04第四章空间数据结构摘要.ppt

第四章 空间数据结构;1.空间数据结构概述;1.1数据结构概念;1.2空间数据结构概念;2.矢量数据结构;2.1定义与特点;;;矢量数据表示内容;;2.2实体数据结构;;第一种结构;第二种结构;;;2.3拓扑数据结构;;2.3.1索引式（树状索引编码法，点位字典法 ）;;;;;2.3.2双重独立编码结构;;;;;2.3.3链状双重独立编码结构;;;;;;;x13,y13;;拓扑数据结构的优缺点 优点 数据结构紧凑、数据冗余小； 拓扑关系明晰，使得拓扑查询、拓扑分析效率高； 缺点 对单个地理实体的操作效率低； 难以表达复杂的地理实体； 查询效率低、局部更新困难。;拓扑编辑功能的类型 多边形连接编辑：顺序连接组成封闭多边形一组线段的编辑。 结点连接编辑：顺序连接环绕某个结点所有多边形的编辑。 拓扑编辑功能的作用 保证数字化原始数据的自动查错编辑； 可自动形成封闭的多边形边界。;拓扑编辑的算法过程;实例的弧段文件;弧段号;弧段号;结点连接编辑 如需要对结点N2进行编辑，其过程为： (1)从弧段文件中检出与当前编辑的结点N2相关的所有记录。;弧段号;弧段号;（3）从经过代码位置转换的记录中任取一个多边形作为起点，顺序连接各个多边形（可调整记录前后顺序），使连接的多边形能形成首尾呼应。 如果不能首尾呼应或出现记录缺损、记录多余等情况，则表示弧段文件有错。;3.栅格数据结构;3.1定义与特点;栅格数据的图形表示 点：由单个栅格表达。 线：由沿线走向有相同属性取值的一组相邻栅格表达。 面：由沿线走向有相同属性取值的一片栅格表达。 ;栅格数据结构的图形表示;空间目标采用栅格结构表示的方法;实体在栅格数据结构中的表示;;;3.2栅格单元的确定;3.2.1栅格单元数据的参数;;如上图所示，如果C图斑为研究区域的最小图斑，当网格的边长为L时，C图斑可能丢失，当边长为L/2时，该图斑能得到很好的表示。;栅格原点 栅格系统的起始坐标应与国家基本比例尺地形图公里网的交点相一致，或者和已有栅格系统数据相一致； 采用公里网的纵横坐标轴作为栅格系统坐标轴。;;栅格数据的坐标系及描述参数;3.2.2栅格单元值的选取;右图所示的一块矩形地表区域，内部含有A、B、C三种地物类型，红点为中??点，将这个矩形区域近似地表示为栅格结构中的一个栅格单元时，可根据需要，采取以下四种方式来决定栅格单元的代码。;（1）中心点法 用处于栅格中心处的地物类型或现象特性决定栅格代码。 常用于具有连续分布特性的地理要素，如降雨量分布、人口密度图等。 ;（2）面积占优法 以占矩形区域面积最大的地物类型或现象特性决定栅格单元的代码。（不作统计） 常用于分类较细，地物类别斑块较小的情况。 ;（3）百分比法 根据矩形区域内各地理要素所占面积的百分比数来确定栅格单元的代码。（作统计）;（4）重要性法 根据栅格内不同地物的重要性，选取最重要的地物类型决定相应的栅格单元代码。 常用于具有特殊意义而面积较小的地理要素，特别是点、线状地理要素，如城镇、交通枢纽、交通线、河流水系等。 ;3.3完全栅格数据结构;3.3.1完全栅格数据结构概述 完全栅格数据结构是最简单直观而又非常重要的一种栅格结构编码方法。 将栅格数据看作一个数据矩阵，逐行（或逐列）逐个记录代码。 ;一些常用的栅格排列顺序;完全栅格编码的数据量 50*60cm的图幅→19.6*23.6英寸 300dpi，256色，数据量19.6*23.6*300*300节＝42兆 300dpi，真彩色，数据量19.6*23.6*300*300*33字节＝125兆 完全栅格编码的优点 编码直观简单，信息无压缩、无丢失。 完全栅格编码的缺点 数据量大。;3.3.2完全栅格数据结构组织方式;;;3.4压缩栅格数据结构;采用压缩编码方法其目的就是要用尽可能少的数据量记录尽可能多的信息。;3.4.1链码结构; 定义一个3x3窗口，中间栅格的走向有8种可能，并将这8种可能用0－7进行编码。 记下地物属性码和起点行、列后，进行追踪，得到矢量链。 前两个数字表示起点的行列号，从第三个数字开始的每个数字表示单位矢量的方向。;链式编码的方向代码;链码优点 有很强的数据压缩能力； 具有一定的运算功能，便于面积、长度、转折方向和边界、线段凹凸度的计算； 类似于矢量数据结构，比较适合于存储图形数据。 链码缺点 不易做边界合并，插入操作、编辑较困难（对局部修改将改变整体结构）； 区域空间分析困难，相邻区域边界被重复存储。 ;3.4.2游程长度编码结构（Run-Length Codes） ;编码方案一 只在各行（或列）数据的代码发生变化时依次记录该代码以及相同的代码重复的个数，从而实现数据的压缩。 ;编码方案二