第四讲 矢量数据模型(10.27).ppt

 GIS 原理与应用 测绘系 葛莹 河海大学 测绘系 第四讲 矢量数据模型 GIS数据类型 矢量数据模型 地理关系模型 地理对象关系模型 作业 自习高级对象章节,回答”高级”是指什么? 数据模型概述 地理信息（GI）分为两部分 空间数据（spatial data） 表示地理要素的几何特征 如位置、形状、面积、长度等 属性数据（attribute data） 表示地理要素的非几何特征 如河流名称、土地利用类型等 数据模型概述 数据模型——数据组织方式 矢量数据模型（vector） 非拓扑模型，如shapefile 拓扑模型，如coverage 高级模型，如TIN、区域、动态分段、geodatabase 栅格数据模型（raster） ESRI Grid 属性数据模型 低层次，dBase 中等层次，Access 高层次，Oracle GIS数据模型全貌 PC Workstation The two flavors of coverages 思考 地理信息模型分为几类？ 矢量数据模型——发展历程 矢量数据模型变化最大，发展至今已经有三代 第一代：CAD模型 采用图形文件，组织地理信息 第二代：地理关系模型 采用关系模型，组织地理信息 第三代：地理对象关系模型 采用对象关系模型，组织地理信息 矢量数据模型——发展历程 第一代：CAD模型 强调地理要素的几何特征 用点、线、面表示地理要素，为了计算机存储 地图语言加工：注记、符号和色彩，为了图形可视化 按图层组织，方便计算机操作 忽视地理要素的非几何特征 无法与数据库关联 矢量数据模型——发展历程 第二代：地理关系模型 建模原因 源于关系数据库的出现，能表示任何事物的特征，如地价 不再满足于只表现地理要素的几何特征 建模三部曲 保留图形文件，存储地理要素的几何特征 引入关系数据库，存储地理要素的非几何特征 增加图形文件和关系数据库的联动 矢量数据模型——发展历程 第三代：地理对象关系模型 建模原因 关系数据库表示复合要素的缺陷 源于对象关系数据库的出现 建模方法 用户层：以面向对象思想来组织数据 计算机层：以关系数据库来组织数据 中间层：增加一个转换机制，将用户语言“翻译”成计算机语言 思考 三代模型究竟有什么异同？ 矢量数据模型——空间位置 为地理要素的绝对位置建模 点：0维 单个xy坐标表示 没有面积 如井、控制点等 线：1维 两个以上xy坐标点链接而成 如道路、河流等 面：2维 四个以上坐标点，有序链接，且第一个和最后一个坐标点相同 围成一个区域 如宗地、湖泊等 1 2 7 8 x=7 Point: 7,2 y=2 Line: 7,2 8,1 Polygon: 7,2 8,1 7,1 7,2 1 2 7 8 1 2 7 8 矢量数据模型——空间关系 空间关系 为地理要素之间的相对位置建模 引入拓扑关系 拓扑：以“图论”为数学基础 用图表或图形来表示几何对象排列及其相互关系 定义：研究几何对象在弯曲或拉伸等变换下仍保持不变的性质（可以不记） 用途：空间分析、导航等 矢量数据模型——拓扑 最早的拓扑模型：TIGER 全称：Topologically Integrated Geographic Encoding and Referencing system 美国人口调查局推出 ESRI借鉴该数据结构，创建Coverage模型 矢量数据模型——拓扑 TIGER数据结构 结点（node）：两条或多条链的连接点，或者一条链的一个端点 实体点（entity point）：点状地物要素或者按点状要素表示的面状要素 链（chain）：一个起点、一个终点及一系列中间点描述的一条简单折线 几何拓扑多边形（GT-polygon）：面状要素 结点 链 实体点 地理关系模型 数据结构 两个独立的系统，分别存储空间和属性数据 空间数据 二进制图形文件 属性数据 关系数据库 标识码ID 链接“图形文件”和“关系数据库” 以Coverage模型为例，说明地理关系模型如何组织数据 Coverage模型——点 LAB file：存储点的图形文件 WELL.PAT：存储属性的关系数据库 WELL# “链接” LAB file和WELL.PAT Coverage模型——线 ARC file：线的几何数据组织 STREET.AAT：线的非几何数据组织 STREET# “链接” ARC file和STREET.AAT 起始点 终结点 顶点 左多边形 右多边形 Coverage模型——结点 STREET.NAT：结点的数据组织 STREET#：结点号 ARC#：终结点 STREET_ID：内部编码 NUM_ARCS：结点上连接的弧段数 Coverage模型——面 LANDUSE.PAT