空间数据的组织与结构一

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1、空间数据的组织与结构地理科学学院张玉红数据结构•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。•描述地理实体的数据本身的组织方法，称为内部数据结构。内部数据结构基本上可分为两大类：即矢量结构和栅格结构。采用一个没有大小的点（坐标）来基本点栅元格素图时，称为矢量表示法。采用一个有固定大小的点（面元）来矢表量达图基本点元素时，称为栅格表示法。•矢量数据结构•栅格数据结构•两种数据结构的比较与选择栅格数据结构•栅格数据结构的定义•栅格数据结构的特点•栅格数据结构的获取•栅格数据结构的组织•栅格

2、数据结构的压缩一、定义•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)，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，或仅仅包含指向其属性记录的指针。y0000900000090000000907700009077006907777090077700900777090000000x(a)点、线、面数据(b)栅格表示图3-1点、线、面数据的栅格结构表示二、特点00009000•栅格结构的显著特点是：00090000属性明显

3、，0009077000090770定位隐含。06907777090077700900777090000000（a）三角形（b）菱形（c)六边形图3-2栅格数据结构的几种其它形式三、获取途径•栅格结构数据主要可由四个途径得到，即•①目读法：在专题图上均匀划分网格，逐个网格地决定其代码，最后形成栅格数字地图文件；•②数字化仪手扶或自动跟踪数字化地图，得到矢量结构数据后，再转换为栅格结构；•③扫描数字化：逐点扫描专题地图，将扫描数据重采样和再编码得到栅格数据文件；•④分类影像输入：将经过分类解译的遥感影像数据直接或重采样后输入系统，作为栅格数据结构的专题地图。四、组织方法1.直

4、接栅格编码（栅格矩阵结构）ACAACCBACCBBBDCDBDDD•2.确定栅格代码ACBD（1）中心点法ACAACCBACCBBBDCDBDDC中心点法是将栅格中心点的值作为本栅格元素的值。（2）面积占优法ACAACCBACCBBBDCDBDDD面积占优法是把栅格中占有最大面积的属性值定为本栅格元素的值。（3）长度占优法ACAACCBACCBBBDCDBDDC长度占优法是将网格中心画一横线,然后用横线所占最长部分的属性值作为本栅格元素的值。（4）重要性法ACAACCBACCBBBCCDBDDC重要性法往往突出某些主要属性，对于这些属性，只要在栅格中出现，就把该属性作为本

5、栅格元素的值。•④百分比法：根据矩形区域内各地理要素所占面积的百分比数确定栅格单元的代码参与。200五、压缩编码方式•链式编码•游程编码•块状编码•四叉树编码链式编码•链式编码又称为弗里曼链码(Freeman，1961)或边界链码。•链式编码主要是记录线状地物和面状地物的边界。它把线状地物和面状地物的边界表示为：由某一起始点开始并按某些基本方向确定的单位矢量链。56740321链式编码的方向代码起始点线状地物确定其起始点为像元(1，5)，3则其链式编码为：201，5，3，2，2，3，3，2，3262173起始点363面状地物，假设其原起始点定为像元262（5，8），则该多

6、边形边界按顺时针方43向的链式编码为：5，8，3，2，4，4，6，6，7，6，0，2，链式编码示意图1•链式编码的前两个数字表示起点的行、列数，从第三个数字开始的每个数字表示单位矢量的方向，八个方向以0-7的整数代表。游程编码是将原始栅格阵列中属性值相同的连续若干个栅格单元映射为一个游程，每个游程的数据结构为（A，P）整数对。其中，A代表属性值，P代表该游程最右端栅格的列号。游程编码文件行游程AACCBACC1A，2，C，4BBDC2B，1，A，2，C，43B，2，D，3，C，4BDDD4B，1，D，4游程编码文件行游程1(9，4)，(0，8)2(9，3)，(0，8)3(

7、0，1)，(9，3)，(0，4)，(7，6)，(0，8)4(0，4)，(7，6)，(0，8)5(0，4)，(7，8)6(0，4)，(7，8)7(0，4)，(7，8)8(0，4)，(7，8)四叉树编码(quad-treecode)四叉树结构的基本思想是将一幅栅格地图或图像等分为四部分,逐块检查其格网属性值(或灰度)。如果某个子区的所有格网值都具有相同的值,则这个子区就不再继续分割，否则还要把这个子区再分割成四个子区。这样依次地分割，直到每个子块都只含有相同的属性值或灰度为止。999900009990099900000900990