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GIS中常见的矢量数据结构

中科地信遥感信息技术研究院 2017-11-29

地理信息系统(Geographic Information System GIS)有时又称为“地学信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。本课程整理了GIS的的基本概念和相关术语,对GIS中常用的基础原理和方法做了定量的介绍。通过本教程可以了解“GIS是什么,GIS可以用来做什么,GIS怎么做什么”等内容。


GIS中常见的矢量数据结构

1.地理信息系统绪论

  • GIS的基本概念

  • GIS软件的基本功能

GIS中常见的矢量数据结构

2.GIS空间数据结构

  • 空间数据模型的类型

  • 栅格数据数据结构

  • 栅格数据取值方法

  • 栅格数据组织方法

  • 栅格数据存储编码

  • GIS中的莫顿码(Morton码)

  • GIS中删格数据编码方式对比

  • GIS中矢量数据结构的概念以及简单存储方法

  • GIS中的矢量数据结构

  • 简要介绍GIS中的空间关系理论

  • GIS中的拓扑关系(一)

  • GIS中简单的图论

  • GIS中的拓扑关系(二)

  • GIS表示拓扑关系的四元组

  • GIS表示拓扑关系的九元组

GIS中常见的矢量数据结构

4.GIS数据处理方法

  • GIS中的几何变换

  • GIS中的欧拉定理

  • GIS系统中空间数据的拓扑关系自动生成

  • GIS系统中多边形矢量数据自动拓扑的算法

  • GIS空间矢量数据的压缩编码方法

  • GIS中将矢量数据转换删格数据算法

  • GIS中栅格数据转换矢量数据算法

GIS中常见的矢量数据结构

5.空间数据组织管理

  • GIS中的空间认知三层模型

  • GIS中面向对象空间数据模型

  • Oracle Spatial的GIS空间数据模型

  • ArcGIS Geodatabase几何对象模型

  • MAPGIS面向实体的空间数据模型

  • GeoStar空间对象数据模型

  • GIS中的空间数据引擎

  • 常见GIS软件的空间数据引擎(SDE)

  • GIS空间数据组织

  • GIS中栅格数据的管理

  • GIS中栅格影像金字塔结构

  • GIS系统中栅格数据逻辑结构

  • GIS中的空间索引

  • GIS网格索引原理

  • GIS中网格索引算法与编码

  • GIS中KD树空间索引

  • GIS中R树、R+树空间索引

  • GIS中四叉树索引及其分类介绍

  • GIS中CELL树索引机制

  • GIS中BSP树空间索引

  • GIS中的元数据

  • GIS元数据分离及标准

  • GIS空间数据共享标准

  • OpenGIS及其规范

  • GIS空间数据格式转换

  • GIS中地理信息的时空分析

  • 时态GIS数据模型

GIS中常见的矢量数据结构

接下来我们先讲讲,GIS中常见的矢量数据结构,主要有下面5种:

GIS中常见的矢量数据结构

面条数据结构(spaghetti)

只记录空间对象的位置坐标和属性信息,不记录拓扑关系。

存储:

独立存储:物体以独立的实体存贮,不存贮点、线、面原始空间关系,只存几何特征。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

面条数据结构(spaghetti)、索引式数据结构、DIME数据结构、链状双重独立式、POLYVRT结构

GIS中常见的矢量数据结构

索引式数据结构

如图所示

GIS中常见的矢量数据结构

GIS中常见的矢量数据结构


GIS中常见的矢量数据结构

DIME结构

双重独立地图编码,简称DIME结构(Dual Independent Map Encoding)。是一种把几何量度信息(直角坐标)与拓扑逻辑信息结合起来的系统。

DIME文件的基本元素是连接两个端点(结点)的一条线段(街段)、线段始结点和终结点标识符、伴有这两个结点的坐标及线段两侧的区域代码(左区号和右区号)。根据结点标识符和结点坐标建立结点坐标文件。根据结点、线段、多边形间的拓扑关系建立拓扑结构文件。在这种结构中,线段通常被认为是直线型的,复杂的曲线由一系列逼近曲线的直线段来表示。结点与结点或者面域与面域之间为邻接关系,而结点与线段或面域与线段之间为关联关系。

GIS中常见的矢量数据结构


GIS中常见的矢量数据结构

链状双重独立式

链状双重独立式数据结构是DIME数据结构的一种改进。在DIME中,一条边只能用直线两端点的序号及相邻的面域来表示,而在链状数据结构中,将若干直线段合为一个弧段(或链段),每个弧段可以有许多中间点。

在链状双重独立数据结构中,主要有四个文件:多边形文件、弧段文件、弧段坐标文件、结点文件。


GIS中常见的矢量数据结构

POLYVRT结构

这种数据结构的基本元素是“弧段”。 “弧段”在两端有结点,并伴随有共享该弧段的左右多边形的码, “弧段”可以由任意多个结点构成。此外,在POLYVRT中还为每个多边形建立了一个环绕边界的弧段目录表,以及为点建立一个点所关联的弧段目录表,并在弧段关系表中,将点所关联的弧段和组成多边形的边界弧段用串行指针连接起来。

GIS中常见的矢量数据结构


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