）該圖層的柵格數(shù)據(jù)文件，并計算該柵格文件的數(shù)據(jù)冗余度 。（ 2）該圖層的游程編碼數(shù)據(jù)文件 (帶索引文件 )；（ 3）該圖層的線性四叉樹數(shù)據(jù)文件及二維游程數(shù)據(jù)文件，并對數(shù)據(jù)壓縮量作對比分析。