N2
e6
N1
N4
e7
N5
N5
e1
P1 N2 e5
P2
e2
结点 N1 N2 N3 N4 N5
N1
P3
e6
N5
e3
N4
e4
P4 e7
N3 弧段号
e1，e3，e6 e1，e2，e5 e2，e3，e4 e4，e5，e6
e7
多边形与弧段 的拓扑关联表
e1 P1
N2 e5
P2
多边形号
P1 P2 P3 P4
弧段号 e2
数据按点、线或多边形为单元组织，数字化 操作简单
多边形之间的公共边界被数字化和存储两次 ，由此产生冗余和碎屑多边形
每个多边形自成体系而缺少邻域信息，难以 进行邻域处理，如消除某两个多边形之间的 共同边界；
不易检查拓扑错误。
点字典模型
▪ 点字典模型是对多边形模型的改进，记录的 是各多边形的编码，并以数据字典的方式记 录各点的坐标值。由于相同点坐标只记录一 次，所以不会产生多边形碎片，但公共边界 的编码仍然被记录两次。
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
矢量数据模型
一、矢量数据模型的概念 以坐标点对来描述点、线、面三类地理实体。
L10 p11(x11,y11)
L11 p12(x12,y12)
p5(x5,y5) L5 p6(x6,y6)
P2
L12
L19
p14(x14,y14)
p4(x4,y4)
p19(x19,y19)
p13(x13,y13) L13
L3
L2 P3(x3,y3) P2(x2,y2)
L18
L1
P1
P3
L14 L15
P15(x15,y15)
p16(x16,y16 L16
p1(x1,y1)
p18(x1817)
面条模型
用坐标串的方式来记录多边形，用串码标识坐标串，但 并不与多边形的标识码对应，难以实现对多边形的操作
串码
S1 S2 S3 S4 S5
坐标串
（x1,y1），（x2,y2），…，（x10,y10） （x10,y10），（x11,y11），…，（x17,y17） （x1,y1），（x18,y18），（x17,y17） （x6,y6），（x19,y19），（x18,y18） （x19,y19），（x13,y13）
P P6(X6,Y6)
C5
2
C6
P4(X4,Y4)
P19(X19,Y19)
P11(X11,Y11) P12(X12,Y12)
P14(X14,Y14) P13(X13,Y13)
C1 P3(X3,Y3)
P2(X2,Y2)
P1
C4
P3
C3 P15(X15,Y15)
P16(X16,Y1
P1(X1,Y1)
P18(X18,Y18)
▪ 矢量数据模型与栅格数据模型的比较：
A. 矢量方法是面向实体的表示方法，以具体的空间物 体为独立描述对象，而栅格栅格方法是面向空间的 表示方法。
B. 矢量方法显式地描述空间物体间的关系，而栅格方 法隐式地描述空间物体间的关系。
C. 矢量方法基于物体的分析比较容易，而栅格方法基 于空间位置的分析比较则相对容易些。
e1
N1
P1
e6
N2 e5
N4
P2
e4
P3
e3
N5
P4 e7
e2
N3
多边形之间 的邻接性
弧段 号
e1 e2 e3 e4 e5 e6 e7
左多 边形 － － －
P3 P2 P3 P4
右多 边形 P1 P2 P3 P2 P1 P1 P3
e1 P1
N2 e5
P2
N1
P3
e6
N5
e3
N4
e4
P4 e7
e2
e1,e5,e6 e2,e4,e5 e3, e4,e6
e7
N1
P3
e6
N5
e3
N4
e4
P4 e7
N3
矢 量 数 据 结 构
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
多边形模型
以多边形为单位记录多边形的边界点坐标，相对于面条模型的 优点是更容易识别和提取多边形
多边形码
坐标串
P1 P2 P3
（x1,y1），…，（x18,y18），（x1,y1） （x6,y6），…，（x19,y19）（x6,y6） （x13,y13），…，（x19,y19）（x13,y13）
▪ 特点：
NODE模型
▪ 前面的两点模型都是以线性要素作为存储记 录结点间，链间以及多边形间相互关系的基 本单元，但没有对线性要素间邻接关系的显 式描述。
▪ 而NODE模型用结点来组织结点间、链间以 及多边形间的空间关系。这种模型能够显式 地描述线性要素间的邻接关系。
NODE模型：
结点码
相关链
N1
C1,C3,C4
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
路径拓朴常用的数据模型
▪ 面条模型 ▪ 多边形模型 ▪ 点字典模型 ▪ 链/点字典模型
p9(x9,y9)
L9
p10(x10,y10)
p7(x7,y7) L7 L6
L8 p8(x8,y8)
多边形码
P1 P2 P3
链码 C1，C5，C4 C5，C2，C6 C4，C6，C3
链码
C1 C2 C3 C4 C5 C6
点列
p18，…，p6 p6，…，p13 p13，…，p18
p18,p19 p19,p6 p19,p13
网络拓朴模型
除了将多边形中的结点，边和面分别显示描述 ，还记录它们之间的空间关系。
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
二、地理实体的描述方法 描述地理实体的矢量方法有很多，这些不同 的矢量数据模型间的一个最主要的差别是采 用路径拓扑（Path Topology）模型，还是 采用网络拓扑（Graph Topology）模型
矢量数据表达
▪ 一、路径拓朴
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。
矢 量 数 据 结 构
数据库
独立编码
标识码 属性码 存储方法
点位字典
空间对象编码 唯一 连接几何和属性数据
点: ( x ,y ) 线: ( x1 , y1 ) , (x2 , y2 ) , … , ( xn , yn ) 面: ( x1 , y1 ) , (x2 , y2 ) , … , ( x1 , y1 )
多边形码 P1 P2 P3
点码
p1 … p19
点列 p1，…，p6，p19，p18，p1 p6，p7，…，p13，p19，p6
p13，p14，…，p19,p13
点坐标
(x1,y1) …
(x19,y19)
链/点字典模型
▪ 每个多边形记录下构成它的链，每个条链再记录下构成它的点，每个记 录再记录其坐标值。
P1 P2 P3 P4
P1 － 1 1 0 P2 1 － 1 0 P3 1 1 － 1 P4 0 0 1 －
N3
邻接多边形 P1 P2， P3 P2 P1，P3 P3 P1，P2 ，P4 P4 P3
弧段和结点之 间的关系表
弧段 起点 终点 号
e1
N2
N1
e2
N3
N2
e3
N1
N3
e4
N4
N3
e5
N4
D. 矢量数据相对于栅格数据精度高，数据冗余度小 E. 栅与遥感等图象数据难以结合 F. 输出图形质量好，精度高
矢量数据模型
空间数据的拓扑关系
▪ 拓扑邻接： 元素之间的拓扑关系。 ▪ 拓扑关联： 元素之间的拓扑关系。 ▪ 拓扑包含： 元素之间的拓扑关系。
拓扑邻接：N1/N2 ,N1/N3 ,N1/N4 ;P1/P3 ;P2/P3
拓扑关联：N1/е1、е3 、е6 ；P1/е1、е5 、е6
拓扑包含：P3与P4
P17(X17,Y17)
▪ DIME模型与POLYVRT模型种模型的本质是 一样的，区别在于：
1. 描述多边形的空间关系并作为关系文件记录 的基本单元的边的选择不同。
2. DIME模型以两个数据点间的线段为关系的 描述和记录单元，而POLYVRT模型以两个 结点的链为记录单元。两种模型都不能对线 性要素间的邻接关系进行显式描述。
N2
C1,C5,C2
N3
C6,C3,C2
N4
C4,C6,C2
右多边形
P0,P3,P1 P0,P1,P2 P3,P0,P2 P1,P3,P2
相关结点
N2,N3,N4 N1,N4,N3 N4,N1,N2 N2,N1,N3
矢量数据结构：特点