《地理信息系统GIS》第3章 空间数据结构-教学课件（非AI生成）.pptx

第三章空间数据结构

主要内容：

■第一节栅格数据结构第二节矢量数据结构

■第三节两种数据结构的比较

■第四节其他数据结构;

第一节、栅格数据结构

定义：指将地球表面划分为大小均匀、紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个像元或像素，由行号、列号定义，并包含一个代码表示该像素的属性类型或量值,或仅仅包含指向其属性的指针。

栅格数据结构，是二维表面上地理要素的离散化数值,每个网格对应一种属性，其空间位置用行、列表示。网格大小(即边长)决定了空间分辨率，即数据的精度。;;

点、线、面地物的栅格结构

点状地物

用一个栅格单元表示

线状地物

沿线走向的一组相邻栅格单元

■每个栅格单元最多只有两个相邻单元在线上面状地物

有区域属性的相邻栅格单元的集合

每个栅格单元可有多于两个的相邻单元同属一个区域;

格网分辨率

西南角格;

分辩率

一个像素代表的实际地理范围大小

X方向分辩率

y方向分辩率

1Pbl

槽格数据

1pixel=10mX10m分莽率=10m

10M

Fow

真实世弃;

栅格数据单元值(混合像元)确定

方案一：缩小栅格单元的面积;

栅格数据的特点

属性明显

数据中直接记录了数据属性或指向数据属性的指针，因而可以直接得到地物的属性代码

●定位隐含

●所在位置则根据行列号转换为相应的坐标，也就是说定位是根据数据在数据集中的位置得到的

●栅格结构是按一定的规则排列的，所表示的实体的位置很容易隐含在格网文件的存储结构中

●简单方便

●栅格数据结构容易实现，算法简单，且易于扩充、修改，也很直观

●特别是易于同遥感影像的结合处理，给地理空间数据处理带来了极大的方便;;

A、直接栅格编码

直接编码就是将栅格数据看作一个数据矩阵，逐行(或逐列)逐个记录代码，可以每行从左到右逐像元记录，也可奇数行从左到右而偶数行由右向左记录，为了特定的目的还可采用其他特殊的顺序。;

一些常用的栅格排列顺序;

B、链码

由起点位置和一系列在基本方向的单位矢量给出每个后续点相对其前继点的可能的8个??本方向之一表示。8个基本方向自0°开始按逆时针方向代码分别为0,1,2,3,4,

5,6,7。单位矢量的长度默认为一个栅格单元。;;

沿行方向进行编码：(0,1),

(2,2),(5,5);(2,5),

(5,3);(2,4),(3,2),(5,2);(0,2),(2,1),

(3,3),(5,2);(0,2),(3,4),(5,1),(3,1);

(0,3),(3,5);(0,4),

(3,4);(0,5),(3,3)。

14;

D、块码

采用方形区域作为记录单元，数据编码由初始位置行列号加上半径，再加上记录单元的属性组成。;;;;

0;

(2)线性四叉树编码

●线性四叉树同常规四叉树不同

线性四叉树同常规四叉树不同在于存储方式不同。

·在线性四叉树中只记录叶结点信息，如叶结点的位置、大小、格网值，不存储中间结点。

·线性四叉树中仅对叶结点信息进行编码，这种编码号称地址码(位置码),以表示它所处的位置。地址码隐含了叶结点的位置和深度信息。;

J=(jnjn-1…j?j1)?

IⅡ.然后交叉放入Morton码中

M=(i,jnin-1jn-1…i?j?ij1)?

Ⅲ.再转换成十进制，即为线性四叉树的十进制;;

链码：压缩效率较高，已接近矢量结构，对边界的运算比

较方便，但不具有区域性质，区域运算较难；

游程长度编码：在很大程度上压缩数据，又最大限度的保留了原始栅格结构，编码解码十分容易，十分适合于微机地理信息系统采用；

块码和四叉树编码：具有区域性质，又具有可变的分辨率，有较高的压缩效率，四叉树编码可以直接进行大量图形图象运算，效率较高，是很有前途的编码方法。;

如以像元边线计算则为7,以规则像元数为4。

三角形的面积为6个平方单位，而右图中则为7个平方单位，这种误差随像元的增大而增加。

C

ac距离：7/4(5)

面积：7(6)

ba]b;;

■第二节矢量数据结构;

■第二节矢量数据结构

矢量：也即向量Vector,“具有大小和方向的量”,相对于标量。相邻两点的弧度具有长度和方向，因此可

以看做为一个矢量。

矢量数据结构：包括——

实体数据结构：点、线、多边形。

拓扑数据结构：点→线→多边形，包含空间关;;;;;;

可能引起的问题之一：

数据冗余和匹配误差。;

可能引起的问题之二：

缺乏反映邻域关系的拓扑信息。因而

无法检查多边形的正确性。对岛状多边形、不完整多边形或是奇异多边形均无能为力。;

B、拓