A
连续分布地理要素
C
具有特殊意义 的较小地物
A
分类较细、 地物斑块较小
A
长度占优法——每个栅格单元的值由该栅 格中线段最长的实体的属性来确定。 面积占优法——每个栅格单元的值由该栅 格中单元面积最大的实体的属性来确定。 重要性法——根据栅格内不同地物的重要 性，选取最重要的地物的类型作为栅格单 元的属性值。这种方法适用于具有特殊意 义而面积较小的实体要素 中心归属法——每个栅格单元的值由该栅 格的中心点所在的面域的属性来确定。
111222 111222 112444 433343 433333 433133 411111
Value Count
1 14
2
7
3 13
4
8
栅格数据结构小结
基本概念 ✓ 像元及像元阵列 、像元属性及属性取值方法 ✓ 像元越小，分辨率越高，图斑越精细
理解栅格编码 ✓ 同样的数据可以有不同的编码方式，不影响结果
链——面关系：
A 面——链关系： B
C D E F
L1 O C L2 O D L3 O E L4 O F L5 C F ┇┇ ┇
L6
L7、-L8、L9、L10 L1、-L11、-L7、-L5 L11、L2、L12、L8 L13、-L9、-L12、L3 L4、L5、-L10、-L13
矢量型数据结构的比较
边界模糊的连续表面的分析、多层叠 合分析方便
容易
复杂
绘图输出
精细、丰富
概括的、简化的、反映连续表面的
适用对象
几何形态明确、边界确切
几何形态不明确、边界模糊
4.4 DEM结构
矩形格网结构 不规则三角网结构 DEM 的生成
DEM 的概念
☆数字高程模型（DEM) ： DTM中属性为高程的 要素称为数字高程模型,它是地表单元上的高 程集合,通常用矩阵来表示。
4 5 90 H J
3 4 90 I G
TIN 的主要特征
TIN由一系列三角形组成 三角形顶点都是一些特征点 每个三角形的坡度、坡向均一 三角形大小随地形变化而变 尽可能是等边三角形 三角形外接圆内没有其它点 以拓扑方式存储
TIN 的生成
r
TIN模型
建模的基本要求
建立模型TIN基本要求
三角形之间互不相交(唯一性) 三角形的外切圆内不含离散点
D L11、L2、L12、L8
E
L13、-L9、-L12、L3
F L4、L5、-L10、-L13
弧段 左多边 右多边
ID 形
形
L1
O
C
L2
O
D
L3
O
E
L4
O
F
L5
C
F
┇┇
┇
拓扑数据结构
在图中，有面A、B、C、D、E、F，有链L1、L2、L3、L4、 L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11、L12、L13，有结点P1、 P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9。则拓扑关系表示为 （10分）
四叉树编码
西南 东南
西北
东北
①②③ 000
12 13
33
34 35
40
35
5
④⑤ ⑥⑦⑧⑨⑩ 11 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 03 33033 3 3 35 3 0 0 22 2 32 2 2 202 2 22 5
内插矩形格网
TIN 结构
点号 X Y H
1 2 3 4 5 6 7 8 9
△号
A B C D E F G H I J
顶点
邻△
1 2 31 2 3
1 2 60 B 0
2 7 6C E A
2 8 7D F B
3 3 80 G C
6 7 9B F H
7 8 9C G E
3 8 8J F D
5 6 90 E I
全显式和半隐式
全显式 半隐式
拓扑关系的表示
拓扑关系表示实例
弧段ID 起点，终点
L1
P9、P2
L2
P2、P3
L3
P3、P6
L4
P6、P9
┇┇
结点ID 弧段串
P L6
1P
L1、L11、L2
2P
L2、L12、L3
3P
L12、L8、L9
4┇ ┇
面块ID 弧段串
A L6
B L7、-L8、L9、L10
C L1、-L11、-L7、-L5
4.2 拓扑数据结构
在GIS中，为了真实地反映地理实体， 不仅要存储实体的位置、形状、大 小和属性，还必须存储实体间的相 互关系。 拓扑元素 点、弧、面 拓扑关系
拓扑型数据结构Topological Data Structure
最广泛使用的矢量数据模型， 借用了拓扑学（Topology）的原理来描 述空间事物。 通过拓扑关系，识别地图中的空间数据 关系。 不仅记录空间位置和几何特性，还记录 空间关系
ArcGIS的Shape文件：非拓扑的 点、线、面。显示速度快，但是 编辑不便。
简单矢量数据表示法
数据结构
拓扑结构
在GIS中，为了真 实地反映地理实体， 不仅要存储实体的 位置、形状、大小 和属性，还必须存 储实体间的相互关 系。
由于描述空间实体 的这种关系不需要 考虑空间坐标和距 离因素，所以，这 种点、线、面之间 的空间关系又称为 拓扑关系。
数据结构 简单查询 多边形的相邻、嵌
套关系 网络线段与结点的
关系 数据编辑、更新
分析功能
简单（环状）数据 结构
简单 快 表达难
没有
公共边界、网络结 点靠人工处理
有限，或者先临时 产生拓扑结构再 作分析
拓扑数据结构
复杂 慢
表达易
有
公共边界、网络结点由 软件自动产生
多重叠合、网络分析容 易
4.3 栅格数据结构
的显示
实地、栅格、矢量
矢量模型和栅格模型的比较
矢量模型
栅格模型
数据量
小
大
位置精度
高
低
数据结构
复杂
简单
点、线、面相互关系
全面，
缺乏
多重属性
方便
成组分类
图形运算 数据更新 分析功能
投影变换
复杂、高效
简单、低效
图形和属性数据的恢复、更新、 综合都能实现
成片的
对线状和网络状的事物分析方 便，多种地图叠合分析较 困难
0 000 001 010 011 100 101 110 111
1 002 003 012 013 102 103 112 113
2 020 021 030 031 120 121 130 131
3 022 023 032 033 122 123 132 133
4 5 200 201 2பைடு நூலகம்0 211 300 301 310 311 6 202 203 212 213 302 303 312 313
(Delaunay)
控制线及其约束作用
三角形不能超过边界线范围
TIN基本要求
边界线的约束作用
4.5 四叉树和八叉树
将栅格数据二维空间区域按照4个象限进行递 归分割（2n×2 n，且n>1），直到子象限的数 值单调为止，最后得到一棵四分叉的倒向树。 四叉树分解，各子象限大小不完全一样，但都 是同代码栅格单元组成的子块，其中最上面的 一个结点叫做根结点，它对应于整个图形。 不能再分的结点称为叶子结点，可能落在不同 的层上，该结点代表子象限单一的代码，所有 叶子结点所代表的方形区域覆盖了整个图形。 从上到下，从左到右为叶子结点编号，最下面 的一排数字表示各子区的代码。 为了保证四叉树分解能不断的进行下去，要求 图形必须为2n×2 n的栅格阵列。n 为极限分 割次数，n＋1是四叉树最大层数或最大高度
点弧面的矢量表示
弧表2
链号 点号串
1
点号 点号 …
2
点号 点号 …
面表2
面号 点号串 1 点号 点号 … 2 点号 点号 …
面表3
面号 1 2
弧号串 弧号 弧号 … 弧号 弧号 …
各种表示法的比较
点号—弧、弧号——面
冗余小、维护方便、调用复杂
弧——坐标、面——坐标
冗余大、维护不便、调用简单 易产生多重坐标
7 220 221 230 231 320 321 330 331
222 223 232 233 322 323 332 333
I（X）
45
01
7
23
4.6 其它数据结构
区域数据结构 动态分段
区域数据结构
由线和面建立，由区域层和区域构成 区域层内的区域具有相同属性 区域可以重叠 一个区域可以由分离的面构成 区域的数据表：
以规则的像元阵列来表示空间地物或现象 的分布的数据结构，其阵列中的每个数据表 示地物或现象的属性特征。
栅格数据的获取
来自于遥感数据 来自于对图片的扫描 由矢量数据转换而来 由手工方法获取
基于像元
基于层
基于多边形
栅 格 数 据 结 构 的 存 储 顺 序
栅格数据单元值确定
C
A
B
重 要 性
面 积 占 优
☆ DEM是建立DTM的“基础数据”或称为单要素 图;其它要素均可以从DEM数据直接或间接导出, 这些“派生数据”通常包括:平均高程、坡度、 坡向等。
矩形格网结构
矩形格网GRID是一个高程矩阵 可以由高程点、等高线内插产生，也可以由全 数字摄影测量模式产生，直接接收数字高程模 型和正射影像数据。同时，也接受解析测图仪 实测的随机采样数据和既有地形图数字化等高 线数据 对于特殊地形，还存在地形地物特征点线数据。 随机栅格转换的算法包括距离加权平均（又称 移动曲面法）和基于TIN的两种方法