lecture3-栅格数据结构..ppt

第二章 GIS的数据结构 现实世界－概念世界－数字世界 现实世界－是所有事物的集合，无论人们是否知道这些事物。 概念世界－是人类语言的世界，人类了解且认识其所命名的事物。（是对现实世界的抽象） 数字世界－以各种符号形式来表达与记录的世界。 地理空间世界－与地理空间相关的抽象的概念世界。（GIS研究的世界） 现实世界是具有空间分布特征的事物－空间实体（地理实体） 空间实体的表达 空间特征实体： 点（point）、线(line)、面(polygon)、曲面(surface)、体(volume) 栅格法 由一系列x,y坐标定位的像元，每个像元独立编码，并载有属性。用固定大小的点（面元）来表达基本点元素 矢量法 三种主要地理实体的点、线、面中，点类似于像元，但不占有面积，线、面均由一系列内部相关联的坐标形成，一定的面或线则与一定的属性连接。用没有大小的点（坐标）来表达基本点元素。 空间实体的表达的基本形式 河流的栅格和矢量表示 空间数据的来源 地图数据：普通地图和专题地图等 影像数据：卫片和航片 地形数据：等高线图、DEM和其他实测地形数据等 属性数据：调查报告、实测数据、文献资料、解译信息等 元 数 据：数据的数据，对数据的描述 空间数据类型 表示对象(P31) 类型数据 例如考古地点、道路线和土壤类型的分布等； 面域数据 例如随机多边形的中心点，行政区域界线和行政单元等； 网络数量 例如道路交点、街道和街区等； 样本数量 例如气象站、航线和野外样方的分布区等； 曲面数据 例如高程点、等高线和等值区域； 文本数据 例如地名、河流名称和区域名称； 符号数据 例如点状符号、线状符号和面状符号等 空间数据具有三个基本特征 空间特征 表示现象的空间位置或现在所处的地理位置。空间特征又称为几何特征或定位特征，一般以坐标数据表示。包括定位数据和拓扑数据 属性特征 表示现象专题属性，例如名称、分类、数量特征和名称等数据和时间数据。 矢量数据结构 栅格数据结构 矢量栅格一体化数据结构 栅格数据结构（P43） 又称网格结构(raster或grid cell)或象元结构(pixel)，是指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个象元或象素,由行、列号定义，并包含一个代码,表示该象素的属性类型或量值，或仅仅包含指向其属性记录的指针 栅格结构数据主要可由四个途径得到，即 目读法：在专题图上均匀划分网格，逐个网格地决定其代码，最后形成栅格数字地图文件； 数字化仪手扶或自动跟踪数字化地图，得到矢量结构数据后，再转换为栅格结构； 扫描数字化：逐点扫描专题地图，将扫描数据重采样和再编码得到栅格数据文件； 分类影像输入：将经过分类解译的遥感影像数据直接或重采样后输入系统，作为栅格数据结构的专题地图。 栅格数据（3） 栅格数据（4） 栅格数据的特点 栅格数据单元格经常是矩形（主要是正方形）的，但并不是必须如此。其单元格形状可以随应用的需要进行具体设定，比如设置为三角形。 栅格数据的比例尺就是栅格大小与地表相应单元大小之比。 栅格尺寸越小，其分辨率越高，数据量也越大。 栅格数据的特点 由于栅格结构对地表的离散，在计算面积、长度、距离、形状等空间指标时，若栅格尺寸较大，则造成较大的误差 。 由于栅格单元中存在多种地物，而数据中常常只记录一个属性值，这会导致属性误差。比如，遥感数据中的“混合像元”问题。 决定栅格单元代码的方式 基本原则：在决定栅格代码时尽量保持地表的真实性，保证最大的信息容量 。 注意：每一个单元可能对应多个地物种类或多个属性值。如何决定栅格单元的代码？ 栅格单元的代码获取 单位网格交点归属法（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。在图所示的矩形区域中，中心点O落在代码为C的地物范围内，按中心点法的规则，该矩形区域相应的栅格单元代码应为C 中心点法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。 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。在图中，显见B类地物所占面积最大，故相应栅格代码定为B。面积占优法常用于分类较细，地物类别斑块较小的情况。 中心点法：用处于栅格中心处的地物类型或现象特征决定栅格单元的代码，如图中心点O落在代码为C的地物范围内，则矩形区域相应的栅格单元代码为C。 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、假设图中A类为最重要的地物类型，即A比B和C类更为重要，则栅格单元的代码应为A。重要性法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、交通枢钮、交通线、河流水系等，在棚格中代码应尽量表示这