土地信息技術基礎.ppt

1、1,2 土地信息技術基礎,內容提要： 2.1 土地信息分類與編碼 2.2 土地信息的空間參考體系 2.3 地理空間及其表達 2.4 地理空間數(shù)據(jù)及特征 2.5空間數(shù)據(jù)結構的類型,2,2.1 土地信息分類與編碼,土地信息分類：將土地信息系統(tǒng)化，以便于管理、應用和信息共享 2.1.1 信息分類的基礎 2.1.2 土地利用信息分類 2.1.3 土地信息編碼,3,2.1.1信息分類的基礎 分類過粗：可能會影響將來分析的深度。 分類過細：增大工作量, 計算機負荷加重; 有時在技術上也難以做到。 （1）分類原則 科學性原則。按照土地信息特征進行科學分類,采用層級分類法,形成樹形結構。 系統(tǒng)性原則。土地信息

2、分類從最高一級到最低一級應該排列成一個有機的整體。 穩(wěn)定性原則。土地信息分類應以我國使用多年的基礎信息和土地利用信息的常規(guī)分類為基礎, 能在較長時間里不發(fā)生重大變更。 完整性和可擴展性原則。能容納各專業(yè)領域現(xiàn)有的和將來可能產(chǎn)生的所有信息,代碼結構和具體編碼時應留有適當?shù)挠嗟睾徒o出擴充辦法。,4,易用性原則。分類名稱盡量沿用專業(yè)習慣名稱, 代碼盡可能簡短和便于記憶。 靈活性原則?，F(xiàn)有系統(tǒng)分類和編碼可靈活轉換成標準的分類和代碼。 不受比例尺限制原則。分類和代碼應當包容各種比例尺數(shù)據(jù)庫所涉及的全部要素。 與有關國家規(guī)范和標準協(xié)調一致原則。凡已經(jīng)頒布實施的相關國家標準可以直接引用, 與有關行業(yè)標準和地

3、方標準求得最大限度地協(xié)調一致。 考慮數(shù)據(jù)來源原則。土地利用數(shù)據(jù)一級分類應該能夠從衛(wèi)星遙感影像識別, 便于衛(wèi)星遙感監(jiān)測土地資源。,5,（2）分類體系 作為土地信息編碼基礎的分類體系，主要是由分類與分級方法形成的。 分類的基本方法； 分級的概念、原則及基本方法; 分類與分級的關系。,6,分類的基本方法： 線分類法：又稱層級分類法。是將初始的分類對象按選定的若干個屬性或特征依次分成若干個層級目錄，并編排成一個有層次的分類體系。對土地信息的分類一般是采用線分類法。,7,面分類法：將給定的分類對象按選定的若干個屬性或特征分成互不相依、互不相干的若干方面，每個面中又分成許多彼此獨立的若干個類目，由類目組合

4、形成類的一種分類方法。,8,分級：是對事物或現(xiàn)象的數(shù)量或特征進行等級的劃分，主要包括確定分級數(shù)和分級界限。 確定分級數(shù)的基本原則, 包括: 分級數(shù)應符合數(shù)值估計精度的要求。分級數(shù)多, 數(shù)值估計的精度就高; 分級數(shù)應顧及可視化的效果; 分級數(shù)應符合數(shù)據(jù)的分布特征。 確定分級界線的基本原則, 包括: 使級內差異盡可能的小, 各級之間的差異盡可能的大; 在任何一個等級內部都必須有數(shù)據(jù), 任何數(shù)據(jù)都必須落在某一個等級內; 盡可能采用有規(guī)則變化的分級界線。,9,分級的基本方法：在分級時大多采用數(shù)學方法，如數(shù)列分級、最優(yōu)分割等級等。 分類體系中的分級方法所依據(jù)的指標，一般以土地特征的數(shù)量指標或質量指標為主

5、。,分類與分級的關系: 分類把研究對象劃分為若干個類組，分級則是對同一類組對象再按某一方面量的差別進行分級； 分類描述地物間的分類關系、隸屬關系，而土地分級描述地物間的等級關系。,10,11,2.1.2土地利用信息分類 從土地利用角度對土地信息分類： 一般以土地利用的類型、土地利用的性質和土地經(jīng)營的特點為依據(jù)來設計分類系統(tǒng)；比如： 城市: 主要是考慮高密度的土地利用和配置, 并側重于經(jīng)濟要素和人文要素； 農村: 則主要是研究大量的自然資源信息及利用問題。 因此, 原國家土地管理局制訂兩套土地利用信息分類體系, 即 :“土地利用現(xiàn)狀調查技術規(guī)程” 和 “城鎮(zhèn)地籍調查規(guī)程“,12,從信息系統(tǒng)開發(fā)應

6、用角度對土地信息分類： 基礎地理信息 指空間參考坐標系、地形地貌、水系、植被和線狀道路等基礎信息 專題圖形信息 指在建立土地信息系統(tǒng)時將涉及到的有關土地方面的信息圖層：地籍、規(guī)劃、估價等 專題屬性信息 包括反映特定地塊最基本屬性的信息：面積、權屬、地類等 土地相關屬性信息 與土地相關的其他屬性信息包括：人口、古跡、植被、水文、氣候、交通運輸?shù)?13,概念區(qū)分： 編碼：是將經(jīng)過分類的信息用適當?shù)臄?shù)碼(字符串或數(shù)值)來表示，也稱代碼化。編碼的類型是指代碼符號的表示形式，有數(shù)字型、字母型、數(shù)字和字母混合型三類。 代碼：是一個或一組有序的易于被計算機或人識別與處理的符號，是計算機的符號，是計算機鑒別和

7、查找信息的主要依據(jù)和手段。 編碼的直接產(chǎn)物就是代碼，而分類分級則是編碼的基礎。,2.1.3土地信息編碼,14,LIS中屬性信息代碼種類(分類碼和標識碼): 分類碼：根據(jù)土地信息分類體系設計出來的用于識別不同類別的數(shù)據(jù)，根據(jù)它可以從數(shù)據(jù)中查找出所需類別的全部數(shù)據(jù)。,15,標識碼：在分類碼的基礎上，對每類數(shù)據(jù)設計出 全部或主要實體的標識碼，用以對某一類數(shù)據(jù)中 的某個實體進行個別查詢檢索，從而彌補分類碼 不能進行個體分離的缺陷。 標識碼是聯(lián)系幾何信息和屬性信息的關鍵字。,16,17,屬性信息編碼方法舉例： 如縣級農用地分等單元編號：這是一種標識碼，單元編號用12位數(shù)字表示：省級行政代碼（2位）+地級

8、市行政代碼（2位）+縣級行政代碼（2位）+單元流水編號（6位）。行政代碼按中華人民共和國行政區(qū)劃代碼（GB2260-91）執(zhí)行。單元流水編號不足6位前面補0。,18,空間信息的編碼方式： 用空間坐標來表示地理要素的位置-空間坐標碼 在空間要素間建立起聯(lián)系，反映空間位置上的相互關系-拓撲結構、四叉樹結構 對空間要素人為的給定一些編碼或字符串-空間位置附加屬性碼 比較：空間坐標碼有定位精確、圖形顯示直觀的優(yōu)點，拓撲結構、四叉樹結構能建立空間要素之間空間位置上的相互聯(lián)系，空間位置附加屬性碼便于人的識別、記憶。因此，一個實用的土地信息系統(tǒng)往往是同時使用上述三類編碼，以相互取長補短。,19,思考：地球空

9、間中空間實體的位置如何表達？,2.2 土地信息的空間參考系,依坐標絕對定位 依空間實體間的空間關系,土地數(shù)據(jù)輸入必須在統(tǒng)一的（或轉換為統(tǒng)一的）土地空間參考框架下才能保證描述同一目標的不同來源的土地信息相互正確地對照。,20,2.2.1地球空間模型描述 根據(jù)大地測量學的研究成果，地球表面幾何模型可以分為四類： 地球的自然表面 相對抽象的面,即大地水準面 地球橢球體 其他數(shù)學模型,21,地球的自然表面：它是一個起伏不平，十分不規(guī)則的表面，包括海洋底部、高山、高原等在內的固體地球表面非常復雜，難以用數(shù)學表達式描述，不適合建模，各種幾何量算也十分的困難。,22,相對抽象的面，即大地水準面：假設當海水處

10、于完全靜止的平衡狀態(tài)時，從海平面延伸到所有大陸下部，而與地球重力方向處正交的一個連續(xù)、閉合的水準面。盡管大地水準面比起實際的固體地球表面要平滑得多，但實際上，由于海水溫度的變化，盛行風的存在，可以導致海平面高達百米以上的起伏變化，這使得大地水準面十分復雜而不能在其上進行運算。,23,地球橢球體：以大地水準面為基礎建立的。雖然大地水準面十分復雜，但從整體來看，起伏是微小的，很接近與繞自轉軸旋轉的橢球體，所以在測量和制圖中就用旋轉橢球來代替大地球體，這個旋轉球體通常稱地球橢球體。地球橢球體是建立土地信息空間參考系的基礎。,橢球體元素： 長半徑(a) 短半徑(b) 扁率(),計算公式如下： =(a-

11、b)/b,一個國家或地區(qū)在建立大地參考系時，為使地球橢球面更切合本國或本地區(qū)的自然地球表面，往往需要選擇合適的橢球參數(shù)、確定一個大地原點的起始數(shù)據(jù)，并進行橢球的定位和定向。,24,我國參照前蘇聯(lián)從1953年起采用克拉索夫斯基橢球體(Krassovsky)建立了我國的北京54坐標系統(tǒng)。到20世紀80年代初，我國已基本完成了天文大地測量，經(jīng)計算表明，54坐標系統(tǒng)普遍低于我國的大地水準面，平均誤差為29米左右。1978年采用國際大地測量協(xié)會推薦的1975地球橢球體建立了我國新的大地坐標系統(tǒng)西安80坐標系統(tǒng)。我國大地測量就是依這兩種坐標系統(tǒng)進行的。由于兩種坐標系統(tǒng)地球橢球參數(shù)、定位和定向的變化，必然引

12、起地形圖的圖廓線、公里線以及地形地物相關位置的改變。因此，建立土地信息系統(tǒng)時，若同時使用根據(jù)兩種坐標系統(tǒng)測制的地形圖的情況下，必然會涉及54坐標向80坐標轉換的問題。,25,美國國防部在1984年建立了世界大地測量坐標系統(tǒng)（WorldGeodeticSystem），簡稱WGS-84坐標系統(tǒng)，是目前國際上統(tǒng)一采用的大地坐標系。WGS-84坐標系統(tǒng)所使用的地球橢球體，稱為WGS-84橢球體。 目前GPS定位所得出的結果都屬于WGS-84坐標系統(tǒng)。而在工程中使用的大多是國家坐標系，因此要建立WGS-84和國家坐標系之間的轉換模型，目前已有坐標轉換模型可求得WGS-84和國家坐標系之間的轉換參數(shù)，進而

13、得到國家坐標系成果。,26,圖2-1 地球的自然表面、大地水準面 面和地球橢球體之間的關系,27,其他數(shù)學模型：為了解決特定的大地測量問題而提出的。如類地形面(Tel1uriod) 、準大地水準面、靜態(tài)水平衡橢球體等。,28,2.2.2土地信息的空間參考系 空間參考系：主要指大地參考系，是指用數(shù)學方法來定義地面實體在通用坐標系中的絕對位置和大小。大地參考系的基礎是地球橢球體。常用的大地參考系有： 地理坐標系 空間大地直角坐標系 平面直角坐標系,同一坐標系統(tǒng)下坐標有多種不同的表現(xiàn)形式，一種形式實際上就是一種坐標系。,29,地理坐標系：以經(jīng)緯和緯度表示地面點位置的球面坐標系。,地理坐標系,地理坐標

14、根據(jù)參考基準不同可分為：大地經(jīng)緯度、天文經(jīng)緯度。,30,大地經(jīng)緯度以參考橢球面和法線作為基準面和基準線；天文經(jīng)緯度是以水準面和鉛垂線為基準面和基準線。,31,大地經(jīng)度：觀測點大地子午面與起始大地子午面之間的兩面角，大地緯度：觀測點橢球垂直線（法線）與赤道面之間的夾角； 天文經(jīng)度：觀測點子午面與起始天文子午面之間的兩面角，天文緯度：觀測點鉛垂線（重力線）與赤道面之間的夾角； 經(jīng)度向東量度為東經(jīng)(正)，向西量度為西經(jīng)(負) ，其值各為0180；緯度向北量度為北緯(正) ，向南量度為南緯(負) ，其值各為090。 比如，我國地處東半球，又處于北半球，所以我國地域內各點的地理坐標都是東經(jīng)和北緯。如北京

15、某地點的地理坐標為東經(jīng)11628，北緯3954。,32,空間大地直角坐標系,圖2-3 空間大地直角坐標系,33,運用地圖投影的方法，建立地球表面和平面上點的函數(shù)關系，使地球表面上任意一個由地理坐標確定的點，在平面上必有一個與其相對應的點，平面上任一點的位置可以用極坐標或直角坐標表示。我國目前采用高斯-克呂格投影來建立地球表面和平面上點的函數(shù)關系。,平面直角坐標系,o,X,Y,34,空間點的高程是以大地水準面為基準建立的，大地水準面又由地球重力場決定。由于地球重力場的復雜性，大地水準面不能惟一確定，各國或地區(qū)均是選擇一個平均水平面來代替它，以建立高程基準。 我國有1956年黃海高程系和1985年

16、國家高程基準。轉換關系為：H85=H56-0.029 ，式中 : H85、H56一一新舊高程基準原點的正常高程。 在建立LIS時，若采用不同高程基準的地形圖或工程圖做基礎數(shù)據(jù)時，應將高程基準全部統(tǒng)一到1985年國家高程基準。,高程參考系統(tǒng),35,GIS中常用的坐標系是與地圖測繪密切相關的地理坐標系和平面直角坐標系。,36,1、空間實體及類型 空間實體： 指具有形狀、屬性和時序特征的空間對象，它是對存在于自然世界中地理實體的抽象。 空間實體類型 任何地理實體都可以抽象為點、線、面、體等基本類型，以表示它的位置、形狀、大小、高低等特征。,一、空間實體及表達,2.3 地理空間及其表達,以地圖為例，來

17、了解空間實體的抽象及表達 點實體,2.3 地理空間及其表達,有位置，無寬度和長度； 抽象的點,美國佛羅里達洲地震監(jiān)測站2002年9月該洲可能的500個地震位置,線實體,2.3 地理空間及其表達,有長度，但無寬度和高度； 用來描述線狀實體，通常在網(wǎng)絡分析中使用較多,香港城市道路網(wǎng)分布,面實體,2.3 地理空間及其表達,具有長和寬的目標，有連續(xù)面和不連續(xù)面； 通常用來表示自然或人工的封閉多邊形,中國土地利用分布圖（不連續(xù)面）,面實體（續(xù)）,2.3 地理空間及其表達,不連續(xù)變化曲面，如土壤、森林、土地利用等，屬性變化發(fā)生在邊界上，面的內部是同質的。,連續(xù)變化曲面，如地形起伏，整個曲面在空間上曲率變化

18、連續(xù)。,不連續(xù)變化曲面,連續(xù)變化曲面,體,2.3 地理空間及其表達,有長、寬、高的目標； 通常用來表示人工或自然的三維目標，如建筑、礦體等三維目標,矢量表達 在矢量數(shù)據(jù)結構中，地理實體的形狀和位置是由一組坐標對所確定。矢量數(shù)據(jù)結構對地理實體的描述類似于地圖對地理信息的描述，一般也把地理實體分為點、線、面、體等四種，每種實體有不同的編碼方法。 柵格表達 在柵格數(shù)據(jù)結構中，整個地理空間被規(guī)則地分為一個個小塊（通常為正方形），地理實體的位置是由占據(jù)小塊的橫排與豎列的位置決定，小塊的位置則由其橫排豎列的數(shù)碼決定，每個地理實體的形態(tài)是由柵格或網(wǎng)格中的一組點來構成。這種數(shù)據(jù)結構和遙感圖象的數(shù)據(jù)相同，因而數(shù)

19、字遙感圖象就是柵格數(shù)據(jù)結構。,2、空間實體的表達（計算機）,2.3 地理空間及其表達,（1）空間實體的矢量表達,2.3 地理空間及其表達,矢量表達法示意（點、線、面）,2.3 地理空間及其表達,點：位置（x，y） 屬性：符號,線：位置(x1 ，y1 ), (x2 ，y2 ) ， ， (xn ， yn ) 屬性：符號，形狀、顏色、尺寸,面：位置(x1 ， y1 ), (x2 ，y2 ) ， ， (xn ， yn ) 屬性：符號變化，等值線,矢量表達法示意（ 體：TIN ） 把一表面表示成一系列相連接的三角形，這些三角形在一組結點(Nodes)之中，按照一定規(guī)則連接相鄰結點形成的邊(Edges)組

20、成的。 結點可以位于任何地方,但是結點布置得好壞,直接影響到連續(xù)面模型的精度，好的結點應位于表面形狀發(fā)生顯著變化的地方。,2.3 地理空間及其表達,TIN表達示意,2.3 地理空間及其表達,（2）柵格表達法 點：具有一定數(shù)值的刪格單元 線：表現(xiàn)為按線特征相連接的一組單元 面：表現(xiàn)為按二維形狀特征相連接的一組單元,2.3 地理空間及其表達,矢量表達和柵格表達,2.3 地理空間及其表達,流,路,下面以一幅交通圖為例，來了解空間數(shù)據(jù)都有哪些特征?,一、空間數(shù)據(jù)基本特征,2.4 地理空間數(shù)據(jù)及特征,定位信息：C1、C2、C3三條道路在不同的空間位置。 關聯(lián)關系：主干道與次干道在結點N2處相聯(lián)接，主干道

21、的結點N1和N2相鄰接，結點N2分別與三條路段C1、C2和C3相關聯(lián)等，這些統(tǒng)稱為拓撲關系；C3在C6的左邊，稱為方位關系；道路有一定的長度，稱為度量關系。,屬性信息：道路分別具有不同的等級 時間特征：隨著時間的推移，道路還將發(fā)生變化。,2.4 地理空間數(shù)據(jù)及特征,2.4 地理空間數(shù)據(jù)及特征,空間特征是指空間對象的位置及與相鄰對象的空間關系或拓撲關系；,空間特征示意：空間對象的位置及相鄰對象的空間關系,二、空間實體的空間關系,2.4 地理空間數(shù)據(jù)及特征,1、空間實體關系研究的意義,2.4 地理空間數(shù)據(jù)及特征,因此，實體之間的關系包括點、線、面等之間組合。,面-面空間關系的形式化表達,2、空間實

22、體關系的形式化表示,2.4 地理空間數(shù)據(jù)及特征,面-線空間關系的形式化表達,面-點空間關系的形式化表達,線-點空間關系的形式化表達,2.4 地理空間數(shù)據(jù)及特征,在空間實體組合關系研究中，可以使用“九交模型”來表示。,三、空間實體的拓撲關系,2.4 地理空間數(shù)據(jù)及特征,1、拓撲概念 拓撲學是幾何學的一個分支，它研究在拓撲變換下能夠保持不變的幾何屬性拓撲屬性。 拓撲學為空間關系的研究提供了數(shù)學方法，它研究的不是幾何體的面積、周長、邊長，而是將幾何體抽象成點、線、面等元素，再研究其間的關系。,2.4 地理空間數(shù)據(jù)及特征,拓撲變換示意,拓撲屬性： 在右圖中，點、線和多邊形之間的連接、相鄰、包含等關系，

23、無論圖形如何變化，都不會改變，即不受投影關系、比例尺而變化。 非拓撲屬性： 隨著圖形的變化，線的長度、面積等將發(fā)生變化。,結點（Node）：弧段的交點，N1 N4 弧段（Arc）：相鄰兩結點之間的坐標鏈， C1 C7 多邊形（Polygon）：由弧段組成的封閉區(qū)。 P1 P4,2.4 地理空間數(shù)據(jù)及特征,2、拓撲學中的基本元素,3、基本元素之間可能的6種關系： 點 點 線 線 點 線 線 面 點 面 面 面 關系的性質為:關聯(lián)、相鄰、包含、相交、相離、相重等關系。,拓撲關系是研究空間實體關系的數(shù)學方法，它主要包括拓撲鄰接、拓撲關聯(lián)及拓撲包含。,2.4 地理空間數(shù)據(jù)及特征,4、空間實體的三種拓撲

24、關系,如圖所示，P2多邊形和P3多邊形分別在弧段C4的左邊和右邊，因此，多邊形P2和多邊形P3具有鄰接性。,2.4 地理空間數(shù)據(jù)及特征,多邊形鄰接,(1) 拓撲鄰接性 指存在于空間圖形的同類元素之間的拓撲關系，如結點與結點之間的鄰接關系，多邊形與多邊形的鄰接關系。,結點與弧段的關聯(lián)性,第二節(jié) 地理空間數(shù)據(jù)及特征,（2）拓撲關聯(lián)性 指存在于空間圖形的不同類元素之間的拓撲關系，如結點與弧段，多邊形與弧段等。,多邊形與弧段關聯(lián)性,(3)拓撲包含性 指存在于空間圖形的同類，但不同級的元素之間的拓撲關系，如多邊形的島。,2.4 地理空間數(shù)據(jù)及特征,包含關系分簡單包含，多層包含和等價包含三種形式。 例如：

25、多邊形P3簡單包含P4,（1）根據(jù)拓撲關系，不需要利用坐標或距離，可以確定一種地理實體相對于另一種地理實體的空間位置關系。 因為拓撲數(shù)據(jù)已經(jīng)清楚地反映出地理實體之間的邏輯結構關系，而且這種拓撲數(shù)據(jù)較之幾何數(shù)據(jù)有更大的穩(wěn)定性，即它不隨地圖投影而變化。 （2）利用拓撲數(shù)據(jù)有利于空間要素的查詢。 例如應答像某區(qū)域與哪些區(qū)域鄰接；某條河流能為哪些政區(qū)的居民提供水源；與某一湖泊鄰接的土地利用類型有哪些；特別是野生生物學家可能想確定一塊與湖泊相鄰的土地覆蓋區(qū)，用于對生物棲息環(huán)境作出評價等等，都需要利用拓撲數(shù)據(jù)。 （3）可以利用拓撲數(shù)據(jù)作為工具，重建地理實體。 例如建立封閉多邊形、實現(xiàn)道路的選取、進行最佳路

26、徑的計算等。,2.4 地理空間數(shù)據(jù)及特征,3、拓撲空間關系研究意義,小結：空間數(shù)據(jù)的拓撲關系,在GIS中，凡具有網(wǎng)狀結構特征的地理要素，都存在節(jié)點、弧段和多邊形之間的拓撲關系。 拓撲定義： 指圖形保持連續(xù)狀態(tài)下變形，但圖形關系不變的性質。 將橡皮任意拉伸，壓縮，但不能扭轉或折疊。,矢量結構 柵格結構。,2.5 空間數(shù)據(jù)結構的類型,矢量結構 用點、線、面表現(xiàn)地理實體，其空間位置由所在的坐標參考系中的坐標定義。,三類地物： 點 面 線,柵格結構 空間被規(guī)則地劃分為柵格（通常為正方形）；地理實體的位置用它們占據(jù)的柵格行、列號來定義；柵格的值代表該位置的屬性值；柵格的大小代表空間分解能力。,2.5 空

27、間數(shù)據(jù)結構的類型,（一）矢量數(shù)據(jù)結構 矢量數(shù)據(jù)結構的含義： 矢量數(shù)據(jù)結構是一種常見的圖形數(shù)據(jù)結構，它用一系列有序的x、y坐標對表示地理實體的空間位置。 矢量數(shù)據(jù)結構的類型： 按其是否明確表示各地理實體的空間相互關系可分為無簡單數(shù)據(jù)結構和拓撲數(shù)據(jù)結構兩大類。,2.5 空間數(shù)據(jù)結構的類型,1、簡單數(shù)據(jù)結構,簡單數(shù)據(jù)結構實質上是面向實體的一種數(shù)據(jù)組裝和編碼方法。在簡單數(shù)據(jù)結構中，空間數(shù)據(jù)以基本的空間對象（點、線或多邊形）為單元進行單獨組織，不含有拓撲關系數(shù)據(jù)，最典型的是面條（spaghetti）數(shù)據(jù)結構。,無拓撲數(shù)據(jù)結構的概念示意,點表（ Spaghetti ）,2.5 空間數(shù)據(jù)結構的類型,A 點實

28、體結構：,唯一的標識碼ID號 空間位置(X，Y） 非空間屬性(A1，A2，An),線表（ Spaghetti ）,B 線實體結構：,唯一的標識碼ID號 中間點數(shù) 非空間屬性,與線表非常相似，但它的最后一個結點坐標值與第一個結點坐標值相同。如左表中，第1號多邊形的(x1，y1) (x5，y5)。 對于多邊形中的“島”，處理方法是在每個多邊形頭記錄中增加一條“島”的屬性來表示優(yōu)先級，低優(yōu)先級的多邊形先繪置先充填，高優(yōu)先級的多邊形后繪置，這樣島多邊形就覆蓋了原先的多邊形。,多邊形表（ Spaghetti ）,2.5 空間數(shù)據(jù)結構的類型,C多邊形實體結構,簡單數(shù)據(jù)結構的主要特點,2.5 空間數(shù)據(jù)結構的

29、類型,（1）數(shù)據(jù)按點、線或多邊行為單元進行組織，數(shù)據(jù)編排直觀，數(shù)字化操作簡單。 （2）每個多邊形都以閉合線段存儲，多邊形的公共邊界被數(shù)字化兩次和存儲兩次，造成數(shù)據(jù)冗余和不一致。,（3）點、線和多邊形有各自的坐標數(shù)據(jù)，但沒有拓撲數(shù)據(jù)，互相之間不關聯(lián)。 （4）島只作為一個單個圖形，沒有與外界多邊形的聯(lián)系。,實例圖,2.5 空間數(shù)據(jù)結構的類型,矢量結構圖形基本元素,多邊形：P1,P2p4,2、拓撲數(shù)據(jù)結構,結點：N1,N2N6,弧段：C1,C2C10,島：P5,在拓撲數(shù)據(jù)結構中圖形的基本元素包括：,2.5 空間數(shù)據(jù)結構的類型,拓撲數(shù)據(jù)結構描述,在拓撲數(shù)據(jù)結構中，點是相互獨立的，點連成線，線構成面。

30、每條線開始于起始結點，止于終止結點，并與左右多邊形相鄰接； 多邊形是由弧段連接而成的。由一條弧段組成的多邊形稱為島。不包含島的多邊形稱為簡單多邊形，表示單連通區(qū)域。含島的多邊形稱為復合多邊形，表示復連通區(qū)域。,表2 弧段拓撲文件,2.5 空間數(shù)據(jù)結構的類型,表3 結點拓撲文件,表1 多邊形拓撲文件,文件結構,結點文件：唯一標識碼，關聯(lián)的弧段碼，坐標點（x,y）； 弧段文件：唯一標識碼，起始結點，終止結點，左多邊形，右多邊形，指向中間點坐標的指針； 多邊形文件：唯一標識碼，組成多邊形的弧段號 弧段坐標：唯一弧段標識碼，組成弧段的坐標串；,2.5 空間數(shù)據(jù)結構的類型,拓撲數(shù)據(jù)結構的數(shù)據(jù)文件一般包含四個文件,優(yōu)點： 一個多邊形與另一個多邊形之間沒有空間坐標的重復，這樣就消除了重復線； 拓撲信息與空間坐標分別存儲，有利于包含、連接、相鄰等查詢操作。 缺點： 拓撲表在一開始時就要創(chuàng)建，需要時間； 一些簡單的操作，如圖形顯示等比較慢，因為圖形顯示需要的是空間坐標而非拓撲結構。,2.5 空間數(shù)據(jù)結構的類型,拓撲數(shù)據(jù)結構特點,矢量數(shù)據(jù)結構：特點,用離散的點描述空間對象與特征，定位明顯，屬性隱含 用拓撲關系描述