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1、空间数据结构3.1数据模型和数据结构3.2矢量数据结构（重点）3.3栅格数据结构（重点）3.4矢栅结构的比较及转换算法（难点）3.5其它的数据结构介绍问题思考在计算机中该如何对其进行存储和表达？现实空间世界空间数据模型空间数据结构组织与管理计算机存储认知与抽象空间数据库数据文件现实世界是以各种符号形式来表达和记录的，计算机在对数字和字符这些符号进行操作时，又将它们表示为二进制形式。因此，基于计算机的GIS不能直接作用于现实世界，必须对现实世界进行数据描述。模型是对现实世界的简化表达。数据建模是指把现实世界的数据组织
2、为有用且能反映真实信息的数据集的过程。数据模型就是根据一定的方案(数据逻辑)对数据进行组织的一种方式。数据建模过程分为三步：首先，选择一种数据模型来对现实世界的数据进行组织；然后，选择一种数据结构来表达该数据模型；最后，选择一种适合于记录该数据结构的文件格式。3.1数据模型和数据结构空间数据结构指数据组织的形式，是适合于计算机存储、管理和处理的数据逻辑结构。数据结构是数据模型和文件格式之间的中间媒介。在GIS中主要有栅格和矢量两种数据结构。在矢量模型中，用点、线、面表达空间实体，在栅格模型中用空间单元（Cell）或
3、像元（Pixel）来表达。3.1数据模型和数据结构3.2矢量数据结构3.2.1基本概念1.矢量数据结构定义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、多边形等地理实体。或者说矢量数据结构通过记录空间对象的坐标及空间关系来表达空间对象的位置。2.矢量结构的特点定位明显、属性隐含，其定位是根据坐标直接存储的，而属性则一般存于文件头或数据结构中某些特定的位置上，这种特点使得其图形运算的算法总体上比栅格数据结构复杂的多，在计算长度、面积、形状和图形编辑、几何变换操作中，矢量结构有很高的效率和精度，而在叠加运算、
4、邻域搜索等操作时则比较困难。用拓扑关系描述空间对象之间的关系，与遥感等图象数据难以结合，输出图形质量好，精度高。3.2矢量数据结构3.2.2图形表示点：空间的一个坐标点；线：多个点组成的弧段；面：多个弧段组成的封闭多边形。3.2矢量数据结构3.2.3矢量数据的获取（1）由外业测量获得可利用测量仪器自动记录测量成果，然后转到地理数据库中。（2）由栅格数据转换获得利用栅格数据矢量化技术，把栅格数据转换为矢量数据。（3）跟踪数字化用跟踪数字化的方法，把地图变成离散的矢量数据。3.2矢量数据结构3.2.4矢量数据的组织矢量
5、数据表示时应考虑以下问题：（1）矢量数据自身的存贮和处理。（2）与属性数据的联系。（3）矢量数据之间的空间关系(拓扑关系)。点：坐标对（x,y）+识别符线：坐标对系列(x1,y1)..(xn,yn)及有关属性、其它属性面：首尾相同的坐标串关系表几何位置坐标文件连接矢量数据结构按其是否明确表示地理实体间的空间关系分为实体数据结构和拓扑数据结构两大类。多边形数据项A(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),(x4,y4),(x5,y5),(x6,y6),(x7,y7),(x8,y8),(x9,y9),(x1,y1
6、)B(x1,y1),(x9,y9),(x8,y8),(x17,y17),(x16,y16),(x15,y15),(x14,y14),(x13,y13),(x12,y12),(x11,y11),(x10,y10),(x1,y1)C(x24,y24),(x25,y25),(x26,y26),(x27,y27),(x28,y28),(x29,y29),(x30,y30),(x31,y31),(x24,y24)D(x19,y19),(x20,y20),(x21,y21),(x22,y22),(x23,y23),(x15,y
7、15),(x16,y16),(x19,y19)E(x5,y5),(x18,y18),(x19,y19),(x16,y16),(x17,y17),(x8,y8),(x7,y7),(x6,y6),(x5,y5)3.2.4矢量数据的组织1.实体数据结构实体式（Spaghetti):又称面条结构（坐标序列法），以实体为单位,记录多边形边界的坐标对（x、y）集合及说明信息组成，只记录空间对象的位置坐标和属性信息，不记录拓扑关系。1.实体数据结构缺点：（1）相邻多边形的公共边界被数字化并存储两次，造成数据冗余和碎屑多边形—数据
8、不一致，浪费空间，导致双重边界不能精确匹配。（2）自成体系，缺少多边形的邻接信息，无拓扑关系，难以进行邻域处理，如消除多边形公共边界，合并多边形。（3）岛作为一个单个图形，没有与外界多边形联系。不易检查拓扑错误。所以，这种结构只用于简单的制图系统中，显示图形。优点：结构简单、直观、易实现以实体为单位的运算和显示。3.2矢量数据结构2.拓扑数据结构（一）树状索
