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第三章 2DGIS空间数据模型 遥感与地理信息系 2011年5月 主要内容 • 平面数据模型 • 空间索引机制 • 栅格结构编码 • 矢量结构编码* • 矢栅结构本质* 1、 平面数据模型 球面属于流形空间，各向异性 平面属于欧式空间，各向同性 地面 地上 地下 矢量数据结构 • 空间实体是由点、线 和面等原型实体及其 集合来表示；用不同 的尺度影响原型的种 类。 • 意义：是通过记录坐 标的方式尽可能精确 地表示点、线、面等 地理实体 空间目标的表示方法 点实体: 唯一标识码, 一对(X,Y) 坐标, 地物编码,制图符号 等。 线实体: 唯一标识码,起始节点,终止节点,中间拐点, 地物编码, 制图符号等。 面实体: 唯一标识码,组成面的点或者线,地物编码,制图符号 等。 栅格数据结构 一、定义 栅格结构（又称网格结构/像元结构)——是将地球 表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个 网格作为一个像元或者像素，有行、列号定义， 并包含一个代码，表示该网格 的属性值或者量 值，或者仅仅包含指向其他属性记录的指针。 栅格数据结构实际就是像元阵列，每个像元行列 确定它的位置。 由于栅格结构是按一定的规则排列的，所表示的实体位 置很容易隐含在文件的存储结构中，且行列坐标可以很 容易的转位其它坐标系下的坐标。在文件中每个代码本 身明确的代表了实体的属性或属性的编码。 3.2 空间索引机制 空间索引(也称为空间访问方法(Spatial access Method Sam)), 就是指依据空间对象的位子和形状或空间对象之间的某种 空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构,其中包含空间 对象之间的概要信息,如对象的标识、外接矩形及指向空间 对象实体的指针。 作为一种辅助性的空间数据结构,空间索引介于空间操作算 法和空间对象之间,它通过筛选作用,大量与特定空间操作无 关的空间对象被排除,从而提高空间操作的速度和效率。 空间索引的性能的优劣直接影响空间数据库和地理信息系 统的整体性能,它是空间数据库和地理信息系统的一项关键 技术。 常见的空间索引一般是自顶向下\逐级划分空间的各种数 据结构空间索引,比较有代表性的包括BSP树、K-D-P树, R 树、R+树和CELL树、四叉树等。此外,结构较为简单的索 引文件、格网型空间索引有着广泛的应用。 3.2 空间索引机制 空间访问方法需要同时顾及空间索引及聚类技 术： 没有空间索引，就需要对数据库中的每一个对象进行检 查； 对象聚类意味着现实中相邻对象是一起被存储在内存块 中，其策略主要来自“ 空间充填曲线” 的一些思想。 3.2 空间索引机制 索引文件 格网索引 其它索引 空间检索 1、索引文件 除记录本身的主文件外，还利用索引法列出一 个键值K与其对应的记录RK的磁盘地址A(RK) 的索 引表，即索引是由关键字和指针组成的索引相构 成。 索引非顺序文件 定义 索引表中顺序列出所有可能的键值(稠密索引),利用二 分查找法查找所需键值,得到所需记录地址。该方法存取快, 且无需记录顺序排列。 建立方法 记录按输入的顺序放入的数据区,同时软件在索引区建 立索引表,待全部数据输入完后,软件自动将索引表排序。 维护 删除 删除索引项,数据区保留, 重新组织文件时消