【正文】 。 ? 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 。 ? 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。 ? 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。 ； ； ； 。 。 ； ； ； 。 圖幅長度、寬度，閾值圖名 圖號 比例尺 地圖投影等 。識別位由用戶自行定義，以便于擴充。代碼由數(shù)字或字符組成。 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 。 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ； 較容易； 分析； ，成本比較低廉。 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。 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。 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。 n 為極限分割次數(shù) ， n＋ 1是四叉樹最大層數(shù)或最大高度 0 2 2 5 5 5 5 5 2 2 2 2 2 5 5 5 0 0 0 0 0 3 3 3 2 2 2 2 3 3 5 5 0 0 2 3 3 3 5 5 0 0 3 3 3 3 5 3 0 0 0 3 3 3 3 3 0 0 0 0 3 3 3 3 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥⑦⑧⑨⑩ 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 36 37 38 39 34 35 40 0 0 0 0 3 3 3 0 3 3 3 3 3 5 3 0 0 2 2 2 3 2 2 2 2 0 2 2 2 2 5 2 5 5 5 3 3 3 5 5 西南 東南 西北 東北 0 0 0 … 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 22位 6位 4位 3 ? 建立四叉樹的方法 ? 自上而下（ topdown) ? 自下而上（ bottomup） 8 8 8 0 0 0 0 0 8 8 8 8 0 0 0 0 8 8 8 8 8 0 0 0 8 7 8 8 8 8 0 0 7 7 8 8 8 4 0 0 7 7 8 8 4 4 4 4 7 7 7 4 4 4 4 4 7 7 7 7 7 4 4 0 0層 1層 2層 3層 NW 2 NE 3 SW 0 SE 1 象限 編碼的記錄：位置 /屬性 四叉樹編碼 （ Quadtree encoding） 屬性 00008880888888878004448444440444478747777 位置編碼采用二進制：方向 +深度 例：結(jié)點 6：深度為 3 方向： 0層（ SW）： 0 1層（ 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。 從上到下 ， 從左到右為葉子結(jié)點編號 ， 最下面的一排數(shù)字表示各子區(qū)的代碼 。 四叉樹分解 ，各子象限大小不完全一樣 ， 但都是同代碼柵格單元組成的子塊 ， 其中最上面的一個結(jié)點叫做根結(jié)點 ， 它對應(yīng)于整個圖形 。 0 2 2 5 5 5 5 5 2 2 2 2 2 5 5 5 0 0 0 0 0 3 3 3 2 2 2 2 3 3 5 5 0 0 2 3 3 3 5 5 0 0 3 3 3 3 5 3 0 0 0 3 3 3 3 3 0 0 0 0 3 3 3 3 （ 1， 1， 1， 0），（ 1， 2， 2， 2），（ 1， 4， 1， 5），（ 1， 5， 1， 5），（ 1， 6， 2， 5），（ 1， 8， 1， 5）；（ 2， 1， 1， 2），（ 2， 4， 1， 2），（ 2， 5， 1， 2），（ 2， 8， 1， 5）；（ 3， 3， 1， 2），（ 3， 4， 1， 2），（ 3， 5， 2， 3），（ 3， 7， 2， 5）；（ 4， 1， 2， 0），（ 4， 3， 1， 2），（ 4， 4， 1， 3）；（ 5， 3， 1， 3），（ 5， 4， 2， 3），（ 5， 6， 1， 3），（ 5， 7， 1， 5），（ 5， 8， 1， 3）；（ 6， 1， 3， 0），（ 6， 6， 3， 3）；（ 7， 4， 1， 0），（ 7， 5， 1， 3）；（ 8， 4， 1， 0），（ 8， 5， 1， 0）。 –估算圖層的數(shù)據(jù)冗余度： Re=1Q/m*n 其中， Q—圖層內(nèi)相鄰屬性值變化次數(shù)的累加和； m—圖層網(wǎng)格的行數(shù)； n—圖層網(wǎng)格的列數(shù)； 當(dāng) Re1/5時，壓縮效果明顯； 壓縮比 S=n/K 其中， n—直接編碼存儲容量 ； K—游程編碼存儲容量 。 游程長度編碼 逐個記錄各行 （ 或列 ） 代碼發(fā)生變化的位置和相應(yīng)代碼 。 游程長度編碼 – 游程編碼結(jié)構(gòu) 編碼結(jié)構(gòu)的建立方法：把柵格矩陣的數(shù)據(jù)序列X X2,… ,XN，映射為二元組序列（ Ai, Pi） Ai——柵格屬性值 Pi——游程長度