第二章 GIS数据结构new

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1、第二章GIS的数据结构第一节地理空间及其表达一、地理空间的概念(geo-spatial)上至大气电离层，下至地壳与地幔交界的莫霍面之间的空间区域。一般包括地理空间定位框架及其所连接的空间对象定位框架即大地测量控制，由平面控制网和高程控制网组成一个统一的空间参照系目前，我国采用的大地坐标系为1980年中国国家大地坐标系，现在规定的高程起算基准面为1985国家高程基准。地球模型地球表面水准面大地水准面铅垂线地球椭球体地理空间坐标系地理坐标系是以地理极(北极、南极)为极点通过A点作椭球面的垂线，称之为过A点的法线法线与赤道面的交角，叫做A点的纬度ψ过A点的子午面与通过英国格林尼治天文台的子

2、午面所夹的二面角，叫做A点的经度λ坐标参考系统—平面系统直接建立在球体上的地理坐标，用经度和纬度表达地理对象位置建立在平面上的直角坐标系统，用（x，y）表达地理对象位置投影坐标系统—高程系统任意水准面大地水准面H´AHA铅垂线AH´BHBhAB水准原点1985国家高程基准，72.2604米黄海海面1952-1979年平均海水面为0米地图投影：投影实质建立地球椭球面上各点的大地坐标，按照一定的数学法则，变换为平面上相应点的平面直角坐标。地图投影：投影变形将不可展的地球椭球面展开成平面，并且不能有断裂，则图形必将在某些地方被拉伸，某些地方被压缩，故投影变形是不可避免的。长度变形面积变形角

3、度变形地图投影：投影分类变形分类：等角投影：投影前后角度不变等面积投影：投影前后面积不变；任意投影：角度、面积、长度均变形投影面：横圆柱投影：投影面为横圆柱圆锥投影：投影面为圆锥方位投影：投影面为平面投影面位置：正轴投影：投影面中心轴与地轴相互重合斜轴投影：投影面中心轴与地轴斜向相交横轴投影：投影面中心轴与地轴相互垂直相切投影：投影面与椭球体相切相割投影：投影面与椭球体相割地图投影：投影选择因素制图区域的地理位置、形状和范围制图比例尺地图内容出版方式GIS中地图投影地图投影在GIS中不可缺少空间数据-地理坐标-平面坐标（投影变换）一般采用国家基本系列地图所用的投影我国常用地图投影1：

4、100万：兰勃投影（正轴等积割圆锥投影）大部分分省图、大多数同级比例尺也采用兰勃投影1：50万、1：25万、1：10万、1：5万、1：2.5万、1:1万、1：5000采用高斯—克吕格投影。空间实体1、空间实体的特征空间特征－用以描述事物或现象的地理位置以及空间位置相互关系属性特征－用以描述事物或现象的特性时间特征－用以描述事物或现象随时间的变化空间特征是指空间对象的位置及与相邻对象的空间关系或拓扑关系属性特征是指空间对象的专题属性2、空间实体数据的类型属性数据－描述空间实体的属性特征的数据。几何数据－描述空间实体的空间特征的数据，一般用经纬度、坐标表达。关系数据－描述空间实体之间的空

5、间关系的数据，如邻接、包含、关联等，一般通过拓扑关系表达。3、空间对象（实体）的地图表达点：位置：（x，y）属性：符号线：位置：(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn)属性：符号—形状、颜色、尺寸面：位置：(x1,y1),(x2,y2),…,(xi,yi),…,(xn,yn)属性：符号变化等值线空间对象（实体）的遥感影像表达遥感传感器平台传感器空间现象及其描述现实世界空间数据地图遥感影像特征关系行为观察选择抽象综合测量：位置编码：属性建立关系：表达空间对象（实体）类型空间对象一般按地形维数进行归类划分点：零维线：一维面：二维体：三维时间：通常以第四维表达，但目前GIS还很难

6、处理时间属性。空间对象的维数与比例尺是相关的点实体有位置，无宽度和长度；抽象的点美国佛罗里达洲地震监测站2002年9月该洲可能的500个地震位置线实体有长度，但无宽度和高度用来描述线状实体，通常在网络分析中使用较多度量实体距离香港城市道路网分布面实体具有长和宽的目标通常用来表示自然或人工的封闭多边形一般分为连续面和不连续面中国土地利用分布图（不连续面）空间对象：面（续）连续变化曲面：如地形起伏，整个曲面在空间上曲率变化连续。不连续变化曲面，如土壤、森林、草原、土地利用等，属性变化发生在边界上，面的内部是同质的。空间对象：体有长、宽、高的目标通常用来表示人工或自然的三维目标，如建筑、矿

7、体等三维目标香港理工大学校园建筑第二节地理空间数据及其特征1、空间数据－是各种地理特征和现象间关系的符号化表示。空间特征表示实体的空间位置或现在所处的地理位置。空间特征又称定位特征或几何特征，一般用坐标数据表示。属性特征表示实体的特征。如名称、分类、质量特征和数量特征等。时间特征描述实体随时间的变化，其变化的周期有超短周期的、短期的、中期的和长期的。GIS的空间数据的分类地图数据地图是地理信息的主要载体，同时也是地理信息系统最重要得信息源遥感数据各种遥感数