长沙理工大学：《地理信息系统》空间数据组织、空间数据管理

备八空间数据组织 空问数据管理

空间数据组织 空间数据管理

口空间数据结构 ●矢量数据结构 空间数据组织与管理 ●栅格数据结构 口矢量、栅格结构对比 口空间数据库特点 口传统数据库模型及特点 ●层次数据模型 ●网络数据模型 关系数据模型 口现行空间数据库管理方案 ●混合数据管理模式 ●扩展数据管理模式 ●统一数据管理模式

❑空间数据结构 ⚫ 矢量数据结构 ⚫ 栅格数据结构 ❑矢量、栅格结构对比 ❑空间数据库特点 ❑传统数据库模型及特点 ⚫ 层次数据模型 ⚫ 网络数据模型 ⚫ 关系数据模型 ❑现行空间数据库管理方案 ⚫ 混合数据管理模式 ⚫ 扩展数据管理模式 ⚫ 统一数据管理模式 空间数据组织与管理

口定义 矢量数据结构 口矢量数据结构通过记录空间对象的坐标及空间关系来 表达空间对象的位置 点:空间的一个坐标点 口线:多个点组成的弧段; 口面:多个弧段组成的封闭多边形; 口获取方法 口定位设备(全站仪、GPS、常规测量等) 地图数字化 间接获取 栅格数据转换 空间分析(叠置、缓冲等操作产生的新的矢量数据) 口矢量数据表达考虑内容 口矢量数据自身的存储和管理 口几何数据和属性数据的联系 口空间对象的空间关系(拓扑关系) 矢量数据表达 口简单数据结构 拓扑数据结构 属性数据组织

 定义： ❑ 矢量数据结构通过记录空间对象的坐标及空间关系来 表达空间对象的位置。 ❑ 点：空间的一个坐标点； ❑ 线：多个点组成的弧段； ❑ 面：多个弧段组成的封闭多边形；  获取方法 ❑ 定位设备（全站仪、GPS、常规测量等） ❑ 地图数字化 ❑ 间接获取 ⚫ 栅格数据转换 ⚫ 空间分析（叠置、缓冲等操作产生的新的矢量数据）  矢量数据表达考虑内容 ❑ 矢量数据自身的存储和管理 ❑ 几何数据和属性数据的联系 ❑ 空间对象的空间关系（拓扑关系）  矢量数据表达 ❑ 简单数据结构 ❑ 拓扑数据结构 ❑ 属性数据组织 矢量数据结构

会失量数据表达一简单数据结构 □只记录空间对象的位置坐标和属性信息,不 记录拓扑关系。又称面条结构 □存储: 据结构⌒续 口独立存储:空间对象位置直接跟随空间对象; 口点位字典:点坐标独立存储,线、面由点号组成 □特征 无拓扑关系,主要用于显示、输出及一般查询 公共边重复存储,存在数据冗余,难以保证数据独立性 和一致性 ●多边形分解和合并不易进行,邻域处理较复杂 ●处理嵌套多边形比较麻烦 适用范围 制图及一般查询,不适合复杂的空间分析

矢量数据表达—简单数据结构 只记录空间对象的位置坐标和属性信息，不 记录拓扑关系。又称面条结构。 存储： ❑ 独立存储：空间对象位置直接跟随空间对象； ❑ 点位字典：点坐标独立存储，线、面由点号组成 特征 ⚫ 无拓扑关系，主要用于显示、输出及一般查询 ⚫ 公共边重复存储，存在数据冗余，难以保证数据独立性 和一致性 ⚫ 多边形分解和合并不易进行，邻域处理较复杂； ⚫ 处理嵌套多边形比较麻烦  适用范围： 制图及一般查询，不适合复杂的空间分析 矢 量 数 据 结 构 （ 续 ）

矢量数据结构⌒续 点:(xy) 数据库)独立编码一线(x,y),(3,y)…(xy) 面:(x1,y) ,y2),…,(x1,y1) 标识码属性码存储方法 点:点号文件 点号XY 点位字典线:点号串 23344 面:点号串 空间对象编码 5566 唯 连接几何和属性数据

标识码 属性码 空间对象编码 唯一 连接几何和属性数据 数据库 独立编码 点: ( x ,y ) 线: ( x1 , y1 ) , (x2 , y2 ) , … , ( xn , yn ) 面: ( x1 , y1 ) , (x2 , y2 ) , … , ( x1 , y1 ) 点位字典 点: 点号文件 线: 点号串 面: 点号串 点号 X Y 1 11 22 2 33 44 … … … n 55 66 存储方法 矢 量 数 据 结 构 （ 续 ）

矢量数据表达一拓扑数据结构 矢量数据结构⌒续 □不仅表达几何位置和属性,还表示空间关系 □表达对象:关联关系 □表达方式 ●全显式表达 部分显式表达 □拓扑关系物理实现 ●直接存储 串行指针 □拓扑关系与数据共享 □采用拓扑关系的原则

矢量数据表达—拓扑数据结构 不仅表达几何位置和属性，还表示空间关系 表达对象：关联关系 表达方式 ⚫ 全显式表达 ⚫ 部分显式表达 拓扑关系物理实现 ⚫ 直接存储 ⚫ 串行指针 拓扑关系与数据共享 采用拓扑关系的原则 矢 量 数 据 结 构 （ 续 ）

矢拓扑结构:全显式表达 M 量数据结构 面 B1 B2 B3 B4 N2 Ar A2 A5 弧A1A2A3A4A5A6A7A8 B1 B2 点 N1 A3 N5 A6N3 N1 N2 N3 N4 N5 B3 B4 A4 A7 A8 面弧拓扑面弧段 续 N4 弧点拓扑弧起点终点 点弧拓扑点 弧段 弧-面拓扑弧左面右面

拓扑结构：全显式表达 N1 B2 N2 N4 N3 B3 B4 B1 A1 A2 A6 A5 A4 A3 A7 A8 N5 A8 B1 B2 B3 B4 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 N1 N2 N3 N4 N5 M 面 弧 点 面-弧拓扑 面 弧段 弧-点拓扑 弧 起点 弧-面拓扑 弧 左面 点-弧拓扑 点 弧段 终点 右面 矢 量 数 据 结 构 （ 续 ）

矢量数据结构⌒续 拓扑结构:部分显式表达 用上述部分表格表示空间目标的拓扑关 系 ■ System:面-弧、弧-点 ■DIME:弧-点、弧-面 ●目前商用GIS还没有超出上述四个表格的 拓扑关系

拓扑结构：部分显式表达 ⚫ 用上述部分表格表示空间目标的拓扑关 系 ◼ System：面-弧 、弧-点 ◼ DIME：弧-点、弧-面 ⚫目前商用GIS还没有超出上述四个表格的 拓扑关系 矢 量 数 据 结 构 （ 续 ）

矢拓扑结构:物理实现 量数据结构⌒续 串行指针 面-弧、点-弧:变长记录,不方便直接存储 POLYVRT(美国计算机图形及空间分析实验 室) T|GER(美国人口调查局) 直接存储 Arc/nfo、 Geostar

拓扑结构：物理实现 ▪ 串行指针 面-弧、点-弧：变长记录，不方便直接存储 POLYVRT（美国计算机图形及空间分析实验 室） TIGER（美国人口调查局） ▪ 直接存储 Arc/Info、GeoStar 矢 量 数 据 结 构 （ 续 ）

矢拓扑结构:拓扑关系与数据共享 量 维护数据的一致性 结 结点 构 续 无拓扑移动结

拓扑结构：拓扑关系与数据共享 维护数据的一致性 矢 量 数 据 结 构 （ 续 ）