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1、地理信息系统概论地理信息系统概论第二章第二章 GIS GIS 的数据结构的数据结构第二章第二章 GIS GIS 的数据结构的数据结构 地理空间及其表达地理空间及其表达2.2 2.2 地理空间数据及其特征地理空间数据及其特征 空间数据结构空间数据结构 2.1 2.1 地理空间及其表达地理空间及其表达一一一一 、地理空间、地理空间、地理空间、地理空间 地理空间（地理空间（地理空间（地理空间（geo-spatialgeo-spatialgeo-spatialgeo-spatial）:指物质、能量、信息的指物质、能量、信息的指物质、能量、信息的指物质、能量、信息的存在形式在形态、结构过程、功能关系上的
2、分布方式和格局存在形式在形态、结构过程、功能关系上的分布方式和格局存在形式在形态、结构过程、功能关系上的分布方式和格局存在形式在形态、结构过程、功能关系上的分布方式和格局及其在时间上的延续。及其在时间上的延续。及其在时间上的延续。及其在时间上的延续。地理空间一般包括地理空间一般包括地理空间一般包括地理空间一般包括地理空间定位框架地理空间定位框架地理空间定位框架地理空间定位框架及其及其及其及其所联结的特所联结的特所联结的特所联结的特征实体。征实体。征实体。征实体。图图2-1 2-1 地球表面、大地水准面和地球椭球体之间的关系地球表面、大地水准面和地球椭球体之间的关系地球空间模型描述地球空间模型描
3、述地球空间模型描述地球空间模型描述自然表面自然表面自然表面自然表面大地水准面大地水准面大地水准面大地水准面：当海水处于完全静止的平衡状态时，从海平当海水处于完全静止的平衡状态时，从海平当海水处于完全静止的平衡状态时，从海平当海水处于完全静止的平衡状态时，从海平 面延伸到所有大陆下部，而与地球重力方向处处正交的面延伸到所有大陆下部，而与地球重力方向处处正交的面延伸到所有大陆下部，而与地球重力方向处处正交的面延伸到所有大陆下部，而与地球重力方向处处正交的 一个连续、闭合的水准面。一个连续、闭合的水准面。一个连续、闭合的水准面。一个连续、闭合的水准面。1 1 1 1）平面控制网）平面控制网）平面控制
4、网）平面控制网地球地球椭球体模型椭球体模型以大地水准面为基准建立起以大地水准面为基准建立起以大地水准面为基准建立起以大地水准面为基准建立起来的地球椭球体模型。来的地球椭球体模型。来的地球椭球体模型。来的地球椭球体模型。短轴半径：短轴半径：短轴半径：短轴半径：c c c c长轴半径：长轴半径：长轴半径：长轴半径：a a a a中轴半径：中轴半径：中轴半径：中轴半径：b b b b图图图图2.1 2.1 2.1 2.1 三轴椭球体模型三轴椭球体模型三轴椭球体模型三轴椭球体模型极地扁率：极地扁率：极地扁率：极地扁率：赤道扁率：赤道扁率：赤道扁率：赤道扁率：地理空间坐标系的建立地理空间坐标系的建立地理
5、空间坐标系的建立地理空间坐标系的建立 大地坐标系：大地坐标系：大地坐标系：大地坐标系：国家国家国家国家80808080坐标系坐标系坐标系坐标系地图投影：地图投影：地图投影：地图投影：将用经、纬度表示的将用经、纬度表示的将用经、纬度表示的将用经、纬度表示的大地坐标（大地坐标（大地坐标（大地坐标（B B B B，L L L L）空间转换关系空间转换关系平面直角坐标系平面直角坐标系（x x，y y）X =fX =fX =fX =f1 1 1 1 （B B B B，L L L L）Y =fY =fY =fY =f2 2 2 2 （B B B B，L L L L）GISGISGISGIS中的地理空间，通
6、常就是指经过投影变换后放在笛卡儿坐标中的地理空间，通常就是指经过投影变换后放在笛卡儿坐标中的地理空间，通常就是指经过投影变换后放在笛卡儿坐标中的地理空间，通常就是指经过投影变换后放在笛卡儿坐标系中的地球表层特征空间，它的理论基础在于系中的地球表层特征空间，它的理论基础在于系中的地球表层特征空间，它的理论基础在于系中的地球表层特征空间，它的理论基础在于旋转椭球体旋转椭球体和和和和地图投地图投影变换。影变换。2)2)高程控制网高程控制网19851985国家高程基准国家高程基准 指具有形状、属性和时序特征的空间对象或地理实体。指具有形状、属性和时序特征的空间对象或地理实体。指具有形状、属性和时序特征
7、的空间对象或地理实体。指具有形状、属性和时序特征的空间对象或地理实体。二、地理空间实体的表达二、地理空间实体的表达 矢量表达法：矢量表达法：矢量表达法：矢量表达法：采用没有大小的点（坐标）来表达基本的点元素采用没有大小的点（坐标）来表达基本的点元素采用没有大小的点（坐标）来表达基本的点元素采用没有大小的点（坐标）来表达基本的点元素栅格表达法：栅格表达法：栅格表达法：栅格表达法：采用有固定大小的点（面元或像素）来表达基本采用有固定大小的点（面元或像素）来表达基本采用有固定大小的点（面元或像素）来表达基本采用有固定大小的点（面元或像素）来表达基本的点元素，对每个像元要独立编码，并带有属性值。的点元
8、素，对每个像元要独立编码，并带有属性值。的点元素，对每个像元要独立编码，并带有属性值。的点元素，对每个像元要独立编码，并带有属性值。（a a）（b b）（c c）图2-3 河流的矢量和栅格表达 2.2 2.2 地理空间数据及其特征地理空间数据及其特征一、一、地理空间数据地理空间数据二、二、空间数据模型空间数据模型一、地理空间数据一、地理空间数据 是与地理环境要素有关的物质的数量、质量、分布特征、联系是与地理环境要素有关的物质的数量、质量、分布特征、联系是与地理环境要素有关的物质的数量、质量、分布特征、联系是与地理环境要素有关的物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的
9、总称。和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称。和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称。和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称。（1 1 1 1）按照数据来源分类）按照数据来源分类）按照数据来源分类）按照数据来源分类 地图数据、影像数据、文本数据地图数据、影像数据、文本数据地图数据、影像数据、文本数据地图数据、影像数据、文本数据（2 2 2 2）按照数据结构分类）按照数据结构分类）按照数据结构分类）按照数据结构分类矢量数据、栅格数据矢量数据、栅格数据矢量数据、栅格数据矢量数据、栅格数据（3 3 3 3）按照数据特征分类）按照数据特征分类）按照数据特征分类）按照数据特征分类空间定位数据、非空
10、间属性数据空间定位数据、非空间属性数据空间定位数据、非空间属性数据空间定位数据、非空间属性数据（4 4 4 4）按照数据几何特征分类）按照数据几何特征分类）按照数据几何特征分类）按照数据几何特征分类 点、线、面、曲面、体点、线、面、曲面、体点、线、面、曲面、体点、线、面、曲面、体（5 5 5 5）按照数据发布形式分类）按照数据发布形式分类）按照数据发布形式分类）按照数据发布形式分类l l DLGDLGDLGDLG (Digital Line Graphic)(Digital Line Graphic)(Digital Line Graphic)(Digital Line Graphic)l l
11、 DRGDRGDRGDRG(Digital Raster Graphic)(Digital Raster Graphic)(Digital Raster Graphic)(Digital Raster Graphic)l l DEMDEMDEMDEM(Digital Elevation Model)(Digital Elevation Model)(Digital Elevation Model)(Digital Elevation Model)l l DOMDOMDOMDOM(Digital Orthophoto Map)(Digital Orthophoto Map)(Digital Or
12、thophoto Map)(Digital Orthophoto Map)1 1 1 1）基本特征基本特征基本特征基本特征图图2-2 2-2 地理实体地理实体 ：交通线交通线2 2）基本信息）基本信息u定位信息定位信息u属性信息属性信息u拓扑信息拓扑信息4、空间数据的拓扑关系、空间数据的拓扑关系（Topological relationTopological relation）（1 1 1 1）拓扑属性拓扑属性拓扑属性拓扑属性 在拓扑变换下能够保持不变的几何属性。在拓扑变换下能够保持不变的几何属性。在拓扑变换下能够保持不变的几何属性。在拓扑变换下能够保持不变的几何属性。（2 2 2 2）拓扑关
13、系的类型拓扑关系的类型拓扑关系的类型拓扑关系的类型（3 3 3 3）拓扑关系的重要性）拓扑关系的重要性）拓扑关系的重要性）拓扑关系的重要性拓扑关系具有稳定性，根据它可直接获得地理实体间的空间位拓扑关系具有稳定性，根据它可直接获得地理实体间的空间位拓扑关系具有稳定性，根据它可直接获得地理实体间的空间位拓扑关系具有稳定性，根据它可直接获得地理实体间的空间位置关系置关系置关系置关系有利于空间要素的查询有利于空间要素的查询有利于空间要素的查询有利于空间要素的查询可利用拓扑数据作为工具来重建地理实体可利用拓扑数据作为工具来重建地理实体可利用拓扑数据作为工具来重建地理实体可利用拓扑数据作为工具来重建地理实
14、体二、空间数据的计算机表示二、空间数据的计算机表示空间数据的计算机表示步骤：空间数据的计算机表示步骤：空间数据的计算机表示步骤：空间数据的计算机表示步骤：1 1 1 1、空间分幅、空间分幅、空间分幅、空间分幅2 2 2 2、属性分层、属性分层、属性分层、属性分层3 3 3 3、时间分段、时间分段、时间分段、时间分段 2.3 2.3 空间数据结构空间数据结构空间数据结构：空间数据结构：指适合于计算机系统存储、管理和处理的地学图指适合于计算机系统存储、管理和处理的地学图指适合于计算机系统存储、管理和处理的地学图指适合于计算机系统存储、管理和处理的地学图形的逻辑结构，是地理实体的空间排列方式和相互关
15、形的逻辑结构，是地理实体的空间排列方式和相互关形的逻辑结构，是地理实体的空间排列方式和相互关形的逻辑结构，是地理实体的空间排列方式和相互关系的抽象描述。系的抽象描述。系的抽象描述。系的抽象描述。一、矢量数据结构一、矢量数据结构 实体数据结构、拓扑数据结构实体数据结构、拓扑数据结构二、栅格数据结构二、栅格数据结构 栅格矩阵结构、游程编码结构、四叉树编码结构栅格矩阵结构、游程编码结构、四叉树编码结构三、曲面数据结构三、曲面数据结构一、矢量数据结构一、矢量数据结构 空间数据组织方式：按照以基本的空间对象（点、线或空间数据组织方式：按照以基本的空间对象（点、线或空间数据组织方式：按照以基本的空间对象（
16、点、线或空间数据组织方式：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，不含拓扑关系信息。多边形）为单元进行单独组织，不含拓扑关系信息。多边形）为单元进行单独组织，不含拓扑关系信息。多边形）为单元进行单独组织，不含拓扑关系信息。点：由一组（点：由一组（点：由一组（点：由一组（x,yx,yx,yx,y）线：多组（线：多组（线：多组（线：多组（X X X X1 1 1 1，Y Y Y Y1 1 1 1），（），（），（），（X X X X2 2 2 2，Y Y Y Y2 2 2 2 ），），），），（X X X Xn n n n，Y Y Y Yn n n n）多边形：多组（多边形：多
17、组（多边形：多组（多边形：多组（X,YX,YX,YX,Y）组成，由于多边形封闭，坐标必须首尾）组成，由于多边形封闭，坐标必须首尾）组成，由于多边形封闭，坐标必须首尾）组成，由于多边形封闭，坐标必须首尾 相同相同相同相同实实实实 例例例例 1 1 1 1：图图图图2-7 2-7 2-7 2-7 点、线、面实体的坐标表示点、线、面实体的坐标表示点、线、面实体的坐标表示点、线、面实体的坐标表示特点：特点：（1 1 1 1）编码方式直观方便，数字化操作简单。）编码方式直观方便，数字化操作简单。）编码方式直观方便，数字化操作简单。）编码方式直观方便，数字化操作简单。实例实例实例实例2 2 2 2 图图图
18、图2-8 2-8 2-8 2-8 多边形的矢量编码多边形的矢量编码多边形的矢量编码多边形的矢量编码（2 2 2 2）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）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）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）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。和不一致。和不一致。和不一致。（3 3 3 3）岛只作为一个单个图形，没有与外界多边形的联系。）岛只作为一个单个图形，没有与外界多边形的联系。）岛只作为一个单个图形，没有与外界多边形的联系。）岛只作为一个单个图形，没有与外界多边形的联系。（4 4 4 4）点
19、、线和多边形有各自的坐标数据，但无拓扑数据，互相之）点、线和多边形有各自的坐标数据，但无拓扑数据，互相之）点、线和多边形有各自的坐标数据，但无拓扑数据，互相之）点、线和多边形有各自的坐标数据，但无拓扑数据，互相之 间不关联间不关联间不关联间不关联 2.2.拓扑数据结构拓扑数据结构（1 1 1 1）拓扑数据结构的特点）拓扑数据结构的特点）拓扑数据结构的特点）拓扑数据结构的特点点是相互独立的，点连成线，线构成面点是相互独立的，点连成线，线构成面点是相互独立的，点连成线，线构成面点是相互独立的，点连成线，线构成面每条线始于起始结点（每条线始于起始结点（每条线始于起始结点（每条线始于起始结点（FNFN
20、FNFN），止于终止结点（），止于终止结点（），止于终止结点（），止于终止结点（TNTNTNTN），并与左右），并与左右），并与左右），并与左右多边形（多边形（多边形（多边形（LPLPLPLP、RPRPRPRP）相邻接。）相邻接。）相邻接。）相邻接。基本元素基本元素基本元素基本元素弧段（弧段（弧段（弧段（ArcArcArcArc）：）：）：）：构成多边形的线构成多边形的线构成多边形的线构成多边形的线结点（结点（结点（结点（NodeNodeNodeNode）：）：）：）：两条以上弧段的相交的点两条以上弧段的相交的点两条以上弧段的相交的点两条以上弧段的相交的点岛：岛：岛：岛：由一条弧段组成的多边形
21、。由一条弧段组成的多边形。由一条弧段组成的多边形。由一条弧段组成的多边形。多边形多边形多边形多边形简单多边形：不含岛的多边形，即单连通区域简单多边形：不含岛的多边形，即单连通区域简单多边形：不含岛的多边形，即单连通区域简单多边形：不含岛的多边形，即单连通区域复合多边形：含岛区的多边形，即复连通区域。复合多边形：含岛区的多边形，即复连通区域。复合多边形：含岛区的多边形，即复连通区域。复合多边形：含岛区的多边形，即复连通区域。弧段文件弧段文件弧段文件弧段文件：由弧段记录组成，每个记录包括弧段标识码、：由弧段记录组成，每个记录包括弧段标识码、：由弧段记录组成，每个记录包括弧段标识码、：由弧段记录组成
22、，每个记录包括弧段标识码、FN FN FN FN、TNTNTNTN、LPLPLPLP、RPRPRPRP结点文件结点文件结点文件结点文件：由结点组成，包括结点号、结点坐标即该结点由结点组成，包括结点号、结点坐标即该结点由结点组成，包括结点号、结点坐标即该结点由结点组成，包括结点号、结点坐标即该结点 连接的弧段标识码连接的弧段标识码连接的弧段标识码连接的弧段标识码多边形文件多边形文件多边形文件多边形文件：由多边形组成，包括多边形标识码、组成该由多边形组成，包括多边形标识码、组成该由多边形组成，包括多边形标识码、组成该由多边形组成，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多边形的弧
23、段标识码以及相关属性等多边形的弧段标识码以及相关属性等多边形的弧段标识码以及相关属性等弧段坐标文件弧段坐标文件弧段坐标文件弧段坐标文件：包括弧段标识码及构成弧段的点的坐标构成包括弧段标识码及构成弧段的点的坐标构成包括弧段标识码及构成弧段的点的坐标构成包括弧段标识码及构成弧段的点的坐标构成弧段弧段是拓扑数据组织的基本对象。是拓扑数据组织的基本对象。是拓扑数据组织的基本对象。是拓扑数据组织的基本对象。空间特征空间特征属性特征属性特征时间特征时间特征图图图图2 2-3 3 空空空空间间间间数数数数据据据据的的的的基基基基本本本本特特特特征征征征表表表表2-1 2-1 欧几里德平面上实体对象所具有的拓
24、扑和非拓扑属性欧几里德平面上实体对象所具有的拓扑和非拓扑属性欧几里德平面上实体对象所具有的拓扑和非拓扑属性欧几里德平面上实体对象所具有的拓扑和非拓扑属性图图图图2 2 2 2-4 4 4 4 空空空空间间间间数数数数据据据据的的的的拓拓拓拓扑扑扑扑关关关关系系系系拓扑邻接：存在于空间图形的同类元素之间的拓扑关系拓扑邻接：存在于空间图形的同类元素之间的拓扑关系拓扑邻接：存在于空间图形的同类元素之间的拓扑关系拓扑邻接：存在于空间图形的同类元素之间的拓扑关系拓扑关联：存在于空间图形的不同元素之间的拓扑关系拓扑关联：存在于空间图形的不同元素之间的拓扑关系拓扑关联：存在于空间图形的不同元素之间的拓扑关系
25、拓扑关联：存在于空间图形的不同元素之间的拓扑关系拓扑包含：存在于空间图形的同类但不同级的元素之间的拓扑关系拓扑包含：存在于空间图形的同类但不同级的元素之间的拓扑关系拓扑包含：存在于空间图形的同类但不同级的元素之间的拓扑关系拓扑包含：存在于空间图形的同类但不同级的元素之间的拓扑关系表表表表2-2 2-2 面域与弧段的拓扑关系面域与弧段的拓扑关系面域与弧段的拓扑关系面域与弧段的拓扑关系面面 域域 弧弧 段段 P P1 1 a,b,c,-g a,b,c,-g P P2 2 b,d,f b,d,f P P3 3 c,f,e c,f,e P P4 4 g g表表表表2-3 2-3 结点与弧段的拓扑关系结
26、点与弧段的拓扑关系结点与弧段的拓扑关系结点与弧段的拓扑关系结结 点点弧弧 段段Aa,c,eBa,d,bCd,e,fDb,f,cEg 表表表表2-4 2-4 弧段与结点的拓扑关系弧段与结点的拓扑关系弧段与结点的拓扑关系弧段与结点的拓扑关系 弧弧 段段 结结 点点 a A,B b B,D c D,A d B,C e C,A f C,D g E,E表表表表2-5 2-5 弧段与面域的拓扑关系弧段与面域的拓扑关系弧段与面域的拓扑关系弧段与面域的拓扑关系弧弧弧弧 段段段段左左左左 邻邻邻邻 面面面面 右右右右 邻邻邻邻 面面面面 a a P0 P0 P1 P1 b b P2 P2 P1 P1 c c P
27、3 P3 P1 P1 d d P0 P0 P2 P2 e e P0 P0 P3 P3 f f P3 P3 P2 P2 g g P1 P1图图图图2 2-5 5 矢矢矢矢量量量量模模模模型型型型中中中中空空空空间间间间对对对对象象象象的的的的表表表表示示示示图图图图2 2-6 6 栅栅栅栅格格格格模模模模型型型型中中中中空空空空间间间间对对对对象象象象的的的的表表表表示示示示图图2-7点、点、线、线、面面实实体体的的坐坐标标表表示示图图图图2-8 2-8 多多多多边边边边形形形形的的的的矢矢矢矢量量量量编编编编码码码码表表表表2-4 2-4 2-4 2-4 弧弧弧弧 段段段段 文文文文 件件件件
28、表表表表2-5 2-5 结结结结 点点点点 文文文文 件件件件表表2 2-6 6 多多 边边 形形 文文 件件表表表表2 2-7 7 弧弧弧弧 段段段段 坐坐坐坐 标标标标 文文文文 件件件件图图图图2-2-9 9 矢矢矢矢量量量量结结结结构构构构图图图图形形形形基基基基本本本本元元元元素素素素表表表表2-4 2-4 2-4 2-4 弧弧弧弧 段段段段 文文文文 件件件件图图图图2-2-9 9 矢矢矢矢量量量量结结结结构构构构图图图图形形形形基基基基本本本本元元元元素素素素表表表表2-4 2-4 2-4 2-4 弧弧弧弧 段段段段 文文文文 件件件件图图图图2-2-9 9 矢矢矢矢量量量量结结
29、结结构构构构图图图图形形形形基基基基本本本本元元元元素素素素表表表表2-4 2-4 2-4 2-4 弧弧弧弧 段段段段 文文文文 件件件件 顺序连接组成封闭多边形一组弧段的编辑顺序连接组成封闭多边形一组弧段的编辑顺序连接组成封闭多边形一组弧段的编辑顺序连接组成封闭多边形一组弧段的编辑 在在在在弧段文件弧段文件弧段文件弧段文件中，捡出与当前编辑的多边形中，捡出与当前编辑的多边形中，捡出与当前编辑的多边形中，捡出与当前编辑的多边形P1P1P1P1相关的所有记录。相关的所有记录。相关的所有记录。相关的所有记录。（2 2 2 2）拓扑编辑功能）拓扑编辑功能）拓扑编辑功能）拓扑编辑功能多边形编辑：多边形
30、编辑：多边形编辑：多边形编辑：检查当前编检查当前编检查当前编检查当前编 辑的多边形辑的多边形辑的多边形辑的多边形P1P1P1P1 所处的位置所处的位置所处的位置所处的位置 P1P1P1P1在在在在LPLPLPLP的位置的位置的位置的位置：将其换到：将其换到：将其换到：将其换到RPRPRPRP的位置上，同时的位置上，同时的位置上，同时的位置上，同时交换交换交换交换FNFNFNFN、TNTNTNTN的位置。的位置。的位置。的位置。P1P1P1P1在在在在LPLPLPLP的位置：的位置：的位置：的位置：当前记录的所有数据相不用改变当前记录的所有数据相不用改变当前记录的所有数据相不用改变当前记录的所有
31、数据相不用改变 任取一个起结点作为起点，顺序连接各个结点，必要时可对记任取一个起结点作为起点，顺序连接各个结点，必要时可对记任取一个起结点作为起点，顺序连接各个结点，必要时可对记任取一个起结点作为起点，顺序连接各个结点，必要时可对记录的前后顺序作调整，使连接的起点能够自行封闭录的前后顺序作调整，使连接的起点能够自行封闭录的前后顺序作调整，使连接的起点能够自行封闭录的前后顺序作调整，使连接的起点能够自行封闭结点连接编辑：结点连接编辑：结点连接编辑：结点连接编辑：顺序连接环绕某个结点所有多边形的编辑顺序连接环绕某个结点所有多边形的编辑顺序连接环绕某个结点所有多边形的编辑顺序连接环绕某个结点所有多边
32、形的编辑 在在在在弧段文件弧段文件弧段文件弧段文件中，捡出与当前编辑的结点中，捡出与当前编辑的结点中，捡出与当前编辑的结点中，捡出与当前编辑的结点N2N2N2N2相关的所有记录。相关的所有记录。相关的所有记录。相关的所有记录。弧弧 段段 文文 件件 检查当前编检查当前编检查当前编检查当前编 辑的结点辑的结点辑的结点辑的结点N2N2N2N2 所处的位置所处的位置所处的位置所处的位置N2N2N2N2在在在在FNFNFNFN的位置：将其换到的位置：将其换到的位置：将其换到的位置：将其换到TNTNTNTN的位置上，同时交换的位置上，同时交换的位置上，同时交换的位置上，同时交换 LP LP LP LP、
33、RP RP RP RP的位置。的位置。的位置。的位置。N2N2N2N2在在在在TNTNTNTN的位置：当前记录的所有数据相不用改变的位置：当前记录的所有数据相不用改变的位置：当前记录的所有数据相不用改变的位置：当前记录的所有数据相不用改变任取一个左多边形作为起点，顺序连接各个多边形，必要时可对记录任取一个左多边形作为起点，顺序连接各个多边形，必要时可对记录任取一个左多边形作为起点，顺序连接各个多边形，必要时可对记录任取一个左多边形作为起点，顺序连接各个多边形，必要时可对记录的前后顺序作调整，使连接的多边形能够首尾呼应的前后顺序作调整，使连接的多边形能够首尾呼应的前后顺序作调整，使连接的多边形能
34、够首尾呼应的前后顺序作调整，使连接的多边形能够首尾呼应弧弧 段段 文文 件件拓扑编辑的优势：拓扑编辑的优势：拓扑编辑的优势：拓扑编辑的优势：保证了数字化原始数据的自动查错编辑保证了数字化原始数据的自动查错编辑保证了数字化原始数据的自动查错编辑保证了数字化原始数据的自动查错编辑可以自动生成封闭的多边形边界，为由各个单独存储的弧段组可以自动生成封闭的多边形边界，为由各个单独存储的弧段组可以自动生成封闭的多边形边界，为由各个单独存储的弧段组可以自动生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多边形及建立空间数据库奠定了基础成所需要的多边形及建立空间数据库奠定了基础成所需要的多边形及建立空
35、间数据库奠定了基础成所需要的多边形及建立空间数据库奠定了基础 曲面：指连续分布现象的覆盖表面曲面：指连续分布现象的覆盖表面曲面：指连续分布现象的覆盖表面曲面：指连续分布现象的覆盖表面图图图图2 2 2 2-3 3 3 3-4 4 4 4 T T T TI I I IN N N N 的的的的生生生生成成成成构网准则构网准则:尽可能地确保每个三角尽可能地确保每个三角尽可能地确保每个三角尽可能地确保每个三角形都是锐角三角形或是形都是锐角三角形或是形都是锐角三角形或是形都是锐角三角形或是三边的长度近似相等；三边的长度近似相等；三边的长度近似相等；三边的长度近似相等；保证由最邻近的点构成保证由最邻近的点
36、构成保证由最邻近的点构成保证由最邻近的点构成的三角形，即三角形的的三角形，即三角形的的三角形，即三角形的的三角形，即三角形的边长之和最小。边长之和最小。边长之和最小。边长之和最小。图图2-10 Dalaunay2-10 Dalaunay三角形泰森多边形图三角形泰森多边形图（2 2 2 2）曲面数据结构）曲面数据结构）曲面数据结构）曲面数据结构优势：优势：优势：优势：相邻三角形的信息可以自动生成，便于连续分布现象的的顺序相邻三角形的信息可以自动生成，便于连续分布现象的的顺序相邻三角形的信息可以自动生成，便于连续分布现象的的顺序相邻三角形的信息可以自动生成，便于连续分布现象的的顺序 跟踪和查询检索
37、跟踪和查询检索跟踪和查询检索跟踪和查询检索 便于地形分析便于地形分析便于地形分析便于地形分析图图2-11 不规则三角网不规则三角网 及其数据结构及其数据结构矢量数据结构的特点矢量数据结构的特点矢量数据结构的特点矢量数据结构的特点优点：优点：优点：优点：能最好的逼近地理实体间的空间分布特征；能最好的逼近地理实体间的空间分布特征；能最好的逼近地理实体间的空间分布特征；能最好的逼近地理实体间的空间分布特征；数据精度高；数据精度高；数据精度高；数据精度高；数据的冗余度低；数据的冗余度低；数据的冗余度低；数据的冗余度低；便于进行地理实体间的网络分析。便于进行地理实体间的网络分析。便于进行地理实体间的网络
38、分析。便于进行地理实体间的网络分析。缺点：缺点：缺点：缺点：对于多层空间数据的叠和分析比较困难对于多层空间数据的叠和分析比较困难对于多层空间数据的叠和分析比较困难对于多层空间数据的叠和分析比较困难。实习：矢量数据的手工编码实习：矢量数据的手工编码 实习教程实习教程P80P80页页 数字线划图不但包括了地球表面的空间信息，还包括各种空间要素的属性信数字线划图不但包括了地球表面的空间信息，还包括各种空间要素的属性信数字线划图不但包括了地球表面的空间信息，还包括各种空间要素的属性信数字线划图不但包括了地球表面的空间信息，还包括各种空间要素的属性信息。数字线划图作为人口、资源、环境、交通、治安等专业信
39、息系统的空间定位息。数字线划图作为人口、资源、环境、交通、治安等专业信息系统的空间定位息。数字线划图作为人口、资源、环境、交通、治安等专业信息系统的空间定位息。数字线划图作为人口、资源、环境、交通、治安等专业信息系统的空间定位基础基础基础基础,广泛应用于城市建设、资源管理等各个方面；成果格式有广泛应用于城市建设、资源管理等各个方面；成果格式有广泛应用于城市建设、资源管理等各个方面；成果格式有广泛应用于城市建设、资源管理等各个方面；成果格式有dxfdxfdxfdxf、dwgdwgdwgdwg、dgndgndgndgn、shpshpshpshp、MapInfoMapInfoMapInfoMapIn
40、fo等。等。等。等。数字线划图数字线划图：某城市城郊地形图（：某城市城郊地形图（1 1：20002000）数字栅格地图数字栅格地图（Digital Raster Graphic Digital Raster Graphic 简称简称DRGDRG）是纸质地形图的数字化产品。每幅图经扫描、纠正、图是纸质地形图的数字化产品。每幅图经扫描、纠正、图幅处理及数据压缩处理后，形成在内容、几何精度和色幅处理及数据压缩处理后，形成在内容、几何精度和色彩上与地形图保持一致的栅格文件。彩上与地形图保持一致的栅格文件。TIN DEM 栅格栅格栅格栅格DEMDEMDEMDEM不包含地表建筑物，桥梁和树木不包含地表建筑
41、物，桥梁和树木不包含地表建筑物，桥梁和树木不包含地表建筑物，桥梁和树木等高度的地面高程模型等高度的地面高程模型等高度的地面高程模型等高度的地面高程模型 数字地表模型数字地表模型数字地表模型数字地表模型(Digital Surface(Digital Surface(Digital Surface(Digital Surface Model)Model)Model)Model)包含了地表建筑物，桥梁和树木等高度包含了地表建筑物，桥梁和树木等高度包含了地表建筑物，桥梁和树木等高度包含了地表建筑物，桥梁和树木等高度的地面高程模型，与数字地面模型的地面高程模型，与数字地面模型的地面高程模型，与数字地面
42、模型的地面高程模型，与数字地面模型demdemdemdem相比，相比，相比，相比，dsmdsmdsmdsm是在是在是在是在demdemdemdem的基础上，进一步涵的基础上，进一步涵的基础上，进一步涵的基础上，进一步涵盖了除地面以外的其他地表信息的高程，盖了除地面以外的其他地表信息的高程，盖了除地面以外的其他地表信息的高程，盖了除地面以外的其他地表信息的高程，在一些对建筑物高度有需求的领域，将在一些对建筑物高度有需求的领域，将在一些对建筑物高度有需求的领域，将在一些对建筑物高度有需求的领域，将得到广泛得应用。得到广泛得应用。得到广泛得应用。得到广泛得应用。高精度的正摄影像，地表分辨率可高达高精
43、度的正摄影像，地表分辨率可高达高精度的正摄影像，地表分辨率可高达高精度的正摄影像，地表分辨率可高达0.1m 0.1m 0.1m 0.1m 利用航空相片、利用航空相片、利用航空相片、利用航空相片、遥感影像经象元纠遥感影像经象元纠遥感影像经象元纠遥感影像经象元纠正，生成的影像数正，生成的影像数正，生成的影像数正，生成的影像数据。数字正摄影像据。数字正摄影像据。数字正摄影像据。数字正摄影像丰富直观，具有良丰富直观，具有良丰富直观，具有良丰富直观，具有良好的可判读性和可好的可判读性和可好的可判读性和可好的可判读性和可量测性，从中可直量测性，从中可直量测性，从中可直量测性，从中可直接提取自然地理和接提取
44、自然地理和接提取自然地理和接提取自然地理和社会经济信息社会经济信息社会经济信息社会经济信息.正射影像矢量数据正射影像矢量数据正射影像矢量数据正射影像矢量数据 SHAPE SHAPE SHAPE SHAPE 文件格式文件格式文件格式文件格式 ：Shape Shape文件由文件由文件由文件由3 3个文件构成个文件构成个文件构成个文件构成:主文件、索引文件、数据文件。主文件、索引文件、数据文件。主文件、索引文件、数据文件。主文件、索引文件、数据文件。uu主文件主文件主文件主文件(*.Shp)(*.Shp)：存储：存储：存储：存储ShapeShape的位置信息。的位置信息。的位置信息。的位置信息。uu
45、索引文件索引文件索引文件索引文件(*.Shx)(*.Shx)：是对主文件的索引，指出主文件中记录在文件中的位：是对主文件的索引，指出主文件中记录在文件中的位：是对主文件的索引，指出主文件中记录在文件中的位：是对主文件的索引，指出主文件中记录在文件中的位置信息置信息置信息置信息uu数据文件数据文件数据文件数据文件(*.Dbf)(*.Dbf)：包括：包括：包括：包括ShapeShape的具体位置和属性信息。的具体位置和属性信息。的具体位置和属性信息。的具体位置和属性信息。Polygon Polygon Double4 Box/Double4 Box/边界盒（以边界盒（以边界盒（以边界盒（以Xmin
46、,Ymin,Xmax,YmaxXmin,Ymin,Xmax,Ymax的顺序存储。）的顺序存储。）的顺序存储。）的顺序存储。）Integer NumParts/Integer NumParts/部分的数目部分的数目部分的数目部分的数目 （即多边形中环的数目（即多边形中环的数目（即多边形中环的数目（即多边形中环的数目 ）Integer NumPoints/Integer NumPoints/点的总数目（所有环的点的总数目点的总数目（所有环的点的总数目点的总数目（所有环的点的总数目点的总数目（所有环的点的总数目 ）IntegerNumParts Parts/IntegerNumParts Parts/在部分中第一个点的索引在部分中第一个点的索引在部分中第一个点的索引在部分中第一个点的索引 PointNumPoints Points/PointNumPoints Points/所有部分的点所有部分的点所有部分的点所有部分的点