第三章矢量数据模型

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1、根据数据的来源不同分根据数据的来源不同分为为 几何图形数据几何图形数据 影像数据影像数据 属性数据属性数据 地形数据地形数据地图数据地图数据影像数据影像数据文本数据文本数据根据表示对象的不同根据表示对象的不同分为：分为： 类型数据类型数据 区域数据区域数据 网络数据网络数据 样本数据样本数据 曲面数据曲面数据 文本数据文本数据 符号数据符号数据按照数据结构矢量数据栅格数据按照数据特征空间数据非空间属性数据按照几何特征点线面、曲面体按照数据发布形式数字线画图数字栅格图数字高程模型数字正射影像图1、基本特征空间特征属性特征时间特征2、基本信息定位信息属性信息拓扑信息二、地理空间的表达二、地理空间的

2、表达1 地图对地理空间的描述地图对地理空间的描述 地图是地理空间实体的地图是地理空间实体的图形模型图形模型。它是按照一定。它是按照一定的比例、一定的投影原则，有选择地将复杂的三维的比例、一定的投影原则，有选择地将复杂的三维地理实体的某些内容投影绘制在二维平面媒体上，地理实体的某些内容投影绘制在二维平面媒体上，并用符号将这些内容要素表现出来。地图上各种要并用符号将这些内容要素表现出来。地图上各种要素之间的关系，是按照地图投影建立的数学规则，素之间的关系，是按照地图投影建立的数学规则，使地表各点和地图平面上的相应各点保持一定的函使地表各点和地图平面上的相应各点保持一定的函数关系，从而在地图上准确表

3、达空间各要素的关系数关系，从而在地图上准确表达空间各要素的关系和分布规律，反映它们之间的方向、距离和面积。和分布规律，反映它们之间的方向、距离和面积。 在地图学上，把地理空间实体分为点、线、面三种地理要素，分别用点状、线状、面状符号来表示。 符号化表示的地形图 2、影像对地理空间的描述影像对地理空间的描述 影像是记录了地理实体分布的写照模型。写影像是记录了地理实体分布的写照模型。写真的程度受真的程度受摄影比例尺摄影比例尺的影响，或的影响，或空间分辨空间分辨率率的影响。的影响。 3、地理信息的数字化描述地理信息的数字化描述 在在GIS中，地理信息是以数字化的形式中，地理信息是以数字化的形式存在的

4、。表达地理信息的地理数据的几何空存在的。表达地理信息的地理数据的几何空间数据主要有四种数据类型，即间数据主要有四种数据类型，即矢量数据矢量数据、栅格数据栅格数据、属性数据属性数据和和数字高程模型数据数字高程模型数据。 DEMTIN, GRID矢量数据栅格数据数字高程三、空间实体的表达1 1、实体、实体 地理系统：地理系统是一个地理系统：地理系统是一个开放开放的复杂的复杂巨系统巨系统。 地理实体：将地理系统中复杂的地理现象进行抽地理实体：将地理系统中复杂的地理现象进行抽象得到的地理对象称为地理实体或空间实体、空象得到的地理对象称为地理实体或空间实体、空间目标，简称实体（间目标，简称实体（Enti

5、tyEntity）。实体是现实世界）。实体是现实世界中客观存在的，并可相互区别的事物。抽象程度中客观存在的，并可相互区别的事物。抽象程度与研究区域的大小、规模不同而有所不同。实体与研究区域的大小、规模不同而有所不同。实体是一个具有概括性、复杂性、相对意义的概念。是一个具有概括性、复杂性、相对意义的概念。2、实体的描述及存储描述内容描述内容位置、形状、尺位置、形状、尺寸寸识别码（名称）识别码（名称）、实体的角色、实体的角色、功能、行为、实功能、行为、实体的衍生信息体的衍生信息时间时间测量方法、编码测量方法、编码方法、空间参考方法、空间参考系等系等实体基本特征实体基本特征属性特征：名属性特征：名称

6、、等级、类称、等级、类别等别等空间特征：地空间特征：地理位置和空间理位置和空间关系关系时间特征时间特征空间数据类型空间数据类型几何数据（空间数几何数据（空间数据、图形数据）据、图形数据）关系数据：实体间关系数据：实体间的邻接、关联包含的邻接、关联包含等相互关系等相互关系属性数据：各种属属性数据：各种属性特征和时间性特征和时间元数据元数据空间数据结构空间数据结构矢量、栅格、矢量、栅格、TINTIN（专用于地表或特（专用于地表或特殊造型）殊造型）RDBMSRDBMS属性表：采属性表：采用用MISMIS较成熟较成熟空间元数据空间元数据2014.3.5一、矢量数据结构o矢量数据的表示类型矢量数据的表示

7、类型 从前面的内容知道，表示地理现象的空间矢量数据可以表示为点、线、面三类。但按其表示的内容，又可进一步分为七种不同的类型。它们表示的内容如下： 类型数据，如考古地点，道路线、土壤类型等； 面域数据，如多边形的中心点，行政区界线、行政单元等； 网络数据，地下管线的设施、管线网、供水区域等； 样本数据，气象站、航线、实验区等； 曲面数据，高程点、等高线、等值区域等； 文本数据，地名、河流名称和区域名称等； 符号数据，点状符号、线状符号和面状符号等。 1、实体数据结构（简单数据结构、无拓扑关系的矢量数据结构）无拓扑关系的矢量数据结构是对Spaghetti数据模型的具体定义和描述。它仅记录空间对象的

8、位置坐标和属性数据，而不记录空间关系。它有两种方式，一种是每个点、线、面目标分别记录其坐标，称为多边形环路法，另一种方式是一个文件记录点坐标对，其他一些文件记录点与线、点与面的关系，称为点位字典法。不含有拓扑关系的信息不含有拓扑关系的信息ArcView GIS，*.shpMapInfo, *.tab特点：特点：直接将地图翻译描述，只记录空间对象的位置结构，不记录相互关系每条记录都有首末坐标，每条记录都是单独的实体没有共享公共边，矢量型多边形公共边界需重复输入存储重复、冗余，难以确保独立性和一致性无法表示边界和多边形之间的关系不适合复杂的空间分析，在不以分析为目的的CAD系统中应用广泛。矢量数据

9、的简单数据结构分别是按照点线面三种基本形式来描述的。点：线面标识码标识码X X，y y坐标对坐标对标识码标识码坐标对数坐标对数N NX X，Y Y坐标坐标标识码标识码 链数链数N N链标识码集链标识码集点线面 矢量数据是用坐标对、坐标串和封闭的坐标串表示实体点、线、面的位置及其空间关系的一种数据格式。 多边形环路法的缺点是，除了多边形轮廓外，其它公共边均存储了两次，因而会产生数据在结点处不重合、边界处易产生裂缝和重叠。点位字典法避免了这些情况，但仍没有存储必需的拓扑关系。 矢量本身是数学上的概念，运用到GIS中，则不同的空间特征具有不同的矢量维数。（1）零维矢量表示空间中的一个点，点在二维欧氏

10、空间中用唯一的实数对（x, y）来表示，在三维空间中用唯一的实数组（x, y, z）来表示。在数学上，点没有大小和方向。在GIS中，点的类型包括实体点、标记点、面标识点、结点和节点等 （2）一维矢量表示空间中的一个线状要素，或者空间实体对象之间的边界，包括线段、弦列、拓扑连线、弧段、链、环等。 线段是两个结点之间的连线 。一维矢量可以闭合，即弧段首尾相接，存在x1=xn ,y1=yn ,或z1=zn。但弧段不能自身相交。如果相交，则应以交点为界，将该一维矢量分成几个一维矢量。 (3)二维矢量表示地理空间的一个面状要素，在二维欧氏平面上是指由一组闭合弧段包围的空间区域。由于面状要素是由闭合分弧段

11、决定的，故二维矢量又称为多边形。面状要素包括内面、G-多边形、GT-多边形、广义多边形、虚多边形等。 虚多边形定义了二维拓扑面的一部分，它以其它的GT-多边形为界，其它方面与广义多边形相同 矢量数据除几何特征外，还具有属性特征。空间属性特征分为两种，一种是类别特征，即它是什么；第二种是具体的说明信息，或者统计信息，以解决两个同类目标的不同特征问题，如道路的宽度、等级、路面质量等。第一类特征一般用类型编码来表达，第二类特征用属性表格来说明。属性数据表格的一行称为一个记录，描述一个地理实体特征的属性，用空间数据对象的联接则通过特征的标识码找到对应关系。 在拓扑数据结构中，点是相互独立存储的，它们相