空间数据组织与结构
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拓扑关系表 关联性 点与点
一、空间数据的拓扑关系
相邻（连）性 相离性 相交性 包含性 重合性
线与线
面与面
点与线
点与面
线与面
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一、空间数据的拓扑关系
4 地理空间数据的拓扑关系
拓扑邻接：N1/N2 ,N1/N3 ,N1/N4 ;P1/P3 ;P2/P3
1 1 1 1 1 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8
弧段与结点的拓扑关系 弧 段 结 点 a A , B b B , D c D , A d B , C e C , A f C , D g E , E
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B
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一、空间数据的拓扑关系
6 空间拓扑关系表达—关系表
A P0 e P3 f C b P2 d
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c E
P1 a D P4 g
弧段与面域的拓扑关系 弧段 左邻面 右邻面 a P0 P1 b P2 P1 c P3 P1 d P0 P2 e P0 P3 f P3 P2 g P1
面域与弧段的拓扑关系 面 域 弧 段 P1 a, b, c, -g P2 b, d, f P3 c, f, e P4 g
B
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二、地理信息空间数据结构
1 GIS空间数据结构
• 空间数据结构 • 矢量数据结构 • 栅格数据结构
• 栅格结构与矢量结构的比较
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二、地理信息空间数据结构
1 GIS空间数据结构
栅格图
西北望
卧佛寺 西苑 颐和园 香山
主要地名
Labels of 主要地名
玉泉山
城区边界 水域 铁路 北京街区
BEIJING1.BMP
拓扑关联：N1/е1、е3 、е6 ；P1/е1、е5 、е6
拓扑包含：P3与P4
е1
N1
N2
P1 е5
P2
е6
N4
P3
N5
е3 е7
е4
N3
P4
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е2
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5 地理空间数据 е1 拓扑关系的表示
N2
N1
结点集合
P1 е5 P2
е6
N4
P3
N5
е3 е7
е4
N3
针
P4
е2
结点名 N1 N2 N3
第三讲
空间数据组织与结构
第3讲 空间数据组织与结构 一、 空间数据的拓扑关系 二、 地理信息空间数据结构
三、 地理数据的编码方法
四、 失量与栅格数据结构转换 五、 空间数据分层组织
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一、空间数据的拓扑关系
1 空间对象的空间关系表达
描述空间对象之间的空间相互作用关系 绝对关系: 坐标、角度、方位、距离等； 相对关系：相邻、包含、关联等 相对关系类型 拓扑空间关系：描述空间对象的相邻、包含等 顺序空间关系：描述空间对象在空间上的排列次序，如前 后、左右、东、西、南、北等。 度量空间关系：描述空间对象之间的距离等。 在GIS中的空间关系必须进行定义和表达。
3 空间对象的拓扑空间关系
拓扑元素： 点：孤立点、线的端点、面的首尾点、链的连接点 线：两结点之间的有序弧段，包括链、弧段和线段 面：若干弧段组成的多边形 基本拓扑关系 关联：不同拓扑元素之间的关系 邻接：相同拓扑元素之间的关系 包含：拓扑元素之间的关系 层次：相同拓扑元素之间的层次关系 点、线、面之间的拓扑关系
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指
坐标 x1，y1 x2，y2 x3，y3
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第一个离开弧段 e3 e1 e2
第一个到达弧段 e1 e2 e3
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5 地理空间数据 拓扑关系的表示
N2
е1 P1 е5 P2
N1
е6
N4
P3
N5
е3 е7
多边形集合
е4
N3
针
P4
е2
多边 形名 指 顺时针第一弧段
逆时针第一弧段
属性
3 矢量数据结构
矢量结构是通过记录坐标的方式来表示点、线、面等 地理实体。 特点：定位明显，属性隐含。 获取方法： (1) 手工数字化法； (2) 手扶跟踪数字化法； (3) 数据结构转换法。
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二、地理信息空间数据结构 地理信息数字化描述方法
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0.0 7.5 15.0 22.5 30.0 37.5 km
矢量图
忠县
合川市
石柱土家族自治县
梁县
长寿县 李渡区
武隆县 南川市
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彭水苗族土家族自治县
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二、地理信息空间数据结构
2x1 y1 x2 y2
j
Y
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二、地理信息空间数据结构
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空间数据库
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一、空间数据的拓扑关系 重点
2 地理空间数据的拓扑关系
拓扑关系 简单地说，拓扑关系指图形元素之间的空间位置和连 接关系。 在GIS中，它不但用于空间数据的组织， 而且在空间分析和应用中都有非常重要的意义。
拓扑变换
（橡皮变换）
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一、空间数据的拓扑关系
西郊机场 八大处
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五里坨
空间数据库
黄庄
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二、地理信息空间数据结构
1 GIS空间数据结构
武胜县 华蓥市 邻水县 垫江县 县区政府驻地 主要公路 区县界线 机场 河流 区县区划图 丰都县 北碚区 渝北区 沙坪坝区 江北区 璧山县 渝中区 南岸区 九龙坡区 大渡口区 巴南区 江津市
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P1 P2 P3
2018/8/10
e1 e2 e3
空间数据库
e5 e4
t1 t2 t3
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一、空间数据的拓扑关系
6 空间拓扑关系表达—关系表
A P0 e P3 f C b P2 d
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c E
P1 a D P4 g
结点与弧段的拓扑关系 结 点 弧 段 A a, c, e B a, d, b C d, e, f D b, f, c E g
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二、地理信息空间数据结构
3 栅格数据结构
栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数 据组织，组织中的每个数据表示地理要素的非几何属性特征。 特点：属性明显，定位隐含。 获取方法： 2 2 2 1 (1) 手工网格法； 2 2 2 1 3 2 2 1 2 2 2 (2) 扫描数字化法； 1 2 2 1 (3) 分类影像输入法； 1 1 8 8 8 1 (4) 数据结构转换法。 1 8 8 8 8
