gis原理第二章.ppt

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1、第二章地理信息系统的数据结构§1地理空间及其表达§2地理空间数据及其特征§3空间数据结构的类型§4空间数据结构的建立上至大气电离层，下至地幔莫霍面，有着广阔的范围。但在GIS中地理空间一般指的是地球表层，其基准是陆地表面和大洋表面，它是人类活动频繁发生的区域，是人地关系最为复杂、紧密的区域。一、地理空间(geo-spatial)一般包括地理空间定位框架及其所连接的空间对象；定位框架即大地测量控制系统，由平面控制网和高程控制网组成；目前，我国采用的大地坐标系为1980年中国国家大地坐标系，现在规定的高程起算基

2、准面为1985国家高程基准。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理坐标系平面坐标系直接建立在球体上的地理坐标，用经度和纬度表达地理对象位置建立在平面上的直角坐标系统，用（x，y）表达地理对象位置投影坐标系统—高程系统任意水准面大地水准面H´AHA铅垂线AH´BHBhAB水准原点1985国家高程基准，72.2604米黄海海面1952-1979年平均海水面为0米地图投影：投影实质建立地球椭球面上各点的大地坐标，按照一定的数学法则，变换为平面上相应点的平面直角坐标。我国常用地图投影1：100万：兰勃

3、投影（正轴等积割圆锥投影）大部分分省图、大多数同级比例尺也采用兰勃投影1：50万、1：25万、1：10万、1：5万、1：2.5万、1:1万、1：5000：高斯—克吕格投影。二、地理空间现象分类自然现象可采样测定的自然现象：河流边界、地形起伏、土壤厚度难以采样测定的自然现象：云团、潮汐受定义限制的自然现象：植被覆盖率的大小和范围偶然发生的自然现象：地震、滑坡等人文现象可精确测定的人文现象：如建筑物边界、道路中线等；可测定的不规则的人文现象：如行政边界个体和种群相互作用复杂的人文现象：人的迁徙、疾病的传播等三、

4、空间认知与表达空间实体:对复杂地理事物和现象进行简化、抽象得到不可再分的同类对象，即为地理空间实体。观察和认知信息选择、综合、简化和抽象空间事物或现象概念模型ConceptialModel逻辑数据模型LogicalDataModel编码、表达、建立空间关系物理数据模型PhysicalDataModel数据结构对数据进行组织概念世界最高层数据世界（计算机）中间层空间数据库最底层现实世界空间实体抽象的三个层次模型特点实例应用领域模型能支持为计算机模型的非计算机模型地图概念数据模型硬件独立软件独立地图矢量模型逻辑

5、数据模型硬件独立软件依存ArcGIS的点层（空间数据结构）物理数据模型硬件依存软件依存Cov图层文件可完整定义的对象/实体难以完整定义的对象/实体光滑、连续的空间变化现象由序列离散对象及其属性、对象间关系构成的世界光滑、连续的场构成的世界由一系列简单对象及其属性、关系及其规则组成的对象离散化的表面（镶嵌化数据）连续光滑的数学函数连续不可微的数学函数现实世界概念模型逻辑模型物理模型模拟、逼近近似采样/内插模拟、逼近对象识别滤波场模型对象模型网络模型四、概念模型对象模型/要素模型将研究的整个地理空间看成一个空域

6、，地理现象和空间实体作为独立的对象分布在该空域中，对象模型强调地理空间中的单个地理现象。按照其空间特征分为点、线、面、体四种基本对象；对象也可能由其他对象构成复杂对象，并且与其他分离的对象保持特定的关系，如点、线、面、体之间的拓扑关系；每个对象对应着一组相关属性以区分各个不同的对象；对象模型把地理现象当作空间要素或空间实体，一个空间要素必须同时符合三个条件：可被标识；在观察中的重要程度；有明确的特征且可被描述传统的地图是以对象模型进行地理空间抽象和建模的实例。场/域模型把地理空间中的现象作为连续的变量或体来

7、看待，如大气污染程度、地表温度、土壤湿度、地形高度以及大面积空气和水域的流速和方向等；根据不同的应用，场可以表现为二维或三维；一个二维场就是在二维空间中任意给定的一个空间位置上，都有一个表现某现象的属性值，即A=f(x,y)一个三维场是在三维空间中任意给定一个空间位置上都对应一个属性值，即A=f(x,y,z)二维空间场一般采用6种具体的场模型来描述：规则分布的点不规则分布的点规则矩形区不规则多边形区不规则三角形区等值线网络模型网络是由欧式空间中的若干点及它们之间相互连接的线（段）构成。网络是由一系列节点和环

8、链组成的，在本质上，网络模型可看成对象模型的一个特例，它是由点对象和线对象之间的拓扑空间关系构成的。§2地理空间数据及其特征空间数据类型：按数据来源按数据结构按数据特征按几何特征按数据发布形式地图数据影像数据文本数据矢量数据栅格数据空间数据非空间属性数据点线面、曲面体数字线画图数字栅格图数字高程模型数字正射影像图空间实体基本特征空间特征（位置、空间关系）属性特征时间特征空间特征是指空间对象的位置及与相邻对象的空间