《第三章空间数据结构.ppt

西北大学城市与资源学系 数据结构即指数据组织的形式，是适合于计算机存储、管理和处理的数据逻辑结构。对空间数据则是地理实体的空间排列方式和相互关系的抽象描述。 在地理系统中描述地理要素和地理现象的空间数据，主要包括空间位置、拓朴关系和属性三个方面的内容。 第一节 栅格数据结构 第二节 矢量数据结构 第三节 两种数据结构的比较与转换 空间数据结构（从属性角度考虑） 网格数据结构(显式表示 ) 矢量数据结构(隐式表示 ) 显式描述 显式表示：就是栅格中的一系列像元(点)，为使计算机认识这些像元描述的是某一物体而不是其它物体。 注：“c”不一定用c的形式，而可以用颜色、符号、数字、灰度值来显示。 则得到椅子的简单数据结构为：???? 椅子的属性——符号／颜色——像元x 隐式表示 隐式表示：由一系列定义了始点和终点的线及某种连接关系来描述，线的始点和终点坐标定义为一条表示椅子形式的矢量，线之间的指示字，告诉计算机怎样把这些矢量连接在一起形成椅子，隐式表示的数据为：???? 椅子的属性——一系列矢量——连接关系 第一节 栅格数据结构 栅格数据:栅格数据结构实际就是像元阵列，每个像元由行列确定它的位置。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网络文件的存储结构中，且行列坐标可以很容易地转为其它坐标系下的坐标。在网络文件中每个代码本身明确地代表了实体的属性或属性的编码。 栅格数据结构就是像元阵列，每个像元的行列号确定位置，用像元值表示空间对象的类型、等级等特征。 每个栅格单元只能存在一个值。 栅格数据结构：坐标系与描述参数 栅格数据压缩存储的编码方法 栅格矩阵（Raster Matrix) Raster数据是二维表面上地理数据的离散量化值，每一层的pixel值组成像元阵列（即二维数组），其中行、列号表示它的位置。例如影像： A A A A??????????? A B B B????????? A A B B????????? A A A B在计算机内是一个4*4阶的矩阵。但在外部设备上，通常是以左上角开始逐行逐列存贮。如上例存贮顺序为：A A A A A B B B A A B B A A A B当每个像元都有唯一一个属性值时，一层内的编码就需要m行×n列×2(x,y和属性编码值)个存储单元。数字地面模型就属此种情况。 链式编码(ChainCodes) 又称为弗里曼链码(Freeman)或边界链码。 基本方向可定义为：东＝0，东南＝l，南二2，西南＝3，西＝4，西北＝5，北＝6，东北＝7等八个基本方向。如果再确定原点为像元(10，1)，则该多边形边界按顺时针方向的链式编码为：10，l，7，0，1，0，7，1，7，0，0，2，3，2，2，1，0，7，0，0，0，0，2，4，3，4，4，3，4，4，5，4，5，4，5，4，5，4，6，6。 链式编码(ChainCodes) 优点：①较强数据压缩率； ②便于计算长度、面积； ③便于表示凹凸部分； ④易于存储图形数据。 缺点：①难于实现叠置运算； ②不便于合并插入操作； ③对区域按边界存储时相邻区域的相邻 线段会重复存储，使数据冗余。 游程长度编码(Run—LengthCodes) 游程长度编码是按行帧序存储多边形内的各个像元的列号，即在某行上从左至右存储属该多边形的始末像元的列号。 问：对右图进行游程长度编码 。 游程长度编码(Run—LengthCodes) 优点：①对类型区面积较大的专题图和影像 图，数据压缩率高； ②易于实现重叠、合并、检索运算。 缺点：只考虑了每一行的数据结构； 未考虑行与行之间的结构。 块式编码(BlockCodes) 块式编码(BlockCodes) 四叉树编码(Quadtree Encoding) 八叉树编码 八叉树结构就是将空间区域不断地分解为八个同样大小的子区域(即将一个六面的立方体再分解为八个相同大小的小立方体)，同—区域的属性相同。八叉树主要用来解决地理信息系统中的三维问题。 栅格数据组织 栅格数据组织 栅格数据结构特点 离散的量化栅格值表示空间对象 位置隐含,属性明显 数据结构简单,易于遥感数据结合,但数据量大 几何和属性偏差 面向位置的数据结构,难以建立空间对象之间的关系 第二