空间数据的表达与组织.pptx

第三章空间数据的表达与组织;重点内容;GIS中最根本、最活跃的因素是数据。

数据：是一种未经加工的原始资料。

信息：是经过收集、记录、处理、以可检索形式存储的数据，是数据的内容、解释和内涵意义。;GIS中用实体来组织和统率数据;3.1GIS的空间数据;一、空间数据的内容;位：指空间点、线、面实体的位置数据（最基本、最关键）；

邻：指空间点、线、面实体的有关“邻”的关系数据，一般通过“公共元”或“邻接元”表示相互关系和区分，即学术界讨论的比较多的“拓扑”关系数据；

近：指空间点、线、面实体间及附近空间的关系数据（非接触的、直接的、“可视的”）；

势：指扣除了“邻”、“近”后，空间全部实体间的各种关系数据（非直接的、非“可视的”）。;二、GIS的发展与空间数据;GIS学科本身的发展历程正说明了：要完整地描述空间实体的位置、形态、空间分布和相互关系，“邻”、“近”、“势”信息是必不可少的。;（一）机助编绘问题;（二）GIS网络分析问题;3.2GIS空间数据模型;一、普通数据库中的数据模型;（一）实体间的联系;（二）数据模型;实体—联系（E-R）模型

E-R模型是1976年P.P.S.Chen提出的；

E-R模型直接列出所有的实体、实体属性以及实体之间的联系，一般用长方体表示实体，用椭圆表示实体属性，用菱形表示实体间联系；

E-R模型是描述现实世界最好的工具，特别适合一个企业部门的信息结构。;层次模型（树状结构）;网状模型（图数据结构）;关系模型;关系模型;关系模型与网状模型和层次模型的区别;二、空间数据库中的数据模型;（一）空间数据模型与普通数据模型的重要差别;（二）空间数据模型;空间数据概念模型：是真实世界实体与现象的第一次抽象，即具有空间分布特征的实体集及实体集之间关系的概括性描述。

空间数据概念模型包含的内容：几何概念模型、语义概念模型。

;空间数据逻辑模型：是空间数据概念模型所确定的空间实体及关系的逻辑表达，是概念数据模型向物理数据模型转换的桥梁。

一般情况，矢量数据模型用于离散目标，栅格数据模型用于连续目标。

实际上，离散目标也可以用栅格数据模型，连???目标也可以用矢量数据模型。

随着地理信息科学的新发展，矢量数据模型偏向面向实体、栅格数据模型偏向面向空间。

;空间数据物理模型：是通过一定的数据结构完成空间数据的物理组织、空间存取及索引方法的设计。;3.3空间数据的表达;一、空间位数据的表达;地图代数提出了矢量-栅格紧密结合型的数据模型：矢量为体

栅格为用

矢栅互换

利用长处;矢量为体：是指实体在数据库中表达时、以对象为单位的统计分析时、对象的可视化表达有利时，充分利用矢量面向对象的优势进行表达。

栅格为用：是指在空间数据处理和空间分析时，基本由栅格方式完成，充分利用栅格面向空间的优势。

矢栅互换：指本模型的支撑技术，除需快速且1—1的将矢量位数据转化为栅格位数据外，还需快速且1—1的将栅格位数据转化位矢量位数据，这一点目前还比较薄弱。

利用长处：指本模型运用特点和目的，它一定要围绕问题的目的，一定要针对问题目标本身来应用矢量或栅格形式，不是呆板的、千篇一律的。;二、空间关系数据的运算和表达;（一）空间拓扑关系的计算及表达;采用九交叉模型分析两线目标之间的拓扑关系：;空间拓扑关系的计算;栅格数据一般被认为是“难以建立拓扑关系”，然而实际并非如此。

栅格图像是以规则单元致密结构化整个研究区域，实体之间的邻接关系实际已经蕴含在位数据中，如果采用栅格图形运算，则容易通过叠置运算来实现交集运算，并非常容易实现交集的量化。所以，用栅格数据完全可以进行拓扑关系的计算。;空间拓扑关系的表达;（二）空间距离关系的计算及表达;邻关系数据体现的是零距离关系，是空间点、线、面、体实体间的有关“邻接”关系的数据，和拓扑关系中的邻接关系基本一致，一般通过“公共元”或“邻接元”的相互关系来区分。

近关系数据是空间点、线、面实体间及附近空间的关系数据，是实体之间远近程度的表示。

近关系有两个层次的意义：一是定值的近关系，这就是通常的缓冲区分析，一是基于最近关系的区域剖分，比较典型的应用是实体的Voronoi图所划定的离实体最近的区域。;势关系是空间全部实体间的相互关系，也表明空间各实体对空间任一点的影响，它是空间中实体影响能力的强弱表达。

势关系的两个基本要素为：权重、距离。;（三）空间方向关系计算及表达;3.4空间数据组织面临的困惑;一、空间数据组织面临的两大困惑;（二）复杂动态的空间数据组织问题;二、空间数据初始化问题;3.5GIS空间数据“0”初始化;二、GIS空间数据“0”初始化的科学涵义;GIS空间数据“0”初始化的核心：是尽量减少对空间衍生关系的初