最新GIS的数据结构南京信息工程大学地理信息系统GIS教学讲义ppt课件.ppt

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1、GIS的数据结构南京信息工程大学地理信息系统GIS§1地理空间及其表达1.1地理空间的概念GIS的地理空间GIS在空间定位采用空间定位框架来实现，大地测量控制系统，用以建立地球的几何模型来精确的测量地球上任一点，包括平面位置和高程。GIS的地理空间定位框架空间特征实体空间位置确定高程确定地理坐标（ψ，λ）平面坐标（x，y）1985国家高程基准几何形态属性特征空间关系投影时序特征地图投影：投影实质建立地球椭球面上的点的地理坐标（λ，φ）与平面上对应点的平面坐标（x，y）之间的函数关系：当给定不同的具体条件时，将得到不同类型的投影方式。地球椭球面上经纬线网平面上相应经纬线网数学法则定位框架地图投影

2、：投影变形将不可展的地球椭球面展开成平面，并且不能有断裂，则图形必将在某些地方被拉伸，某些地方被压缩，故投影变形是不可避免的。长度变形面积变形角度变形定位框架地图投影变形的图解示例（摩尔维特投影－等积伪圆柱投影）长度变形角度变形定位框架地图投影变形的图解示例（UTM－横轴等角割圆柱投影）面积变形和长度变形定位框架常识：我国常用地图投影1：100万：Lambert投影（正轴等积割圆锥投影）1：50万、1：25万、1：10万、1：5万、1：2.5万、1:1万、1：5000采用高斯—克吕格投影（横轴等角切椭圆柱投影）大部分省区图及大多数同级比例尺也采用Lambert投影xy定位框架大地水准面任意水准

3、面铅垂线空间数据的地理参照系—高程系统用来量测由高程基准面起算的地面点的高度定位框架水准原点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1987年以前，我国高程的起算面是黄海平均海水面；1987年我国的高程基准面启用1985国家高程基准；《1985国家高程基准》比《黄海平均海水面》上升29毫米。GIS的地理空间定位框架空间特征实体空间位置确定高程确定地理坐标（ψ，λ）平面坐标（x，y）1985国家高程基准几何形态属性特征空间关系投影时序特征1.2地理空间实体及其表达空间实体及其表达地理空间实体指具有形状、属性、空间和时序特征的空间对象或地理实体，包括点、线

4、、面、曲面和体。空间特征实体§2地理空间数据及其特征一、GIS空间数据的分类二、空间数据的基本特征三、空间数据的拓扑关系四、空间数据的计算机表示一、空间数据的分类（一）按数据来源分：地图数据：主要的数据来源影像数据：重要的数据来源文本数据：各类调查报告、实测数据、文献资料等空间数据的分类（二）按数据结构分：矢量数据：用欧氏空间的点、线、面等几何要素来表达实体的几何特征的数据；栅格数据：是将空间分成规则的网格，在各个网格上给出相应的数据值来表示空间实体的一种数据组织形式。空间数据的分类（三）按数据特征分：空间数据：表达空间实体在地球上位置的数据；非空间属性数据：有关空间实体自身名称、种类、质量、

5、数据量等特征的数据。空间数据的分类（四）按几何特征分：点：零维线：一维面：二维体：三维时间：通常以第四维表达，但目前时态GIS还不够成熟。空间对象的维数与比例尺是相关的。香港城市道路网分布美国佛罗里达洲地震监测站2002年9月该洲可能的500个地震位置中国土地利用分布图（不连续面）空间数据的分类（五）按数据发布形式分：数字线画图（DLG)数据：数字栅格图（DRG)数据：数据高程模型（DEM)数据：数字正射影像（DOM)数据:§2地理空间数据及其特征一、GIS空间数据的分类二、空间数据的基本特征三、空间数据的拓扑关系四、空间数据的计算机表示二、空间数据的基本特征1、空间数据的基本特征空间特征（定

6、位特征和拓扑特征）表示空间对象的地理位置及其空间相互关系。属性特征表示实体的特征，用来说明是什么。如事物的名称、类型、等级、数量等。时间特征描述实体随时间的变化。2、空间数据的基本信息属性信息定位信息（理论基础是几何学geometry)用空间坐标的位置、方向、角度、距离、面积等信息描述物体的几何形状和数量特征；拓扑信息（理论基础是拓扑学topology)用几何关系的相连、相邻、包含等信息描述物体元素之间的关系；ACB§2地理空间数据及其特征一、GIS空间数据的分类二、空间数据的基本特征三、空间数据的拓扑关系四、空间数据的计算机表示三、空间数据的拓扑关系描述空间对象之间的空间相互作用关系，拓扑关

7、系是明确定义空间结构关系的一种数学方法。从拓扑的观点看只关心空间点、线、面之间的关系，以反映其逻辑关系，而不关心其几何形状。因此，拓扑信息是一种性能比较稳定的信息.如它不受投影关系、比例尺而变化。起点终点中间点弧段1弧段3弧段2弧段4点:面:弧:孤立点拓扑构成元素邻接相交重合相离包含点—点点—线点—面线—面面—面线—线三、空间数据的拓扑关系1、拓扑关系的类型拓扑邻接：空间图形中同类元素之间的拓扑关