地理資料的特性與空間資料模式.ppt

第三章 地理資料的特性與空間資料模式 3-1 緒言 地理資料的基本特性 地理資料的基本特性(primary characteristics)：地理資料因其存在空間上的意義，而存在的特性。 GIS討論的主題，即空間單元(spatial element)：空間上的物體(spatial objects)、目標物體(targets)、區域(area)、事件(events)或現象(phenomena)。 GIS利用點(pint)、線(line)、面(area or polygons)或曲面(surface or volume)，表現各種物體的特性，包括：位置、長度、大小、面積、體積、空間關係、屬性及時間。 時間特性：地理資料的時間意義，當資料特性發生改變，原有資料成為過時(歷史)資料。 空間自相關特性 空間上物體的存在或發生，與該空間上其他物體有關，通常受到其周圍物體特性的影響較大，遠距離物體的影響較小。 空間自相關特性(spatial autocorrelation)：地理資料屬性資料在空間上存有某種相互依存的關係。 空間自相關特性：正相關(positive)、負相關(negative)、無相關(no correlation)。 利用空間自相關特性，適當結合取樣技術(sampling techniques)，決定所有調查樣點在空間上的適當分布，以滿足樣點資料的空間代表性，配合內插技術，可以建置整個調查範圍內任一位置的資料。 尺度特性(scale) 製圖學的scale(比例尺)，代表圖面上任2點的距離d，與這2點在地面上的距離D的比值。 A ratio or representative fraction (RF) indicates how many units on the earths surface is equal to one unit on the map. It can be expressed as 1/100,000 or 1:100,000. RF = 1/S = d/D GIS組織地理資料的方法 地圖(map)：地圖是記錄或描繪地景物體之圖紙，是一張可攜式的圖紙。傳統上，以地圖(map)的方式來綜合記錄許許多多的地理現象。在GIS中，稱之為hardcopy。 圖層(coverage)：一種數值格式的地圖，通常一個圖層只記錄單一主題，例如：土地利用或植生，而不像地圖內容的多樣。利用資料套疊的方式，可以將同一空間許多不同主題資料，重建成為地圖。 3-2 地理資料模式 向量式圖徵(vector features) 座標直敘式資料模式(spaghetti model) 位相模式(topological model) 利用位相準則(topological rules)記錄各種基本向量圖徵的資料模式，用來表示空間上不同物體彼此的空間關係。 透過容受距離(distance tolerance)決定相鄰點是否為相同的點。 相鄰的多邊形圖徵不會重複儲存共用邊的點資料。 位相準則必須明確記錄位相結構：點與點是否相連、線圖徵的左右多邊形、線圖徵是否相連成一個封閉的面等特性。 位相準則(topological rules) 線圖徵是由許多點組成，線的起始點和終止點稱為節點(node)，稱為起始節點(start node)與終止節點(end node)，其他稱為中間點(vertex)。線圖徵可稱為arc, edge, or link，因具有起始點、終止點，所以具有方向(direction)的特性。 不同的線圖徵，彼此的交點(intersect point)一定是節點。 多邊形圖徵，稱為area, polygon, or face。多邊形圖徵是由一系列表示多邊形周圍的線圖徵所組成的封閉型態的面資料。 單一的點圖徵，也視為線圖徵、多邊形圖徵。 共用的點或線，資料不重複儲存。 位相模式(topological model) 不規則三角網模式(Triangulated irregular network, TIN) 利用多組相互連接的不規則三角形截面(facets)，來表現三度空間資料。 利用4種資料表：節點(facet_id, nodes)、鄰邊(facet_id, adjacent facets)、平面座標(node#, x, y)、高程(node#, z)。 方格模式(raster model) 方格模式的3種編碼方法 四元樹模式(quadtree model) 將空間反覆的劃分為4象限，直至此象限(方格)能表達空間單元為止。 其解析度可隨需要而調整。 其劃分方格的方法，與地理方位(東南西北)有些吻合。 3-3 方格式資料模式之資料編碼問題 3-4 方格式資料模式之解析力問題 3-5 資料模式之相互轉換 3-6 向量式資料模