空間數(shù)據(jù)組織教學設計第1頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二

主要內(nèi)容：空間數(shù)據(jù)模型矢量數(shù)據(jù)模型柵格數(shù)據(jù)模型地形模型第2頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二農(nóng)田施肥效果如何?土壤肥力作物類型地形因素考慮因素第3頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二土壤肥力分布

作物類型分布

區(qū)域地形圖道路河流lake道路水稻田

湖泊

大豆地玉米地第4頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二物理模型空間數(shù)據(jù)庫邏輯數(shù)據(jù)模型內(nèi)部存儲概念世界數(shù)據(jù)世界真實世界空間事物或現(xiàn)象簡化、抽象概念模型空間實體抽象三個層次數(shù)據(jù)表達第5頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二一、空間數(shù)據(jù)模型的定義建立在對地理空間現(xiàn)象簡化和抽象的基礎上，用計算機能夠識別和處理的數(shù)據(jù)形式來定義和描述地理現(xiàn)象及其關系而形成的數(shù)據(jù)邏輯組織方式，是對現(xiàn)實世界的抽象表達。第6頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二概念模型場模型要素模型地理對象空間不連續(xù)空間連續(xù)表達層次分布特征邏輯模型矢量模型柵格模型地形模型第7頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二二、

矢量數(shù)據(jù)模型利用歐幾里得幾何學中的點、線、面及其組合體來表示地理空間實體和空間關系的數(shù)據(jù)組織方式。2.1

概念第8頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二植被類型圖林地234道路河流lake道路水稻田大豆地

湖泊玉米地塔點實體線實體面實體第9頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二2.2

矢量數(shù)據(jù)結構----點實體類型標識號位置坐標類型高度點8x1,y1塔30編碼內(nèi)容：實體類型、標識碼、坐標、屬性等第10頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二2.3

矢量數(shù)據(jù)結構----線編碼內(nèi)容：標識碼、起始點、終止點、坐標、屬性實體類型標識號起始點終止點坐標類型長度線11nx1,y1;x2,y2;…;xn,yn河流25線41mx1,y1;x2,y2;…;xn,yn道路38第11頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二2.4

矢量數(shù)據(jù)結構----多邊形多邊形線點第12頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二多邊形數(shù)據(jù)項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)，(x12，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)實體數(shù)據(jù)結構第13頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二實體數(shù)據(jù)結構的特點缺點：

1)每個多邊形有各自的坐標數(shù)據(jù)，無拓撲關聯(lián);

2)共公邊界數(shù)字化兩次，產(chǎn)生數(shù)據(jù)冗余；

優(yōu)點：數(shù)據(jù)編排直觀、編碼容易、數(shù)字化操作簡單；第14頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二弧段起點終點左多邊形右多邊形弧段起點終點左多邊形右多邊形a510Af1516DBb85EAg1150Bc168EBh81ABd1950Ei1619DEe15190Dj3131BC多邊形號弧段號周長面積中心點坐標Ah，b，aBg，f，c，h，jCjDe，i，fEe，i，d，b多邊形文件弧段文件拓撲數(shù)據(jù)結構弧段號弧段3131BC第15頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二點號坐標點號坐標1(x1，y1)14(x14，y14)2(x2，y2)15(x15，y15)……………………12(x12，y12)24(x24，y24)13(x13，y13)25(x25，y25)弧段號點號弧段號點號a5，4，3，2，1f15，16b8，7，6，5g1，10，11，12，13，14，15c16，17，18h8，9，1d19，18，5i16，19e15，23，22，20，19j31，30，29，28，27，26，25，24，31點文件弧段點文件拓撲數(shù)據(jù)結構第16頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二1）數(shù)據(jù)結構緊湊，冗余度低2）拓撲關系明確，便于空間分析和查詢編輯拓撲矢量數(shù)據(jù)特點：1）數(shù)據(jù)結構復雜2）數(shù)據(jù)操作效率低缺點：優(yōu)點：第17頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二三、柵格數(shù)據(jù)模型以柵格單元的方式表達地理空間實體及關系的數(shù)據(jù)組織方式。3.1概念柵格表示形式10020040030060050070090080010001002003004005006007008009001000ERRRPRHRRRRRREEEEPPPPPLPFRPPPPPPRFRPPPPFRPPPPPPFFRPPFFFFFGLFHFFGLFFFFFFWGFRFFFFFGGGFRRFFFFFFFGFGRGFFFFFGFGGRPPPPRRPFGLGGFRF第18頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二3.2柵格數(shù)據(jù)結構建立3.2.1柵格單元大小確定LS為研究區(qū)最小圖斑面積第19頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二3.2.2柵格單元值確定

？

面積占優(yōu)法中心點法重要性法百分比法第20頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二ERRRPRHRRRRRREEEEPPPPP0666666666655666644444545333333333330333330233222222222222222122111111111111111111111166554333023363土壤肥力分布土壤肥力柵格表達3.2柵格數(shù)據(jù)編碼方法完全柵格編碼第21頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二3.2柵格數(shù)據(jù)編碼方法（壓縮）4）四叉樹編碼1）塊碼2）游程編碼3）鏈狀編碼第22頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二64碼38碼游程編碼第23頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二1）數(shù)據(jù)結構簡單，屬性明顯2）空間疊加與運算易于實現(xiàn)3.3柵格數(shù)據(jù)特點優(yōu)點：缺點：1）數(shù)據(jù)存儲量大，冗余度高2）數(shù)據(jù)精度受柵格單元大小影響第24頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二四、地形模型地形模型概念地形模型建立地形模型數(shù)據(jù)結構第25頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二4.1地形模型概念通過有限離散分布的含有位置和高程信息的點、線數(shù)據(jù)，利用數(shù)學函數(shù)實現(xiàn)對地形曲面的數(shù)字化模擬。用二維空間上連續(xù)函數(shù)表示為：

z=f(x,y)第26頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二4.1地形模型概念z=a0+a1x+a2yz=a0+a1x+a2y+a3xy+a4x2+a5y2常用函數(shù)為：第27頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二4.1地形模型概念TIN表面地表要素基于三角網(wǎng)絡地形模型：將離散分布的系列高程點生成相互鄰接的不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）來逼近地形表面。第28頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二4.1地形模型概念選用三角網(wǎng)絡構建地形曲面模型的優(yōu)勢主要在于三角形圖形：基于三角網(wǎng)方法越來越受到重視?；緢D形單元適合于所有的數(shù)據(jù)結構三角形大小可變模擬精度高數(shù)據(jù)容余小第29頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二4.2基于三角網(wǎng)地形模型構建三角網(wǎng)構建的三個基本條件：1）唯一性2）保證最臨近的點連成三角形3）三角形每個角度力求最大?；诳請A法則即每個三角形的外接圓內(nèi)不包含其它點的狄洛尼三角網(wǎng)成為構建地形模型的主要方法。第30頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二N1N2N8N7N3N4N6N5T1T2

T3T4

T5T6

T7T8

4.3三角網(wǎng)地形模型的數(shù)據(jù)結構第31頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二

點文件三角形文件點號坐標點三角形號頂點鄰接三角形

N1X1Y1Z1T1N1N5N6T2T5/

N2X2Y2Z1T2N1N4N3T1T3T6

N3X3Y3Z1T3N1N2N4/

T4T2

N4X4Y4Z4T4N2N3N4T3/

T8

N5X5Y5Z5T5N8N5N6T1/

T6

N6X6Y6Z6T6

N4N