第八讲 几种常见的空间数据模型.ppt
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1、地理信息系统原理邬国锋武汉大学资源与环境科学学院第八讲几种常见的空间数据模型 1.ArcView数据模型2.ARC/INFO数据模型ArcView数据模型q ArcView采用一种混合数据模型定义和管理地理数据,空间数据采用无拓扑关系的矢量数据,属性数据采用关系数据库表示。q q Layer Layerq 一个Layer只能表示一种几何类型的空间目标。对于矢量层由三个文件组成shp文件,shx文件,dbf文件,sbn、sbx文件和ain、aih文件。Shp文件存储无拓扑关系的几何数据,shx包含几何数据索引,dbf文件存储属性数据,sbn、sbx文件包含空间索引,ain、aih文件包含属性索引
2、。ArcView数据模型Theme(Layer)Theme(Layer)ProjectProjectARC/INFO数据模型q ARC/INFO是ESRI开发的GIS软件q ARC/INFO采用一种混合数据模型定义和管理地理数据q 在ARC/INFO中,“ARC”是指用于定义地物空间位置和关系的拓扑数据结构,“INFO”是指用于定义地物属性的表格数据(关系数据)结构q 支持空间目标的矢量表示和栅格表示;位置数据用矢量和栅格数据表示;属性数据存储在一组数据库表格中;通过空间和属性数据的连接实现对空间数据的查询、分析和制图输出。ARC/INFO数据模型qq ARC/INFOARC/INFO的数据模
3、型支持六种重要的数据结构的数据模型支持六种重要的数据结构 CoverageCoveragell 矢量数据表示的主要形式矢量数据表示的主要形式 GRIDGRIDl l 栅格数据表示的主要形式 栅格数据表示的主要形式 TINTINll 适合于表达连续表面适合于表达连续表面 属性表属性表 影像影像 l l 用作地理特征的描述性数据 用作地理特征的描述性数据 CAD CAD图 图像 像 l l 用作地理特征的描述性数据 用作地理特征的描述性数据ARC/INFO数据模型q ARC/INFO的数据空间特征 ArcInfo的主要基本空间特征l 点 定义为空间的一套XY或XYZ坐标;l 线l 定义为一系列有顺
4、序的空间点;l 面 由一组或多组线围成的多边形;l 注记ARC/INFO数据模型q ARC/INFO的数据空间特征 ArcInfo的高级空间特征 l 区划(Region)定义为一组相互不重叠的多边形,用于描述具有相同属性单元的不连续多边形。如行政区划上的群岛、地籍上的飞地。l 事件(Event)定义为基于基本线特征基础上离起点或终点一定距离的一点。如要找高速公路上200公里处的事故点不需直接求出这一点的坐标,同时对线路或事件点修改不会造成不一致问题。l 路径(Route)定义为基于基本线特征基础上的路由。如在道路网上划分出的公共汽车线路,不同的公共汽车线路公用部分道路时不用重复输入线特征。路径
5、的起点或终点可不与线特征起始点或终点重合,可定义为线路上离起点或终点一定距离的点,这样就不用断开线特征。ARC/INFO数据模型qq 地理相关模型(地理相关模型(GeoRelationalGeoRelational model,Coverage model,Coverage)vv 在在Arc/Info 7.XArc/Info 7.X及更早期的版本中使用及更早期的版本中使用;vv 强调的是空间要素的拓扑关系。强调的是空间要素的拓扑关系。要关心点、线和多边形这些几何类型,几何与拓扑储存要关心点、线和多边形这些几何类型,几何与拓扑储存在二进制文件中,而与之相关的属性数据位于关系数据库在二进制文件中,
6、而与之相关的属性数据位于关系数据库(DBMSDBMS)中。中。qq 地理数据地理数据库库(GeoDatabaseGeoDatabase)v v GeoDatabase GeoDatabase是 是ArcInfo8 ArcInfo8之后引入的一个 之后引入的一个全新全新全新的空间数据模 的空间数据模型 型v v 是建立在 是建立在DBMS DBMS之上的 之上的统一的统一的统一的、智能化智能化智能化的空间数据库。的空间数据库。ARC/INFO数据模型地理相关模型(地理相关模型(CoverageCoverage)q q 描述描述l ARC/INFO7.X以前版本以Coverage作为矢量数据的基本
7、存储单元。一个Coverage存储指定区域内地理要素的位置、拓扑关系及其专题属性。每个Coverage一般只描述一种类型的地理要素(一个专题Theme)。位置信息用X,Y表示,相互关系用拓扑结构表示,属性信息用二维关系表存储。RDBMS几何空间数据存储子系统GISID IDARC/INFO数据模型地理相关模型(地理相关模型(CoverageCoverage)q q 数据组织数据组织 标示点 标示点 位置数据:Cover#,Cover_ID,和X,Y,存储在LAB文件中。属性数据:存储在PAT文件中,包含四个基本的数据项,Area,Perimeter,cover#和Cover-ID。结点 结点
8、位置数据:不明显地存储,而是作为弧段的起始结点和终止结点存储在ARC文件中。Cover#,Cover_ID。属性数据:存储在结点属性表NAT中,它包含3个标准数据项。ARC#,Cover#,Cover_ID。q q 数据组织 数据组织 弧段 弧段 位置数据:Cover#,Cover-ID,FNODE#,TNODE#,LPOLY#,RPOLY#,坐标串,存储在ARC文件中。属性数据:存储在结点属性表AAT中,它包含7个标准数据项。Cover#,Cover-ID,FNODE#,TNODE#,LPOLY#,RPOLY#,LENGTH。多边形 多边形 位置数据:由一组弧段和位于多边形内的一个标示点来定
9、义。它不直接存储坐标信息,坐标信息存储在ARC文件和LAB文件中。Cover#,Cover_ID,Lab#,Arc#1Arc#n。属性数据:存储在结点属性表AAT中,它包含7个标准数据项。Cover#,Cover_ID,FNODE#,TNODE#,LPOLY#,RPOLY#,LENGTH。ARC/INFO数据模型地理相关模型(地理相关模型(CoverageCoverage)q q 数据组织数据组织 控制点 控制点 存储于tic文件中。覆盖范围 覆盖范围 存储于bnd文件中。ARC/INFO数据模型地理相关模型(地理相关模型(CoverageCoverage)q q Coverage的优点 空间
10、数据与属性数据关联 空间数据与属性数据关联 空间数据放在建立了索引的二进制文件中,属性数据则放在DBMS表(TABLES)里面,二者以公共的标识编码关连。矢量数据间的拓扑关系得以保存 矢量数据间的拓扑关系得以保存 由此拓扑关系信息,我们可以得知多边形是哪些弧段(线)组成、弧段(线)由哪些点组成、两条弧段(线)是否相连以及一条弧段(线)的左或右多边形是谁?这就是通常所说的“平面拓扑”。ARC/INFO数据模型地理相关模型(地理相关模型(CoverageCoverage)q q 新技术条件下 新技术条件下Coverage的缺陷q q Coverage Coverage模型可取的方面,有的已经可以不
11、再继续作为强 模型可取的方面,有的已经可以不再继续作为强调的因素;调的因素;q 拓扑关系的建立可以由面向对象技术解决(记录在对象中)q 硬件的发展,不再将存储空间的节省与否作为考虑问题的重心q 计算机运算能力的提高,已经可以实时地通过计算直接获得分析结果。空间数据不能很好地与其行为相对应;空间数据不能很好地与其行为相对应;以文件方式保存空间数据,而将属性数据放在另外的 以文件方式保存空间数据,而将属性数据放在另外的DBMS DBMS系统中。这种方式对于日益趋向企业级和社会级的 系统中。这种方式对于日益趋向企业级和社会级的GIS GIS应用 应用而言,已很难适应(如海量数据、并发等)而言,已很难
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