第七章+空间数据管理ppt课件.ppt

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1、第七章空间数据管理邬伦北京大学地球与空间科学学院遥感与地理信息系统研究所2004年12月1．空间数据库1.1地理信息系统与一般管理信息系统的比较两者的区别：硬件软件信息处理的内容和采用目的共同之处：以计算机为核心的信息处理系统，都具有数据量大和数据之间关系复杂的特点，也都随着数据库技术的发展在不断的改进和完善。1.2空间数据库概念：某一区域内关于一定地理要素特征的数据集合。特点：数据量特别大;既有属性数据，又有空间数据;数据应用广泛。数据库管理系统GIS数据管理方法的4种主要类型：开发独立的数据管理服务。在商业化的DBMS基础上开发附加系统。使用现有的DBMS，对系统的功能进

2、行必要扩充。重新设计一个具有空间数据和属性数据管理和分析功能的数据库系统。1.3GIS内部的数据结构矢量结构和栅格结构矢量模型：现实世界的要素位置和范围可以采用点、线或面表达，与它们在地图上表示相似，每一个实体的位置是用它们在坐标参考系统中的空间位置（坐标）定义。栅格模型：在栅格模型中，空间被规则地划分为栅格（通常为正方形）。地理实体的位置和状态是用它们占据的栅格的行、列来定义的。矢量结构和栅格结构2．栅格数据结构及其编码基本概念特点编码方式I什么是栅格数据结构（Raster)？栅格结构是最简单最直接的空间数据结构，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

3、一个象元或象素由行、列定义，并包含一个代码表示该象素的属性类型或量值，或仅仅包括指向其属性记录的指针。I什么是栅格数据结构（Raster)？栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征。栅格结构表示的地表是不连续的，是量化和近似离散的数据。每一个单元格对应一个相应的地块。I什么是栅格数据结构（Raster)？RealworldGridPointLineAreaValue=0=1=2=3RowColumnTrianglesHexagonsRASTER栅格数据结构示例（a）点（b）线（c）面栅格数据单元格经常是矩形（主要

4、是正方形）的，但并不是必须如此。其单元格形状可以随应用的需要进行具体设定，比如设置为三角形。栅格数据的比例尺就是栅格大小与地表相应单元大小之比。栅格尺寸越小，其分辨率越高，数据量也越大。栅格数据的形状、尺寸及相关问题引申思考：栅格数据的投影与变形问题？由于栅格结构对地表的离散，在计算面积、长度、距离、形状等空间指标时，若栅格尺寸较大，则造成较大的误差。由于栅格单元中存在多种地物，而数据中常常只记录一个属性值，这会导致属性误差。比如，遥感数据中的“混合像元”问题。栅格数据的形状、尺寸及相关问题II栅格数据结构的特点属性明显数据中直接记录了数据属性或指向数据属性的指针，因而我们可

5、以直接得到地物的属性代码定位隐含所在位置则根据行列号转换为相应的坐标，也就是说定位是根据数据在数据集中的位置得到的。栅格结构是按一定的规则排列的，所表示的实体的位置很容易隐含在格网文件的存储结构中II栅格数据结构的特点栅格数据结构结构容易实现，算法简单，且易于扩充、修改，也很直观，特别是易于同遥感影像的结合处理，给地理空间数据处理带来了极大的方便III决定栅格单元代码的方式基本原则：在决定栅格代码时尽量保持地表的真实性，保证最大的信息容量。注意：每一个单元可能对应多个地物种类或多个属性值。比如遥感图像中的“混合像元”。III决定栅格单元代码的方式中心点法处理方法：用处于栅格中

6、心处的地物类型或现象特性决定栅格代码常用于具有连续分布特性的地理要素，如降雨量分布、人口密度图等。例如：中心点O落在代码为C的地物范围内，按中心点法的规则，该矩形区域相应的栅格单元代码为CIII决定栅格单元代码的方式2.面积占优法处理方法：以占栅格区域面积比例最大的地物类型或现象特性决定栅格单元的代码面积占优法常用于分类较细，地物类别斑块较小的情况例如：所示的例子中，显见B类地物所占面积最大，故相应栅格代码定为BIII决定栅格单元代码的方式3.重要性法处理方法：根据栅格内不同地物的重要性，选取最重要的地物类型决定相应的栅格单元代码重要性法常用于具有特殊意义而面积较小的地理要素

7、，特别是点、线状地理要素，如城镇、交通枢纽、交通线、河流水系等，在栅格中代码应尽量表示这些重要地物例如：假设A类最重要的地物类型，即A比B和C类更为重要，则栅格单元的代码应为AIII决定栅格单元代码的方式4.百分比法处理方法：根据栅格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适用于地物面积具有重要意义的分类体系例如：可记面积最大的两类BA，也可以根据B类和A类所占面积百分比数在代码中加入数字III决定栅格单元代码的方式5.其他方法根据具体的应用内容，栅格单元的代码确定方式还可以采用其他方法，如