1、3、面實(shí)體,多邊形(有時(shí)稱(chēng)為區(qū)域)數(shù)據(jù)是描述地理空間信息的最重要的一類(lèi)數(shù)據(jù)。 在區(qū)域?qū)嶓w中，具有名稱(chēng)屬性和分類(lèi)屬性的，多用多邊形表示，如行政區(qū)、土地類(lèi)型、植被分布等；具有標(biāo)量屬性的有時(shí)也用等值線描述(如地形、降雨量等)。,二、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編碼的方法,實(shí)體式 索引式 雙重獨(dú)立式 鏈狀雙重獨(dú)立式,1、實(shí)體式,實(shí)體式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指構(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(duì)應(yīng)，各個(gè)多邊形邊界都單獨(dú)編碼和數(shù)字化。,多邊形原始數(shù)據(jù),多邊形數(shù)據(jù)文件,數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu),這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有編碼容易、數(shù)字化操作簡(jiǎn)單和數(shù)據(jù)編排直觀等優(yōu)點(diǎn)。但這種方法也有以下明顯

2、缺點(diǎn)： (1)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； (2)缺少多邊形的鄰域信息和圖形的拓?fù)潢P(guān)系； (3)島只作為一個(gè)單個(gè)圖形，沒(méi)有建立與外界多邊形的聯(lián)系。 因此，實(shí)體式編碼只用在簡(jiǎn)單的系統(tǒng)中。,2.索引式,索引式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)采用樹(shù)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(duì)所有邊界點(diǎn)進(jìn)行數(shù)字化，將坐標(biāo)對(duì)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(shù)狀索引結(jié)構(gòu)。,線與多邊形之間的樹(shù)狀索引,點(diǎn)與線之間的樹(shù)狀索引,畫(huà)出下圖的樹(shù)狀索引數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。,3、雙重獨(dú)立式,這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最早是由美國(guó)人口統(tǒng)計(jì)局研制來(lái)進(jìn)行人口普查分析

3、和制圖的，簡(jiǎn)稱(chēng)為DIME(Dual lndependent Map Encoding)系統(tǒng)或雙重獨(dú)立式的地圖編碼法。它以城市街道為編碼的主體。其特點(diǎn)是采用了拓?fù)渚幋a結(jié)構(gòu)。 雙重獨(dú)立式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對(duì)圖上網(wǎng)狀或面狀要素的任何一條線段，用其兩端的節(jié)點(diǎn)及相鄰面域來(lái)予以定義。,多邊形原始數(shù)據(jù),雙重獨(dú)立式（DIME）編碼,拓?fù)潢P(guān)系,在地圖上僅用距離和方向參數(shù)描述圖上目標(biāo)之間的關(guān)系是不圓滿的。 因?yàn)閳D上兩點(diǎn)間的距離或方向（在實(shí)地上是一定的）會(huì)隨地圖投影不同而發(fā)生變化。因此僅用距離和方向參數(shù)還不可能確切地表示它們之間的空間關(guān)系。 拓?fù)鋵W(xué)是研究圖形在保持連續(xù)狀態(tài)下變形時(shí)的那些不變的性質(zhì)，也稱(chēng)“橡皮板幾何學(xué)”。 在

4、拓?fù)淇臻g中對(duì)距離或方向參數(shù)不予考慮。拓?fù)潢P(guān)系是指網(wǎng)結(jié)構(gòu)元素結(jié)點(diǎn)、弧段、面域之間的空間關(guān)系。,拓?fù)溧徑?拓?fù)潢P(guān)聯(lián),拓?fù)浒?自動(dòng)生成的多邊形A的線及結(jié)點(diǎn),寫(xiě)出下圖的雙重獨(dú)立式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)文件。,4、鏈狀雙重獨(dú)立式,鏈狀雙重獨(dú)立式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是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)及相鄰的面域來(lái)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)。 主要有四個(gè)文件:多邊形文件，弧段文件，弧段坐標(biāo)文件，結(jié)點(diǎn)文件。,多邊形原始數(shù)據(jù),多邊形文件,弧段文件,弧段坐標(biāo)文件,結(jié)點(diǎn)文件,點(diǎn)是相互獨(dú)立的，點(diǎn)連成，線構(gòu)成面； 每條線始于起始結(jié)點(diǎn)（FN），止于

5、終止結(jié)點(diǎn)（TN），并與左右多邊形（LP和RP）相鄰接； 構(gòu)成多邊形的線又稱(chēng)弧段或鏈段，兩條以上的弧段相交的點(diǎn)稱(chēng)為結(jié)點(diǎn)，由一條弧段組成的多邊形稱(chēng)為島，多邊形圖中，不含島的多邊形稱(chēng)為簡(jiǎn)單多邊形，表示單連通區(qū)域，含島的多邊形稱(chēng)為復(fù)合多邊形，表示復(fù)連通區(qū)域 ； 在復(fù)連通區(qū)域中，包含有外邊界和內(nèi)邊界，島區(qū)多邊形看作是復(fù)連通區(qū)域的內(nèi)邊界。,特點(diǎn)：,在拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，弧段或鏈段是數(shù)據(jù)組織的基本對(duì)象。 弧段文件由弧段記錄組成，包括每個(gè)結(jié)點(diǎn)的結(jié)點(diǎn)號(hào)、結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)及與該結(jié)點(diǎn)連接的弧段標(biāo)識(shí)碼等。 多邊形文件有多邊形記錄組成，包括多邊形標(biāo)識(shí)碼、組成該多邊形的弧段標(biāo)識(shí)碼以及相關(guān)屬性等。,寫(xiě)出下圖的鏈狀雙重獨(dú)立式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)文件

6、。,兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的比較與選擇,數(shù)據(jù)大小 矢量數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量小, 柵格數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 矢量數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 柵格數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 位置精度 矢量數(shù)據(jù)空間位置精度高, 柵格數(shù)據(jù)空間位置精度低。,拓?fù)潢P(guān)系 矢量數(shù)據(jù)用網(wǎng)絡(luò)連接法能完整描述拓?fù)潢P(guān)系, 柵格數(shù)據(jù)難于建立網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系。 數(shù)據(jù)獲取 矢量數(shù)據(jù)獲取數(shù)據(jù)慢, 柵格數(shù)據(jù)快速獲取大量數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)輸出 矢量數(shù)據(jù)輸出簡(jiǎn)單容易，繪圖細(xì)膩、精確、美觀, 柵格數(shù)據(jù)輸出速度快， 但繪圖粗糙、不美觀。,輸出設(shè)備 矢量數(shù)據(jù)只能在矢量式數(shù)據(jù)繪圖機(jī)上輸出, 柵格數(shù)據(jù)只能在柵格數(shù)據(jù)繪圖機(jī)上輸出。 數(shù)據(jù)計(jì)算 矢量數(shù)據(jù)計(jì)算多邊形周長(zhǎng)、面積、總和、平均值不如柵格

7、數(shù)據(jù)效果好, 柵 格數(shù)據(jù)計(jì)算多邊形周長(zhǎng)、面積、總和、平均值更有效。 數(shù)學(xué)模擬 矢量數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)模擬困難, 柵格數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)模擬方便。,疊合分析 矢量數(shù)據(jù)多種地圖疊合分析困難, 柵格數(shù)據(jù)多種地圖疊合分析方便。 圖像處理 矢量數(shù)據(jù)不能直接處理數(shù)字圖像信息, 柵格數(shù)據(jù)能直接處理遙感數(shù)字圖像信息。 空間分析 矢量數(shù)據(jù)空間分析不容易實(shí)現(xiàn), 柵格數(shù)據(jù)空間分析易于進(jìn)行。,柵格、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)比較,矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇,矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是人們最熟悉的圖形表達(dá)形式，對(duì)于線劃地圖來(lái)說(shuō)，用矢量數(shù)據(jù)來(lái)記錄往往比用柵格數(shù)據(jù)節(jié)省存貯空間。 相互連接的線網(wǎng)絡(luò)或多邊形網(wǎng)絡(luò)則只有矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模式才能做到，因此矢量結(jié)構(gòu)更有利于

8、網(wǎng)絡(luò)分析（交通網(wǎng)，供、排水網(wǎng)，煤氣管道，電纜等）和制圖應(yīng)用。,矢量數(shù)據(jù)表示的數(shù)據(jù)精度高，并易于附加上對(duì)制圖物體的屬性所作的分門(mén)別類(lèi)的描述。 矢量數(shù)據(jù)只能在矢量式數(shù)據(jù)繪圖機(jī)上輸出。 目前解析幾何被頻繁地應(yīng)用于矢量數(shù)據(jù)的處理中，對(duì)于一些直接與點(diǎn)位有關(guān)的處理以及有現(xiàn)成數(shù)學(xué)公式可循的針對(duì)個(gè)別符號(hào)的操作計(jì)算，用矢量數(shù)據(jù)有其獨(dú)到的便利之處。 矢量數(shù)據(jù)便于產(chǎn)生各個(gè)獨(dú)立的制圖物體，并便于存貯各圖形元素間的關(guān)系信息。,柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一種影像數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，適用于遙感圖像的處理。它與制圖物體的空間分布特征有著簡(jiǎn)單、直觀而嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)于制圖物體空間位置的可探性強(qiáng)，并為應(yīng)用機(jī)器視覺(jué)提供了可能性，對(duì)于探測(cè)物體之間的位置

9、關(guān)系,柵格數(shù)據(jù)最為便捷。 多邊形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法中常常采用柵格選擇方案，而且在許多情況下，柵格方案還更有效。例如，多邊形周長(zhǎng)、面積、總和、平均值的計(jì)算、從一點(diǎn)出發(fā)的半徑等在柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中都減化為簡(jiǎn)單的計(jì)數(shù)操作。,因?yàn)闁鸥褡鴺?biāo)是規(guī)則的，刪除和提取數(shù)據(jù)都可按位置確定窗口來(lái)實(shí)現(xiàn)，比矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方便得多。 最近以矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的柵格算法表明存在著一種比以前想象中更為有效的方法去解決某些柵格結(jié)構(gòu)曾經(jīng)存在的問(wèn)題。例如，柵格結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量過(guò)大的問(wèn)題可用壓縮方法使其減少。,柵格結(jié)構(gòu)和矢量結(jié)構(gòu)都有一定的局限性。 一般來(lái)說(shuō),大范圍小比例的自然資源、環(huán)境、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)等區(qū)域問(wèn)題的研究,城市總體規(guī)劃階段的戰(zhàn)略性布局研究等,使用柵格模型比較合適。 城市分區(qū)或詳細(xì)規(guī)劃、土地管理、公用事業(yè)管理等方面的應(yīng)用，矢量模型比較合適。 把兩種模型混合起來(lái)使用，在同一屏幕上同時(shí)顯示兩種方式的地圖。,目前GIS的開(kāi)發(fā)者和使用者都積極研究這兩類(lèi)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的相互轉(zhuǎn)換技術(shù)，而且已開(kāi)發(fā)出柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相互轉(zhuǎn)換的軟件。