在Coverage中,存储要素属性的数据表是以 INFO格式存储 (ArcInfo中的一种文件格式),与Shape文件不同,Coverage中可 以将要素的拓扑信息(长度,面积,连通性,相邻关系)作为属性 表的一部分来存储.INFO数据表有一个标识字段(关键字段) cover# (具体比如: landusecover#) ,通过关键字段关联要素的几 何数据与属性表.
4.1.1.9
栅格: Grids
除了影像外,ArcGIS 还支持一种称为GRID的栅 格数据格式. 有两种类型的栅格数据:连续数据和离散数据. 这两种数据和结构是相同的,都是由一定大小的 栅格单元组成的矩阵表示.不同之处在于,连续 栅格数据中栅格单元的值可以是浮点数,栅格单 元的值域是一个连接变化的区间; 而离散栅格数据 中,栅格单元的值是整型数,值域区间是离散的 有限区间. 连续栅格通常用于表示可度量和具有一定数量的 数据,普通的例子比如:高程,降雨量等.
EDGES
NODES Nodes A B C D E F G H 1, 5, 2 2, 5, 4 2, 4, 3 1, 6, 5 5, 6, 7 5, 7, 8 5, 8, 4 3, 4, 8
Adjacent A B C D E F G H B, D A, G, C B, H A, E D, F E, G B, F, H C, G
– 空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自 然,社会和人文经济景观数据,可以是图形, 图像,文字,表格和数字等.它是GIS所表达 的现实世界经过模型抽象后的内容,一般通过 扫描仪,键盘,光盘或其它通讯系统输入GIS.
4.1.1.1空间数据的表示
点
在某一尺度下, 可以用点,线, 面,体来表示 各类地理空间 要素
0 0 0 0 2 0
0 0 0 2 0 0
0 1 2 0 0 0
0 1 1 0 0 0
1 1 1 0 0 0
1 1 1 0 0 0
0 1 0 0 0 0
0 = N o W a te r F e a tu re 1 = W a te r B o d y 2 = R ive r
R e s u ltin g ra s te r
在定义格格单元的大小时,我们需要平衡 信息的精确性和数据量之间的矛盾.栅格 单元代表的尺度越小,表达的信息就越精 确.栅格单元代表的尺度越大,存储数据 所需要的空间就更少,同时,表达的信息 也就不精确.
栅格数据的类型
Raster data includes:
– images – Grids
Lake P ond
Modeling Our World
GIS 空间分析-使用 ArcGIS
2005-10.31(7)
4.1 空间分析基础
1. 空间数据 2. 空间分析过程 3. 常用空间分析
4.1.1 空间数据
空间数据(也称地理数据)是地理信息系 统的一个主要组成部分 . 什么是空间数据?
1 5 D A 2 B C 4 H 3 8 G F E 7
6
TIN 数据模型
X-Y Coordinate Table Node 1 2 3 4 5 6 7 8 Coordinate X1Y1 X2Y2 X3Y3 X4Y4 X5Y5 X6Y6 X7Y7 X8Y8 Z- Coordinate Table Node 1 2 3 4 5 6 7 8 Elevation or attribute Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8
R iv er
R e a lity - H yd ro g ra p h y
栅格 数据 存储 模型
La ke P ond
R iv er
R e a lity o v e rla id w ith a g rid
0 0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0
0 0 0 1 0 0
0 0 0 2 0 2
0 0 0 0 2 0
Shape文件只能包含单一的要素类,不能将要素类 组织成要素集,要素属性是存储在dBase数据表中. Shape文件还可以包含其它类型的文件,比如坐标 系定义文件(后缀PRJ).,元数据文件(比如:河 流.shp.xml).
4.1.1.3
Coverages
Coverage:一种拓扑数据结构,一般的GIS 原理书中都有它的原理论述.目前ArcGIS 中仍然有一些分析操作只能基于这种数据 格式进行操作. Coverage 是一个或多个要素类的集合,这 些要素类存储在某一个文件夹中. 比如, 土地利用数据中,多边形要素用来表示地 块的面积,线状要素用来表示地块间的边 界,这两种数据可以同时存在一个 Coverage中.在Coverage 文件夹中,包含 多个文件:要素几何数据文件,属性数据 文件等.
4.1.1.6
Event 数据表
点事件数据表(XY数据表):包含有特别 的字段来存储坐标信息,这种坐标是经纬 度的地理坐标或是某种投影坐标. 这类数据是通过测量方式获取的.比如, 普通的GPS接收机接收到的数据都可以导 出为带分隔符的文本文件,其中就包含有 GPS航点的坐标信息.可以将这些数据导 入为INFO,dBASE或Geodatabase 属性表 的格式,然后根据其中的坐标信息生成点 要素类
矢量数据 存储型模
矢量数据库模型中,可以 将图形数据和属性数据同 时存储在一个数据表中, 每一个图层对应这样一个 数据表.
矢量数据的结构
三种基本的矢量数据模型
– Points
Spatial objects with no area but can have attached attributes. A single set of coordinates (X, Y) in a coordinate spangulated Irregular Network)
在TIN数据模型中,将具有(X,Y,Z)坐标 值且在空间分布上不规则的点连接成三角 形,这些相邻的三角形形成一个网络用以 表示现实世界中的某些特征. 尽管TIN 也是一种矢量数据格式,但由于它 不能表达单个要素所以是特殊的矢量格式. TIN 用于表示一个表面,或者说是连续的数 据,而不能表示离散的数据
TIN 可以表示连续的表面,比如地形的不规则三 角网..放大显示表面时,可以看到这是由多个相 邻的三角形网络构成的.
4.1.1.8 影像:Images
栅格数据有两种:一种是由单一的层构成的称为栅 格,另一种是由多层复合而成的称为影像(比如, 多波段的卫星照片) 二值(黑,白)影像数据是典型的栅格数据. 而卫星影像等数据包含了多个波段的信息,是分层 存储的,每个波段的数据存储在一层中,每层中记 录了某一波段范围内电磁光谱的反射系数.通过给 每一层赋不同的颜色(R,G,B),可以生成合成影 像,增强某方面的信息,以利于评价土地覆盖,植 被密度等因素..
对于具有地理参考信息的影像可以根据其 空间坐标信息组织成为一个集合.称之为 影像目录.这样,在逻辑上,可以得到一 个由多个文件组成的单一的影像. 在GIS中影像数据可以有多种用途,比如, 航空照片,卫星影像,地图扫描数据,在 建立地理参考信息后,可以提供地球表面 的空间位置信息..
影像数据,诸如,航空照片,扫描的地图, 在进行地理配准后可以作为地图中的一层. 并非所有的栅格数据集都具有地理参考信 息.对于这些数据,可以将其用作地理空 间要素的一个属性,比如,我们在查询某 个消防栓是,可以查询这个消防栓的图片
线
面
体
空间数据的 几何特点
对现实世界的几何抽象
GIS数据的两种表示方法
栅格表达
矢量表达
现实世界
矢量数据
矢量数据是地理要素的一种概念模型,在矢量模型 下,地理要素被表现为点,线,面等几何形式, 在ArcGIS中我们称之为要素类.. ArcGIS 支持多种矢量数据格式,可以用以实现点, 线,面要素的存储.这些格式包括: Shap文件 Coverages 地理数据库:Geodatabases CAD 文件 Event 事件数据表 不规则三角网络 (TINs)
C re a tin g a R a s te r
栅格数据的表达
Point
Real world
Row RASTER
Column
Line
Value =0 =1 =2 =3
Grid
Area
Triangles
Hexagons
矢量和栅格的转换
– 比较简单,只需要根据点或线的某个属性对相 应栅格点进行赋值即可
(X2,Y2)
Point
(X,Y)
(X4,Y4)
Line
– Lines
Spatial object made up of connected points (nodes). Have no width.
(X,Y)
(X3,Y3) (X5,Y5)
– Polygons
Closed areas that can be made up of a circuit of line segments. Line segments that make up a portion of a polygon.
4.1.1.4
Geodatabase
地理数据库(以下Geodatabase简称GeoDB)是一 种在关系数据库管理系统(RDBMS)中存储点, 线,面状矢量数据的一种格式. Geodatabase:有两种格式,
– 1.Personal Geodatabse 用来存储小数据量数据,存储在 Access的mdb格式中. – 2.ArcSDE Geodatabse 存储大型数据,存储在大型数据 库中Oracle,Sql Server,DB2等.可以实现并发操作,不 过需要单独的用户许可.
4.1.1.2
Shape文件
Shape文件是一种基础的矢量数据文件,可以 用来存储点,线,面等几何形状的位置及属 性信息.Shape 这一称谓不是很准确,因为, 每个Shape文件由三个文件组成: 后缀为.SHP 和 .SHX 的文件用以存储要素 的几何信息,后缀为. DBF 的文件用来存储 要素的属性信息. Shape文件只能包含一个要素类,因此,线 状河流和面状湖泊必须分别存储为不同类型 的Shape文件.