GIS数据结构设计.pdf

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GIS数据结构设计

第三章 GIS数据结构设计 一、空间数据模型概述 空间数据模型的设计主要是构建一个能够用真实世界的抽象提取来代表该 真实世界的模型。 空间数据模型是在实体概念的基础上发展起来的 ,它包含两个基本内容 , 即实体组和它们之间的相关关系。实体和相关关系可以通过性质和属性来说明。 空间数据模型被定义为一组由相关关系联系在一起的实体集。 一、空间数据模型概述 就目前的发展现状而言 ,很难用一个统一的数据模型来表达复杂多变的地 理空间实体 ,因此在GIS中出现了多种数据模型共存的现象。具体包括: (1 )矢量数据模型 (2 )栅格数据模型 (3 )数字高程模型 (包括对则格网模型、TIN模型等 ) (4 )网络模型 (5 )混合模型 (6 )面向对象的数据模型 一、空间数据模型概述 网络模型 TIN模型 DEM规则格网模型 混合模型 矢量模型 栅格模型 采用几何要素即点、线、 对连续空间的离散,核 面描述要素的边界。 要素模型 场模型 心概念是像元。 将地理空间分离出独立的要 建立空间位置与特征之 素(符合OO思想) ,要素内部 地理空间抽象提取 间的函数 。 不同位置上具有相同的特征。 二、矢量数据模型与数据结构设计 1. 矢量数据模型 1.1 0 维矢量 0维矢量为空间中的一个点 (point )。点在二维、三维欧氏空间中分别用 (x,y)和(x,y,z)来表示。在数学上 ,点没有大小、方向。0维矢量一般包括如下几 种类型: (1 )实体点 (Entity point ):代表一个实体。如钻孔点、高程点、建筑 物和公共设施。 (2 )注记点 (Text point ):用于定位注记。 (3 )内点 (Label point ):存在于多边形内,用于标识多边形的属性。 (4 )结点 (Node ):表示弧段的起点和终点。 (5 )角点或中间点 (Vertex ):表示线的内部点。 二、矢量数据模型与数据结构设计 1. 矢量数据模型 1.2 1维矢量 一维矢量表示空间中的线划要素 ,它包括线段、边界、弧段、网络等。在 二维、或者三维欧氏空间中用有序的坐标对表示: (X1,Y1),(X2,Y2),……,(Xn,Yn) (n1) (X1,Y1,Z1),(X2,Y2,Z2),……,(Xn,Yn,Zn) (n1) 一维矢量自身的空间关系有以下几种: (1 )坐标序列中的首点(X1,Y1)和末点(Xn,Yn)统称为结点 ,且分别为首结 点和末结点。位于首尾结点间的点为拐点或中间点或角点。 (2 )首尾结点可以重合 ,即弧段首尾相接。 (3 )弧段不能与自身相交。如果相交 ,需以交点为界把弧段分为几个一维 矢量。 二、矢量数据模型与数据结构设计 1. 矢量数据模型 1.2 1维矢量 此外 ,一维矢量具还有如下特征:长度、弯曲度、方向性。 二、矢量数据模型与数据结构设计 1. 矢量数据模型 1.3 2 维矢量 二维矢量表示空间的一个面状要素 ,在二维欧氏平面上是指由一组闭合弧 段所包围的空间区域。所以 ,二维矢量又称多边形 ,是对湖泊、地块、行政区 域等现象的描述。 地块 湖泊 行政区域 二、矢量数据模型与数据结构设计 1. 矢量数据模型 1.3 2 维矢量 在三维欧氏空间中二维矢量为空间曲面。目前通过二维矢量对空间曲面的 表达主要有等高线和剖面法两种。前者通过设置等间距 ,把具有相同高程值的 点连接起来形成等高线 (一维矢量 ),这些等高线就可完成对空间曲面的描述。 后者是按一定的间距和剖面方向切割空间曲面 ,切割而成的多组剖面就完成了 对空间曲面的描述。 二、矢量数据模

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