空间数据的表达与组织.ppt

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1、第三章空间数据的表达与组织测绘学院重点内容空间数据的“位”、“邻”、“近”、“势”的概念；地图代数提出的矢量-栅格紧密结合型数据模型的含义；空间数据的表达；空间数据的“0”初始化。GIS中最根本、最活跃的因素是数据。数据：是一种未经加工的原始资料。信息：是经过收集、记录、处理、以可检索形式存储的数据，是数据的内容、解释和内涵意义。GIS中用实体来组织和统率数据实体：是指客观世界中存在且可相互区别的物体和现象。——记录实体的客观性质（属性）——字段；属性的量度（属性值）——数据；实体按照某一属性或属性值进行分类，可汇集成实体集——文件。GIS的基础是空间数据

2、，空间数据在GIS中特别重要。3.1GIS的空间数据空间数据：是实体本身的地理属性，包含实体本身的位置数据以及实体间的空间关系数据两部分，是地理信息的本质特征。一、空间数据的内容传统意义上认为，空间数据具有三大要素：几何、属性、时间；提出的完整的空间数据概念为：由位、邻、近、势四类信息综合描述的数据。位：指空间点、线、面实体的位置数据（最基本、最关键）；邻：指空间点、线、面实体的有关“邻”的关系数据，一般通过“公共元”或“邻接元”表示相互关系和区分，即学术界讨论的比较多的“拓扑”关系数据；近：指空间点、线、面实体间及附近空间的关系数据（非接触的、直接的、“

3、可视的”）；势：指扣除了“邻”、“近”后，空间全部实体间的各种关系数据（非直接的、非“可视的”）。二、GIS的发展与空间数据GIS的发展初期（传统地图学时代）：位置数据；20世纪70年代（计算机辅助制图）：“位”数据和少量的关系数据；现代GIS：“位”、“邻”、“近”、“势”数据（如缓冲区问题）。GIS学科本身的发展历程正说明了：要完整地描述空间实体的位置、形态、空间分布和相互关系，“邻”、“近”、“势”信息是必不可少的。（一）机助编绘问题对于单个空间实体的绘制，一般只要知道其空间位置和类别数据，即可进行符号化（清绘）；随着比例尺的缩小，缩小空间内应表达的

4、要素实体实际上是由要素本身的用途决定的。解决多个点、线、面实体图形符号可视化时新产生的矛盾，主要采用压盖、避让等方法，这就必然要顾及“近”数据。解决“制图综合”国际难题的关键是空间数据（“位”、“邻”、“近”）及其组织问题。（二）GIS网络分析问题相应于“邻”问题，如爆管分析中相关阀门检索及处理；相应于“近”问题，如路经分析中的最短路径；相应于“势”问题，如网络中的P中心设置。3.2GIS空间数据模型数据模型提供了数据库的概念结构及信息表达的形式化手段，决定了需要在数据库中表达的特征及其如何描述它们之间的相互关系，定义了在数据上的各种操作。数据模型不同，是

5、从不同侧面对数据认识的结果。一、普通数据库中的数据模型数据模型：表示实体以及实体间联系的模型。数据模型的作用是能清晰地表示数据库的逻辑结构。数据模型包括：数据概念模型、数据逻辑模型、数据物理模型。（一）实体间的联系实体间的联系有两种：实体内部的联系，反映在数据上是记录内部即字段间的联系；实体之间的联系，反映在数据上是记录之间的联系。实体间的关系有三种：1—1关系1—m关系n—m关系（二）数据模型实体—联系（E-R）模型层次模型网状模型关系模型实体—联系（E-R）模型E-R模型是1976年P.P.S.Chen提出的；E-R模型直接列出所有的实体、实体属性以及

6、实体之间的联系，一般用长方体表示实体，用椭圆表示实体属性，用菱形表示实体间联系；E-R模型是描述现实世界最好的工具，特别适合一个企业部门的信息结构。层次模型（树状结构）优点：层次分明、组织有序；缺点：数据独立性较差，难以表达多对多的关系，导致数据冗余。网状模型（图数据结构）优点：能描述多对多关系；缺点：结构复杂，限制了它在空间数据表达中的应用。关系模型关系模型的理论基础是关系理论，它通过关系运算操作数据。从用户角度看，关系模型的逻辑结构是一张二维表，由行、列组成，每一行为一个元组，每一列为一个属性，也就是说，关系模型是用二维表结构来表示实体和实体之间联系的

7、模型。关系模型多边形和弧段的关系多边形号弧段号P1a1a2a3P2a2a5a7P3a3a6a4P4a6a7a8弧段和结点的关系弧段号起点终点a1N1N2a2N3N2a3N1N3a4N4N1a5N2N5a6N4N3a7N3N5a8N5N4结点坐标结点号坐标N1x1，y1N2x2，y2N3x3，y3N4x4，y4N5x5，y5优点：结构简单灵活，易查询，维护方便。缺点：不适合表示非结构化数据，难以表达目标，尤其是复杂目标，效率较低。关系模型与网状模型和层次模型的区别关系模型不使用指针或链接，通过表格数据来实现实体间的关系。二、空间数据库中的数据模型空间数据模型

8、不仅要抽象具有空间分布特征的实体集，还要抽象实体集之间的关系。空间