《GIS中的数据》PPT课件

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1、第四章GIS中的数据第三节空间数据的特征及其表示方法空间信息、属性信息、时间信息。分别对应地理数据的三个基本特征：空间特征（定位数据），属性特征（非定位数据），时间特征（时间尺度）。对空间数据的处理是GIS的核心功能，GIS中的数据通常描述三部分的信息：空间数据的基本特征一、空间数据的类型在GIS中，按照其特征，空间数据可分为三种类型：空间特征数据：表示空间实体的位置或现在所处的地理位置以及拓扑关系和几何特征。位置和拓扑特征是地理或空间信息系统所独有的。专题特征数据：专题特征是指地理实体所具有的各种性质，如地形的坡度、坡向、某地的年降

2、水量、人口密度、交通流量等。专题属性通常以数字、符号、文本和图象等方式表达。时间特征数据：是指地理实体的时间变化或数据采集的时间等。对于现有的大量GIS，由于它们并非是时态GIS，或者由于有些空间数据随时间变化相对较慢，有时，把专题属性和时间特征数据统称为属性数据。环境污染程度图一般地，表示地理现象的空间数据可以细分为：类型数据：例如考古地点、道路线和土壤类型的分布等；面域数据：例如随机多边形的中心点、行政区域界线和行政单元等；网络数据：例如道路交点、街道和街区等；样本数据：例如气象站、航线和野外样方的分布区等；曲面数据：例如高程点、

3、等高线和等值区域；文本数据：例如地名、河流名称和区域名称；符号数据：例如点状符号、线状符号和面状符号（晕线）等。二、空间数据的表示方法ＧＩＳ中各种数据及其表现三、空间数据的拓扑关系及其表示1.拓扑属性和非拓扑属性“拓扑”（Topology）一词来源于希腊文，它的原意是“形状的研究”。拓扑学是几何学的一个重要分支，它研究在拓扑变换下能够保持不变的几何属性----拓扑属性。形象说明：假设欧氏平面是一块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状态。想象一下基于这张橡皮所绘制的图形，允许这张纸伸长但不能撕破或者重叠，这样，在橡皮形

4、状变化的过程中，图形的一些属性将继续存在，而一些属性则将发生变化。例如，在橡皮表面有一个多边形，多边形内有一点A，那么，无论对橡皮进行压缩或拉伸，点依然在多变性内部。点A和多边形边界间的空间位置关系不改变，但多边形的面积会发生变化。这时，我们称多边形内的点具有拓扑属性，而面积则不具有拓扑属性，拉伸和压缩这样的变换称为拓扑变换。拓扑属性一个点在一个弧段的端点；一个弧段是一个简单弧段（弧段自身不相交）；一个点在一个区域的内部；一个点在一个区域的外部；一个面的连续性（给定面上任意两点，从一点可以完全在面的内部沿任意路径走向另一点）。两点间的

5、距离，弧段的长度；区域的面积；一个点指向另一点的方向。非拓扑属性附表：欧氏平面上空间对象部分拓扑和非拓扑属性２.拓扑关系基本拓扑关系：拓扑邻接：相同拓扑元素之间的关系。拓扑关联：不同拓扑元素之间的关系。拓扑包含：指不同级别或不同层次的多边形图形实体之间的拓扑关系。拓扑元素：点：孤立点、线的端点、面的首尾点、链的连接点线：两结点之间的有序弧段，包括链、弧段和线段面：若干弧段组成的多边形N1N2N3N4P1P2P3A1A2A3A4A5A6N5A7P4空间数据拓扑关系示意图在左下图中，(a)、(b)、(c)分别有2、3、4个层次。同一层次的

6、含义是：在同一有限的空间范围内（如同一外接多边形），那些具有邻接和关联拓扑关系或完全不具备邻接和关联拓扑关系的多边形处于同一级别或同一层次。在右下图中，结点N1与结点N2、N3相邻，多边形P1与P2、P3相邻。N1结点与弧段A1、A5、A3相关联，多边形P2与弧段A3、A5、A6相关联。(b)(c)（a）拓扑关系（续）空间数据的拓扑关系，在地理信息系统的数据处理和空间分析中具有十分重要的作用。根据拓扑关系，不需要利用坐标和距离就可以确定一种空间实体相对于另一种空间实体的空间位置关系。因为拓扑数据已经清楚地反映出空间实体间的逻辑结构关系

7、，而且这种关系较之几何数据有更大的稳定性，即它不随地图投影而变化。利用拓扑数据有利于空间数据的查询。例如判别某区域与那些区域邻接；某条河流能为那些居民区提供水源，某行政区域包括那些土地利用类型等等。利用拓扑数据进行道路的选取，进行最佳路径的计算等。四、空间关系空间关系是指地理空间实体对象之间的空间相互作用关系。通常将空间关系分为三大类：（1）拓扑空间关系：描述空间实体之间的相邻、包含和相交等空间关系。(2)顺序空间关系：描述空间实体之间在空间上的排列次序，如实体之间的前后、左右和东南西北等方位关系。(3)度量空间关系：描述空间实体的距

8、离或远近等关系。距离是定量描述，而远近则是定性描述。拓扑空间关系示意图第四节数据的测量尺度命名量：定性而不定量。只对特定现象进行标识，赋予一定的数值或符号而不定量描述。Nominalvariablesarethosewh