地理信息系统第二章.ppt

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1、第2章空间数据模型与数据结构学习目标·理解地理空间、数据模型的概念·掌握地理空间信息的描述方法·理解地理数据分类描述的方法·理解和掌握地理空间数据的拓扑关系·掌握栅格和矢量数据结构及其编码方法·了解栅格与矢量数据之间的转化方法重点：地理空间数据的拓扑关系、两种空间数据结构的特点及其编码方法。难点：拓扑结构、栅格数据编码第一节地理空间与空间抽象1．地理空间（GeographicSpace）：是地球表面及其近地表空间，是地球上大气圈、水圈、生物圈、岩石圈和智慧圈交互作用的区域。是物质、能量、信息的形式与形态、结构、过程、功能关系上的分布方式和格局及其在时间上的延续。一地理空间与空间实体2．空间实体

2、：是对复杂地理事物和现象进行简化、抽象得到的结果，其典型特征是与一定的地理空间位置有关，都具有一定的几何形态，分布状况以及彼此之间的相互关系。具有空间位置特征、属性特征、时间特征、空间关系特征1.概念模型：主要用来描述地理事物与现象的概念化结构。它是数据库的设计人员在设计的初始阶段，摆脱计算机系统及DBMS的具体技术问题，集中精力分析数据以及数据之间的联系等，与具体的DBMS无关。概念数据模型必须换成逻辑数据模型，才能在DBMS中实现。对象模型；场模型；网络模型二空间认知和抽象数据模型：是对现实世界的抽象表达。表示现实世界实体类型及实体类型间联系。2.逻辑数据模型：是概念模型中实体及其关系的逻

3、辑结构，是系统抽象的中间层。这是用户从数据库所看到的数据模型。3.物理数据模型:是描述数据在储存介质上的组织结构的数据模型，它不但与具体的DBMS有关，而且还与操作系统和硬件有关。.对象模型；场模型；网络模型三、地理空间信息的描述是建立在地理空间坐标系基础上的地理坐标（经度、纬度）是描述地理空间信息最直接的方法。平面直角坐标系(X,Y)建立了对地理空间良好的视觉感，并易于进行距离、方向、面积等空间参数的量算，以及进一步的空间数据处理和分析。地理信息系统中的地理空间，通常就是指经过投影变换后放在笛卡儿坐标中的地球表层特征空间，它的理论基础在于旋转椭球体和地图投影变换。四、地理数据的分类描述定名（

4、Nominol）量次序（Ordinal）量间隔（Interval）量比率（Ratio）量定性而非定量地对众多地理事物进行区分和标识。如北京、天津、石家庄等；长江、黄河、鸭绿江等；白洋淀、洪泽湖和太湖等通过排序来区分和标识地理现象的量称为顺序量。它是按照地理数据的等级序列，由低到高（或由高到低）进一步细分的利用某种标准单位（可以是任意的）作为间隔量来表示不同的量，是一种较精确区分和标识地理现象的测量方法。比率量是间隔量的精确化。它提供的定量值是具有真零值而且测量单位的间隔是相等的数据第二节地理空间数据类型地理数据的基本特征地理数据的来源地理空间数据类型一、地理数据的基本特征空间特征表示实体的空间

5、位置或现在所处的地理位置。空间特征又称定位特征或几何特征，一般用坐标数据表示。属性特征表示实体的特征。如名称、分类、质量特征和数量特征等。时间特征描述实体随时间的变化，其变化的周期有超短周期的、短期的、中期的和长期的。二、地理数据的来源地图数据地图是地理信息的主要载体，同时也是地理信息系统最重要得信息源遥感数据各种遥感数据及其制成的图像资料（航片、卫片）包含着及其丰富的地理内容，尤其是先进的卫星遥感技术的广泛应用，能为地理信息系统提供源源不断的、现势性很强的数据统计数据、实测数据及各种文字报告各种地理要素的统计数据、实验和各种观测数据、研究报告等三、地理空间数据的类型1.类型数据：居民点、交通

6、线、土地类型分布等。2.面域数据：多边形中心点、行政区域界限和行政单元3.网络数据：道路交叉点、街道和街区等。4.样本数据：气象站、航线和野外样方的分布区等。5.曲面数据：高程点、等高线和等值区域。6.文本数据：如地名、河流名和区域名称。7.符号数据：点状符号、线状符号和面状符号等。第三节地理信息的空间关系地理空间数据的拓扑关系地理空间信息的方向关系地理空间信息的度量关系一、地理空间数据的拓扑关系拓扑结构是明确定义空间结构关系的一种数学方法。在GIS中，它不但用于空间数据的组织，而且在空间分析和应用中都有非常重要的意义。1.地理空间数据的拓扑关系2.地理空间数据拓扑关系应用价值3.地理空间数据

7、拓扑关系的表示拓扑邻接：元素之间的拓扑关系。拓扑关联：元素之间的拓扑关系。拓扑包含：元素之间的拓扑关系。1、地理空间数据的拓扑关系不同类同类同类不同级拓扑邻接：N1/N2,N1/N3,N1/N4;P1/P3;P2/P3拓扑关联：N1/е1、е3、е6；P1/е1、е5、е6拓扑包含：P3与P4e1P1P3P2P4N4N3N5N2N1e6e2e3e4e5e72.地理空间数据拓扑关系应用价值（1）确定