《地图数据结构》PPT课件

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1、计算机地图制图城市与环境科学学院1第二章地图数据结构2．1地图数据的描述方法地图数据：地图诸要素的数字化表示，是以点、线、面等方式采用编码技术对地理空间物体进行特征描述及在物体间建立相互联系的数据集。一、地图对地理空间的描述地图是现实世界的模型，它按照一定的比例和投影原则，有选择地将复杂的三维地理空间的某些内容投影到二维平面介质上，并用符号将这些内容要素表现出来。2地图学中，把地理空间的实体分为点、线、面三种要素(对象)，分别用点状、线状、面状符号来表示。点实体点实体是有特定的位置、维数为0的实体。实体点：用来代表一个实体；如城市注记点：用于定位注记；北京内点：用于记

2、录多边形的属性，存在于多边形内；结点：表示线的终点和起点；3结点：表示线的终点和起点；节点：它是两条或多条连线或链的拓扑连结点拐点：表示线段和弧段的内部点（特殊的节点）。(2)线实体（亦称为线段、弧、链、环等）线实体是维数为1的实体，由一系列坐标点表示。特征：实体长度：从起点到终点的总长；弯曲度：用于表示如道路拐弯时弯曲的程度；方向性：如河流从上游到下游，公路有单双向之分；4(3)面(多边形)实体面(多边形)实体是维数为2的实体，由一个封闭的坐标点序列外加内点表示，是对湖泊、岛屿、地块等现象的描述。具有以下特征：周长；面积；岛或非岛；内岛或齿状；重叠性等内面：不包括边

3、界的面广义多边形（其他多边形覆盖面的周边以外的面，它没有外环，有一个或多个内环）虚多边形（以其他多边形为界的多边形）5二、地图数据的基本特征地图数据具有空间特征、属性特征及时间特征。1．空间特征(1)空间位置空间位置用以描述事物或现象的地理位置，又称几何特征、定位特征。通常用地理坐标系、平面直角坐标系来表示，也称几何特征，包括空间实体的位置、大小、形状、分布状况等，表明“在哪里”。(2)空间关系地理空间实体之间存在的一些具有空间特性的关系拓扑关系：拓扑变化下的拓扑不变量，如邻接关系、关联关系和包含关系等；方位关系：实体在地理空间中的某种顺序，如左右、东南西北等；度量关

4、系：用地理空间中的度量来描述的实体之间的关系，如实体之间的距离62．属性特征属性特征用以描述事物或现象的特性，如事物或现象的类别、等级、数量、名称等，用来说明“是什么”。属性特征通常分定性和定量两种：（1）定性特征包括名称、类型等；（2）定量特征包括数量、等级等。3．时间特征时间特征用以描述地理实体随着时间而变化的特征。目前的计算机地图制图还较少考虑到地图数据的时间特征，只考虑其属性特征与空间特征的结合。由于地图数据具有时间维，过时的信息虽不具有现势性，却可以作为历史性数据保存起来，但这样做会增大计算机地图制图表示和处理数据的难度。7图2-1：空间数据的基本特性[Ja

5、ckDangermond,1984]8三、地图数据的基本类型根据地图数据的特征，可以把地图数据分为空间数据、关系数据、属性数据三类。1．空间数据也称几何数据，即描述地理现象或地理实体的空间位置、形状、大小等的数据。根据地理要素的空间分布待征和空间实体分类，可以将地理空间数据分为点、线、面三种类型。9(1)点类型点类型可以描述如城乡居民地、工厂、学校、医院、机关、车站、山峰、隘口等现象。这里，“点”是一个相对的抽象概念，即从较大的空间规模上来观测这些地物，就能把它们都归结为点状分布的地理现象，因此能用一个点的坐标(或栅格像元)来描述其空间位置。而如果从较小的空间尺度上来

6、观察这些地理现象，它们中的多数将可以用一个面状特征来描述。例如同一个城市，在小比例尺地图上表现为点状分布，而在大比例尺地图上则可表现为面状分布，其内部表示了十分详细的城市街道分布状况。(2)线类型线类型描述如河流、运河、海岸、铁路、公路、地下管网、行政边界等线状分布的地理现象。这里的“线”(有时也称“弧”)也是一个相对的抽象概念。它们的空间位置数据是一线状坐标串(或栅格像元集合)。(3)面类型面类型描述如土地、水域、森林、草原、沙漠等具有大范围连续(或断续)面状分布特征的现象。这里的“面”是一个相对的抽象概念，有时实地上不一定有明显的边界。描述面状特征的空间数据是一封

7、闭的面坐标串(或栅格像元集合)，通常称之为多边形。102．空间数据的表示方法一般地，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、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（如图2-2所示）。11GIS中各种数据以及其表现123．关系数据关系数据是描述空间数据之间的空间关系的数据。