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地理信息系统导论学习笔记（3）——矢量数据模型

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一共十八章（第一章绪论、第二章坐标系统、第三章矢量数据模

型、第四章栅格数据模型、第五章GIS数据获取、第六章几何变换、

第七章空间数据准确度和质量、第八章属性数据管理、第九章数据显

示与地图编制、第十章数据探查、第十一章矢量数据分析、第十二章

栅格数据分析、第十三章地形制图与分析、第十四章视域和流域、第

十五章空间插值、第十六章地理编码和动态分段、第十七章最小耗费

路径分析和网络分析、第十八章GIS模型与建模。）第三章矢量数据

模型本章概览简单要素的表示

拓扑地理关系数据模型

基于对象数据模型

复合要素的表示矢量数据模型，也称为离散对象模型，是采用离

散对象来表示地球表面的空间要素。矢量数据的制备步骤：1、在一个

空的空间将空间要素分为点、线和多边形，并用点及其x、y坐标表示

这些要素的位置和形状；2、以一个逻辑框架构建这些几何对象的属性

和空间关系；3、编码并将矢量数据以数字数据文件存储，这样它们可

以被访问、解释，并由计算机进行处理。简单要素表示，矢量数据模

型使用点、线和多边形的几何对象表示空间要素。点是零维的，只有

位置性质；线是一堆的，除了位置之外，还有长度的性质；多边形是

二维的，除了位置之外，还有面积（大小）和周长的性质。一个点由

一对x和y坐标（地理坐标或投影坐标，ArcGis中的地理坐标系和投

影坐标系？）来表示其位置。一样的，一条线或一个多边形是由一系

列x和y坐标表示的。GIS中，表示实际地物还与绘制地图的比例尺有

关，不同大小比例尺所使用的简单要素（点、线、多边形）是不同的。

拓扑主要介绍拓扑统一地理编码格式（TIGER）、拓扑的重要性。拓

扑是研究几何对象在弯曲或拉伸等变换下仍保持不变的性质。可通过

有向图（图形）来解释，它显示几何对象的排列及其相互关系。拓扑

统一地理编码格式（TIGER），

为美国人口普查局使用的数据库。

拓扑的重要性，

主要就是说明其优点：1、能确保数据质量和完整性；2、拓扑可

强化GIS分析；3、空间要素之间的拓扑关系使得GIS用户可执行空间

数据查询。

地理关系数据模型主要介绍Coverage、Coverage数据结构、

Shapefile。

地理关系数据模型用两个独立的系统分别存储空间和属性数据：

用空间子系统中的图形文件存储空间数据（“地理”），用关系数据

库存储属性数据（“关系”）。Coverage和shapefile都是地理关系

数据模型的例子；coverage是拓扑的，shapefile是非拓扑的。

Coverage，支持以下3种基本拓扑关系：

（1）连接性：弧段间通过节点彼此连接；（2）面定义：由一系

列相连的弧段定义面；

（3）邻接性：弧段有方向性，且有左多边形和右多边形。

Coverage数据结构，点的coverage包含要素标识码（IDs）及

成对的x和y坐标。

线的coverage数据结构：开始点叫作“始节点”（form-

node）,结束点叫作“到节点”（to-node）。

面的coverage数据结构：由始节点和到节点构成弧段，弧段又构

成面数据。Shapefile，Esri产品中采用的标准非拓扑数据格式。在

shapefile文件中，点是用（x，y）坐标来表示、线是用一系列的点、

多边形用一系列的线来存储，但无描述几何对象空间关系的文件。

shapefile多边形对于共享边界实际上有重复弧段且可彼此重叠。其几

何学性质存储于两个基本文件：a、以.shp为扩展名的文件存储要素几

何学特征；b、以.shx为扩展名的文件保留要素几何学特征的空间索引。

其（非拓扑数据）优点：a、非拓扑矢量