地理信息系统(空间数据结构).ppt

计算机教研室 上节课重点内容复习 数据结构即数据组织的形式，是适合于计算机存储、管理和处理的数据逻辑结构。 对空间数据而言，则是地理实体的空间排列方式和相互关系的抽象描述。 空间数据结构是地理信息系统沟通信息的桥梁。 第一节 栅格数据结构 栅格(网格或像元)结构是最简单直观的空间数据结构。 栅格结构以规则的阵列表示空间地物或现象分布的数据组织。 特点：属性明显、定位隐含。 栅格结构中，地表被分成规则矩形方块，亦可其它规则形式。 简单栅格结构表示 获取栅格结构数据的途径 目读法：在图上均匀划分网络，逐个网格决定其代码，形成栅格数字地图文件 数字化仪手扶或自动跟踪：得到矢量结构数据后，转换为栅格结构 扫描数字化：逐点扫描专题地图，将扫描数据重采样、再编码得到栅格数据文件 分类影像输入：将遥感影像数据直接或重采样后输入系统 决定栅格单元代码的方式 决定栅格单元代码的方式 栅格数据的压缩编码方式：链式编码 链式编码的优缺点 具有较强的数据压缩能力和一定得计算能力 适合存储图形数据 对叠置运算等难以实施，效率较低 相邻区域的边界重复存储产生冗余 栅格数据的压缩编码方式：游程长度编码 基本思路： 一幅栅格图像常有行（或列）方向上相邻的若干点具有相同的属性代码，因而可采取某种方法压缩那些重复的记录内容。 栅格数据的压缩编码方式：块状编码 基本思路： 游程长度扩展到二维，采用方形区域作为记录单元，每个记录单元包括相邻若干栅格，数据结构由初始位置（行、列号）和半径，再加上记录单元的代码组成。 栅格数据的压缩编码方式：四叉树编码 基本思路： 将一幅栅格地图或图像等分为四个部分，逐块检查其格网属性值（或灰度），如果某个子区的所有格网值都具有相同的值，则这个子区就不再继续分割，否则继续将该子区再分割成四个子区。这样依次分割，直到每个子块都只含有相同的属性值或灰度为止。 栅格数据的压缩编码方式：四叉树编码 对一个由n*n (n=2*k,k1)的栅格方阵组成的区域P，它的四个子象限（Pa,Pb,Pc,Pd）分别为： 栅格数据的压缩编码方式：四叉树编码 再下一层的子象限分别为： 四叉树编码的优点 便于有效地计算多边形的数量特征； 阵列各部分的分辨率可变，可精确表示图形结构又可减少存储量； 栅格到四叉树及四叉树到简单栅格结构的转换比其他压缩方法容易； 多边形中嵌套异类小多边形表示较方便 四叉树编码的分类 常规四叉树：除了记录叶结点，还记录中间结点，每个结点需六个量：四个叶结点指针、一个父结点指针和一个结点或属性的灰度值。 线性四叉树：只存储最后叶结点的信息，包括叶结点的位置、深度和本结点的属性或灰度值。 第二节 矢量数据结构 矢量数据结构： 通过记录坐标的方式表示点、线、面等地理实体，坐标空间设为连续，允许任意位置、长度和面积的精确定义。 误差： 表示坐标的计算机字长有限；所有矢量输出设备有一定步长；矢量法输入时曲线选取的点不可能太多；人工输图中不可避免的定位误差。 第二节 矢量数据结构 1.矢量数据结构编码的基本内容 点实体： 第二节 矢量数据结构 1.矢量数据结构编码的基本内容 线实体： 第二节 矢量数据结构 1.矢量数据结构编码的基本内容 面实体： 不但需要表示位置和属性，更重要的是要能表达区域的拓扑特征，如形状、邻域和层次结构等。 讨论多边形数据结构编码，需对多边形网提出的要求： （1）组成地图的每个多边形应有唯一的形状、周长和面积； （2）数据结构应能记录每个多边形的邻域关系； （3）专题地图上的多边形并不都是同一等级的多边形，而可能是多边形内嵌套小的多边形； 第二节 矢量数据结构 2.矢量数据结构编码的方法 按其功能和方法可分为实体式、索引式、双重独立式和链状双重独立式： 1)实体式 构成多边形边界的各个线段，以多边形为单元进行组织。按照这种数据结构，边界坐标数据和多边形单元实体一一对应，各个多边形边界都单独编码和数字化。 第二节 矢量数据结构 实体式的优点: 编码容易、数字化操作简单和数据编排直观。 缺点: (1)相邻多边形的公共边界要数字化两遍，造成数据冗余存储，可能导致输出的公共边界出现间隙或重叠； (2)缺少多边形的邻域信息和图形的拓扑关系； (3)岛只作为一个单个图形，没有建立与外界多边形的联系。 因此，实体式编码只用在简单的系统中。 第二节 矢量数据结构 3）双重独立式 索引式数据结构采用树状索引以减少数据冗余并间接增加邻域信息，具体方法是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。