第三讲GlS数据组织与结构 程承旗 北京大学遥感与GIS研究所
第三讲 GIS数据组织与结构 程承旗 北京大学遥感与GIS研究所
地理信息系统空间数据 ●GIS的主要数据为二维或三维的空间型地图数据,包括 空间位置、拓扑关系和属性三个方面的内容 点( Point:又称为元素( Element)或象元(Piⅸel), 是一个数据点,具有一对(x、y)坐标和至 属 性 ●线:(Line):是具有相同属性的点的轨迹,由一个 坐标对序列表示,坐标对顺序与线的开头有关,线上 每个点有不多于二个邻点 ●面(Area):是年有具相同属性的点的轨迹,以(x、 y)坐标对的集合表示,坐标对的排列顺序不影响面的 形态,具内部点可以有多于三个的邻点,面内点具有 至少一个相同属性。 ●区域( Region):空间上相邻或重叠的点、线、面要 素可以按一定的地理意义组成区域
地理信息系统空间数据 ⚫ GIS的主要数据为二维或三维的空间型地图数据,包括 空间位置、拓扑关系和属性三个方面的内容。 ⚫ 点（Point）：又称为元素（Element）或象元（Pixel）， 是一个数据点，具有一对（x、y）坐标和至少一个属 性。 ⚫ 线：（Line）：是具有相同属性的点的轨迹，由一个 坐标对序列表示，坐标对顺序与线的开头有关，线上 每个点有不多于二个邻点。 ⚫ 面（Area）：是年有具相同属性的点的轨迹，以（x、 y）坐标对的集合表示，坐标对的排列顺序不影响面的 形态，具内部点可以有多于三个的邻点，面内点具有 至少一个相同属性。 ⚫ 区域（Region）：空间上相邻或重叠的点、线、面要 素可以按一定的地理意义组成区域
数据库结构 ●关系模型( relational model)满足一定条件的二维表格 ●层次模型( hierarchical model)以记录类型为节点的有向树 (tree),其主要特征是:(1)除根节点外,任何节点都有且只 有一个“父亲”;(2)“父”节点表示的实体与“子”节点表示 的实体是一对多的联系。 ●网状模型( network model) 特点:1)可以有一个以上的结点没有“父”结点; 2)至少有一个结点有多于一个“父”结点; 3)结点之间可以有多种联系; 4)可以存在回路
数据库结构 ⚫ 关系模型（relational model）满足一定条件的二维表格 ⚫ 层次模型（hierarchical model ）以记录类型为节点的有向树 （tree），其主要特征是： （1）除根节点外，任何节点都有且 只 有一个“父亲” ；（2）“父”节点表示的实体与“子”节点表示 的实体是一对多的联系。 ⚫ 网状模型（networkmodel） ⚫ 特点：1）可以有一个以上的结点没有“父”结点； ⚫ 2）至少有一个结点有多于一个“父”结点； ⚫ 3）结点之间可以有多种联系； ⚫ 4）可以存在回路
表21关系结构表 林用 戒林地翟木林地幼年林苗地 Au A2 A An V'n A2 Vn n2 然工 VimI Vim 围2-1显次模型示例林地趾库 地貌][地质庄…植被」[水文 人口…产值 自然婺素数据库 社会经济要素数据集 自然景观单元 行政单元 地形线交通网络…居民地 地理位置数据集 图2-2网状模型示例
空间数据组织与结构 ●栅格数据结构 ●矢量数据结构 栅格与矢量数据结构的选择与转换 ●空间数据分层组织
空间数据组织与结构 ⚫ 栅格数据结构 ⚫ 矢量数据结构 ⚫ 栅格与矢量数据结构的选择与转换 ⚫ 空间数据分层组织
栅格与矢量的基本概念 描述地理实体的数据本身的组织方法,称 为内部数据结构。 内部数据结构基本上可分为两大类 即矢量结构和栅格结构
栅格与矢量的基本概念 描述地理实体的数据本身的组织方法，称 为内部数据结构。 内部数据结构基本上可分为两大类： 即矢量结构和栅格结构
栅格、矢量数据结构 刀 A.现实世界 5678910 R 23456789 400 300 R IP 房子 RR R 河流 R 100200 300 500 B.栅格表示形式 X一轴 C.矢量表示形式
矢量数据模型与栅格数据模型比较 栅格模型 矢量模型 优点: 优点 1、数据结构简单 1、提供更严密的数据结构 2、叠加操作易实现 2、提供更有效的拓扑编码,因而对需要拓扑 3、能有效表达空间可变性 信息的操作更有效,如网络分析 4、栅格图象便于做图象的有效增强 3、图形输出美观,接近于手绘 缺点 数据结构不严密不紧凑,需要用压缩技术1、比栅格数据结构复杂 解决这个问题 2、叠加操作没有栅格有效 难以表达拓扑关系 3、表达空间变化性能力差 3图形输出不美观,线条有锯齿,需要增加4、不能象数字图形那样做增强处理 栅格数量来克服,但会增加数据量
栅格模型 矢量模型 优点： 1、数据结构简单 2、叠加操作易实现 3、能有效表达空间可变性 4、栅格图象便于做图象的有效增强 优点： 1、提供更严密的数据结构 2、提供更有效的拓扑编码，因而对需要拓扑 信息的操作更有效，如网络分析 3、图形输出美观，接近于手绘 缺点： 1、数据结构不严密不紧凑，需要用压缩技术 解决这个问题 2、难以表达拓扑关系 3、图形输出不美观，线条有锯齿，需要增加 栅格数量来克服，但会增加数据量 缺点： 1、比栅格数据结构复杂 2、叠加操作没有栅格有效 3、表达空间变化性能力差 4、不能象数字图形那样做增强处理 矢量数据模型与栅格数据模型比较
栅格数据结构 栅格数据的应用模型 地图形式的数据层 栅格形式的数据表示 叠加分析 森林类 森林 土壤类 土壤 地形图 地形图 真实世界 分析结果 栅格数据文件的多层分析
一、栅格数据结构 ⚫ 栅格数据的应用模型
栅格数据的组织方法 数据文件 数据文件 数据文件 像元1 层1 层 x坐标 y坐标 像元1 多边形1 层1属性值 X坐标 属性值 层2属性值 Y坐标 属性值 「像元坐标 层N属性值 像元2 像元N坐标 L像元N 像元2 多边形N 层2 像元N 层N 层N 栅格数据组织方法
栅格数据的组织方法