《空间数据结构》PPT课件.ppt

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1、第四章空间数据结构数据结构即数据的组织形式，是适用于计算机存储、管理、处理的数据逻辑表达。换句话说，是指数据以什么形式在计算机中存储和处理。空间数据结构是空间逻辑数据模型在计算机中的组织关系和编排方式。包括基于矢量模型的矢量数据结构、基于栅格模型的栅格数据结构和基于不规则镶嵌模型的TIN的曲面数据结构等。4.1矢量数据结构矢量数据结构是对矢量数据模型进行数据的组织，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，坐标空间设为连续，允许任意位置、长度和面积的精确定义。其精度仅受数字化设备的精度和数值记录字长的限制。矢量数据矢量数据

2、的类型Buildings.PolygonStreams,LineWells,PointRoads,LineZoning,PolygonMAPSHEETS矢量结构允许最复杂的数据以最小的数据冗余进行存储，相对栅格结构来说，数据精度高，数据存储的冗余小，是高效的空间数据结构。分为实体数据结构和拓扑数据结构。4.1.1实体数据结构实体数据结构中，空间数据按照基本的空间对象（点、线或多边形）为单元进行单独的组织，其中不包含拓扑关系信息，最典型的是所谓的面条（spaghetti）结构，又称为坐标序列法。常采用这种数据结构的有ArcGIS中的Shape

3、文件和MapInfo的Tab文件等。（49页）点的表示线的表示面的表示矢量数据模型中单一空间实体的表达坐标序列法（Spaghetti方式）示例图形数据10：x1,y1；x2,y2；x3,y3；x4,y4；x5,y5；x6,y6；x7,y7；x8,y8；x9,y9；x10,y10；x11,y11；x1,y1。20：x1,y1；x12,y12；x13,y13；x14,y14；x15,y15；x16,y16；x17,y17；x18,y18；x19,y19；x20,y20；x21,y21；x22,y22；x23,y23；x8,y8；x9,y9；x1

4、0,y10；x11,y11；x1,y1。编码数据坐标序列法的优缺点优点：文件结构简单，易于实现以多边形为单位的运算和显示缺点：对于相连的线，交叉点要重复输入和存储；对于多边形其公共边也要重复输入和存储，从而产生数据冗余和分析处理不便的问题；对于复杂多边形，不能解决多边形中“岛”、“洞”之类的镶套问题，“岛”或“洞”只能作为单个的多边形来构造，没有和周围的多边形建立关系；很难检查多边形的边界正确与否，即多边形的完整性；每个多边形自成体系，缺少有关邻域的信息，使拓扑关系，即相邻关系很难跟踪。适用范围：制图及一般查询，不适合复杂的空间分析4.1.

5、2拓扑结构编码法具有拓扑关系的矢量数据结构就是拓扑数据结构。拓扑数据模型是一种基于矢量的比较有效的数据模型，ArcGIS的Coverage就是一种拓扑数据结构。拓扑数据结构包括树状索引编码法、双重独立编码结构、链状双重独立编码结构等。其实质是通过地理实体之间的空间关系表示来线和多边形。基本概念弧段：构成多边形的线称为弧段，每个弧段可以有许多中间点。节点：两条以上弧段相交的点称为节点岛：由一条弧段组成的多边形称为岛或洞。简单多边形：多边形图中不含岛的多边形称为简单多边形。复合多边形：含岛的多边形称为复合多边形，包括为边界和内边界，岛可以看做复

6、合多边形的内边界。1树状索引编码法（层次索引法、索引式结构）采用树状索引以减少数据冗余并间接增加邻域信息，方法是对所有边界点进行数字化，将坐标对以顺序方式存储，由点索引与边界线号相联系，以线索引与各多边形相联系，形成树状索引结构树状索引编码法示例图形数据树状索引编码法示例线与多边形之间的树状索引树状索引编码法示例点与边界线之间的树状索引树状索引编码法示例形成的文件记录索引式线与多边形之间的树状索引点与多边形之间的树状索引树状索引编码消除了相邻多边形边界的数据冗余和不一致的问题，在简化过于复杂的边界线或合并相邻多边形时可不必改造索引表，邻域信

7、息和岛状信息可以通过对多边形文件的线索引处理得到，但是比较繁琐，因而给相邻函数运算，消除无用边，处理岛状信息以及检查拓扑关系带来一定的困难，而且两个编码表都需要以人工方式建立，工作量大且容易出错。2.双重独立编码结构美国人口调查局于1980年建立的双重独立地图编码系统。简称DIME(DualIndependentMapEncoding)，这种结构最适合于城市地理信息系统。线文件是双重独立编码结构的基本对象。线文件由线标识码、起始节点、终止节点、左多边形和右多边形组成；节点文件由节点的标识码、节点坐标及与该节点连接的线的标识码等；多边形文件由

8、多边形标识码、组成该多边形的线标识码组成。C4N4C8C6P3C7N6C10N3C3N1P1C2N2C1P2C5N5P4P5C9N7线号起结点终结点左多边形右多边形C1N1N2P