GIS 3.地理空间数据的组成与特征

大家好，欢迎来到IT知识分享网。

3.1 地理空间数据的基本结构

1.地理空间数据定义与特征

空间对象：GIS处理的客体，是现实世界中客观存在的实体或现象。可以抽象成点、线、面、体等多种数据类型。 

地理空间数据的特征：

1. 空间特征：指空间物体的几何特征以及拓扑关系。
2. 属性特征：与空间现象的属性信息相关联。
3. 时间特征：地理空间数据是动态的信息。

2.地理空间数据的分类

3.地理空间数据结构与组织

图形数据

1. 一个点在一个弧段的端点。
2. 一个弧段是一个简单弧段。(自身不相交)
3. 一个点在一个区域的边界上。
4. 一个面的连接性。（任意两点有路径)
   非拓扑属性：●两点之间的距离●弧段的长度●一个区域的周长、面积
   拓扑邻接：存在于空间图形同类要素之间的拓扑关系，如节点邻接关系，多边形邻接关系。eg.湖南与湖北
   拓扑关联：存在于空间图形中不同类要素之间的拓扑关系，如多边形与弧段、弧段与节点之间的关联关系。eg.道路与建筑
   拓扑包含：存在于空间图形中同类但不同级的基本要素之间的拓扑关系。eg.省与市
   
   
   
   

图像数据

3.2 矢量数据的结构特征

1.矢量数据的概念

矢量数据是指通过记录地理实体坐标的方式精确地表示点、线、面等实体的空间位置和形状。

2.矢量数据的编码

数据编码：把需要加工处理的信息，根据一定的数据结构和目标的定性特征，用特定的代码或编码字符表示，以便于计算机识别和管理。eg.矩阵二元映射为数组

编码分类

● 拓扑结构编码法：解决多边形嵌套和邻域关系。输入数据的同时输入拓扑连接关系。从一系列相互关联的链建立拓扑结构。

双重独立地图编码系统：DIME(Dual Independent ）数据文件的基本元素是由始末点定义的弧段，复杂的曲线可由多条弧段组成。每条弧段有两个指向结点的指针，和两边多边形的编码。查找组织多边形的各条边界线的效率较低。

3.矢量数据的压缩

压缩方法

● 光栏法：由点和限差圆盘来定义一个扇形，根据曲线上点是否在扇形区域内来确定取舍

1)以P1为起点，连接P1P2，过P2做P1P2的垂线a1a2，使得a1P2 = a2P2 = L/2，定义扇形区域a1P1a2。

优点：选择的点是原始曲线上的点，保证了精度;与原曲线相比，整体位移最小;.与手工综合中选择的关键点基本一致。

4.矢量数据的变换

平移变换translate：x’( i)=x(i)Tri(xp,yp)。Tri(xp，yp)是平移变换算子，其元素排列形式为∶

比例变换scale：x ‘( i） =x(i)Scl(s 1 , S2)。Scl(S1,S2)为比例变换算子，其元素排列形式为:

当n=0时，向x方向错移（沿着x的边改变角度）。当m=0时，向y方向错移。

正交矩阵：

3.3 栅格数据的结构特征

1.栅格数据的概念

2.栅格数据的压缩编码

3.栅格数据的运算

侵蚀：描述地理事物分布或影响范围的缩小，如农田被侵占。

加粗：

3.4 矢量和栅格数据格式的转换

缺点 数据结构复杂，叠加操作不方便，表达空间变化性能力差，难以实现增强处理。 数据量大，需要压缩。难以表达拓扑关系。图像放大输出不美观，有锯齿。

1.矢量转栅格

2.栅格转矢量