GIS第四章空间数据的表达教案分析.ppt

第四章 空间数据表达 4.1空间对象及其定义和空间对象关系(掌握拓扑关系的全显式表达) 4.2空间数据的计算机表达（重点掌握栅格数据编码方式，矢量数据编码方式，一般掌握图层建立的意义和方法） 4.4空间数据结构的建立（了解数据结构建立过程） 二、空间对象（实体）类型 p50 空间对象一般按地形维数进行归类划分 零维空间对象：点 一维空间对象：线 二维空间对象：面 三维空间对象：体 时间：通常以第四维表达，但目前GIS还很难处理时间属性。 点实体 线实体 面实体 空间对象：面（续） 空间对象：体 三、空间对象关系 P51 相离——重合——邻接——相交——包含 五、拓扑关系类型： 拓扑关系是指网结构元素结点、弧段、面域之间的空间关系，主要表现为下列三种关系： ①拓扑邻接：指存在于空间图形的同类元素之间的拓扑关系。 ②拓扑关联：指存在于空间图形的不同元素之间的拓扑关系。 ③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。包含包括简单包含、多层包含、等价包含三种形式。 空间关系的拓扑表示 几个概念：弧段、结点、弧段方向、左右多边形(arc、node、polygon) 多边形区域定义（Area definition):多个弧段首尾相连构成了多边形的内部域。 多边形与弧段的拓扑关系（polygon-arc topology)表现了多边形区域定义，即多边形可用一组封闭的弧段定义，而不用列出封闭弧段上的所有点的坐标。 优点：每条弧段只需列出一次坐标，减少存储空间，简洁。 连接性(Connectivity)弧段在结点处的相互连接关系（连通性）。 弧段与结点的拓扑关系（Arc-node topology）表现了连接性。即可以用在每个结点上汇集的弧段的列表来表示。 邻接性（Contiguity）：确定多边形之间的邻接关系。 弧段的左与右的拓扑关系（Left-right topology）表现了邻接性，即可通过弧段的左、右多边形确定其邻接性。 六、空间数据拓扑关系的意义(记录在P57) 空间数据的拓扑关系，对地理信息系统的数据处理和空间分析，具有重要意义，因为： 手工建立：手工建立是人机交互操作的方式，用户通过操作输入设备（鼠标或键盘），在屏幕上依次指出构成一个区域的各个弧段、一个区域包含了另外哪几个区域、组成一条线路的各个线段等等。 　自动建立：则是利用系统提供的拓扑关系自动建立功能，对获取的矢量数据进行分析判断，从而可以建立多边形、弧段、结点之间的拓扑关系。 　 手工建立与自动建立拓扑关系的方法各有其优势和缺点： 4.2 空间数据的计算机表达 一、两种数据结构 表示地理实体的空间数据包含着空间特征和属性特征，对具有这些复杂特征的空间数据，如何组织和建立它们之间的联系，以便计算机存储和操作，这称为数据结构。 栅格和矢量结构是计算机描述空间实体的两种最基本的方式。 如：地图的矢量和栅格表示 矢量结构和栅格结构 矢量模型 ：现实世界的要素位置和范围可以采用点、线或面表达，与它们在地图上表示相似，每一个实体的位置是用它们在坐标参考系统中的空间位置（坐标）定义。 栅格模型 ：在栅格模型中，空间被规则地划分为栅格（通常为正方形）。地理实体的位置和状态是用它们占据的栅格的行、列来定义的。 栅格数据 栅格数据 矢栅一体化 矢量数据 矢量数据 二．栅格数据结构及其编码 基本概念 特点 编码方式 I 什么是栅格数据结构（Raster) ？ 栅格结构是最简单最直接的空间数据结构，是指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个象元或象素由行、列定义，并包含一个代码表示该象素的属性类型或量值，或仅仅包括指向其属性记录的指针。 I 什么是栅格数据结构（Raster) ？ 栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征。 栅格结构表示的地表是不连续的，是量化和近似离散的数据。每一个单元格对应一个相应的地块。 I 什么是栅格数据结构（Raster) ？ 栅格数据结构示例 栅格数据的形状、尺寸及相关问题 栅格数据单元格经常是矩形（主要是正方形）的，但并不是必须如此。其单元格形状可以随应用的需要进行具体设定，比如设置为三角形。 栅格数据的比例尺就是栅格大小与地表相应单元大小之比。 栅格尺寸越小，其分辨率越高，数据量也越大。 栅格数据的形状、尺寸及相关问题 由于栅格结构对地表的离散，在计算面积、长度、距离、形状等空间指标时，若栅格尺寸较大，则造成较大的误差 。 由于栅格单元中存在多种地物，而数据中常常只记录一