第3次、第4次-空间数据模型及数据结构.ppt

第三章 空间数据模型及数据结构;概念：空间数据模型是关于现实世界中空间实体及其相互间联系的概念，它为描述空间数据的组织和设计空间数据库模式提供着基本方法。 类型： 基于对象（要素）（Feature）的模型 场（Field）模型 网络（Network）模型; 1. 场模型：空间内连续分布，如污染物的集中程度、地表温度、土壤湿度。 空间结构特征和属性域 连续的、可微的、离散的 各向同性和各向异性 空间自相关; 1.1 栅格数据模型 栅格数据模型是基于连续铺盖的，它是用二维铺盖或划分覆盖整个连续空间；铺盖可以分为规则的和不规则的，后者可当做拓扑多边形处理。;2. 要素模型 基于要素的空间模型强调了个体现象，该现象以独立的方式或者以与其他现象之间的关系的方式来研究。 基于要素的空间信息模型把信息空间分解为对象或实体。一个实体必须符合三个条件：;???间对象;选择要素;2.1 矢量数据模型;地理实体;1、定义： 指自然界现象和社会经济事件中不能再分割的单元，它是一个具体有概括性，复杂性，相对意义的概念。 2、理解： 地理实体类别及实体内容的确定是从具体需要出发的，例如，在全国地图上由于比例尺很小，中国海洋大学就是一个点，这个点不能再分割，可以把中国海洋大学定为一个空间实体，而在大比例尺的青岛市地图上，中国海洋大学的许多楼房，道路都要表达出来，所以中国海洋大学必须再分割，不能作为一个空间实体，应将楼房，道路等作为研究的地理实体，由此可见，GIS中的空间实体是一个概括，复杂，相对的概念。 ;3、空间实体的表达;地理实体及其描述;二、地理实体的描述——空间数据 ;地理实体及其描述;（一）空间维数：有0，1，2，3 维之分，点、线、面、体。;地理实体及其描述;1、拓扑空间关系： 2、顺序空间关系： （方向空间关系） 用上下左右、前后、东南西北等方向性名称来描述空间实体的顺序关系，算法复杂。 3、度量空间关系：主要指实体间的距离关系，远近。 1）在地理空间中两点间的距离有两种度量方法。 a、沿真实的地球表面进行,除与两点的地理坐标有关外，还与所通过路径的地形起伏有关，复杂,引入第二种。 b、沿地球旋转椭球体的距离量算。 2）?距离类别： 欧氏距离（笛卡尔坐标系）、曼哈顿（出租车）距离、时间距离、大地测量距离（大地线）（沿地球大圆经过两个城市中心的距离）。 ;拓扑空间关系;拓扑空间关系;;2、种类 ;3）连通性：与邻接性相类似，指对弧段连接的判别，如用于网络分析中确定路径、街道是否相通。;拓扑关系具体可由4个关系表来表示： （1）? 面--链关系： 面 构成面的弧段 （2）?? 链--结点关系： 链 链两端的结点 （3）?? 结点--链关系： 结点 通过该结点的链 （4） 链—面关系： 链 左面 右面;空间数据结构;;空间数据结构—栅格数据;将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个象元或象素由行、列定义，并包含一个代码表示该象素的属性类型或量值，或仅仅包括指向其属性记录的指针。 栅格结构表示的地表是不连续的，是量化和近似离散的数据。每一个单元格对应一个相应的地块。 ;栅格数据单元格经常是矩形（主要是正方形）的，但并不是必须如此。其单元格形状可以随应用的需要进行具体设定，比如设置为三角形。 栅格数据的比例尺就是栅格大小与地表相应单元大小之比。 栅格尺寸越小，其分辨率越高，数据量也越大。;SPOT XS 20m*20m 牡丹水庫 band G, R, IR;栅格数据结构;Real world; 栅格结构用密集正方形（或三角形，多边形）将地理区域划分为网格阵列。 位置由行，列号定义，属性为栅格单元的值。;属性明显 数据中直接记录了数据属性或指向数据属性的指针，因而我们可以直接得到地物的属性代码 定位隐含 所在位置则根据行列号转换为相应的坐标，也就是说定位是根据数据在数据集中的位置得到的。 栅格数据结构结构容易实现，算法简单，且易于扩充、修改，也很直观，特别是易于同遥感影像的结合处理，给地理空间数据处理带来了极大的方便。;栅格数据结构;栅格数据组织;;栅格数据结构;栅格结构的建立;栅格数据结构;空间实体;栅格数据编码;栅格数据编码方法;将栅格数据看作一个数据矩阵，逐行记录代码数据。 1）每行都从左到右记录； AAAA；ABBB；AABB；AABB 2）奇数行从左到右，偶数