空间信息数据库第2章

1、NSQ 赤道纬线本初子午线EA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建立在平面上的直角坐标系统，用（x，y）表达地理对象位置投影),(),(21fyfxConicalPlanarCylindricalCase and projection 空间认知的三层模型空间认知的三层模型 现实空间世界现实空间世界外模式外模式1 1外模式外模式2 2外模式外模式3 3空间概念数据模型空间概念数据模型 空间逻辑数据模型空间逻辑数据模型物理数据模型物理数据模型空间对象空间对象 延伸对象延伸对象 零维对象点零维对象点 二维对象二维对象 一维对象一维对象 环环 弧弧 简单环简单环 简单弧简单弧 面

2、对象面对象 面域对面域对象象 域单位对象域单位对象 离散一维对象离散一维对象 B B 样条曲线样条曲线 多边线多边线 线段线段 现实世界 选择要素 选择一个位置 要素模型 场模型 它在哪里 那里怎么样 数据 有位置，无宽度和长度；有位置，无宽度和长度； 抽象的点抽象的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 有长度，但无宽度和高度有长度，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 度量实体距离度量实体距离香港城市道路网分布 具有长和宽的目标 通常用来表示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

3、用分布图（不连续面）连续变化曲面：如地形起连续变化曲面：如地形起伏，整个曲面在空间上曲伏，整个曲面在空间上曲率变化连续。率变化连续。不连续变化曲面，如土壤、不连续变化曲面，如土壤、森林、草原、土地利用等，森林、草原、土地利用等，属性变化发生在边界上，面属性变化发生在边界上，面的内部是同质的。的内部是同质的。 有长、宽、高的目标有长、宽、高的目标 通常用来表示人工或自然的三维目标，如建筑、矿通常用来表示人工或自然的三维目标，如建筑、矿体等三维目标体等三维目标校园建筑q 分类对象的从属和层次关系分类对象的从属和层次关系q 有明确的分类对象类别和严格的隶属关系有明确的分类对象类别和严格的隶属关系高压

4、711电线架715管线:7地下电力线与电缆72电力线71地下检修井74管线73低压712电杆713电塔714不依比例7142依比例7141q 按空间对象不同特性进行分类并进编码按空间对象不同特性进行分类并进编码q 代码之间没有隶属关系，反映对象特性代码之间没有隶属关系，反映对象特性q 具有较大的信息量，有利于空间分析具有较大的信息量，有利于空间分析河流特性分类与编码通航情况通航： 1不通航：2常年河：1时令河：2消失河：3 1 km： 1 2 km： 2 5 km： 3 10 km：5流水季节河流宽度河流长度河流深度 5 10 m ： 110 20 m： 220 30 m： 330 60 m：

5、 460 120 m： 5120 300 m：6300 500 m：7500m： 8 50m： 6Coordinate systemScaleTime 1Time 2空间对象（实体）的地图表达点：位置：（点：位置：（x，y） 属性：符号属性：符号线：位置：线：位置： (x1,y1),(x2,y2),(xn,yn) 属性：符号属性：符号形状、颜色、尺寸形状、颜色、尺寸面：位置：面：位置：(x1,y1),(x2,y2),(xi,yi),(,(xn,yn) ) 属性：符号变化属性：符号变化 等值线等值线 遥感传感器平台传感器空间现象及其描述空间现象及其描述现实世界现实世界空间数据空间数据地图地图遥感

6、影像遥感影像特征特征关系关系行为行为观察观察选择选择抽象抽象综合综合测量：位置测量：位置编码：属性编码：属性建立关系：建立关系：表达表达 起点终点中间点弧段1弧段3弧段2弧段4点:面:弧:邻接邻接相交相交重合重合相离相离包含包含点点点点点点线线点点面面线线面面面面面面线线线线 A B A B A B A B （1）A=B （1）A B （1）A%B （1）AB A B A B A B （5）A/B （6）A| B （7）AB （A）高度空间负向相关；（）高度空间负向相关；（B）无规律分布；（）无规律分布；（C）空间独立；空间独立； （D）空间聚类现象；（）空间聚类现象；（E）高度正向相关高度正

7、向相关PointLineAreaQuantitativeOrdinalQualitative51015Each dot represents500 personsProportional symbolsLargeMediumSmallQTownAirportFlowContour304050HighwayRoadStreetRoadBoundaryRiver10020Population densityHigh impactLow impactSwampDesertForrest矢量结构和栅格结构矢量结构和栅格结构 几何体的类型矢量数据的类型Buildings. PolygonStreams,

8、 LineWells, PointRoads, LineZoning, PolygonMAP SHEETS(X,Y)(X2,Y2)(X3,Y3)(X4,Y4)(X5,Y5)LinePoint(X5,Y5)(X,Y)(X2,Y2)(X4,Y4)(X3,Y3)Polygon(X,Y)标识码标识码属性码属性码空间对象编码唯一空间对象编码唯一连接空间和属性数据连接空间和属性数据数据库数据库独立编码独立编码点点: ( x ,y )线线: ( x1 , y1 ) , (x2 , y2 ) , , ( xn , yn )面面: ( x1 , y1 ) , (x2 , y2 ) , , ( x1 , y1 )

9、点位字典点位字典点点: 点号文件点号文件线线: 点号串点号串面面: 点号串点号串存储方法存储方法1234567891 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 02 12 22 32 42 52 62 72 82 93 03 1多边形多边形 数据项数据项A(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),(x4,y4),(x5,y5),(x6,y6),(x7,y7),(x8,y8),(x9,y9),(x1,y1)B(x1,y1), (x9,y9), (x8,y8), (x17,y17), (x16,y16), (x15,y15),(x14,y14) ,(x13,y13), (x

10、12,y12), (x11,y11),(x10,y10),(x1,y1)C(x24,y24),(x25,y25),(x26,y26),(x27,y27),(x28,y28),(x29,y29),(x30,y30) ,(x31,y31), (x24,y24)D(x19,y19),(x20,y20),(x21,y21),(x22,y22),(x23,y23),(x15,y15),(x16,y16) ,(x19,y19)E(x5,y5),(x18,y18),(x19,y19),(x16,y16),(x17,y17),(x8,y8),(x7,y7) ,(x6,y6), (x5,y5)BCDEabcfg

11、hefibcij12345678910111213141516171819202122232425262728293031线与多边形之间的树状索引 点与多边形之间的树状索引 ABCDOabcdefghijklmn123456789101112线号线号左多边形左多边形右多边形右多边形起点起点终点终点aOA18bOA21cOB32dOB43eOB54fOC65gOC76hOC87iCA89jCB95kCD1210lCD1112mCD1011nBA92这种数据结构除了通过线这种数据结构除了通过线文件生成面文件外，还需文件生成面文件外，还需要点文件要点文件 弧段文件弧段号弧段号起始点起始点终结点终结点

12、左多边形左多边形右多边形右多边形a51OAb85EAc168EBd195OEe1519ODf1516DBg115OBh81ABi1619DEj3131BC弧段坐标文件弧段坐标文件弧段号弧段号点点 号号a5,4,3,2,1b8,7,6,5c16,17,8d19,18,5e15,23,22,21,20,19f15,16,g1,10,11,12,13,14,15h8,9,1i16,19j31,30,29,28,27,26,25,24,3112345678910111213141516171819202122232425262728293031多边形文件多边形号多边形号 弧段号弧段号 周长周长 面积面

13、积 中心点坐标中心点坐标Ah,b,aBg,f,c,h,-jCjDe,i,fEe,i,d,b点状对象目标标识目标标识地物编码坐 标关联的线目标精度控制点等级测量单位测量年限线状对象目标标识目标标识地物编码坐 标串起点、终点、左面、右面路面材料等级修建时间宽度管养单位面状对象目标标识目标标识地物编码边界目标号建筑日期所有者建筑面积建筑单位结构空间对象地物编码地物名称制图颜色几何类型制图符号编码属性表明地物类型特征与制图属性（a）三角形（b） 菱形（c) 六边形点线面对于栅格数据结构对于栅格数据结构点：为一个像元点：为一个像元线：在一定方向线：在一定方向上连接成串的相上连接成串的相邻像元集合。邻像元

14、集合。面：聚集在一起面：聚集在一起的相邻像元集合。的相邻像元集合。Y：列X：行西南角格网坐标（XWS，YWS）格网分辨率CAB百分比法面积占优重要性中心点法A连续分布地理要素C具有特殊意义的较小地物A分类较细、地物斑块较小AB为了逼近原始数据精度，除了采用这几种取值方法外，还可以采用缩小单个栅格单元的面积，增加栅格单元总数的方法 5,5A,A,B,B,BA,C,C,C,AD,C,C,A,AD,D,C,A,AD,D,A,A,A例如，确定原点为像元（例如，确定原点为像元（10，1），则某个多边形边界按顺时），则某个多边形边界按顺时针方向的链式编码为：针方向的链式编码为：10，1，7，0，1，0，7

15、，1，7，0，0，2，3，2，2，1，0，7，0，0，0，0，2，4，3，4，4，3，4，4，5，4，5，4，5，4，5，4，6，6。其中前。其中前两个数字两个数字10 和和1 表示起点为第十表示起点为第十行第一列，从第三个数字开始行第一列，从第三个数字开始每个数字表示单位矢量的方向，每个数字表示单位矢量的方向，八个方向以八个方向以07 的整数代表。的整数代表。1 row: (2, A), (3,B)2 row: (1, A), (3,C),(1,A)3 row: (1, D), (2,C), (2,A)4row: (2, D), (2,C), (2,A)5row: (2, D), (3,A按

16、第一种编码方法，此数据按第一种编码方法，此数据游程长度编码：游程长度编码：（0，1），（），（4，2），（），（7，5）；（）；（4，5），（），（7，3）；）；（4，4），（），（8，2），（），（7，2）；（）；（0，2），（），（4，1），），（8，3），（），（7，2）；（）；（0，2），（），（8，4），（），（7，1），），（8，1）；）； (0，3)， (8，5)； (0，4)， (8，4)； (0，5)， (8，3)。用用44个整数表达了原始数据个整数表达了原始数据中的中的64个栅格。个栅格。按第二种编码方法，此数据游程按第二种编码方法，此数据游程长度编码长度编码（沿列方向）：

17、（沿列方向）：（1，0），（），（2，4），（），（4，0），（，（1，4），（），（4，0）；（）；（1，4），（），（5，8），（），（6，0）；（）；（1，7），（），（2，4），（），（4，8），（），（7，0）；（）；（1，7），（），（2，4），（），（3，8），（），（8，0）；（）；（1，7），），（3，8）；（）；（1，7），（），（6，8）；（；（1，7），（），（5，8）。）。 0 4 4 4 4 4 4 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8 4 4 4 8 8 8 8 8 7 7 4 4 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 8 8 8 8 0

18、8 0 0 8 7 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 其块码编码为：其块码编码为：(1,1,1,0),(1,2,2,4),(1,4,1,7),(1,5,1,7),(1,6,2,7),(1,8,1,7),(2,1,1,4),(2,4,1,4),(2,5,1,4),(2,8,1,7),(3,1,1,4),(3,2,1,4),(3,3,1,4),(3,4,1,4),(3,5,2,8),(3,7,2,7),(4,1,2,0),(4,3,1,4),(4,4,1,8),(5,3,1,8),(5,4,2,8),(5,6,1,8),(5,7,1,7),(5,8,1,8),(6,1,3,0),(6,6,3

19、,8),(7,4,1,0),(7,5,1,8),(8,4,1,0),(8,5,1,0)。树杈结点叶子结点1 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 8M M R M M M M MM M R R M R M MM R R R R R R MM R R R R R R MM R R R R R R MM R R R R R R MM M R R R R R MM M M R R M M M 0 4 4 7 7 7 7 7 4 4 4 4 4 7 7 7 4 4 4 4 8 8 7 7 0 0 4 8 8 8 7 7 0 0 8 8 8 8 7 8 0 0 0 8 8 8 8 8 0

20、 0 0 0 8 8 8 8 0 0 0 0 0 8 8 8 其中最上面的结点叫根结点，它对应整个图形。此树共有其中最上面的结点叫根结点，它对应整个图形。此树共有4层结点，每个结层结点，每个结点对应一个象限，如第点对应一个象限，如第2层层4个结点分别对应于整个图形的四个象限，排列次序依个结点分别对应于整个图形的四个象限，排列次序依次为南西（次为南西（SW）、南东（）、南东（SE）、北西（）、北西（NW）和北东（）和北东（NE），不能再分的结点），不能再分的结点称为终止结点（又称叶子结点），可能落在不同的层上，该结点代表的子象限具称为终止结点（又称叶子结点），可能落在不同的层上，该结点代表的子象

21、限具有单一的代码，所有终止结点所代表的方形区域覆盖了整个图形。从上到下，从有单一的代码，所有终止结点所代表的方形区域覆盖了整个图形。从上到下，从左到右为叶子结点编号，共有左到右为叶子结点编号，共有40个叶子结点，也就是原图被划分为个叶子结点，也就是原图被划分为40个大小不等个大小不等的方形子区（最下面的一排数字表示各子区的代码）。的方形子区（最下面的一排数字表示各子区的代码）。 AAAAARAAARAAARAARAAAAAAAAAGGAAGGGGGGGAGGGAGGAAAAAARAAAARAAARRAAA143258761234567801234567起点行列号，单位矢量R: (1,5),3,

22、2,2,3,3,2,3链式编码游程长度编码逐行编码数据结构: 行号, 属性, 重复次数1, A, 4, R, 1, A, 4块状编码正方形区域为记录单元数据结构: 初始位置, 半径, 属性(1,1,3,A),(1,5,1,R),(1,6,2,A),NE SWNWSEGGGGAGGAAGAAA四叉树编码栅格数据文件像元1X坐标Y坐标层2属性值层1属性值层n属性值像元2像元n栅格数据文件层1像元1层2X,Y,属性值像元2X,Y,属性值像元nX,Y,属性值层n栅格数据文件层1 多边形1层2属性值像元1坐标多边形N像元n坐标层nabc345abcac距离: 7/4 (5)面积: 7 (6)几何偏差属性偏差如以像元边线计算则为7，以像元为单金大会则为4。 三角形的面积为6个平方单位，而右图中则为7个平方单位，这种误差随像元的增大而增加。 矢量数据优点优点：表示地理数据的精度较高表示地理数据的精度较高严密的数据结构，数据量小严密的数据结构，数据量小完整的描述空间关系完整的描述空间关系图形输出精确美观图形输出精确美观图形数据和属性数据的恢复、更新、图形数据和属性数据的恢复、更新、综合都能实现综合都能实现面向目标，不仅能表达属性，而且面向目标，不仅