GIS原理与应用课件_3_1 空间数据结构与数据库.ppt

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1、第三章空间数据结构与数据库3-2数据结构即指数据组织的形式，是适合于计算机存储、管理和处理的数据逻辑结构。对空间数据则是地理实体的空间排列方式和相互关系的抽象描述。在地理系统中描述地理要素和地理现象的空间数据，主要包括空间位置、拓扑关系和属性三个方面的内容。3-3数据库结构关系模型（relationalmodel）满足一定条件的二维表格层次模型（hierarchicalmodel）以记录类型为节点的有向树（tree），其主要特征是：（1）除根节点外，任何节点都有且只有一个“父亲”；（2）“父”节点表示的实体与“子”节点

2、表示的实体是一对多的联系。网状模型（networkmodel）特点：1）可以有一个以上的结点没有“父”结点；2）至少有一个结点有多于一个“父”结点；3）结点之间可以有多种联系；4）可以存在回路3-43-5描述地理实体的数据本身的组织方法，称为空间数据的内部数据结构。基本上可分为两大类：空间数据结构栅格数据结构(显式表示)矢量数据结构(隐式表示)3.1空间数据库结构3-6矢量图栅格图3-7显式描述----栅格数据结构显式表示：就是栅格中的一系列像元(点)，为使计算机认识这些像元描述的是某一物体而不是其它物体。注：“c”不

3、一定用c的形式，也可以用颜色、符号、数字、灰度值来显示。如椅子的简单数据结构为：    椅子的属性——符号／颜色——像元x3-8隐式表示：由一系列定义了始点和终点的线及某种连接关系来描述，线的始点和终点坐标定义为一条表示椅子形式的矢量，线之间的指示字，告诉计算机怎样把这些矢量连接在一起形成椅子，隐式表示的数据为：    椅子的属性——一系列矢量——连接关系隐式描述----矢量数据结构3-9一、栅格数据结构:栅格结构是最简单最直观的空间数据结构，又称为网格结构(raster或gridcell)或象元结构(pixel)

4、，是指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个象元或象素,由行、列号定义，并包含一个代码,表示该象素的属性类型或量值。因此，栅格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。3-100000090000900000009070070090700760097777900077079000770709000000yx点、线、面数据的栅格表示3-11点线面对于栅格数据结构点：为一个像元线：在一定方向上连接成串的相邻像元集合。面：聚集在一起的相邻像元集

5、合。3-12栅格数据结构：坐标系与描述参数Y：列X：行西南角格网坐标（XWS，YWS）格网分辨率3-13栅格数据结构就是像元阵列，每个像元的行列号确定位置，用像元值表示空间对象的类型、等级等特征。每个栅格单元只能存在一个值。（a）三角形（b）菱形（c)六边形特点:位置隐含,属性明显栅格数据结构特点:3-14例如影像(4*4阶的矩阵)：AAAAABBBAABBAAAB最直接的存储方式:AAAAABBBAABBAAAB存在的问题是?:当每个像元都有唯一一个属性值时，一层内的编码就需要m行×n列×3(x,y和属性编码值)个存

6、储单元。栅格数据结构特点:特点:数据结构简单3-15空间分析模型(叠加模型)计算简单:面向位置的数据结构,难以建立空间对象之间关系3-16栅格数据组织(多层)栅格数据文件像元1X坐标Y坐标层2属性值层1属性值…层n属性值…像元2像元n栅格数据文件层1像元1层2…X,Y,属性值像元2X,Y,属性值……像元nX,Y,属性值层n栅格数据文件层1多边形1层2…属性值像元1坐标…多边形N像元n坐标层n3-17栅格数据单元值确定CAB百分比法面积占优重要性中心点法A连续分布地理要素C具有特殊意义的较小地物A分类较细、地物斑块较小A

7、B为了逼近原始数据精度，除了采用这几种取值方法外，还可以采用缩小单个栅格单元的面积，增加栅格单元总数的方法属性存在偏差:3-18abc345abcac距离:4(5)面积:7(6)几何偏差属性偏差几何特性存在偏差:栅格数据单元几何特性3-19栅格数据结构特点总结：离散的量化栅格值表示空间对象位置隐含,属性明显数据结构简单,易与遥感数据结合,但数据量大存在几何和属性偏差面向位置的数据结构,难以建立空间对象之间的关系3-20栅格数据的编码方法直接栅格编码行程压缩编码链式数据编码分块压缩编码四叉树编码八叉树编码3-21直接栅格

8、编码以行为记录单位按行存储地理数据。缺点：存在大量冗余，精度提高有限制。3-220000044400044444004444440044448822448888222488882222888822228888记录100000444记录200044444记录300444444记录400444448记录522448888记录622