矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)應(yīng)用GeographicInformationSystemApplication目錄CONTENTS實(shí)體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)020304矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概述01矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概述01矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概述矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(vectordatastructure)對矢量數(shù)據(jù)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)的組織。它通過記錄實(shí)體坐標(biāo)及其關(guān)系，盡可能精確地表示點(diǎn)、線、面等地理實(shí)體，坐標(biāo)空間為連續(xù)空間，允許任意位置、長度和面積的精確定義。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概述標(biāo)識(shí)碼屬性空間對象編碼唯一連接幾何和屬性數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫獨(dú)立編碼點(diǎn):(x,y)線:(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn)面:(x1,y1

),(x2,y2

),…,(x1,y1

)點(diǎn)位字典點(diǎn):點(diǎn)號(hào)文件線:點(diǎn)號(hào)串面:點(diǎn)號(hào)串幾何位置矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概述矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)直接以幾何空間坐標(biāo)為基礎(chǔ)記錄采樣點(diǎn)坐標(biāo)通過這種數(shù)據(jù)組織方式，可以得到精美的地圖另外，該結(jié)構(gòu)有著可以對復(fù)雜數(shù)據(jù)以最小的數(shù)據(jù)冗余進(jìn)行存貯數(shù)據(jù)精度高存儲(chǔ)空間小等特點(diǎn)，是一種高效的圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)按其是否明確表示地理實(shí)體間的空間關(guān)系分為實(shí)體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)兩大類實(shí)體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)02實(shí)體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)spaghetti數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也稱原始多邊形A、B、C、D，可以采用兩種結(jié)構(gòu)分別組織指構(gòu)成多邊形邊界的各個(gè)線段，以多邊形為單元進(jìn)行組織按照這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，邊界坐標(biāo)數(shù)據(jù)和多邊形單元實(shí)體一一對應(yīng)，各個(gè)多邊形邊界點(diǎn)都單獨(dú)編碼并記錄坐標(biāo)實(shí)體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第一種結(jié)構(gòu)：表

多邊形數(shù)據(jù)文件實(shí)體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第二種結(jié)構(gòu)：實(shí)體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)123相鄰多邊形的公共邊界要數(shù)字化兩遍，造成數(shù)據(jù)冗余存儲(chǔ)，可能導(dǎo)致輸出的公共邊界出現(xiàn)間隙或重疊缺少多邊形的鄰域信息和圖形的拓?fù)潢P(guān)系島只作為一個(gè)單個(gè)圖形，沒有建立與外界多邊形的聯(lián)系因此，實(shí)體式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只適用于簡單的系統(tǒng)，如計(jì)算機(jī)地圖制圖系統(tǒng)實(shí)體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)多邊形異常拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)03拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)拓?fù)?topology)關(guān)系是一種對空間結(jié)構(gòu)關(guān)系進(jìn)行明確定義的數(shù)學(xué)方法。具有拓?fù)潢P(guān)系的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)沒有固定的格式，還沒有形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但基本原理相同的它們的共同的特點(diǎn)是點(diǎn)是相互獨(dú)立的點(diǎn)連成線線構(gòu)成面每條線始于起始結(jié)點(diǎn)，止于終止結(jié)點(diǎn)，并與左右多邊形相鄰接。拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(topologicaldatastructure)拓?fù)淇臻g數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要有索引式雙重獨(dú)立編碼結(jié)構(gòu)鏈狀雙重獨(dú)立編碼結(jié)構(gòu)等最重要的特征是具有拓?fù)渚庉嫻δ苓@種拓?fù)渚庉嫻δ?，不但能夠?qū)?shù)字化原始數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)差錯(cuò)編輯而且可以自動(dòng)形成封閉的多邊形邊界，為由各個(gè)單獨(dú)存儲(chǔ)的弧段組成的各類多邊形及建立空間數(shù)據(jù)庫奠定基礎(chǔ)拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1索引式結(jié)構(gòu)索引式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)采用樹狀索引以減少數(shù)據(jù)冗余并間接增加鄰域信息，具體方法是對所有邊界點(diǎn)進(jìn)行數(shù)字化，將坐標(biāo)對以順序方式存儲(chǔ)，由點(diǎn)索引與邊界線號(hào)相聯(lián)系，以線索引與各多邊形相聯(lián)系，形成樹狀索引結(jié)構(gòu)。fedgdcbebaDCBA多邊形與線之間索引20212223242513141516171819567137191011121312345abcdefg187點(diǎn)與線之間的樹狀索引拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1索引式結(jié)構(gòu)原始多邊形數(shù)據(jù)1285431817161514131211109720D1925242221623CBAcfgabde點(diǎn)ID坐標(biāo)1x1,y1…………點(diǎn)文件邊ID組成的點(diǎn)IDa1,2,3,4,5…………多邊形ID組成的邊IDAa,b,c…………邊文件多邊形文件拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2雙重獨(dú)立編碼結(jié)構(gòu)雙重獨(dú)立編碼結(jié)構(gòu)最早是由美國人口統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)采用的一種編碼方式，簡稱DIME（DualIndependentMapEncoding）編碼系統(tǒng)它是以城市街道為編碼主體，它的特點(diǎn)是采用了拓?fù)渚幋a結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)最適合于城市信息系統(tǒng)對圖上網(wǎng)狀或面狀要素的任何一條線段，用順序的兩點(diǎn)定義以及相鄰多邊形來予以定義拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2雙重獨(dú)立編碼結(jié)構(gòu)圖多邊形原始數(shù)據(jù)表

雙重獨(dú)立式編碼線文件結(jié)構(gòu)線號(hào)起點(diǎn)終點(diǎn)左多邊形右多邊形a16QAb21QAc32QAd43BAe54CAf65CAg67QCh78QCi89QCj94BCk910QBl103QBm1113ADn1312ADo1211AD拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3鏈狀雙重獨(dú)立編碼結(jié)構(gòu)鏈狀雙重獨(dú)立式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對DIME數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)在DIME中，一條邊只能用直線兩端點(diǎn)的序號(hào)及相鄰的多邊形來表示，而在鏈狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，將若干直線段合為一個(gè)弧段（或鏈段），每個(gè)弧段可以有許多中間點(diǎn)國際著名GIS軟件平臺(tái)開發(fā)商美國ESRI公司的ARCGIS產(chǎn)品中的COVERAGE數(shù)據(jù)模型就是采用鏈狀雙重獨(dú)立編碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3鏈狀雙重獨(dú)立編碼結(jié)構(gòu)點(diǎn)號(hào)坐標(biāo)1（x1，y1）2（x2，y2）…………25（x25，y25）弧段ID起始點(diǎn)終結(jié)點(diǎn)左多邊形右多邊形a51QAb71ABc113QBd137DBe75DAf135QDg2525DC多邊形ID弧段號(hào)屬性Aa,b,e…Bc,d,b…Cg…Df,e,d,-g…弧段ID點(diǎn)號(hào)弧段ID點(diǎn)號(hào)a5,4,3,2,1e7,6,5b7,8,1f13,14,15,16,17,18,19,5c1,9,10,11,12,13g25,20,21,22,23,24,25d13,7原始多邊形數(shù)據(jù)1285431817161514131211109720D1925242221623CBAcfgabde拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3鏈狀雙重獨(dú)立編碼結(jié)構(gòu)多邊形ID弧段號(hào)屬性Aa,b,e…Bc,d,b…Cg…Df,e,d,-g…弧段ID起始點(diǎn)終結(jié)點(diǎn)左多邊形右多邊形a51QAb71ABc113QBd137DBe75DAf135QDg2525DC弧段ID坐標(biāo)串弧段ID坐標(biāo)串a(chǎn)……e……b……f……c……g……d……弧段坐標(biāo)文件弧段拓?fù)湮募噙呅瓮負(fù)湮募级噙呅螖?shù)據(jù)1285431817161514131211109720D1925242221623CBAcfgabde網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)04網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（networkdatastructure）由一組相連的邊和交匯點(diǎn)以及連通性規(guī)則組成，用于表示現(xiàn)實(shí)世界中的網(wǎng)狀線性系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是GIS數(shù)據(jù)建模和空間分析所必須的一種常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)采用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模的常見實(shí)體包括交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、地下管網(wǎng)系統(tǒng)和河網(wǎng)系統(tǒng)等在GIS網(wǎng)絡(luò)建模中，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)是否記錄位置特征可以將其分為幾何網(wǎng)絡(luò)邏輯網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)原始數(shù)據(jù)表

結(jié)點(diǎn)文件結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)幾何1n0(x0,y0)2n1(x1,y1)3n2(x2,y2)4n3(x3,y3)表

邊文件邊結(jié)點(diǎn)幾何1e1(x0,y0)(x1,y1)2e2(x0,y0)(x2,y2)3e3(x0,y0)(x3,y3)表

結(jié)點(diǎn)-邊關(guān)系文件結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)和邊的關(guān)系1n0(n1,e1)(n2,e2)(n3,e3)2n1(n0,e1)3n2(n0,e2)4n3(n0,e2)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以上只是一個(gè)簡單網(wǎng)絡(luò)的