第二章 空间数据结构gis课件.ppt

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1、第二章GIS空间数据结构§2-1地理空间及其表达§2-2地理空间数据及其特征§2-3栅格数据结构§2-4矢量数据结构§2-5矢-栅比较和矢栅一体化数据结构§2-6空间数据结构的建立§2-1地理空间及其表达1、定义地理空间上至大气电离层，下至地幔莫霍面，有着广阔的范围。但一般地理空间指的是地球表层，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。在空间信息系统中，地理空间被定义为绝对空间和相对空间两种形式。绝对空间是具有属性描述的空间位置的集合，由一系列不同位置的空间坐标值组成；相对空间是具有空

2、间属性特征的实体的集合，是由不同实体之间的空间关系构成。关键问题：地理空间的数学建模？一、地理空间的概念2、地理空间的数学建模为了深入研究地理空间，需要建立地球表面的几何模型，这是进行大地测量的前提。根据大地测量学的成果，地球表面模型可以分为四类：最自然的面：包括海洋底部、高山、高原等在内的固体地球表面。——太复杂，难以建模，各种量算也非常困难。相对抽象的面：也称为大地水准面，是静止海平面的延伸。以它为基准，可以用水准仪测量地球自然表面上任意点的高程。——海平面的起伏将导致测量的不确定。模型：以大地水准面为基准建立的地球椭球体模型。

3、其他数学模型：为了解决特定的大地测量问题而提出的。如类地形面、准大地水准面、静态水平衡椭球体等。地球椭球体大地水准面地球表面地球表面、大地水准面和地球椭球体之间的关系二、地理空间定位框架：大地测量控制系统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投影建立在平面上的直角坐标系统，用（x，y）表达地理对象位置即平面控制网和高程控制网球面坐标系统平面坐标系统1、空间实体是指现实世界中地理实体的最小抽象单位，主要包括点、线和面三种类型。三、空间实体的表达实体描述：识别码、位置、实体特征、实体的角色、行为或功能以及实体的空间特性

4、。2、地图对空间实体的描述地图是现实世界的模型，它按照一定的比例、一定的投影原则有选择地将复杂的三维现实世界的某些内容投影到二维平面媒介上，并用符号将这些内容要素表现出来。在地图学上，把地理空间实体分为点、线、面三种要素，分别用点状、线状、面状符号来表示。三、空间实体的表达地理空间实体：点美国佛罗里达洲地震监测站2002年9月该洲可能的500个地震位置有位置，无宽度和长度；抽象的点地理空间实体：线香港城市道路网分布有长度，但无宽度和高度用来描述线状实体，通常在网络分析中使用较多度量实体距离地理空间实体：面具有长和宽的目标通常用来表示

5、自然或人工的封闭多边形一般分为连续面和不连续面中国土地利用分布图（不连续面）连续面和不连续面：连续变化曲面：如地形起伏，整个曲面在空间上曲率变化连续。不连续变化曲面：如土壤、森林、草原、土地利用等，属性变化发生在边界上，面的内部是同质的。3、遥感影象对空间信息的描述遥感影象对空间信息的描述主要是通过不同的颜色和灰度来表示的。这是因为地物的结构、成分、分布等的不同，其反射光谱特性和发射光谱特性也各不相同，传感器记录的各种地物在某一波段的电磁辐射反射能量也各不相同，反映在遥感影象上，则表现为不同的颜色和灰度信息。遥感影象对地理空间的描述

6、遥感影象对地理空间的描述例.地貌特征和断裂带的信息提取：判读分析断裂带信息地貌类型信息遥感影象4、计算机对空间实体的表达栅格矢量遥感影像转换到计算机表达§2-2地理空间数据及其特征GIS是以空间数据为骨干的信息系统一、空间数据的定义空间数据——描述地理要素和地理现象的位置、形状、大小、分布等信息的数据,包括空间位置、拓扑关系和属性三个方面的内容。定位信息属性信息必然要与空间数据挂钩必然带有一定的属性§2-2地理空间数据及其特征拓扑信息地理要素特征空间位置拓扑关系定性特征定量特征名称时间特征空间特征表示实体的空间位置或实体之间的空间关

7、系。空间位置一般用坐标数据表示，称为定位特征或定位数据；空间关系称为拓扑特征或拓扑数据。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、空间数据的基本特征空间特征数据属性特征数据标识号道路类型路面材料宽度行车道路道路名称12柏油484解放路22柏油484珞瑜路32柏油484中北路41混凝土604胜利路51混凝土604中山路64柏油322鲜花路带有属性、空间特征的表示三、空间数据的类型1）点2）线3）面4）曲面5）体§2-2地理空间数据及其

8、特征1、按数据的几何特征分类三、空间数据的类型1）属性数据：描述空间实体的属性特征的数据，又称非几何数据。描述时间特征的数据也可列为属性数据2）几何数据：描述空间实体的位置特征的数据，也称位置数据、定位数据3）关系数据：描述空间实体的