土木工程测量课件作者张凤兰编著第十二章节3S技术简介.ppt

矢量数据的表达 　矢量模型：利用边界或表面来表达空间目标对象的面或体要素，通过记录目标的边界，同时采用标识符表达它的属性来描述空间对象实体。矢量模型处理的空间图形实体是点(point)、线(line)、面(polygon)，点用空间坐标对来表示水井、通讯和消防设施、控制点、独立树等，线由一串坐标对来表示道路、管线、河流、行政边界等，面是由线形成的闭合多边形，可以表示池塘、球场等。点是矢量数据模型的基本单元，线要素由点构成。线是由两个端点之间一系列标记线形态的点构成，可以是平滑曲线，也可以是折线。面要素由线组成，其边界把区域分成了内部区域和外部区域。如果空间目标对象的空间特征信息与属性特征信息一起存储，根据属性特征的不同，点可用不同的符号表示，线可用不同的颜色和粗细程度不等的线来描绘，面对象则可以填充不同的图案和色彩来区分。 1. 矢量模型(vector mode) 拓扑：研究几何对象在弯曲或拉伸等变换下仍保持不变的性质，拓扑结构表示多边形实体的数据结构。 拓扑数据结构 在拓扑学中，把3条以上线段的交点称为节点，两个节点之间的曲线或折线称为链或弧段。通过对节点、弧段、多边形拓扑关系的描述，以明确地表达要素之间的空间关系。在GIS的拓扑数据模型中，与点、线、面对应的空间图形实体主要有节点(node)、弧段(arc)、多边形(polygon)，多边形的边界被分割成一系列的弧和结点，结点、弧、多边形间的空间关系在数据结构或属性(比如地理实体的名称、类型和数量等)表中加以定义。 多边形 弧段号 弧段号 起节点 终节点 节点 弧段 P1 e1、e5、e6 e1 N2 N1 N1 e1、e3、e6 P2 e2、e4、e5 e2 N3 N2 N2 e1、e2、e5 P3 e3、e4、e6 e3 N1 N3 N3 e2、e3、e4 P4 e7 e4 N4 N3 N4 e4、e5、e6 e5 N4 N2 N5 e7 e6 N1 N4 e7 N5 N5 拓朴的关联性 多边形之间的邻接性 弧段之间的邻接性 节点之间的连通性 P1 P2 P3 P4 e1 e2 e3 e4 e5 e6 e7 N1 N2 N3 N4 N5 P1 \ 1 1 0 e1 \ 1 1 0 1 1 0 N1 \ 1 1 1 0 P2 1 \ 1 0 e2 1 \ 1 1 1 0 0 N2 1 \ 1 1 0 P3 1 1 \ 1 e3 1 1 \ 1 0 1 0 N3 1 1 \ 1 0 P4 0 0 1 \ e4 0 1 1 \ 1 1 0 N4 1 1 1 \ 0 e5 1 1 0 1 \ 1 0 N5 0 0 0 0 \ e6 1 0 1 1 1 \ 0 e7 0 0 0 0 0 0 \ 拓扑的邻接性和连通性 线要素的数据结构 线要素的数据结构 面要素的数据结构 ArcView，MapInfo和GeoMedia 矢量数据模型具有如下特点： ① 相邻弧段的公用结点，相邻多边形的公用弧段在计算机中只需记录一次，空间数据文件较小。　 ② 空间图形实体的拓扑关系，如拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含不会随着诸如移动、缩放、旋转等变换而变化，而空间坐标及一些几何属性（如面积、周长、方向等）会受到影响。　 ③ 能够精确地表达图形目标，精确地计算空间目标的周长、面积等，适合图形处理(比例尺变换、投影变换以及图形的输入和输出)，精度高。 ④ 数据结构和图形叠加复杂，与遥感等图像数据难以结合。 非拓扑矢量数据结构 栅格数据的表达 栅格模型直接采用面域或空域枚举来直接描述空间目标对象。在栅格模型中，点或点状符号是由一个格网来表示，线是由一串在一定方向上相邻彼此相连的格网构成，面由聚集在一起的相邻格网组成，空间现象的变化由格网单元值的变化来反映，每一单元值代表了此行此列决定的该位置上空间现象的特征。在栅格模型中，每一格网的大小是一致的(一般是正方形)，而且每一个格网层记录着不同的属性(如植被类型等)。栅格数据模型不把空间数据与属性数据明确分开，因此对于数据库管理用处不大，这与矢量数据不同。随着分辨率的增多，存储空间还会呈几何级数增加。大尺寸的网格单元无法表示空间要素的精确位置，这就减少了在一个格网单元中存在混合要素(如森林、牧场与水体)的机会。采用较小的格网 2. 栅格模型(raster model) 单元，这些问题就会得到缓解，但小尺寸的格网增大了数据量和数据处理时间。 　 栅格数据结构 GIS中的许多数据都用栅格格式来表示，这些数据包括数字高程数据、卫星影像、数字正射影像、扫描地图和图形文件(TIFF、GIF和JPEG)。 (1) 完全栅格结构 （2）游程编码 　　　4A 1A 3B 2A 2B 3A 1B （3）块式编码 　(1,1,1,A),