空間數(shù)據(jù)模型基于對(duì)象的矢量數(shù)據(jù)模型與柵格數(shù)據(jù)模型

地理關(guān)系數(shù)據(jù)模型是用圖形文件存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)，用關(guān)系數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)屬性數(shù)據(jù)來表示地理實(shí)體空間分布的一種數(shù)據(jù)組織方式；一般用要素的標(biāo)號(hào)或標(biāo)識(shí)碼鏈接。地理關(guān)系數(shù)據(jù)模型分為簡單矢量數(shù)據(jù)模型、拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)模型（coverage數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）；第一節(jié)地理關(guān)系數(shù)據(jù)模型當(dāng)前1頁，總共79頁。一簡單矢量數(shù)據(jù)模型1）只記錄空間對(duì)象的位置坐標(biāo)和屬性信息，不記錄拓?fù)潢P(guān)系。用點(diǎn)、線和面等幾何對(duì)象表示簡單的空間要素。2）存儲(chǔ)：獨(dú)立存儲(chǔ)：空間對(duì)象位置直接跟隨空間對(duì)象；點(diǎn)位字典：點(diǎn)坐標(biāo)獨(dú)立存儲(chǔ)，線、面由點(diǎn)號(hào)組成當(dāng)前2頁，總共79頁。標(biāo)識(shí)碼屬性碼空間對(duì)象編碼唯一連接幾何和屬性數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫獨(dú)立編碼點(diǎn):(x,y)線:(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn)面:(x1,y1

),(x2,y2

),…,(x1,y1

)點(diǎn)位字典點(diǎn):點(diǎn)號(hào)文件線:點(diǎn)號(hào)串面:點(diǎn)號(hào)串點(diǎn)號(hào)XY1112223344………n5566存儲(chǔ)方法當(dāng)前3頁，總共79頁。1簡單矢量數(shù)據(jù)模型——點(diǎn)實(shí)體編碼比例朝向線指針線交匯編比例朝向字體文句x,y坐標(biāo)其它非幾何屬性建立和顯示數(shù)據(jù)庫聯(lián)系的屬性簡單點(diǎn)——符號(hào)文本點(diǎn)——字符結(jié)點(diǎn)——符號(hào)統(tǒng)一標(biāo)識(shí)類別或系列號(hào)點(diǎn)類型簡單點(diǎn)文本點(diǎn)結(jié)點(diǎn)當(dāng)前4頁，總共79頁。線實(shí)體編碼唯一標(biāo)示碼線標(biāo)示碼起始點(diǎn)終止點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)序列顯示信息非幾何屬性2簡單矢量數(shù)據(jù)模型——線實(shí)體編碼當(dāng)前5頁，總共79頁。多邊形環(huán)路法樹狀索引編碼法拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)編碼法由多邊形邊界的x,y坐標(biāo)隊(duì)集合及說明信息組成對(duì)所有邊界點(diǎn)數(shù)字化，將坐標(biāo)對(duì)以順序方式存儲(chǔ)，由點(diǎn)索引與邊界線號(hào)相聯(lián)系，以線索引與各多邊形相聯(lián)系形成完整的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)3簡單矢量數(shù)據(jù)模型——面實(shí)體編碼當(dāng)前6頁，總共79頁。多邊形環(huán)路法ⅠⅡⅢⅣⅤ123456789101112131415P1P2P3P1x1，y1；x2，y2；x3，y3；x4，y4；

x5，y5；x6，y6；P2x7，y7；x8，y8；

x9，y9；x10，y10；

x11，y11；x5，y5；x6，y6P3x12，y12；x13，y13；x14，y14；x15，y15當(dāng)前7頁，總共79頁。4簡單矢量數(shù)據(jù)模型特征數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單，直觀，主要用于顯示、輸出及一般查詢；便于系統(tǒng)的維護(hù)和更新。公共邊重復(fù)存儲(chǔ)，存在數(shù)據(jù)冗余，難以保證數(shù)據(jù)獨(dú)立性和一致性。處理嵌套多邊形比較麻煩當(dāng)前8頁，總共79頁。5Arcgis軟件Shape文件數(shù)據(jù)模型Shape文件將空間要素的圖形及屬性信息以非拓?fù)涞男问酱鎯?chǔ)在數(shù)據(jù)集中。要素的幾何形狀數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成為具有矢量坐標(biāo)的圖形。Shape文件數(shù)據(jù)模型是非拓?fù)涞臄?shù)據(jù)庫模型。因此，在數(shù)據(jù)顯示速度上比較快，數(shù)據(jù)的編輯也比較容易實(shí)現(xiàn)。通過編程的方式很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)Shape文件的存取操作。這一特性是其優(yōu)點(diǎn)，也是缺點(diǎn)。當(dāng)前9頁，總共79頁。5Shape文件數(shù)據(jù)模型特點(diǎn)：基于其非拓?fù)湫?，可以使文件迅速顯示出來。簡單要素類型：點(diǎn)、線、面分別存儲(chǔ)。一個(gè)Shape文件中只能存儲(chǔ)一種類型的要素。當(dāng)前10頁，總共79頁。Shape文件的構(gòu)成一個(gè)Shape文件至少包括一個(gè)主文件、一個(gè)索引文件及一個(gè)dBASE數(shù)據(jù)表文件Shape文件示例： .SHP主文件Mainfile: counties.shp貯存地理要素的幾何數(shù)據(jù).SHX索引文件Indexfile: counties.shx，貯存圖形要素索引信息，用于查詢.DBFdBASE數(shù)據(jù)表文件:counties.dbf，貯存要素屬性信息的dBASE文件.PRJ投影參數(shù)文件:counties.prj當(dāng)前11頁，總共79頁。.shp文件，用于存儲(chǔ)地理要素的圖形數(shù)據(jù)

.Shape數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)了地理空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)

.dbf文件，用于存儲(chǔ)地理要素的屬性數(shù)據(jù)

當(dāng)前12頁，總共79頁。1拓?fù)潢P(guān)系的關(guān)聯(lián)表達(dá):顯式表示

(a)多邊形、弧段、結(jié)點(diǎn)（自上到下）多邊形弧段弧段結(jié)點(diǎn)P1a4a5a6a1N1N2P2a1a8a5a2N2N4P3a3a6a7a3N4N5P4a2a7a8a4N1N5a5N1N3a6N3N5a7N3N4a8N2N3（b）結(jié)點(diǎn)、弧段、多邊形結(jié)點(diǎn)弧段N1a1a4a5N2a1a2a8N3a5a6a7a8N4a2a3a7N5a3a4a6弧段左多邊形右多邊形a10P2a20p4a30p3a4p10a5p2p1a6p3p1a7p4p3a8p4p2二拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)模型當(dāng)前13頁，總共79頁?；《纹鸾Y(jié)點(diǎn)終結(jié)點(diǎn)左多邊形右多邊形坐標(biāo)a1N1N20P2a2N2N40p4a3N4N50p3a4N1N5p10a5N1N3p2p1a6N3N6p3p1a7N3N4p4p3a8N2N3p4p2。

二拓?fù)涫噶繑?shù)據(jù)模型2半顯式表示當(dāng)前14頁，總共79頁。3GIS中建立拓?fù)潢P(guān)系的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)緊密、拓?fù)潢P(guān)系明確，便于空間數(shù)據(jù)的拓?fù)洳樵兒屯負(fù)浞治鋈缇W(wǎng)絡(luò)分析；更能確保數(shù)據(jù)質(zhì)量和強(qiáng)化GIS分析。缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便于系統(tǒng)的維護(hù)和更新，對(duì)單個(gè)實(shí)體的操作效率不高，如增加、刪除、修改一個(gè)實(shí)體時(shí)涉及一系列的文件和數(shù)據(jù)庫表格；當(dāng)前15頁，總共79頁。4拓?fù)渚庉嬤^程——總步驟1）以弧為基本單元進(jìn)行數(shù)字化，記錄其坐標(biāo)值，形成坐標(biāo)數(shù)據(jù)；2）由坐標(biāo)數(shù)據(jù)提取弧和結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)；3）由結(jié)點(diǎn)、弧及坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生表達(dá)面實(shí)體拓?fù)潢P(guān)系的數(shù)據(jù)。當(dāng)前16頁，總共79頁。采錄點(diǎn)序號(hào)XY10.013.523.214.534513.824.0613.724.178……1234567P1P2P3P4P5P6P7A1A2A3A4A5A6A7A8A10A9A11當(dāng)前17頁，總共79頁。4拓?fù)渚唧w編輯過程由坐標(biāo)數(shù)據(jù)提取弧和結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)；a）分離出每條弧，并對(duì)各條弧線賦予內(nèi)編號(hào)；b）確定出每條弧上首尾端點(diǎn)在坐標(biāo)數(shù)據(jù)中的地址；c）確定出連接弧的結(jié)點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)。當(dāng)前18頁，總共79頁。采錄點(diǎn)序號(hào)XYF10.013.5223.214.523242513.824.02613.724.117181………當(dāng)前19頁，總共79頁。弧的內(nèi)編號(hào)鏈接結(jié)點(diǎn)編號(hào)在坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件中的地址首結(jié)點(diǎn)尾結(jié)點(diǎn)首結(jié)點(diǎn)尾結(jié)點(diǎn)112152236113241215445161951320226152325當(dāng)前20頁，總共79頁。結(jié)點(diǎn)內(nèi)編號(hào)鏈接在該結(jié)點(diǎn)的弧數(shù)各弧的內(nèi)編號(hào)131,5,6231,2,3332,5,9443,4,8,10534,6,7637,8,97111當(dāng)前21頁，總共79頁。4拓?fù)渚唧w編輯過程多邊形拓?fù)洚a(chǎn)生：從結(jié)點(diǎn)、弧、坐標(biāo)數(shù)據(jù)搜索出地圖上多邊形與弧之間關(guān)系的過程，找出每個(gè)多邊形由哪些弧所組成。1）引出弧/引入?。灰粭l“引入弧”進(jìn)入一個(gè)結(jié)點(diǎn)時(shí)，其余的弧都與“引入弧”構(gòu)成一個(gè)夾角，可以選擇與“引入弧”構(gòu)成的最大順時(shí)針夾角所相應(yīng)的弧作為“引出弧”。當(dāng)前22頁，總共79頁。多邊形內(nèi)編號(hào)弧數(shù)各弧的內(nèi)編號(hào)141,3,4,6235,2,1346,7,9,5442,9,8,3538,7,461107111當(dāng)前23頁，總共79頁。如果在組成一個(gè)多邊形時(shí)，一條弧是從首結(jié)點(diǎn)到尾結(jié)點(diǎn)，則定義為該多邊形是在這條弧的右邊；如果這條弧是從尾結(jié)點(diǎn)到首結(jié)點(diǎn)，則定義該多邊形在這條弧的左邊。4拓?fù)渚唧w編輯過程——確定左右多邊形當(dāng)前24頁，總共79頁。

柵格數(shù)據(jù)模型是以規(guī)則的陣列來表示空間地物或現(xiàn)象分布的數(shù)據(jù)組織，組織中的每個(gè)數(shù)據(jù)表示地理要素的非幾何屬性特征。特點(diǎn)：屬性明顯，定位隱含。表示連續(xù)現(xiàn)象獲取方法：(1)手工網(wǎng)格法；(2)掃描數(shù)字化法；(3)分類影像輸入法；(4)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換法。8888888888888888888888888888888888888888888881111111111111122222222222322第二節(jié)柵格數(shù)據(jù)模型當(dāng)前25頁，總共79頁。一柵格數(shù)據(jù)模型要素點(diǎn)：表示為單個(gè)像元。線：在一定方向上連接成串的相鄰像元的集合。面：由聚集在一起的相鄰像元的集合。當(dāng)前26頁，總共79頁。四方向相鄰和八方向相鄰當(dāng)前27頁，總共79頁。一柵格數(shù)據(jù)模型要素像元值——整型/浮點(diǎn)型。整型用于類別數(shù)據(jù)并通過數(shù)值屬性可讀取、查詢和顯示。像元大小——柵格數(shù)據(jù)模型的分辨率（見下頁）柵格波段空間參照當(dāng)前28頁，總共79頁。一、柵格數(shù)據(jù)模型要素X：列Y：行西南角格網(wǎng)坐標(biāo)（XWS，YWS）像元大小格網(wǎng)方向當(dāng)前29頁，總共79頁。A.OBC中心點(diǎn)法重要性法長度占優(yōu)法面積占優(yōu)法2混合像元大小處理方案一方案二：縮小柵格單元的面積當(dāng)前30頁，總共79頁。4空間參照假設(shè)當(dāng)前柵格單元行列號(hào)為(i,j),一個(gè)柵格單元所代表的空間區(qū)域大小為dlt_x,dlt_y,柵格區(qū)域的原點(diǎn)坐標(biāo)為(x0,y0)，那么，當(dāng)前柵格單元的平面坐標(biāo)(x,y)為：

x=x0+j*dlt_xy=y0-i*dlt_y如果柵格區(qū)域的原點(diǎn)在左下角，那么，平面坐標(biāo)的計(jì)算公式為：x=x0+j*dlt_xy=y0+I*dlt_y當(dāng)前31頁，總共79頁。二柵格數(shù)據(jù)類型衛(wèi)星影像USGS的數(shù)字高程模型（DEM）非USGS的數(shù)字高程模型全球數(shù)字高程模型數(shù)字正射影像二值掃描文件數(shù)字柵格圖圖形文件特定GIS軟件的柵格數(shù)據(jù)（grid）當(dāng)前32頁，總共79頁。三柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)逐個(gè)像元編碼（完全柵格編碼）游程編碼(Run_lengthEncoding)鏈狀編碼(chainEncoding)塊狀編碼四叉樹編碼(quarter_treeEncoding)壓縮編碼當(dāng)前33頁，總共79頁。1逐個(gè)像元編碼（完全柵格編碼）將柵格數(shù)據(jù)看作一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣，逐行（或逐列）逐個(gè)記錄代碼，可以每行從左到右逐像元記錄，也可奇數(shù)行從左到右而偶數(shù)行由右向左記錄，為了特定的目的還可采用其他特殊的順序。

02255555222225550000033322223355002333550033335300033333000033330，2，2，5，5，5，5，5；2，2，2，2，2，5，5，5；2，2，2，2，3，3，5，5；0，0，2，3，3，3，5，5；0，0，3，3，3，3，5，3；0，0，0，3，3，3，3，3；0，0，0，0，3，3，3，3；0，0，0，0，0，3，3，3。當(dāng)前34頁，總共79頁。由起點(diǎn)位置和一系列在基本方向的單位矢量給出每個(gè)后續(xù)點(diǎn)相對(duì)其前繼點(diǎn)的可能的8個(gè)基本方向之一表示。8個(gè)基本方向自0°開始按逆時(shí)針方向代碼分別為0，1，2，3，4，5，6，7。單位矢量的長度默認(rèn)為一個(gè)柵格單元。2、鏈碼12345076001076701100當(dāng)前35頁，總共79頁。鏈碼編碼：2，2，6，7，6，0，6，5123450760500000000500000000000000500000000550000000500000050000000000000鏈碼編碼示例當(dāng)前36頁，總共79頁。3、游程長度編碼(1)只在各行（或列）數(shù)據(jù)的代碼發(fā)生變化時(shí)依次記錄該代碼以及相同代碼重復(fù)的個(gè)數(shù)；0225555522222555000003332222335500233355003333530003333300003333沿行方向進(jìn)行編碼：(0，1），（2，2），（5，5）；（2，5），（5，3）；（2，4），（3，2），（5，2）；（0，2），（2，1），（3，3），（5，2）；（0，2），（3，4），（5，1），（3，1）；（0，3），（3，5）；（0，4），（3，4）；（0，5），（3，3）。當(dāng)前37頁，總共79頁。3、游程長度編碼（2）逐個(gè)記錄各行（或列）代碼發(fā)生變化的位置和相應(yīng)代碼。0225555522222555000003332222335500233355003333530003333300003333沿列方向進(jìn)行編碼：(1，0），（2，2），（4，0）；（1，2），（4，0）；（1，2），（5，3），（6，0）；（1，5），（2，2），（4，3），（7，0）；（1，5），（2，2），（3，3），（8，0）；（1，5），（3，3）；（1，5），（6，3）；（1，5），（5，3）。當(dāng)前38頁，總共79頁。

4、塊碼采用方形區(qū)域作為記錄單元，數(shù)據(jù)編碼由初始位置行列號(hào)加上半徑，再加上記錄單元的代碼組成。0225555522222555000003332222335500233355003333530003333300003333（1，1，1，0），（1，2，2，2），（1，4，1，5），（1，5，1，5），（1，6，2，5），（1，8，1，5）；（2，1，1，2），（2，4，1，2），（2，5，1，2），（2，8，1，5）；（3，3，1，2），（3，4，1，2），（3，5，2，3），（3，7，2，5）；（4，1，2，0），（4，3，1，2），（4，4，1，3）；（5，3，1，3），（5，4，2，3），（5，6，1，3），（5，7，1，5），（5，8，1，3）；（6，1，3，0），（6，6，3，3）；（7，4，1，0），（7，5，1，3）；（8，4，1，0），（8，5，1，0）。當(dāng)前39頁，總共79頁。

5、四叉樹編碼是根據(jù)柵格數(shù)據(jù)二維空間分布的特點(diǎn)，將空間區(qū)域按照4個(gè)象限進(jìn)行遞歸分割（2n×2n，且n>1），直到子象限的數(shù)值單調(diào)為止，最后得到一棵四分叉的倒向樹。四叉樹分解，各子象限大小不完全一樣，但都是同代碼柵格單元組成的子塊，其中最上面的一個(gè)結(jié)點(diǎn)叫做根結(jié)點(diǎn)，它對(duì)應(yīng)于整個(gè)圖形。不能再分的結(jié)點(diǎn)稱為葉子結(jié)點(diǎn)，可能落在不同的層上，該結(jié)點(diǎn)代表子象限單一的代碼，所有葉子結(jié)點(diǎn)所代表的方形區(qū)域覆蓋了整個(gè)圖形。從上到下，從左到右為葉子結(jié)點(diǎn)編號(hào)，最下面的一排數(shù)字表示各子區(qū)的代碼。為了保證四叉樹分解能不斷的進(jìn)行下去，要求圖形必須為2n×2n的柵格陣列。n為極限分割次數(shù)，n＋1是四叉樹最大層數(shù)或最大高度當(dāng)前40頁，總共79頁。0225555522222555000003332222335500233355003333530003333300003333①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩1112131415161718192021222324252627282930313233363738393435400000333033333530022232222022225255533355西南東南西北東北000…00001101001122位6位4位當(dāng)前41頁，總共79頁。柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼總括AAAAARAAARAAARAARAAAAAAAAAGGAAGGGGGGGAGGGAGGAAAAAARAAAARAAARRAAA143258761234567801234567起點(diǎn)行列號(hào)，單位矢量R:(1,5),3,2,2,3,3,2,3鏈?zhǔn)骄幋a游程長度編碼逐行編碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):行號(hào),屬性,重復(fù)次數(shù)1,A,4,R,1,A,4塊狀編碼正方形區(qū)域?yàn)橛涗泦卧獢?shù)據(jù)結(jié)構(gòu):初始位置,半徑,屬性(1,1,3,A),(1,5,1,R),(1,6,2,A),…NESWNWSEGGGGAGGAAGAAA四叉樹編碼當(dāng)前42頁，總共79頁。逐個(gè)柵格編碼：簡單直觀，是壓縮編碼方法的邏輯原型（柵格文件）；鏈碼：壓縮效率較高，以接近矢量結(jié)構(gòu)，對(duì)邊界的運(yùn)算比較方便，但不具有區(qū)域性質(zhì)，區(qū)域運(yùn)算較難；游程長度編碼：在很大程度上壓縮數(shù)據(jù)，又最大限度的保留了原始柵格結(jié)構(gòu)，編碼解碼十分容易，十分適合于微機(jī)地理信息系統(tǒng)采用；塊碼和四叉樹編碼：具有區(qū)域性質(zhì)，又具有可變的分辨率，有較高的壓縮效率，四叉樹編碼可以直接進(jìn)行大量圖形圖象運(yùn)算，效率較高，是很有前途的編碼方法。當(dāng)前43頁，總共79頁。矢量結(jié)構(gòu)柵格結(jié)構(gòu)當(dāng)前44頁，總共79頁。矢量與柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的比較優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1.便于面向現(xiàn)象(土壤類、土地利用單元等)；

2.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)緊湊、冗余度低；

3.有利于網(wǎng)絡(luò)分析；

4.圖形顯示質(zhì)量好、精度高。1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜；

2.軟件與硬件的技術(shù)要求比較高；

3.多邊形疊合等分析比較困難；

4.顯示與繪圖成本比較高。柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單；

2.空間分析和地理現(xiàn)象的模擬均比較容易；

3.有利于與遙感數(shù)據(jù)的匹配應(yīng)用和分析；

4.輸出方法快速，成本比較低廉。1.圖形數(shù)據(jù)量大；

2.投影轉(zhuǎn)換比較困難；

3.柵格地圖的圖形質(zhì)量相對(duì)較低；

4.現(xiàn)象識(shí)別的效果不如矢量方法。當(dāng)前45頁，總共79頁。矢量+柵格（1）當(dāng)前46頁，總共79頁。矢量+柵格（2）當(dāng)前47頁，總共79頁?；趯?duì)象數(shù)據(jù)模型GeoDatabase數(shù)據(jù)模型第三節(jié)基于對(duì)象的矢量數(shù)據(jù)模型當(dāng)前48頁，總共79頁。一基于對(duì)象數(shù)據(jù)模型基于對(duì)象數(shù)據(jù)模型把空間要素的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)都儲(chǔ)存于同一個(gè)系統(tǒng)中允許一個(gè)空間要素與一系列屬性和方法相聯(lián)系。類：相似屬性的對(duì)象。共性和特殊性原則來歸并和區(qū)分對(duì)象。類間關(guān)系：聯(lián)合、合成、聚合、類繼承和實(shí)例化當(dāng)前49頁，總共79頁。二 GeoDatabase數(shù)據(jù)模型GeoDatabase是geographicdatabase的簡寫，是一種采用標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)來表現(xiàn)地理信息的數(shù)據(jù)模型。是ArcGIS軟件中最主要的數(shù)據(jù)庫模型。Geodatabase支持在標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）表中存儲(chǔ)和管理地理信息。當(dāng)前50頁，總共79頁。Geodatabase支持多種DBMS結(jié)構(gòu)和多用戶訪問，且大小可伸縮。從基于MicrosoftJetEngine的小型單用戶數(shù)據(jù)庫，到工作組，部門和企業(yè)級(jí)的多用戶數(shù)據(jù)庫，Geodatabase都支持。目前有兩種geodatabase結(jié)構(gòu)：個(gè)人Geodatabase和多用戶Geodatabase(multiusergeodatabase)。GeoDatabase有兩種實(shí)現(xiàn)形式一種是基于Access數(shù)據(jù)庫文件的實(shí)現(xiàn)形式另一種是通過ArcSDE空間數(shù)據(jù)庫引擎，在Oracle、SQLServer等RDBS中實(shí)現(xiàn)的可支持分布式處理的形式當(dāng)前51頁，總共79頁。在Geodatabase數(shù)據(jù)庫模型中，可以將圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)同時(shí)存儲(chǔ)在一個(gè)數(shù)據(jù)表中，每一個(gè)圖層對(duì)應(yīng)這樣一個(gè)數(shù)據(jù)表。Geodatabase可以表達(dá)復(fù)雜的地理要素（如，河流網(wǎng)絡(luò)、電線桿等）。比如：水系可以同時(shí)表示線狀和面狀的水系。當(dāng)前52頁，總共79頁。ArcCatalog的Geodatabase中所提供的創(chuàng)建拓?fù)湟?guī)則，主要是用于進(jìn)行拓?fù)溴e(cuò)誤的檢查，其中部分規(guī)則可以在所設(shè)容差內(nèi)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一些修改調(diào)整。建立好拓?fù)湟?guī)則后，就可以在ArcMap中打開由拓?fù)湟?guī)則所產(chǎn)生的文件，根據(jù)錯(cuò)誤提示對(duì)SHAPE圖層進(jìn)行修改。三拓?fù)湟?guī)則

當(dāng)前53頁，總共79頁。（一）Geodatabase中如何創(chuàng)建拓?fù)湟?guī)則

對(duì)ArcGIS的Geodatabase而言，能為包含在要素集中的一個(gè)或多個(gè)要素類定義拓?fù)洹Ｋ梢詾槎帱c(diǎn)、線和多邊形要素類定義拓?fù)?。拓?fù)渥鳛橐幌盗杏糜诳臻g關(guān)系的完整性規(guī)則，有一些重要的屬性：一個(gè)群組容限（clustertolerance，容差），要素類等級(jí)（rank，對(duì)坐標(biāo)精度而言），錯(cuò)誤（error，違規(guī)）和你所定義的規(guī)則（rules）的任何異常情況。當(dāng)前54頁，總共79頁。（一）Geodatabase中如何創(chuàng)建拓?fù)湟?guī)則在9.0版中，ArcCatalog包含了一個(gè)拓?fù)湎驅(qū)磉x擇參與拓?fù)涞囊仡?，并定義它們的屬性。創(chuàng)建拓?fù)湟?guī)則具體步驟如下：創(chuàng)建一個(gè)新的geodatabase（個(gè)人數(shù)據(jù)集）在其下創(chuàng)建一個(gè)featuredataset(要素集)，并為該要素集定制坐標(biāo)系統(tǒng)創(chuàng)建featureclass(要素類)或?qū)⑵渌鼣?shù)據(jù)作為要素類導(dǎo)入到該要素集下進(jìn)入到該要素集下，在窗口右邊空白處單擊右鍵，在彈出的右鍵菜單中有new->topolopy按所給提示操作，設(shè)定合適容差，添加一些所需拓?fù)湟?guī)則，若導(dǎo)入的要素類為多個(gè)圖層，還需為圖層劃分等級(jí)，接著就可完成拓?fù)湟?guī)則的檢查最后在ArcMap中打開由拓?fù)湟?guī)則產(chǎn)生的文件，利用topolopy工具條中給出的錯(cuò)誤記錄信息進(jìn)行修改當(dāng)前55頁，總共79頁。執(zhí)行拓?fù)湟?guī)則產(chǎn)生的文件

當(dāng)前56頁，總共79頁。（二）geodatabase的拓?fù)湟?guī)則

具體規(guī)則包括：⑴線topology1.mustnothavedangle：線，不能有懸掛節(jié)點(diǎn)2.mustnothavepseudo-node：線，不能有偽節(jié)點(diǎn)3.mustnotoverlay：線，不能有線重合（不同要素間）4.mustnotselfoverlay：線，一個(gè)要素不能自覆蓋5.mustnotintersect：線，不能有線交叉（不同要素間）6.mustnotselfintersect：線，不能有線自交叉7.mustnotintersectortouchinterrior：線，不能有相交和重疊8.mustbesinglepart：線，一個(gè)線要素只能由一個(gè)path組成9.mustnotcoveredwith：線＋線，兩層線不能重疊10.mustbecoveredbyfeatureclassof：線＋線，兩層線完全重疊11.endpointmustbecoveredby：線＋點(diǎn)，線層中的終點(diǎn)必須和點(diǎn)層的部分（或全部）點(diǎn)重合12.mustbecoveredbyboundaryof：線＋多邊形，線被多邊形邊界重疊13.mustbecoveredbyendpointof：點(diǎn)＋線，點(diǎn)被線終點(diǎn)完全重合14.pointmustbecoveredbyline：點(diǎn)＋線，點(diǎn)都在線上當(dāng)前57頁，總共79頁。（二）geodatabase的拓?fù)湟?guī)則

(2)多邊形topology1.mustnotoverlay：單要素類，多邊形要素相互不能重疊2.mustnothavegaps：單要素類，連續(xù)連接的多邊形區(qū)域中間不能有空白區(qū)（非數(shù)據(jù)區(qū)）3.containspoint：多邊形＋點(diǎn)，多邊形要素類的每個(gè)要素的邊界以內(nèi)必須包含點(diǎn)層中至少一個(gè)點(diǎn)4.boundarymustbecoveredby：多邊形＋線，多邊形層的邊界與線層重疊（線層可以有非重疊的更多要素）5.mustbecoveredbyfeatureclassof：多邊形＋多邊形，第一個(gè)多邊形層必須被第二個(gè)完全覆蓋（省與全國的關(guān)系）6.mustbecoveredby：多邊形＋多邊形，第一個(gè)多邊形層必須把第二個(gè)完全覆蓋（全國與省的關(guān)系）7.mustnotoverlaywith：多邊形＋多邊形，兩個(gè)多邊形層的多邊形不能存在一對(duì)相互覆蓋的要素8.mustcovereachother：多邊形＋多邊形，兩個(gè)多邊形的要素必須完全重疊9.areaboundarymustbecoveredbyboundaryof：多邊形＋多邊形，第一個(gè)多邊形的各要素必須為第二個(gè)的一個(gè)或幾個(gè)多邊形完全覆蓋10.mustbeproperlyinsidepolygons：點(diǎn)＋多邊形，點(diǎn)層的要素必須全部在多邊形內(nèi)11.mustbecoveredbyboundaryof：點(diǎn)＋多邊形，點(diǎn)必須在多邊形的邊界上當(dāng)前58頁，總共79頁。利用拓?fù)洳殄e(cuò)Geodatabase里建立的拓?fù)溆脕聿蹲揭氐膸缀涡误w，檢查結(jié)點(diǎn)是否在群組容限內(nèi)，以及是否有違規(guī)。拓?fù)涫紫仁遣蹲揭氐慕Y(jié)點(diǎn)，這些結(jié)點(diǎn)在考慮等級(jí)的要素類的群組容限范圍以內(nèi)。如果要素的結(jié)點(diǎn)在這個(gè)范圍外，則視為違規(guī)，都會(huì)在驗(yàn)證過程中被發(fā)現(xiàn)并標(biāo)記為錯(cuò)誤。完整的錯(cuò)誤列表可以在ArcCatalog和ArcMap的拓?fù)鋵傩灾锌吹?。在ArcMap中拓?fù)渲械腻e(cuò)誤和異?？梢栽趫D上顯示出來，也可以在錯(cuò)誤探測器中列出。然后用戶可根據(jù)錯(cuò)誤提示對(duì)圖層要素進(jìn)行修改。當(dāng)前59頁，總共79頁。三Geodatabase數(shù)據(jù)模型的優(yōu)點(diǎn)

①具有面向?qū)ο蠹夹g(shù)；②提供一個(gè)存儲(chǔ)和管理不同GIS數(shù)據(jù)的便利框架。更多的地圖圖層——非常多的圖層能存放在一個(gè)單一的數(shù)據(jù)庫中。③改善的數(shù)據(jù)完整性——你可以為數(shù)據(jù)指定合適的拓?fù)湟?guī)則。④更多的數(shù)據(jù)建模機(jī)會(huì)——大量可能的空間約束可以應(yīng)用到你的數(shù)據(jù)上。⑤避免了空間和屬性要素間協(xié)同的復(fù)雜性，減少了數(shù)據(jù)處理的工作量。當(dāng)前60頁，總共79頁。1Voronoi數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；2TIN數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。第四節(jié)復(fù)合要素的數(shù)據(jù)模型當(dāng)前61頁，總共79頁。一、不規(guī)則三角網(wǎng)(TriangulatedIrregularNetworkTIN）模型

1、模型的表示

點(diǎn)文件三角形文件點(diǎn)號(hào)坐標(biāo)點(diǎn)三角形號(hào)頂點(diǎn)鄰接三角形N1X1Y1Z1T1N1N5N6T2T5/

N2X2Y2Z1T2N1N4N3T1T3T6N3X3Y3Z1T3N1N2N4/

T4T2

N4X4Y4Z4T4N2N3N4T3/

T8

N5X5Y5Z5T5N8N5N6T1/

T6

N6X6Y6Z6T6N4N5N8T2T5T7

N7X7Y7Z7T7N4N7N8