地理信息系统原理、应用与工程chapter 2 地理信息系统的空间数据结构和数据库.pptVIP

空间特征是指空间对象的位置及与相邻对象的空间关系或拓扑关系；属性特征是指空间对象的专题属性；时间特征是指空间对象随着时间演变而引起的空间和属性特征的变化。1、点状实体2、线状实体3、面状实体（多边形）体、立体状实体线—面面—面从现实世界到计算机世界空间认知三层模型概念数据模型 关于实体和实体间联系的抽象概念集 矢量数据模型、栅格数据模型和一体化数据模型逻辑数据模型 表达概念模型中的数据实体（或记录）及其间的关系 层次模型、网络模型和关系模型物理数据模型 描述数据在计算机中的物理组织、存储路径和数据库结构 空间数据结构是指适合于计算机系统存储、管理和处理的地学图形的逻辑结构，是地理实体的空间排列方式和相互关系的抽象描述。基本上分为矢量结构和栅格结构（或矢量模型或栅格模型）。数据模型与数据结构的关系数据结构是数据模型和文件格式之间的中间媒介。实际应用中，一般认为数据模型是数据结构的高层次抽象，而数据结构是数据模型的具体实现。如在数据库系统中，数据结构是指按照一定方式存储和访问数据的方法或程序的集合；而数据模型则是一般化的高度抽象的概念集合。假设欧氏平面是一张高质量无边界的橡皮，该橡皮能够伸长和缩短到任何理想的程度。3、空间数据的拓扑关系

1）拓扑的关联性

表示不同类型元素（结点、弧段、多边形）之间的关系2）拓扑的邻接性

表示同类型元素（结点、弧段、多边形）之间的关系多边形之间的邻接性；弧段之间的邻接性；结点之间的邻接性从拓扑角度看，几何形状不同的事物其拓扑关系可能相同 空间数据结构是指空间数据适合于计算机存储、管理、处理的逻辑结构，也就是指空间数据以什么形式在计算机中存储和管理。栅格数据结构矢量数据结构矢量与栅格数据结构的比较矢量栅格一体化数据结构数据结构一般分为基于矢量模型的数据结构和基于栅格模型的数据结构矢量数据结构是GIS中常见的图形数据结构，通过记录坐标方式尽可能精确地表示点、线、多边形等地理实体。栅格数据结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征目前，为了设计系统能用于多种目的，正在研制矢量栅格一体化的数据结构，该数据结构具有矢量和栅格两种结构的特性。常用的空间数据结构矢量结构编码方法点实体编码线实体编码面（多边形）实体编码组成地图的每个多边形应有唯一的形状、周长和面积能够记录每个多边形的领域关系专题图上的多边形不都是同一等级的多边形，注意“岛”或“洞”二、几种典型的矢量数据结构（二）索引式（树状）（三）双重独立式编码（四）链状双重独立式编码--拓扑数据结构矢量数据结构的主要特点是:(1)数据按点、线或多边形为单元进行组织，数据编排直观，数字化操作简单。(2)每个多边形都以闭合线段存储，多边形的公共边界被数字化两次和存储两次，造成数据冗余和不一致。(3)点、线和多边形有各自的坐标数据，但没有拓扑数据，互相之间不关联。(4)岛只作为一个单个图形，没有与外界多边形的联系。栅格数据组织栅格数据组织方法以层为基础，每一层又以像元顺序记录它的坐标和属性值，一层记录完后再记录第二层。这种方法较为简单，但需要的存贮空间最大。四叉树(也称四分树)数据结构常常先把地图看成是一个正方形的单元如图所示（这是个简单的例子，在实际使用中，一幅地图上总有很多多边形）：

如果该单元内有不同性质的多边形，则将单元分成四个大小相同的二级单元，然后再分别判断这四个二级单元中是否还有不同性质的多边形，若其中某个二级单元中有不同性质的多边形，则再划分成四个大小相同的三级单元。这种逐级一分为四的方法，一直分到预定的最高分辨率为止。八叉树结构矢量数据结构与栅格数据结构的选择**************************************************缩小了语义差距减轻了“阻抗失配”问题适应非传统应用的需要面向对象数据库系统所具有的优势——面向对象地理数据模型2.2GIS的数据模型第二章地理信息系统的空间数据结构和数据库2.1空间数据结构2.2GIS的数据模型2.3空间数据库的设计2.1.1概述2.1.2矢量数据结构2.1.3栅格数据结构2.1.4矢量栅格一体化数据结构2.1.5三维数据结构2.2.1概述2.2.2层次数据模型2.2.3网状数据模型2.2.