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1、简单数据结构和拓扑数据结构我们的世界五彩缤纷，人类的生活与这个环境密不可分，要利用和改造自然世界为人类的生存、生活创造有利的条件，必须将所有关注的局部世界加以简化和抽象，人类才能揭示出控制客观事物的演变过程的基本规律，而实现这一目标的普遍手段是采用模型的方法，利用一个模型来描述和表达这个世界，用空间数据结构去表示我们所要了解的客观事物。空间数据结构就是指空间数据的编排方式和组织关系，空间数据结构是空间数据在计算机中的具体组织方式。目前尚无一种统一的数据结构能够同时存储上述各种类型的数据，而是将不同类型的空间数据以不同的数据结构存
2、储。一般来说，属性数据与其他信息系统一样常用二维关系表格形式存储。元数据以特定的空间元数据格式存储，而描述地理位置及其空间关系的空间特征数据是地理信息系统所特有的数据类型，主要以矢量数据结构和栅格数据结构两种形式存储。空间数据编码是空间数据结构的实现，目的是将不同的空间实体按一定的数据结构转换适用于计算机储存和处理的过程。不同的实体对象，其空间数据结构相差很大，即使是同一对象实体，也可以用许多种方式来组织数据，按不同数据结构去处理，得到的结果内容页是截然不同的。而计算机存储和处理数据的效率，在很大程度上是依赖于数据结构的组织方式
3、的优劣。抽象是人们观察和分析复杂事物和现象的常用手段之一。将地理系统中复杂的地理现象进行抽象得到的地理对象称为地理实体或空间实体、空间目标，简称实体(Entity)。实体现实世界中客观存在的，并可相互区别的事物。实体可以指个体，也可以指总体，即个体的集合.抽象的程度与研究区域的大小、规模不同而有所不同，如在一张小比例尺的全国地图中，武汉市被抽象为一个点状实体，抽象程度很大；而在较大比例尺的武汉市地图上，需要将武汉市的街道、房屋详尽地表示出来，武汉市则被抽象为一个由简单点、线、面实体组成的庞大复杂组合实体，其抽象程度较前者而言较小
4、。所以说，实体是一个具体有概括性、复杂性、相对意义的概念。数据结构在GIS中对于数据的采集、存储、查询、检索和应用分析等操作方式有着重要的影响，一种高效率的数据结构应该具备以下几个要求：1、组织的数据能够表示要素之间的层次关系，便于不同数据联系于覆盖；2、正确反映地理实体之间的空间排列方式和各实体之间的相互关系；3、便于存取与检索；4、节省存储空间，减少数据冗余；5、存取速度快，在运算速度较慢的微机上要达到快速响应；6、具有足够的灵活性，数据组织应具有插入新的数据、删除或修改部分数据的基本功能。栅格数据结构栅格结构是以规则的阵列
5、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。栅格结构的显著特点:属性明显,定位隐含,即数据直接记录属性的指针或数据本身,而所在位置则根据行列号转换为相应的坐标。栅格数据的编码方法:直接栅格编码,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;压缩编码,包括链码（弗里曼链码）比较适合存储图形数据;游程长度编码通过记录行或列上相邻若干属性相同点的代码来实现;块码是有成长度编码扩展到二维的情况,采用方形区域为记录单元;四叉树编码是最有效的栅格数据压缩编码方法之一,还能提高图形操作效率
6、,具有可变的分辨率。6矢量数据结构矢量数据结构是通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点、线和多边形等地理实体,坐标空间设为连续,允许任意位置、长度和面积的精确定义。矢量结构的显著特点:定位明显,属性隐含。矢量数据的编码方法:对于点实体和线实体,直接记录空间信息和属性信息;对于多边形地物,有坐标序列法、树状索引编码法和拓扑结构编码法。坐标序列法是由多边形边界的x,y坐标对集合及说明信息组成,是最简单的一种多边形矢量编码法,文件结构简单,但多边形边界被存储两次产生数据冗余,而且缺少邻域信息;树状索引编码法是将所有边界点进行数字化,顺序
7、存储坐标对,由点索引与边界线号相联系,以线索引与各多边形相联系,形成树状索引结构,消除了相邻多边形边界数据冗余问题;拓扑结构编码法是通过建立一个完整的拓扑关系结构,彻底解决邻域和岛状信息处理问题的方法,但增加了算法的复杂性和数据库的大小。矢量栅格数据的比较矢量数据的优缺点:优点为数据结构紧凑、冗余度低,有利于网络和检索分析,图形显示质量好、精度高;缺点为数据结构复杂,多边形叠加分析比较困难。栅格数据的优缺点:优点为数据结构简单,便于空间分析和地表模拟,现势性较强;缺点为数据量大,投影转换比较复杂。两者比较:栅格数据操作总的来说容
8、易实现,矢量数据操作则比较复杂;栅格结构是矢量结构在某种程度上的一种近似,对于同一地物达到于矢量数据相同的精度需要更大量的数据;在坐标位置搜索、计算多边形形状面积等方面栅格结构更为有效,而且易于遥感相结合,易于信息共享;矢量结构对于拓扑关系的搜索则更为高效,网络
