第二讲(空间数据模型)课件.ppt

地理信息系统及应用云南大学信息学院梁　虹 栅格数据 优点：栅格数据模型结构简单，空间数据的叠置与结合十分方便，易于进行空间分析，数学模拟方便，真实感较强，可用于表示空间连续分布的地理现象。 缺点：图形数据量大（因为栅格数据是面向像元的）；难于进行网络分析。由于像元是以行号和列号来标识，栅格数据本身无空间参考坐标，在使用中需进行影像配准。 要素模型 　　要素模型用于描述在一定空间内具有离散连续分布特点的地理现象。例如，建筑物、道路、城市等。 要素模型将地理要素嵌入到欧氏空间中，形成三类地理要素，即点对象、线对象和多边形对象。 可以测量点之间的距离及方向的带坐标的几何空间叫做欧氏空间。欧氏空间中，最常使用的参照系统是笛卡尔坐标系（直角坐标系）和极坐标系。 点对象（Point） 指有特定的位置，维数为零的地理要素，包括： ．点实体（Point Entity）：用来代表一个点状实体； ．注记点：用于定位注记； ．结点（节点）（Node）：表示线的终点和起点。 点对象通常由一对空间坐标（X,Y）标识。小比例尺地图中的城市、大比例尺地图中的建筑物、道路起点和终点，是典型的点对象。 线对象（Line） 线对象是维度为1的地理要素，由一系列坐标表示。线对象具有如下特征： ．实体长度：从起点到终点的总长； ．弯曲度：用于表示像道路拐弯时弯曲的程度； ．方向性：水流方向是从上游到下游，公路则有单向与 双向之分。 线对象通常可表示线段、边界、链、弧段、网络等。道路、地下管线、河流、航线、边境线等是典型的线对象。 面对象（Polygon） 面对象也称为多边形,用于表现湖泊、岛屿、地块等一类地理现象，具有如下空间特性： ．面积 ．周长 ．相邻性 ．重叠性与非重叠性 多边线和多边形 面对象 线对象 点对象 要素模型强调个体现象，把地理空间分解为点、线、面等离散对象（Object）的集合，这些对象必须满足三个条件： ．可被识别 ．重要（与问题相关） ．可被描述（有特征） 面 点 线 现实世界 要素模型 要素模型 要素模型 要素模型中每一个对象与其它对象必须是不同的，必须有惟一的标识并可以单个测量。 每个对象必须嵌入空间坐标系统中，以确定其地理位置。 有关对象的特征，可以通过静态属性（如城市名、人口等）来描述。 基于场的模型和基于要素的模型各有长处，应该恰当地综合运用这两种方法来建模。 矢量数据模型 矢量数据模型是要素场模型在信息系统中的具体实现。它强调了离散现象的存在，将地理空间抽象为一系列点、线、面离散对象的集合，并将这些地理要素嵌入到欧氏空间中。 在矢量数据模型中，点、线、多边形等地理实体是通过记录坐标的方式来描述的。 矢量数据模型: 地理要素类型 Points (Example : Location of house) Lines (Example : Railway) Polygons (Examples : Forest area) 地物的空间位置用x,y坐标来表示 Point A Singly XY pair Line Series of XY pair Polygon A closed loop of XY co-ordinate pairs that define the boundary 原始地图 X 坐标 矢量表示 Y 坐标 22 21 11 矢量数据 优点：存储数据量小，数据结构严密，可提供有效的拓扑编码和网络分析，能完整地描述拓扑关系，图形输出精确美观，速度快，图形数据和属性数据易于编辑、显示。 缺点：数据结构复杂，表达空间变化性能力差，叠加操作没有栅格有效，以点、线、面来表示的空间物体缺乏真实感，不如栅格图生动。 矢栅混合模型 将矢量模型和栅格模型集成在同一个系统中，以分别表示相同的或不同的实体空间。 矢量数据用于精确表示实体空间的位置和实体之间的拓扑关系，进行实体空间几何变换等；栅格数据则用于进行实体的空间分析和操作。 矢量和栅格数据的结合通过数据转换来实现。因此矢栅混合模型可以在需要的时候利用到矢量模型或栅格模型的优点；但是需要同时维护两套模型，系统负担重；在进行矢量到栅格或栅格到矢量的转换时可能出现信息丢失或错误。 矢栅一体化模型 矢栅一体化将矢量面向对象的方法和栅格像元覆盖的方法结合起来，采用填满线状目标路径和充填面状目标空间的方法作为一体化数据结构的基础。 该模型一方面保留了矢量的全部