表格模板-第二章 空间数据的表达和管理 精品.ppt

《表格模板-第二章 空间数据的表达和管理 精品.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《表格模板-第二章 空间数据的表达和管理 精品.ppt（74页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、第二章第二章 空间数据的表达和管理空间数据的表达和管理2内容概览内容概览 第一节 空间数据的表达 第二节 空间数据模型 第三节 空间数据管理3内容概览内容概览 第一节第一节 空间数据的表达空间数据的表达2.1.1 2.1.1 空间数据基本特征空间数据基本特征2.1.2 2.1.2 地理实体描述地理实体描述2.1.3 2.1.3 地理实体间的空间关系地理实体间的空间关系 第二节 空间数据模型 第三节 空间数据管理42.1 空间数据的表达空间数据的表达 2.1.1 空间数据基本特征空间特征用以描述事物或现象的地理位置以及空间位置相互关系。一般以坐标数据表现。空间特征数据又可再分为拓扑特征和几何特征

2、（定位特征）。属性特征 非定位数据。用以描述事物或现象的特性。时间特征用以描述事物或现象随时间的变化。56782.1 空间数据的表达空间数据的表达1 1、描述的内容、描述的内容 3 3、数据类型、数据类型4 4、数据结构、数据结构几何数据（空间几何数据（空间数据、图形数据）数据、图形数据） 关系数据关系数据实体实体间的邻接、关联间的邻接、关联包含等相互关系包含等相互关系 属性数据属性数据各种各种属性特征和时间属性特征和时间元数据元数据 矢量、栅格、矢量、栅格、TINTIN（专用于地（专用于地表或特殊造型）表或特殊造型） RDBMSRDBMS属性表属性表- -采用采用MISMIS较成熟较成熟 空

3、间元数据空间元数据位置、形状、尺位置、形状、尺寸寸 、识别码（名称）识别码（名称）实体的角色、功实体的角色、功能、行为、实体能、行为、实体的衍生信息的衍生信息时间时间测量方法、编码测量方法、编码方法、空间参考方法、空间参考系等系等 空间特征：地理空间特征：地理位置和空间关系位置和空间关系属性特征属性特征名称、名称、等级、类别等等级、类别等时间特征时间特征2 2、基本特征、基本特征92.1 空间数据的表达空间数据的表达 2.1.2 地理实体（空间实体）在地理空间世界中，空间对象一般按地形维数进行归类划分，地理现象被抽象为点、线、面、体。抽象后的地理现象称为地理实体（空间实体）。1、点（0维）2、

4、线（1维）3、面（2维）4、体（3维）10点实体有位置，无宽度和长度；有位置，无宽度和长度；抽象的点抽象的点美国佛罗里达洲地震监测站美国佛罗里达洲地震监测站20022002年年9 9月该洲月该洲可能的可能的500500个地震位置个地震位置114 4）角点、节点角点、节点VertexVertex：表示线段和弧段上的连接点。表示线段和弧段上的连接点。 1）实体点实体点：用来代表一个实体：用来代表一个实体。2）注记点注记点：用于定位注记：用于定位注记。3）内点内点：用于负载多边形：用于负载多边形的属性，存在于多边形内。的属性，存在于多边形内。2.1 空间数据的表达空间数据的表达2.1.2 地理实体（

5、空间实体）1、点状实体12线实体有长度，但无宽度和高度有长度，但无宽度和高度用来描述线状实体，通常在网络分析中使用较多用来描述线状实体，通常在网络分析中使用较多度量实体距离度量实体距离城市道路网分布132.1 空间数据的表达空间数据的表达2.1.2 地理实体（空间实体）2、线状实体1）实体长度实体长度：从起点到终点的总长从起点到终点的总长2）弯曲度弯曲度：用于表示像道路拐弯时弯曲的程度。用于表示像道路拐弯时弯曲的程度。3）方向性方向性：如：水流方向，上游如：水流方向，上游下游，下游， 公路，单、双向之分。公路，单、双向之分。线状实体包括：线段，边界、链、线状实体包括：线段，边界、链、弧段、网络

6、等弧段、网络等。14面实体具有长和宽的目标具有长和宽的目标通常用来表示自然或人工的封闭多边形通常用来表示自然或人工的封闭多边形一般分为连续面和不连续面一般分为连续面和不连续面中国土地利用分布图（不连续面）15面状实体有如下特征面状实体有如下特征：1）面积范围）面积范围 2）周长）周长3）独立性或与其它地物相邻）独立性或与其它地物相邻如中国及其周边国家如中国及其周边国家4）内岛屿或锯齿状外形：）内岛屿或锯齿状外形：如岛屿的海岸线封闭所围成的区域。如岛屿的海岸线封闭所围成的区域。5）重叠性与非重叠性：）重叠性与非重叠性： 如学校的分区，菜市场的服务范围等都有如学校的分区，菜市场的服务范围等都有可能

7、出现交叉重叠现象，而一个城市的各可能出现交叉重叠现象，而一个城市的各个城区一般说来不会出现重叠。个城区一般说来不会出现重叠。 是对湖泊、岛屿、地块等一类现象的描述。在数据库中由一封闭曲线加内点来表示。是对湖泊、岛屿、地块等一类现象的描述。在数据库中由一封闭曲线加内点来表示。2.1 空间数据的表达空间数据的表达2.1.2 地理实体（空间实体）3、面状实体16空间对象：体有长、宽、高的目标有长、宽、高的目标通常用来表示人工或自然的三维目标，如建筑、矿通常用来表示人工或自然的三维目标，如建筑、矿体等三维目标体等三维目标 建筑17立体状实体用于描述三维空间中立体状实体用于描述三维空间中的现象与物体，它

8、具有长度、宽的现象与物体，它具有长度、宽度及高度等属性。度及高度等属性。立体状实体一般具有以下一些空立体状实体一般具有以下一些空间特征间特征：1）体积，如工程开控和填充的）体积，如工程开控和填充的土方量。土方量。2）每个二维平面的面积。）每个二维平面的面积。3）周长）周长4）厚度）厚度5）高度）高度 2.1 空间数据的表达空间数据的表达2.1.2 地理实体（空间实体）4、体状实体1819抽象成地理实体的空间现象抽象成地理实体的空间现象维度维度 空间空间实体实体地理现象地理现象0 0点城镇、居民地、交通枢纽、车站、码头、工城镇、居民地、交通枢纽、车站、码头、工厂、学校、医院、商场、写字楼、机关、

9、火厂、学校、医院、商场、写字楼、机关、火山口、山峰、景点、基地等山口、山峰、景点、基地等1 1线河流、海岸、铁路、公路、地下管网、行政河流、海岸、铁路、公路、地下管网、行政边界等边界等2 2面土壤、耕地、森林、草原、沙漠、行政区域、土壤、耕地、森林、草原、沙漠、行政区域、绿地、操场等绿地、操场等3 3体云、水体、矿体、高层建筑等云、水体、矿体、高层建筑等202.1 空间数据的表达空间数据的表达 2.1.2 地理实体（空间实体）5、实体类型组合现实世界的各种现象比较复杂，往往由不同的空间单元组合而成例如根据某些空间单元或几种空间单元的组合将空间问题表达出来，复杂实体由简单实体组合表达。点、线、面

10、两两之间组合表达复杂的空间问题：如：线面 、面面212.1 空间数据的表达空间数据的表达 2.1.2 地理实体（空间实体）5、实体类型组合（1）线面组合1、区域包含线：计算区域内线的密度，某省的、区域包含线：计算区域内线的密度，某省的水系分布情况。水系分布情况。2、线通过区域：公路上否通过某县。、线通过区域：公路上否通过某县。3、线环绕区域：区域边界，搜索左右区域名称，、线环绕区域：区域边界，搜索左右区域名称，中国与哪些国家接壤。中国与哪些国家接壤。4、线与区域分离：距离。、线与区域分离：距离。222.1 空间数据的表达空间数据的表达 2.1.2 地理实体（空间实体）5、实体类型组合（2）面面

11、组合 1、包含：岛、包含：岛,某省的湖泊分某省的湖泊分布。布。 2、 相交：重叠，学校服务相交：重叠，学校服务范围与菜场服务范围重叠范围与菜场服务范围重叠区。区。 3、 相邻：计算相邻边界性相邻：计算相邻边界性质和长度，公共连接边界。质和长度，公共连接边界。 4、分离：计算距离。、分离：计算距离。 学校学校菜场菜场232.1 空间数据的表达空间数据的表达 2.1.3 地理实体间的空间关系在研究两个以上的空间实体时，空间关系是其中重要的研究内容。空间关系空间关系是地理实体之间由实体的几何特性（位置、形状）所决定的关系。地理实体间的空间关系实际是研究实体间的拓拓扑关系扑关系。242.1 空间数据的

12、表达空间数据的表达 2.1.3 地理实体间的空间关系1、拓扑关系的定义TopologyTopology一词来自希腊文，它的原意是一词来自希腊文，它的原意是“形状的研究形状的研究”。拓扑学是。拓扑学是几何学的一个分支，几何学的一个分支，它研究在拓扑变换下能保持不变的几何属性它研究在拓扑变换下能保持不变的几何属性拓扑属性拓扑属性。地理实体不仅具有空间位置、形状、大小等空间特征，而且不同实地理实体不仅具有空间位置、形状、大小等空间特征，而且不同实体间还存在体间还存在邻接、关联、包含邻接、关联、包含等空间相互关系特征，由于描述这种等空间相互关系特征，由于描述这种关系时不需要考虑空间坐标和距离因素，所以

13、又称为拓扑关系。关系时不需要考虑空间坐标和距离因素，所以又称为拓扑关系。是明确定义空间关系的一种数学方法。在是明确定义空间关系的一种数学方法。在GISGIS中，用来描述并确定中，用来描述并确定空间的点线面之间的关系及属性，并可实现相关的查询和检索。空间的点线面之间的关系及属性，并可实现相关的查询和检索。252.1 空间数据的表达空间数据的表达 2.1.3 地理实体间的空间关系2、对拓扑关系的理解指图形保持连续状态指图形保持连续状态下变形，但图形关系下变形，但图形关系不变的性质。不变的性质。将橡皮任意拉伸，压将橡皮任意拉伸，压缩，但不能扭转或折缩，但不能扭转或折叠。叠。262.1 空间数据的表达

14、空间数据的表达 2.1.3 地理实体间的空间关系2、对拓扑关系的理解我们可以设想一块高质量的橡皮，可被我们可以设想一块高质量的橡皮，可被任意拉伸压缩，但不能扭转折叠。表面任意拉伸压缩，但不能扭转折叠。表面上有由结点、弧、环和区域组成的图形。上有由结点、弧、环和区域组成的图形。若对该橡皮进行任意拉伸、压缩，但不若对该橡皮进行任意拉伸、压缩，但不扭转和折叠，则在橡皮形状的这些变换扭转和折叠，则在橡皮形状的这些变换中，图形的一些属性将得到保留，有些中，图形的一些属性将得到保留，有些属性将消失。属性将消失。 拓扑变换拓扑变换（橡皮变换（橡皮变换）272.1 空间数据的表达空间数据的表达两点之间的距离两

15、点之间的距离一个点指向另一个点的方向一个点指向另一个点的方向弧段的长度弧段的长度一个区域的周长一个区域的周长一个区域的面积一个区域的面积一个点在一个弧段的端点一个点在一个弧段的端点一个弧段是一个简单的弧段一个弧段是一个简单的弧段（自身不相交自身不相交）一个点在一个区域的边界上一个点在一个区域的边界上一个点在一个区域的内部一个点在一个区域的内部一个点在一个区域的外部一个点在一个区域的外部一个面是一个简单的面（一个面是一个简单的面（无岛无岛）一个面的连通性（一个面的连通性（面内任两点从一面内任两点从一点可在面的内部走向另一点点可在面的内部走向另一点）非拓扑属性非拓扑属性拓扑属性拓扑属性 拓扑变换拓

16、扑变换 （橡皮变换）（橡皮变换）3 3、拓扑属性和非拓扑属性、拓扑属性和非拓扑属性282.1 空间数据的表达空间数据的表达 2.1.3 地理实体间的空间关系4、拓扑元素点：孤立点、线的端点、面的首尾点、链的连接点：孤立点、线的端点、面的首尾点、链的连接点线线：两结点之间的有序弧段，包括链、弧段和线段：两结点之间的有序弧段，包括链、弧段和线段面面：若干弧段组成的多边形：若干弧段组成的多边形29起点终点中间点弧段1弧段3弧段2弧段4点:面:弧:拓扑元素拓扑元素302.1 空间数据的表达空间数据的表达 2.1.3 地理实体间的空间关系5、拓扑关系分类拓扑邻接：拓扑邻接： 同类同类元素之间的拓扑关系。元素之间的拓扑关系。拓扑关联拓扑关联： 不同类不同类元素之间的拓扑关系。元素之间的拓扑关系。拓扑包含：拓扑包含： 同类不同级同类不同级元素之间的拓扑关系。元素之间的拓扑关系。31N11256473P1P3P2P4N4N3N5N2拓扑邻接：拓扑邻接：N N1 1/ /N N2 2 , ,N N1 1/ /N N3 3 , ,N N1 1/ /N N4 4 ; ;P P1 1/ /P P3 3 ; ;