lecture2gis数据结构

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1、第一节地理空间及其表达第二节地理空间数据及其特征第三节空间数据结构的类型第四节空间数据结构的建立地理信息系统的数据结构邬伦，刘瑜，张晶，等.地理信息系统原理、方法和应用.北京：科学出版社，2001蔡孟裔，毛赞猷，田德森等.新编地图学教程.北京：高等教育出版社GIS的研究对象是具有空间内涵的地理数据。地理数据与其位置的识别联系在一起，它是通过公共的地理基础——统一的空间参考系统来实现。地理空间大气电离层到莫霍面之间的生命活动最活跃的区域，包括空间定位框架（大地测量控制，由平面控制网和高程控制网组成）及其所联结的特征实体第一节地理空间及其表达一个要素要进行定位，

2、必须嵌入到一个空间参照系中，因为GIS所描述是位于地球表面的信息，所以根据地球椭球体建立的地理坐标（经纬网）可以作为所有要素的参照系统。因为地球是一个不规则的球体，为了能够将其表面的内容显示在平面的显示器或纸面上，必须进行坐标变换。内容回顾MapProjection-thetransformationofacurvedearthtoaflatmap地球模型地球表面水准面大地水准面铅垂线地球椭球体地球椭球的基本元素常用符号a，b，α，e和e'表示符号的名称和公式为：长半轴=a；短半轴=b；扁率α=(a-b)/a；已知其中两个元素（包含a或b）,就可以推算其他三

3、个元素。地理模型地球椭球体GRACE重力场GRACE卫星获取的地球重力场PeruChileTrenchPuertoRicoTrenchHimalaya/TibetanPlateauSouthwestIndianRidge地球的大小关于地球椭球体的大小，由于采用不同的资料推算，椭球体的元素值是不同的。现将世界各国常用的地球椭球体的数据列表如下：表：各种地球椭球体模型椭球体名称年代长半轴（米）短半轴（米）扁率白塞尔(Bessel)1841637739763560791：299.15克拉克(Clarke)1880637824963565151：293.5克拉克(C

4、larke)1866637820663565841：295.0海福特(Hayford)1910637838863569121：297克拉索夫斯基1940637824563568631：298.3I．U．G．G1975637814063567751：298.257埃维尔斯特(Everest)1830637727663560751：300.8地球椭球体基本要素6378140高程地面点到大地水准面的高程，称为绝对高程。如图所示，P0P0'为大地水准面，地面点A和B到P0P0'的垂直距离HA和HB为A、B两点的绝对高程。地面点到任一水准面的高程，称为相对高程。如图2

5、中，A、B两点至任一水准面P1P1'的垂直距离HA'和HB'为A、B两点的相对高程。地球椭球体基本要素任意水准面大地水准面H´AHA铅垂线AH´BHBhAB地球椭球体基本要素—高程我国的大地坐标系1949年以后，我国采用了两种不同的大地坐标系，即1954年北京坐标系和80国家大地坐标系，它们均属参心大地坐标系。不同的参考椭球确定不同的参心坐标系。相同的地球椭球元素，但定位和定向不同，也将构成不同的参心坐标系。把地面大地网归算到地球椭球面上，确定它同大地的相关关系位置，这就是所谓椭球的定位和定向问题。坐标参考系统54坐标系我国1954年完成了北京天文原点的测定

6、工作，建立了1954年北京坐标系。1954年北京坐标系是原苏联1942年普尔科沃坐标系在我国的延伸，但略有不同，其要点是：属参心大地坐标系；采用克拉索夫斯基椭球参数（6878245m，f=1：298.3）；大地原点是原苏联的普尔科沃；大地点高程是以1954年青岛验潮站求出的黄海平均海水面为基准；高程异常是以原苏联1955年大地水准面重新平差结果为水准起算值，按我国天文水准路线推算出来的；1954年北京坐标系建立后，30多年来用它提供的大地点成果是局部平差结果。坐标参考系统80坐标系由于1954年北京坐标系（简称54坐标系）存在许多缺点和问题，1980年我国建

7、立了新的大地坐标系（简称80坐标系），其要点是：属参心大地坐标系；采用既含几何参数又含物理参数的四个椭球基本参数。数值采用1975年国际大地测量学联合会（IUG）第16届大会上的推荐值，其结果是：地球长半轴=6378140.0000000000m地球短半轴=6356755.2881575287m大地原点定在我国中部地区的陕西省泾阳县永乐镇，简称西安原点；大地高程以1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面为基准。坐标参考系统：纬度，经度，任一点位置的确定平面坐标系：平面极坐标系，平面直角坐标系大地坐标确定后，空间一点的大地坐标用大地经度L、大地纬度B和大地高度

8、H表示。如图所示，地面上的点P地的大地子午面NPS与