地理信息系统第二章.ppt

1、地理信息系统概论,授课教师：贺晓慧,主讲内容,7,地理信息系统的设计与评价,5,空间分析的原理与方法,第二章 地理信息系统的空间数据结构,在GIS中，地理空间数据时极其重要的组成部分。GIS的数据结构主要是用来解决地理空间数据以什么样的形式存储到GIS中的问题。,2.1 地理空间及其表达,地理数据(Geo Data)：是描述地球表层一定范围（地理圈、地理空间）内地理事物（空间实体、地理现象）数量、质量、分布特征、相互关系和变化规律的数据。 地理空间（geo-spatial）：一般指上至大气电离层，下至地壳与地幔交界的莫霍面之间的空间区域。包括地理空间定位框架及其所联接的特征实体。 地理空间定位

2、框架：即大地测量控制，由平面控制网和高程控制网组成。,2.1 地理空间及其表达,大地测量为建立所有的地理数据的坐标位置提供了一个通用参考系，利用该通用参考系可以将全国范围使用的平面及高程坐标系与所有的地理要素相连接。 大地测量控制信息的主要要素就是大地测量控制点，这些设标点（有时为动态的GPS控制点）的平面位置和高程被精确地测量，并用于其他点位的确定。 因此，大地测量控制信息在开发所有的框架数据及用户的应用数据中发挥着关键的作用。,2.1 地理空间及其表达,目前，我国采用的大地坐标系为1980年中国国家大地坐标系，该坐标系选用1975年国际大地测量协会推荐的国际椭球。具体参数见P39。 198

3、0年中国国家大地坐标系的大地原点，设在我国中部的陕西省泾阳县永乐镇，简称西安原点。 根据不同需求，我国现有三种大地坐标系并存：一是1954年北京坐标系（局部平差）；二是1980年国家大地坐标系（整体平差）；三是地心坐标系。,2.1 地理空间及其表达,将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，通常称之为地图投影。这里所说的一定的数学法则，可以用下面两个方程式表示： x=f1（L,B） y=f2（L,B） 式中：（L,B）是椭球面上某一点的大地坐标；（x，y）是该点投影在投影平面上的直角坐标。 北京54和1980国家大地坐标系中的点的坐标，更多的是将其投影至高

4、斯-克吕格投影平面，以平面x、y形式表示，用于测绘制作地形图。,2.1 地理空间及其表达,地理信息系统中特征实体的位置，通常就是指经过投影变换后平面上的直角坐标。 高程指空间参考的高于或低于某基准平面的垂直位置，主要用来提供地形信息。 高程基准面即大地水准面，是假设静止的平均海水面穿过大陆、岛屿形成包围整个地球的一个闭合曲面。 我国现在规定的高程起算基准面为“1985国家高程基准”，该基准比原国务院批准启用的“黄海平均海平面”高29mm。,2.1 空间数据的相关概念,研究地理空间，除了建立地理空间的定位参考框架，还必须分析地理空间特征实体或地理空间信息的几何形态和时空分布规律及其相互之间的关系

5、。 地理空间特征实体：指具有形状、属性和时序特征的空间对象或地理实体，包括点、线、面、曲面和体，它们构成地球圈层间复杂的地理综合体，也是地理信息系统表示和建库的主要对象。,地理空间的特征实体包括点（point）、线（line）、面（polygon）、曲面（surface）和体（volume）等多种类型。 如何以有效的形式表达它们，关系到计算机识别、存储、处理的可能性和有效性。 在计算机中，现实世界是以各种数字和字符形式来表达和记录的，基于计算机的地理信息系统不能直接识别和处理各种以图形形式表达的特征实体，要使计算机能识别和处理它们，必须对这些特征实体进行数据表达。,2.1 地理空间及其表达,当

6、对特征实体进行数据表达时，关键又看如何表达空间的一个点，因为点是构成地理空间特征实体的基本元素。 如果采用一个没有大小的点（坐标）来表达基本点元素时，称为矢量表示法。 如果采用一个有固定大小的点（面元）来表达基本点元素时，称为栅格表示法。,2.1 地理空间及其表达,2.2 地理空间数据及其特征,空间数据是GIS的核心，也有人称它是GIS的血液，因为GIS的操作对象是空间数据，因此设计和使用GIS的第一步工作就是根据系统的功能，获取所需要的空间数据，并创建空间数据库。,2.2 地理空间数据及其特征,一、GIS的空间数据分类 GIS中的数据来源和数据类型繁多，概括起来主要有以下几种类型： （1）地

7、图数据：来源于各种类型的普通地图和专题地图，这些地图的内容丰富，图上实体间的空间关系直观，实体的类别或属性清晰，实测地形图还具有很高的精度。 （2）影像数据：主要来源于卫星遥感和航空遥感，包括多平台、多层面、多种传感器、多时相、多光谱、多角度和多种分辨率的遥感影像数据，构成多源海量数据，也是GIS的最有效的数据源之一。 （3）地形数据：来源于地形等高线图的数字化，已建立的数字高程模型（DEM）和其他实测的地形数据等。,2.2 地理空间数据及其特征,一、GIS的空间数据分类 （4）属性数据：来源于各种调查报告、实测数据、文献资料、解译信息等。 （5）元数据：来源于由各类纯数据通过调查、推理、分析

8、和总结得到的有关数据的数据，例如数据来源、数据权属、数据产生的时间、数据精度、数据分辨率、源数据比例尺、数据转换方法等。,2.2 地理空间数据及其特征,一、GIS的空间数据分类 按照数据结构的分类，GIS中的空间数据可以分为以下两种类型： （1）矢量数据：矢量数据是用欧氏空间的点、线、面等几何元素来表达空间实体的几何特征的数据。 （2）栅格数据：栅格数据是将空间分割成有规则的网格，在各个网格上给出相应的属性值来表示空间实体的一种数据组织形式。,2.2 地理空间数据及其特征,一、GIS的空间数据分类 按照数据特征的分类，GIS中的空间数据可以分为以下两种类型： （1）空间定位数据：是表达空间实体

9、在地球上位置的坐标数据。 （2）非空间属性数据：是有关空间实体自身的名称、种类、质量、数量等特征的数据。,2.2 地理空间数据及其特征,一、GIS的空间数据分类 按照数据的几何特征的分类，GIS中的空间数据可以分为以下几种类型： （1）点：是对0维的空间实体的抽象数据，如测量用的三角点、电视塔等。 （2）线：是对1维线性的空间实体的抽象数据，如河流、道路等。 （3）面：是对2维平面的空间实体的抽象数据，如湖泊、行政区等。 （4）曲面：是对在面上连续分布的空间实体的抽象数据，常被称为2.5维数据，如地形、气温等。 （5）体：是对3维的空间实体的抽象数据，如地质构造、矿产等。,2.2 地理空间数据

10、及其特征,一、GIS的空间数据分类 按照数据发布形式，GIS中的空间数据可以分为4D数据： （1）数字线画图（DLG）数据：是现有地形图要素的矢量数据，保存各要素的空间关系和相关的属性信息，全面地描述地表目标。 （2）数字栅格图（DRG）：是现有纸质地图经计算机处理后得到的栅格数据文件。每一幅地形图在扫描数字化后，经几何纠正，并进行内容更新和数据压缩处理，即可以得到数字栅格图。 （3）数字高程模型（DEM）数据：是数字形式表达的地形起伏数据。 （4）数字正射影像（DOM）数据：是对遥感数字影像，经逐像元进行投影差进行改正、镶嵌，按国家基本比例尺地形图图幅范围剪裁生成的数字正射投影影像数据。,2

11、.2 地理空间数据及其特征,二、空间数据的基本特征 空间数据或地理数据包括空间特征数据和属性特征数据 空间特征数据包括地理实体或现象的定位数据和拓扑数据 属性特征数据包括地理实体或现象的专题属性（名称、分类、数量等）数据和时间数据。,2.2 地理空间数据及其特征,二、空间数据的基本特征 空间数据所传递的基本信息为： 定位信息： 属性信息： 拓扑信息： 以一幅交通图为例(P44图2-5）,2.2 地理空间数据及其特征,三、空间数据的拓扑关系 在地理信息系统中，对于凡具有网状结构特征的地理要素，例如自然与行政的分区、各种资源类型的空间分布以及交通网等，都存在结点、弧段和多边形之间的拓扑结构。 拓扑

12、关系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编辑和组织，而且在空间分析和应用中都具有非常重要的意义。,2.2 地理空间数据及其特征,二、空间数据的基本特征 空间数据的拓扑关系包括： （1）拓扑邻接：指存在于空间图形的同类元素之间的拓扑关系。 （2）拓扑关联：指存在于空间图形的不同元素之间的拓扑关系。 （3）拓扑包含：指存在于空间图形的同类，但不同级的元素之间的拓扑关系。包含关系分简单包含、多层包含和等价包含三种形式。 （P45，图2-7）,2.2 地理空间数据及其特征,三、空间数据的拓扑关系 空间数据的拓扑关系，对地理信息系统的数据处理和空间分析，具有重要的意义，

13、因为： （1）根据拓扑关系，不需要利用坐标或距离，可以确定一种地理实体相对于另一种地理实体的空间位置关系。因为拓扑数据已经清楚地反映出地理实体之间的逻辑结构关系，而且这种拓扑结构较之几何数据有更大的稳定性，即它不随地图变换而变化。 （2）利用拓扑数据有利于空间要素的查询。例如：某区域与哪些区域邻接；某条河流能为哪些政区的居民提供水源；与某一湖泊邻接的土地利用类型有哪些；特别是野生生物学家可能想确定一块与湖泊相邻的土地覆盖区，用于对生物栖息环境作出评价等等，都需要利用拓扑数据。 （3）可以利用拓扑数据作为工具，重建地理实体。例如：建立封闭多边形，实现道路的选取，进行最佳路径的计算等等。,2.2

14、地理空间数据及其特征,四、空间数据的计算机表示 表示地理实体的空间数据包含着空间特征和属性特征，对具有这些复杂特征的空间数据，如何组织和建立它们之间的联系，以便计算机存储和操作，这称为数据结构。 GIS中空间数据计算机表示的基本方法是：（1）空间分幅：即将整个地理空间划分为许多子空间，再选择要表达的子空间；（2）属性分层：即将要表达的空间数据抽象成不同类型属性的数据层来表示；（3）时间分段：将有时间特征的地理数据按其变化规律分为不同的时间段数据，再逐一表示。,2.2 地理空间数据及其特征,四、空间数据的计算机表示 以ARC/INFO基于矢量数据模型的系统为例，为了将空间数据存入计算机， 首先，

15、按照空间位置将整个区域划分为若干个幅面； 其次，从逻辑上将空间数据抽象为不同的专题或层，如土地利用、地形、道路、居民区、土壤单元、森林分布等，一个专题层包含指定区域内地理要读的位置数据和属性数据；,2.2 地理空间数据及其特征,四、空间数据的计算机表示 然后，将一个专题层的地理要素或实体分解为点、线或面状目标，其中地理实体相邻两个结点间的一个弧段是基本的存储目标，每个目标的数据由定位数据、属性数据和拓扑数据组成； 最后，对目标进行数字表示，其中对每个弧段或目标分配一个用户标识码，弧段的位置和形状由一系列x、y坐标定义，弧段的拓扑关系由始结点、终结点、左多边形和右多边形四个数据项组成，弧段的属性

16、数据存储在相应的属性表中。每个弧段的空间特征和属性特征通过用户标识码进行联接。,2.2 地理空间数据及其特征,四、空间数据的计算机表示 空间数据的这种表示方法，是以地理实体相邻两个结点间的一个弧段作为基本存储目标，每个弧段都是一个有向弧段，这些有向弧段的集合就构成一类真实的实体或现象。计算机存储了这些有向弧段，因此也就存储了现实世界的地理实体和图形。 当对存储的目标或数据库进行GIS操作或分析时，同一层数据可以按类型提取，重要地理实体如县以上境界、县以上境界、县以上居民地、主要河流、主要交通线等可以按实体提取。同一图幅的不同图层的数据可以相互叠合，相邻图幅的各层数据可以拼接和裁切等等。,2.3

17、空间数据结构的类型,数据结构即数据组织的形式，是适合于计算机存储、管理、处理的数据逻辑表达。 空间数据结构是一种用来表达空间数据的数据结构。 数据结构一般分为基于矢量模型的数据结构和栅格模型的数据结构。 矢量数据是面向地物的结构，即对于每一个具体的目标都直接赋有位置和属性信息以及目标之间的拓扑关系说明。但是矢量数据仅有一些离散点的坐标，在空间表达方面它没有直接建立位置与地物的关系，如多边形的中间区域是“洞”或“岛”，其间的任何一点并没有与某个地物发生联系。 栅格数据是面向位置的结构，平面空间上的任何一点都直接联系到某一个或某一类地物。但对于某一个具体的目标又没有直接聚集所有信息，只能通过遍历栅

18、格矩阵逐一寻找，它也不能完整地建立地物之间的拓扑关系。,2.3空间数据结构的类型,一、矢量数据结构 基于矢量模型的数据结构简称为矢量数据结构。 矢量数据结构是利用欧几里得（Euclid）几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式。 矢量数据结构分为以下几种主要类型：简单数据结构、拓扑数据结构、曲面数据结构,1.简单数据结构,简单数据结构，又称之为实体式数据结构。 在简单数据结构中，空间数据按照以基本的空间对象（点、线或多边形）为单元进行单独组织，不含有拓扑关系数据，最典型的是面条（Spaghetti）结构。 特点：（1）数据按点、线或多边形为单元进行组织，数据编排直

19、观，数字化操作简单；（2）每个多边形都以闭合线段存储，多边形的公共边界被数字化两次和存储两次，造成数据冗余和不一致；（3）点、线或多边形有各自的坐标数据，但没有拓扑数据，互相之间不关联；（4）岛只作为一个单一图形，没有与外界多边形的联系。,2.拓扑数据结构,拓扑数据结构包括DIME（对偶独立地图编码法）、POLYVRT（多边形转换器）、TIGER（地理编码和参照系统的拓扑集成）等。 特点：（1）数据没有冗余，存储效率高；（2）所有的领域关系都能实现；（3）岛与多边形的层次关系不受限制；（4）后续的查询检索和查询处理效率高。 点是相互独立的，点连成线，线构成面。 每条线起始于起始节点（FN），止

20、于终止结点（TN），并与左右多边形（LP和RP）相邻接。 构成多边形的线又称为链段或弧段，两条以上的弧段相交的点称为结点，由一条弧段组成的多边形为岛，多边形图中不含岛的多边形称为简单多边形，表示单连通区域；含岛区的多边形称为复合多边形，表示复连通区域。,如何建立拓扑数据结构： 弧段或链段是数据组织的基本对象。 1.弧段文件：由弧段记录组成，每个弧段记录包括弧段标识码、FN、TN、LP和RP。 2.结点文件：由结点记录组成，包括每个结点的结点号、结点坐标及与该结点连接的弧段标识码等。 3.多边形文件：由多边形记录组成，包括多边形标识码、组成该多边形的弧段标识码以及相关属性等。 4.弧段坐标文件：

21、弧段号与坐标串。,2.拓扑数据结构,拓扑关系图示,意义:拓扑数据结构最重要的技术特征和贡献是具有拓扑编辑功能。这种拓扑编辑功能，不但保证数字化原始数据的自动查错编辑，而且可以自动形成封闭的多边形边界，为由各个单独存储的弧段组成所需要的各类多边形及建立空间数据库奠定基础。 拓扑编辑功能包括多边形连接编辑和结点连接编辑。前者指顺序连接组成封闭多边形一组线段的编辑，后者指顺序连接环绕某个结点所有多边形的编辑。具体的编辑算法如下：（1）多边形连接编辑；（2）结点连接编辑。,2.拓扑数据结构,3.曲面数据结构,曲面是指连续分布现象的覆盖表面，具有这种覆盖表面的要素有地形、降水量、温度、磁场等。表示和存储

22、这些要素的基本要求是必须便于连续现象在任一点的内插计算，因此经常采用不规则三角网来拟合连续分布现象的覆盖表面，称为TIN（Triangulated Irregular Network）数据结构。 这种基于TIN的曲面数据结构，通常用于数字地形的表示，或者按照曲面要素的实测点分布，将它们连成三角网，三角网中的每个三角形要求尽量接近等边形状，并保证由最邻近的点构成的三角形，即三角形的边长之和最小。在所有可能的三角网中，狄洛尼（Delaunay）三角网在地形拟合方面表现最为出色，因此常被用于TIN的生成。 狄洛尼（Delaunay）三角网由三个最邻近的点连接而成，,矢量数据的获取方式主要有以下几种,

23、利用各种定位仪器设备：如GPS、平板测图仪等成为野外实地测量地图数据的重要工具； 通过纸质地图数字化得到：通常的数字化方式有手扶跟踪数字化仪和扫描矢量化两种方式； 间接获取：可以通过栅格数据转换而来，这种方法在利用遥感数据动态更新地理信息系统数据库时尤为有用（栅格转化）。此外，矢量数据还可以利用已有的数据通过模型运算得到（空间分析），如叠置分析、缓冲区分析等，空间模型运算都可以生成新的矢量数据。,矢量拓扑结构的建立,1、对所有边界线进行分类，通过自相交或两两相交使各边界线都分割成两结点之间的具有单一拓扑性质弧段，建立连接指针，构成图形外边界 2、检查该外边界构成的多边形是否闭合，即应保证连接指

24、针的正确； 3、从外边界连接各弧段构成各内多边形，并给以顺序编号； 4、按梯形规则计算各多边形面积，作为附加属性记录； 5、向建立的多边形连接其属性数据，建立与属性库的联系。,2.3空间数据结构的类型,二、栅格数据结构 基于栅格模型的数据结构简称为栅格数据结构。 栅格数据结构指将分析空间划分成多个规则的、互相相邻的网格单元（多为矩形区域,也偶有表示为三角形或六边形的），然后给各个格网单元赋以相应空间对象的属性值，用这多个格网单元组成的规则格网（GRID）来表示地理现象的空间位置和属性特征。,2.3空间数据结构的类型,二、栅格数据结构 栅格单元：单元格的大小表示栅格数据的分辨率，单元格尺寸越小，

25、分辨率越高。 应有效地逼近空间对象的分布特征，以保证空间数据的精度。显然，凡是用来逼近的空间实体，不论采用的栅格多细，与原来实体比较，信息都会丢失，这是由于采用统一的格网尺寸来表示大小不同的复杂实体所造成的。但是可以根据最小地物的大小来确定栅格的尺寸，假定某个地物的面积为Ai，则栅格的边长为： H=1/2(minAi)1/2 i=1,2,3.n(区域多边形数)。,1、栅格单元的取值,规则的网格单元叫做单元格(Cell)，每个单元格都有一定的尺寸和取值，尺寸对应一定的地理空间范围，取值可能表示不同的地物类别或同一类地物的不同属性； 栅格取值可能表示 某一类地物，如房产图； 颜色或灰度，如航空相片

26、； 某个相对值，如数字地面模型。 栅格取值的数据类型： 整型：多表示类型 浮点型：表示连续变化的地理现象 字符：表示类型 逻辑型,2.栅格数据模型的坐标系统,栅格数据模型的坐标系统：坐标系统由单元格尺寸、行列序号和栅格的原点坐标所决定，坐标轴平行于栅格的行和列； 栅格系统的原点：栅格系统的原点通常选为栅格的左上角；栅格系统的原点坐标应与国家基本比例尺公里网的交点相一致。 栅格方位：大多采用公里网的纵横坐标轴作为栅格系统的纵横坐标；但也有以经纬网来作为栅格方位的参考轴，这样为栅格系统的隐含位置编码提供了方便。,3.栅格数据表示地理现象的方法(1),（1）表示点：点使用离散分布的单个单元格来表示，

27、单元格的值表示某个地理现象的属性，不同的值表示不同的地理对象或同一地理现象的不同属性。,（2）表示线：单条线通过一系列有序相连的具有相同值单元格来表示，不同的值表示不同的地理对象或同一地理现象的不同属性。,3.栅格数据表示地理现象的方法(2),（3）表示多边形（面）：单个面表示为一簇具有相同值的单元格，不同的值表示不同的地理对象或同一地理现象的不同属性,3.栅格数据表示地理现象的方法(3),4. 栅格赋值方法（1）,中心点法(Centroid Type) ：用处于单元格中心的地物属性值，决定单元格的取值。主要用于连续变化的地理现象，即曲面类型地物的取值。,栅格数据的输入，可在地图上均匀划分网格

28、，每一单元格中的地物属性值作为该单元格的属性值，从而形成栅格数字文件。单元格的取值方法有：,4. 栅格赋值方法（2）,2.优势类型法(Predominant Type) ： 面积：对于面状地物，以占单元格面积最大的地物类型决定单元格的取值。适合分类较细、图斑较小的情况。 长度：对于线状地物，以占单元格长度最大的地物类型决定单元格的取值。 3.重要性法(Most Important Type) ：根据单元格内不同地物的重要性，选取最重要的地物来决定单元格的取值，适当突出特别重要的地物，这些地物或者其面积较小，或不经过单元格的中心，如稀有金属矿点的表示；,5.栅格数据结构的主要类型(1),(1)栅

29、格矩阵结构是一种用矩阵来存储栅格数据单元的存储结构。 由点、线和面组成的矢量数据都可以转化为对应的栅格数据。 栅格数据结构为一个88阶的矩阵，代表空间分辨率为8行8列的一个栅格数据。 如果矩阵的每个元素在计算机里用一个双字节的数值来存储，则该栅格数据所需要的存储空间为8（行）8（列）2（字节）=128字节。 栅格矩阵结构占用存储空间较大，而且随着空间分辨率的进一步提高，存储数据量将成几何级数递增。因此，对栅格矩阵的压缩是栅格数据结构要解决的重要任务之一。,（2）游程编码结构： 游程指相邻同值网格的数量，游程编码结构是逐行将相邻同值的网格合并，并记录合并后网格的值及合并网格的长度，其目的是压缩栅

30、格数据量，消除数据间的冗余。 游程编码结构的建立方法是：将栅格矩阵的数据序列X1X2X3Xn，映射为相应的二元组序列（Ai，Pi），i=1，k，且Kn。其中，A为属性值，P为游程，K为游程序号。 这种数据结构特别适用于二值图像数据的表示。 游程编码能否压缩数据量，主要取决于栅格数据的性质，通过数据冗余度Re=1-（Q/mn），式中：Q为相邻属性值变化次数的累加和，m为行数，n为列数。 当Re1/5时，表示栅格数据的压缩可取的明显的效果。 该压缩方法是一种无损压缩。,5.栅格数据结构的主要类型(2),（3）四叉数数据结构： 原理：将空间区域按照四个象限进行递归分割（2n2n，且n1），直到子象限

31、的数值单调为止。凡数值（特征码或类型值）呈单调的单元，不论单元大小，均作为最后的存储单元。这样，对同一种空间要素，其区域格网的大小，随该要素分布特征而不同。,5.栅格数据结构的主要类型（3）,四叉树编码,（3）四叉数数据结构： 四叉树每个结点通常存储6个量，4个子结点指针，一个父结点指针（根结点的父指针为空，叶结点的子指针为空）和一个结点值，这就是通常说的常规四叉树（CQT）。 另一种存储方法是每个结点只存储3个量：地址、深度和结点值，即称为线性编码四叉树（LQT）。 线性四叉树比常规四叉树节省存储空间。,5.栅格数据结构的主要类型（3）,6.栅格数据的特点,用离散的量化栅格值表示空间实体，栅

32、格数据表示某一地区的实体时，实际上是用栅格象元逼近表示，这种描述方法往往是不精确的； 描述区域属性明显，定位隐含没数据直接记录属性，而定位是根据数据在数据集中的位置得到，位置则根据行列号转换为相应的坐标； 数据结构简单，易于与遥感结合，但数据量大； 难于建立地物间的拓扑关系。,7.栅格数据的获取方式,遥感图像解译：遥感是利用航空和航天技术实时、动态地获取地表信息的重要手段，图像是遥感数据的主要表现形式，通过对图像进行解译处理，可以得到各种专题信息，如植被覆盖等； 规则点采样、不规则点采样及插值：每个栅格点的数值通过观测数值的插值计算得到，常用的内插计算有3种方法，即网差值、趋势面拟合、克里格插

33、值； 从扫描仪、摄像机等设备获取数据； 通过矢量转栅格运算等方法得到派生的栅格数据。,8.栅格数据组织方式,8.栅格数据组织方式,（a）以像元为记录序列，不同层上同一像元位置上的各属性值表示为一个列数组。N层中只记录一层的像元位置，节省大量存储空间，因为栅格个数很多。 （b）每层每个像元的位置、属性一一记录，结构最简单，但浪费存储。 （c）以层为基础，每层内以多边形为序记录多边形的属性值和多边形内各像元的坐标，节约用于存储属性的空间，将同一属性的制图单元的n个像元的属性只记录一次，便于地图单元。,矢量数据结构和栅格数据结构的比较,矢量数据结构和栅格数据结构的选择,矢量数据结构的选择： 矢量数据

34、结构是人们最熟悉的图形表达方式，对于线面地图来说，用矢量数据来记录往往比用栅格数据记录节省存储空间； 矢量数据结构有利于网络分析（交通网、供、排水网、煤气管道、电缆等）； 矢量数据表示的数据精度高，并易于附加上对制图物体的属性； 矢量数据只能在矢量式数据绘图机上输出。,矢量数据结构和栅格数据结构的选择,栅格数据结构的选择： 栅格数据结构是一种影像数据结构，适用于遥感图像的处理； 栅格数据结构与制图物体的空间分布特征有着简单、直观而严格的对应关系，为应用机器视觉提供了可能性； 多边形数据结构的计算方法中常常采用栅格方案，例如：多边形周长、面积、总和、平均值的计算等在栅格数据结构中都简化为简单的计数操作。 栅格坐标是规则的，删除和提取数据都可按位置确定窗口来实现，因此比矢量数据结构方便的多。,栅格数据结构和矢量数据结构都有一定的局限性。 一般来说，大范围小比例尺的自然资源、环境、农业、林业、地质等区域问题的研究，城市总体规划阶段的战略性布局研究等，使用栅格类型比较合适。 城