空间数据ppt课件.ppt

4.5空间数据结构
4.6矢量数据结构与栅格数据结构
4.7两者的转换简述
4.8空间数据库1、数据结构：
数据组织的形式，是适合于计算机存储、管理和处理的数据逻辑结构。对空间数据而言，则是地理实体的空间排列方式和相互关系的抽象描述。
空间数据结构基本上分为两大类：
矢量结构（矢量模型）
栅格结构（栅格模型）常用的空间数据结构常用的空间数据结构2、空间数据编码：
是指在空间数据实现中，将空间实体按一定的数据结构，转换为适合于计算机存储和处理的数据的过程。因为空间数据包括矢量结构和栅格结构，所以，有矢量数据编码和栅格数据编码。
空间实体抽象描述（点、线、面、体）按数据结构进行转换（数据编码）计算机处理的数据栅格图、位图嘉应学院地理科学与旅游学院
省IT重点实验室—GIS分室3、空间数据的来源4.6矢量数据结构与栅格数据结构对几种实体用矢量数据结构表示：
（1）点实体：用一对坐标对（X,Y）表示；
（2）线实体：用一串有序的坐标对(X1,Y1）,…,(Xn,Yn)表示；
（3）面实体：由一串或几串有序的且首尾坐标相同的坐标对（X1,Y1）,…,(Xn,Yn)及面标识表示。2、矢量数据的获取方式（1）实体式（坐标序列法）
坐标表是与每一个基本的空间对象（点、线、面）相联系的。即用坐标（x，y）来表示每一个基本空间对象。它不用拓扑属性，因而对地图的遍历需要查找所有的空间坐标。
（2）索引式
树状索引方式，其方法是：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，开成树状索引结构。（3）拓扑结构编码
在地理数据中建立拓扑关系，这种结构应包括：惟一标识、多边形标识、外包多边形指针、邻接多边形指针、边界链接等。采用拓扑结构编码，可以较好地解决空间关系查询等问题，但增加了算法的复杂性和数据库的大小。
首先在地理数据中建立拓扑关系的是美国人口调查局建立的双重独立地图编码系统（1980年人口普查），简称DIME。其次是1990年建立的综合拓扑地理编码参考系统（TIGER）。多边形矢量编码1）多边形环路法2）树状索引法ⅠⅠⅠ3）拓扑结构编码法3）拓扑结构编码法3）拓扑结构编码法四、栅格数据结构
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理要素的非几何属性特征。其数据结构简单，定位存取性能好，可以与影像和DEM数据进行联合空间分析，数据共享容易实现，是地理信息系统重要的一种空间数据存储结构。又称为网格结构、像元结点。
显著特点：属性明显，定位隐含。
基本单位：网络单元（或称为像元）1、栅格数据的图形表示1）点实体：表示为一个像元；
2）线实体：表示为在一定方向上连接成串的相邻像元的集合；
3）面实体：表示为聚集在一起的相邻像元的集合。

栅格数据的比例尺就是栅格(像元)的大小与地表相应单元的大小之比。2、栅格数据组织
由于地理信息具有多维结构，而栅格结构中赋予每一个栅格的属性值是唯一的，这就要用多个栅格层数据来存储同一个地理区域的不同侧面信息（见下图）——分层编排，一个层通常用一个属性特征代码。空间数据分层的方法

按专题分层
按时间序列分层
以地面垂直高度分层
分层的数据库概念如何在计算机中合理地组织这些栅格层数据以达到最优存储，空间最小，存取效率最高？如果每层像元的位置一一对应，则有3种可能的组织方式（见下页图）。方法a：以像元为记录序列，不同层上同一像元位置上的各属性值表示为一个列数组。N层中只记录一层的像元位置，节约大量存储空间，因为栅格个数很多。3、栅格数据的获取途径
1）来自于遥感数据
通过遥感手段获得的数字图像就是一种栅格数据。它是遥感传感器在某个特定的时间、对一个区域地面景象的辐射和反射能量的扫描抽样，并按不同的光谱段分光并量化后，以数字形式记录下来的象素值序列。
2）来自于对图片的扫描
通过扫描仪对地图或其它图件的扫描，可把资料转换为栅格形式的数据。具体为：扫描仪扫描专题图的图像数据得到每个像元的（行、列、颜色（灰度）），定义颜色与属性对应表，用相应属性代替相应颜色，得到每个像元的（行、列、属性），再进行栅格编码、存贮，即得到该专题图的栅格数据。
4、栅格数据结构的表示
将栅格数据看作一个数据矩阵，逐行(或逐列)记录代码，可以每行都从左到右记录，也可以奇数行从左到右，偶数行从右到左。这种记录栅格数据的文件常称为栅格文件（见下图），且常在文件头中存有该栅格数据的长和宽，即行数和列数。这样，具体的像元值就可连续存储了。其特点是处理方便，但没有压缩。5、栅格结构编码方法（1）直接栅格编码链式编码主要是记录线状地物和面状地物的边界。他把线状地物和面状地物的边界表示为：由某一起始点开始并按某些基本方向确定的单位矢量链。基本方向可定义为：东＝0，东南＝l，南