第三章2-空间数据结构与管理2017.ppt

树状索引编码法的优势和不足 树状索引编码消除了相邻多边形边界的数据冗余和不一致的问题，在简化过于复杂的边界线或合并相邻多边形时可不必改造索引表，邻域信息和岛状信息可以通过对多边形文件的线索引处理得到。 但是比较繁琐，因而给相邻函数运算，消除无用边，处理岛状信息以及检查拓扑关系带来一定的困难，而且两个编码表都需要以人工方式建立，工作量大且容易出错。 Ⅲ 双重独立地图编码 拓扑关系类型 a 拓扑邻接：指存在于空间图形的同类元素之间的拓扑关系。结点邻接关系有N1/N4，N1/N2…等；多边形邻接关系有P1/P3，P2/P3 …等。 b 拓扑关联：拓扑关联指存在于空间图形的不同类元素之间的拓扑关系。结点与弧段关联关系有N1/C1、C3、C6，N2/C1、C2、C5 …等。多边形与线段的关联关系有P1/C1、C5、C6，P2/C2、C4、C5、C7等。 c 拓扑包含：拓扑包含指存在于空间图形的同类但不同级的元素之间的拓扑关系，P2包含P4。 拓扑概念 ????拓扑学是研究图形在保持连续状态下变形时的那些不变的性质，也称“橡皮板几何学”。在拓扑空间中对距离或方向参数不予考虑。拓扑关系是指网结构元素结点、弧段、面域之间的空间关系。 双重独立地图编码简称DIME结构（Dual Independent Map Encoding）。它是由美国人口调查局建立起来的为人口调查目的而设计的一种拓扑编码方法，是一种把几何量度信息（直角坐标）与拓扑逻辑信息结合起来的系统。 DIME文件的基本元素：线段、线段始结点和终结点标识符、区域代码（左区号和右区号）。 方法：对所有边界点进行数字化，将坐标对以顺序方式存储，由点索引与边界线号相联系，以线索引与各多边形相联系，形成树状索引结构。结点坐标文件包括结点标识符和结点坐标，拓扑结构文件包括结点、线段、多边形间的拓扑关系。 DIME结构中，线段通常被认为是直线型的，复杂的曲线由一系列逼近曲线的直线段来表示。结点与结点或者面域与面域之间为邻接关系，而结点与线段或面域与线段之间为关联关系。 ?双重独立地图编码优点 ⑴通过有向编码建立了多边形、边界、节点之间的拓扑关系，有效地进行数据存储正确性检查，同时便于对数据进行更新和检索。这种数据结构在自动区域单元时，空间点的坐标是自行闭合。否则数据存储或编码有错，区域不能自行闭合，或者出现多余的线段，达不到数据自动编辑的目的。 ⑵DIME编码成为其它拓扑编码结构的基础。它采用树状索引以减少数据冗余并间接增加邻域信息。 矢量编码保证了信息的完整性和运算的灵活性，这是由矢量结构自身的特点所决定的。目前并没有统一的最佳的矢量结构编码方法，在具体工作中应根据数据的特点和任务的要求而灵活设计。 无拓扑关系的矢量结构 实体型矢量数据编码（无拓扑矢量数据编码）虽然会产生数据冗余和歧异，但易于编辑，如MapInfo。 带拓扑关系的矢量结构 拓扑型矢量数据编码消除了数据的冗余和歧异，但操作复杂，甚至会产生新的数据冗余，如ARC/INFO。 5、 矢量数据结构与栅格数据结构的比较 比较项 矢 量 数 据 栅 格 数 据 数据大小 数据存储量小 数据存储量大 数据结构 复杂 简单 位置精度 空间位置精度高 空间位置精度低 拓扑关系 用网络连接法能完整描述拓扑关系 难于建立网络连接关系 数据获取 获取数据慢 快速获取大量数据 数据输出 输出容易，绘图细腻、精确、美观 输出速度快， 但绘图粗糙、不美观 输出设备 只能在矢量式数据绘图机上输出 只能在栅格数据绘图机上输出 数据计算 计算多边形周长、面积、总和、平均值不如栅格数据效果好 计算多边形周长、面积、总和、平均值更有效 数学模拟 困难 方便 叠合分析 多种地图叠合分析困难 多种地图叠合分析方便 图像处理 不能直接处理数字图像信息 能直接处理遥感数字图像信息 空间分析 不容易实现 易于进行 将矢量面对目标的方法和栅格元子充填的方法结合起来，采用填满线状目标路径和充填面状目标空间的方法结合使用的数据结构。 线状地物：除记录原始取样点外，还记录路径所通过的栅格。 面状地物：除记录它的多边形周边以外，还包括中间的面域栅格。 特点：它保留了矢量的全部性质，以目标为单元直接聚集所有的位置信息，并能建立拓扑关系；它建立了栅格与地物的关系，即路径上的任一点都直接与目标建立了联系。从原理上说，这是一种以矢量的方式来组织栅格数据的数据结构。 3 3 4 3 3 4 4 2 3 3 4 4 4 2 3 3 4 4 2 3 4 4 2 2 2 1 2 三、矢量栅格一体化数据结构 ????空间数据库（或称地图数据库）是地理信息系统的重要组成部分，因为地图是地理信息系统的主要载体。地理信息系统是一种