空间数据模型矢量数据模型.pptx

《空间数据模型矢量数据模型.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《空间数据模型矢量数据模型.pptx（39页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、主要内容第一节 关系数据模型第二节 栅格数据模型第三节 矢量数据模型第四节 矢量数据模型TIN第五节 空间数据模型比较第六节 属性数据与空间数据的连接第七节 数据模型发展趋势第1页/共40页第三节 矢量数据模型1基本概念2关系数据模型和关系表3矢量数据模型（Spaghetti Model）4矢量数据模型（拓扑数据模型）第2页/共40页一、基本概念现实世界和矢量表达位置和边界被清楚地记录对象可以被识别属性值与对象相联系空间关系可以清晰表达第3页/共40页第4页/共40页二、关系数据模型和关系表1.定义2.数据结构3.关系表的基本操作4.GIS 中关系表的应用第5页/共40页1、定义在关系数据模型

2、中，数据是以简单的记录形式集中表达的，每一条记录代表一个事实（永久相关的值）记录的集合组成一个二维表行(row)被称为记录(record)，代表一个对象及其相关的属性值 列(column)也称为字段(field)或项（item）代表一个属性例子：学生信息表第6页/共40页2、数据结构多少字段，应该是什么字段名:Field Name(Item Name):字段类型:Field Type(Item Type):字符型(Character)整型(Integer)实型(Real)日期型(Date)字段宽度:Field width(size):ArcView示例第7页/共40页第8页/共40页3、关系表

3、的基本操作搜索（Search）穷尽搜索 Exhaustive Search(学生姓名列表未排序)二进制搜索 Binary Search(学生姓名列表未排序）选择（Select）选择条件用如下格式表达：Field_name=Value多个条件时用“and”/“or”连接相关（Relate）和 联接（Join）第9页/共40页Locate Locate MiscoMisco第10页/共40页Locate Locate MiscoMisco第11页/共40页Join第12页/共40页4、GIS 中关系表的应用属性表和图形的连接第13页/共40页关系数据库中GIS属性表的存储第14页/共40页三、矢量

4、数据模型（Spaghetti Model）1)实体与实体模型(Spaghetti Model)(a)定义点、线、面要素的表达(b)解释(1)简单列表表达（Simple lists）(2)点目录（Point directory）(c)Spaghetti models的比较 (d)总结（Summary）:(1)地理要素被当成单个对象对待空间边界可以被清晰的编码(2)对象之间没有关系要素间的空间拓扑不被记录第15页/共40页矢量表达法不同的空间特征具有不同的矢量维数0维矢量-点：即空间中的一个点，没有大小、方向，二维和三维欧氏空间中为：（x,y),(x,y,z)一维矢量-线：空间中的线划要素或空间对

5、象间的边界，也称为弧段、链二维欧氏空间（x1,y1),(x2,y2),(xn,yn)三维欧氏空间（x1,y1,z1),(x2,y2,z2),(xn,yn,zn)起点和终点称为结点（node),其它点称拐点(vertex)第16页/共40页矢量模型（vector model)第17页/共40页一维矢量线一维矢量可以闭合，但不能与自身相交闭合时，首位相接，（x1,y1)=(xn,yn)或（x1,y1,z1)=(xn,yn,zn)如果相交，则应以交点为界，将其分成几个一维矢量(a)(b)(c)(d)第18页/共40页一维矢量自身的可能空间关系第19页/共40页一维矢量具有方向、长度方向：即有起始结点

6、和终止结点长度：可以用以下方式表达：第20页/共40页二维矢量-面表示空间的一个面状要素由一组闭合弧段所包围的空间区域又称多边形第21页/共40页描述二维矢量的特征参数面积：二维面积：三维面积：表面积（计算复杂）和投影面积（常用）凹凸性：形态描述单调性：走向、倾角和倾向：地形、地层描述中常用的概念，是三维空间中曲面法向矢量的另外一种描述方法第22页/共40页空间曲面矢量实现方法多样常用等值线法、剖面法第23页/共40页三维矢量-体指三维空间中的实体由一组或多组闭合曲面所包围的空间对象2维 面 2.5维 表面（surface）3维 体第24页/共40页矢量图形及简化模型 第25页/共40页点、线

7、、面的表达第26页/共40页(x1,y1)(x2,y2)(x3,y3)(x4,y4)P5(x5,y5)(x6,y6)(x7,y7)(x8,y8)ABASimple List MethodBx1,y1x2,y2x5,y5x6,y6x7,y7x8,y8x1,y1x2,y2x3,y3x4,y4x6,y6x5,y5x2,y2Polygon Representation简单列表方法第27页/共40页P1(x1,y1)P2(x2,y2)P3(x3,y3)P4(x4,y4)P5(x5,y5)P6(x6,y6)P7(x7,y7)P8(x8,y8)ABAPoint Directory MethodBP1P2P5

8、P6P7P8P1P2P3P4P6P5P2Polygon RepresentationPoint DirectoryP1:x1,y1P2:x2,y2P3:x3,y3P4:x4,y4P5:x5,y5P6:x6,y6P7:x7,y7P8:x8,y8点目录方法第28页/共40页P1(x1,y1)P2(x2,y2)P3(x3,y3)P4(x4,y4)P5(x5,y5)P6(x6,y6)P7(x7,y7)P8(x8,y8)ABASimple List MethodBx1,y1x2,y2x5,y5x6,y6x7,y7x8,y8x1,y1x2,y2x3,y3x4,y4x6,y6x5,y5x2,y2Polygo

9、n RepresentationAPoint Directory MethodBP1P2P5P6P7P8P1P2P3P4P6P5P2Polygon RepresentationPoint DirectoryP1:x1,y1P2:x2,y2P3:x3,y3P4:x4,y4P5:x5,y5P6:x6,y6P7:x7,y7P8:x8,y8spaghetti models的比较第29页/共40页思考题1.什么是关系数据模型（表）？关系数据模型的关键数据结构要素有哪些？2.什么是二进制搜索binary search？与穷尽搜索（exhaustive search）对搜索表的需求方面有何不同？3.条件是如

10、何用于选择被表达记录的？4.关系数据模型中进行表的连接（join）和相关（relate）操作有何区别？5.矢量数据模型是如何表达空间数据的？点、线、面特征是如何被表达的？6.矢量数据模型的优缺点有哪些？7.简单列表数据模型和点目录数据模型的主要区别是什么？这两种模型为什么不被认为是拓扑数据模型？第30页/共40页四、矢量数据模型-拓扑数据模型1.术语2.拓扑三角形3.完全拓扑数据模型4.GBF/DIME 数据模型(US Census Bureau)可以理解为矢量数据的压缩方式第31页/共40页1、术语（Terminology）顶点（Vertex）:线性要素改变方向的点线段（Line segme

11、nt）:连接两个顶点的直线多边形线（Polyline）:由一个以上的线段组成线（Line）:通用术语，指线段或多边形线结点（Node）:两个或多个线的交点弧（Arc）:有方向的线 多边形（Polygon）:由一系列弧围成的面标识点（Label point）:地图上用于放置标识的点第32页/共40页NodeArcPolygonIs part ofIs part ofIs part ofConsists ofConsists of Consists of 2、拓扑三角形第33页/共40页010203040506001020304050607080XYABCn1n2n3n4s1s2s3s4s5s6s

12、7s8a1a1a2a3a4a4a4PolyArcsNodesAa1,a2n1,n4Ba2,a4,0,a3n1,n4,0,n2Ca3n2Polygon TopologyNodeArcsPolygonn1a1,a2,a4A,Bn2a3B,Cn3NILL0,BNode TopologyDNILLNILLDn4a1,a2,a4A,BX,Y80,6070,2525,2010,25ArcStart NodeEndNodea1n4n1LeftPoly.DArc TopologyARightPoly.s8ShapePointsa2n1n4BAs2,s1a3n2n2CBs4,s5,s3a4n1n4DBs6,s7

13、ShapePointX,Ys120,25Shape Point TableShapePointX,Ys548,15s260,35s680,10s355,25s710,10s470,15s810,60D3、完全拓扑数据模型第34页/共40页空间实体示意图第35页/共40页空间实体拓扑结构的关系表第36页/共40页4、GBF/DIME 数据模型(US Census Bureau)第37页/共40页DLG(USGS)第38页/共40页思考题1.什么是弧（arc）和结点（node）？任何点都能是结点吗？弧（arc）和多边形线（polyline，由许多直线线段组成的线）的区别是什么？2.拓扑数据模型中的三个基本几何要素是如何用来获取空间拓扑的？3.什么是拓扑数据模型？什么是拓扑三角形？4.拓扑数据模型的优缺点有哪些？5.用给定的拓扑三角形中的拓扑关系，试用拓扑数据模型对一个简单地图进行编码。第39页/共40页