地理信息系统第二章地理空间信息基础和数据模型.pptVIP

在许多地理空间分析应用中，不规则格网具有某些优越性，主要表现在：可以消除数据冗余，格网的结构本身可适应于数据的实际分布。这种模型是一种变化分辨率的模型，因为基本多边形的大小和密度在空间上是变动的。不规则格网能进行调整，以反映空间每一个区域中的数据事件的密度。这样，每个单元可定义为包含同样多数据事件，其结果是数据越稀，则单元越大；数据越密，则单元越小。单元的大小、形状和走向反映着数据元素本身的大小、形状和走向。 2.4.5 面向对象数据模型 面向对象数据模型应用面向对象方法描述空间实体及其相互关系，特别适合于采用对象模型抽象和建模的空间实体的表达。 面向对象技术的核心是对象（object）和类（class）。对象是指地理空间的实体或现象，是系统的基本单位。 2.5 地理空间的表达 2.5.1 矢量表达法 2.5.2 栅格表达法 2.5.3 三角形不规则网（TIN）表达法 2.5.4 地理空间表达方式的比较 2.5.5 地理空间表达方式的选择 地理空间的表达是地理数据组织、存储、运算、分析的基础。地理空间中的地理实体、地理现象可以抽象为点、线、面、体四种类型。 地理空间的表达方法可以概括为：矢量、栅格、三角形不规则网等 以此为基础，可以构造地理空间各种不同的数据模型和数据结构。 2.5.1 矢量表达法 用一系列有序点的X、Y（、Z）坐标来精确表达点、线、面实体。 2.5.1.1 点状要素（0维矢量） 用0维矢量来表达地理空间中的点状要素。 0维矢量在二维欧氏空间中用唯一的实数对（x，y）来表示，在三维欧氏空间中用唯一的三元组（x，y，z）来表示。 一般指那些占面积较小，不能按比例尺表示，又要定位的事物。 有时，面状事物和点状事物的界限并不严格。如居民点，在大、中比例尺地图上被表示为面状地物，在小比例尺地图上则被表示为点状地物。 2.5.1.2 线状要素（一维矢量） 一维矢量用来表达线状要素，或者空间对象的边界 在二维欧氏空间中用一组离散化有序实数点对来表示线状要素： （x1，y1），（x2，y2），…(xn，yn) 其中n为大于1的整数。 在三维空间中则表示为： （x1，y1，z1），(x2，y2，z2)，…（xn，yn，zn） 其中（x1，y1）或（x1，y1，z1）是起始点，（xn，yn）或（xn，yn，zn）是终止点。 对于地理空间中呈线状或带状的要素，如交通线、河流、境界线、构造线等，均用一维矢量来表示其空间位置。 对于线状和面状实体的区分，也和地图的比例尺有很大的关系。如河流，在小比例尺的地图上，被表示成线状地物，而在大比例尺的地图上，则被表示成面状地物。 2.5.1.3 面状要素（二维矢量） 用二维矢量来表达面状要素。 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。 （x1，y1） ，（x2，y2），…(xn，yn)， （x1，y1） 在三维欧氏空间中表达的二维矢量，就是指空间曲面。 面状分布的地理要素有连续分布的，如气温、土壤等，有不连续分布的，如森林、油田、农作物等；它们所具有的特征也不尽相同，有的是性质上的差别，如不同类型的土壤，有的是数量上的差异，如气温的高低等。 2.5.1.4 体状要素（三维矢量） 三维矢量用来表达三维空间中的实体——体状要素。体状要素就是由一组或多组闭合曲面所包围的空间对象。 2.5.2 栅格表达法 栅格表达法是以规则的像元阵列来表示地理实体或现象的分布。 它将研究区域按一定分辨率作行和列的规则划分，形成由网格单元组成的矩阵，每个网格单元称为像素或像元（Cell或Pixel）。 栅格中的每个像元是栅格数据中最基本的信息存储单元，其坐标位置可以用行号和列号确定，像元的值表示地理实体或现象的某种属性特征。 点实体：表示为一个像元； 线实体：表示为在一定方向上连接成串的相邻像元的集合； 面实体：表示为聚集在一起的相邻像元的集合。 2.5.3 三角形不规则网（TIN）表达法 对于地理连续面的表达，还可利用三角形不规则网表示（Triangulated irregular Network，TIN）。 基于TIN的连续面模型能够有效地描述河流、峡谷、地势等地形区域特征。 TIN的构成：将地面一系列离散点，按照一定的规则和条件连接成互不交叉的三角网。 满足要求 不满足要求 泰森三角网 2.5.4 地理空间表达方式的比较 模型的要点 数据源 空间存贮 要素表达 拓扑关系 地理分析 制图输出 1.模型的要点 矢量表达 栅格表达 TIN表达 矢量数据主要用来模拟具有精确形状和边界的离散要素 栅格数据主要用来模拟连续的现象和地球的影像 三角网数据主要用来对表示高程或其它状况（如浓度）的