電子地圖空間數(shù)據(jù)的表達方法

電子地圖空間數(shù)據(jù)的表示方法目錄CONTENTS二、不同幾何特征類型的表達方法一、空間數(shù)據(jù)的一般表示方法三、擴展空間數(shù)據(jù)類型的表示四、空間關(guān)系的數(shù)據(jù)描述一、空間數(shù)據(jù)的一般表示方法1.矢量數(shù)據(jù)表示矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對矢量數(shù)據(jù)模型進行數(shù)據(jù)的組織。通過記錄實體坐標及其關(guān)系，盡可能精確地表現(xiàn)點、線、多邊形等地理實體，坐標空間設為連續(xù)，允許任意位置、長度和面積的精確定義。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)直接以幾何空間坐標為基礎(chǔ)，記錄取樣點坐標?？臻g數(shù)據(jù)的一般表示方法矢量數(shù)據(jù)的表達方法2.柵格數(shù)據(jù)表示將空間分割成有規(guī)律的網(wǎng)格，每一個網(wǎng)格稱為一個單元，并在各單元上賦予相應的屬性值來表示實體的一種數(shù)據(jù)形式。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，組織中的每個數(shù)據(jù)表示地物或現(xiàn)象的非凡何屬性特征。2.柵格數(shù)據(jù)表示的方法空間數(shù)據(jù)的一般表示方法3.矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)比較柵格數(shù)據(jù)是以二維矩陣的形式來表示空間地物或現(xiàn)象分布的數(shù)據(jù)組織方式，每個矩陣單位稱為一個柵格單元(cell)，柵格的每個數(shù)據(jù)表示地物或現(xiàn)象的屬性數(shù)據(jù)，因此柵格數(shù)據(jù)有屬性明顯，定位隱含的特點。而矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是利用點，線，面的形式來表達現(xiàn)實世界，具有定位明顯，屬性隱含的特點。空間數(shù)據(jù)的一般表示方法3.矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)比較由于矢量數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)緊湊，冗余度低，表達精度高，圖形顯示質(zhì)量好，有利于網(wǎng)絡和檢索分析等優(yōu)點，在GIS中得到廣泛的應用，特別在小區(qū)域(大比例尺)制圖中充分利用了它的精度高的優(yōu)點。但是，隨著RS廣泛的應用，同時數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，計算機性能的提高克服了柵格數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量大等缺點，柵格數(shù)據(jù)將越來越發(fā)揮更大的作用。柵格數(shù)據(jù)的大規(guī)模應用，并將會占具主導地位。空間數(shù)據(jù)的一般表示方法二、不同幾何特征類型的表示方法一、項目概況根據(jù)幾何特征劃分，空間數(shù)據(jù)包括點、線、面、曲面、體和混合性數(shù)據(jù)。（1）點數(shù)據(jù)點數(shù)據(jù)表示二維或三維空間中任意分布點的空間位置，一般采用該點的坐標值來描述，記錄為(x,y)或者(x,y,z)。點數(shù)據(jù)可以有兩層意義，一方面它用于表示點狀物體的空間信息[圖3(a)]。如控制點、油井鉆孔、獨立樹、紀念碑或者小比例尺地圖上的居民點、橋梁等，具有各自獨立的地理屬性；另一方面，用于表示線的內(nèi)部構(gòu)成點，沒有獨立的實體屬性信息，只有空間定位意義，只有當一組具有相同性質(zhì)點的有機組合才能夠構(gòu)成一個完整意義的目標[圖3(b)]。不同幾何特征類型的表示方法圖3點數(shù)據(jù)一、項目概況（2）線數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)般采用一組坐標序列來表示線狀目標的位置與形狀，可以是平滑曲線或折線,如單線河流、道路、等高線、境界線等。構(gòu)成面數(shù)據(jù)的弧段也需要面數(shù)據(jù)的支持。不同幾何特征類型的表示方法圖4線數(shù)據(jù)一、項目概況（3）面數(shù)據(jù)面數(shù)據(jù)也稱多邊形數(shù)據(jù)，一般采用輪廓線坐標串表示地理區(qū)域的位置與形狀。其記錄形式與線數(shù)據(jù)相似，但坐標串的首末點必須重合，從而圍成個封閉的空間區(qū)域或單元。不同幾何特征類型的表示方法圖5面數(shù)據(jù)一、項目概況（4）曲面數(shù)據(jù)曲面是代表具有連續(xù)分布現(xiàn)象的覆蓋表面，具有這種覆蓋表面的要素如地形、降水量、溫度等。表示和存儲這些要素的基本要求是必須便于連續(xù)現(xiàn)象在任點的內(nèi)插，因此通常采用不規(guī)則三角網(wǎng)(triangulatedirregularnetwork,TIN)、等值線序列和二維陣列來表示曲面數(shù)據(jù)。在TIN中，三角形的頂點主要從曲面上觀測得到的各點連接而成，表示為(x,y,z)，其中z為水平投影面上點(x,y)的對應高程、降水量或者溫度。不同幾何特征類型的表示方法圖6曲面數(shù)據(jù)一、項目概況（5）體數(shù)據(jù)體數(shù)據(jù)是表現(xiàn)一個地理實體的三維空間信息，它將三維實體剖分為更小的三維空間單元來描述，每個空間單元應具有相同的屬性。體數(shù)據(jù)有許多的表示方法，如結(jié)構(gòu)實體幾何法(constructivesolidgeometry,CSG)、四面體格網(wǎng)法(tetrahedralnetwork,TEN)和八叉樹模型等。6)混合性數(shù)據(jù)混合性數(shù)據(jù)也稱為復合型數(shù)據(jù)，是由點、線、面、體數(shù)據(jù)中的若干種混合組成的更為復雜的地理實體或地理單元數(shù)據(jù)，如內(nèi)含湖心島的湖泊。右圖表示了一個由外多邊形A和內(nèi)多邊形B構(gòu)成的環(huán)形結(jié)構(gòu)的混合性數(shù)據(jù)，它不僅包含兩個多邊形的輪廓坐標串，還必須包括多邊形A對多邊形B的包含關(guān)系。不同幾何特征類型的表示方法圖7混合數(shù)據(jù)三、擴展空間數(shù)據(jù)類型的表示一、項目概況在二維平面電子地圖中，除了基礎(chǔ)的點、線、面實體以外，還有兩類地圖特有的目標類型：有向點目標與有向線目標。這兩種類型主要是從地圖可視化表達的角度提出來的，因此屬于電子地圖中擴展的空間數(shù)據(jù)類型。（1）有向點目標有向點目標是指在地圖表達中具有方向性的一類點狀目標，如中小比例尺地圖上的窯洞、橋梁、獨立房屋、斜井井口、平桐洞口，以及大比例尺地圖上的廣告牌、地下建筑入口，這類點狀目標必須保持客觀對象真實的方向，以確保和周圍的地理實體在空間上的一致性。擴展空間數(shù)據(jù)類型的表示一、項目概況如圖所示，其中橋梁一般與河流呈直角相交，各個獨立房屋按照一定的排列形式構(gòu)成街道。不同幾何特征類型的表示方法一、項目概況（2）有向線目標地圖中有這樣一類目標，它們具有線實體特征，但是在表達過程中符號主要配置在中心定位線的一側(cè)，因此，需要考慮數(shù)據(jù)記錄的方向性，故這類目標又稱為有向線目標，如城墻、陡崖。在通常的數(shù)據(jù)采集中，有向線目標通過規(guī)定采集的方向以保證符號配置在采集中心線的某一側(cè)(如圖的定位線箭頭方向)并與該目標類型的符號設置相一致。不同幾何特征類型的表示方法有向線目標的表示（箭頭為規(guī)定的數(shù)據(jù)記錄方向）四、空間關(guān)系的數(shù)據(jù)描述一、項目概況空間數(shù)據(jù)中隱含有空間關(guān)系信息?？臻g關(guān)系是指地理實體之間存在的具有空間特性的聯(lián)系，其基本類型主要有順序關(guān)系、度量關(guān)系和拓撲關(guān)系?？臻g關(guān)系是從歐氏空間、相對空間到拓撲空間逐漸抽象得到的。首先，不同的實體在歐氏空間內(nèi)可以通過其各自的空間坐標產(chǎn)生直接的定位聯(lián)系，這是基于絕對空間參考下的關(guān)系信息；其次，在尺度空間內(nèi)按照距離等建立其相對坐標系統(tǒng)參照下的聯(lián)系，這是對絕對空間參照的抽象，在相對空間中，可以抽象出順序關(guān)系和度量關(guān)系；第三是在拓撲空間中，拓撲關(guān)系成為一種更為抽象的空間關(guān)系。空間關(guān)系的數(shù)據(jù)描述一、項目概況(1)順序關(guān)系。順序關(guān)系也稱為方向關(guān)系或者方位關(guān)系，如在空間上的前后左右關(guān)系、東西南北關(guān)系和在時間上的先后順序關(guān)系。(2)度量關(guān)系。度量關(guān)系又稱為尺度關(guān)系，反映的是空間中與尺度有關(guān)的距離關(guān)系、面積關(guān)系和體積關(guān)系等，例如，在公交線路數(shù)據(jù)中從一個站點到另一個站點的距離大小。(3)拓撲關(guān)系。拓撲關(guān)系是空間關(guān)系中最重要的關(guān)系信息