02空间数据基础
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交通地理信息系统02_空间数据基础
即欧氏平面
地理实体：分布于地球表面的人文和自然现象的总称 实体必须符合三个条件：
可被识别
重要（与问题有关） 可被描述（有特征）
3．要素模型
嵌入式空间：是指空间对象存在于“空间”之中。空间对象的定义取 决于嵌入式空间的结构。
常用的嵌入式空间类型： 欧式空间（距离、方位） 量度空间（距离） 拓扑空间（拓扑关系） 面向集合的空间（只采用一般的基于集合的关系）
4.地理空间及其表达
2、空间实体的表达（计算机） 矢量表达 在矢量数据结构中，地理实体的形状和位置是由一组坐标对所确定。矢 量数据结构对地理实体的描述类似于地图对地理信息的描述，一般也把 地理实体分为点、线、面、体等四种，每种实体有不同的编码方法。 栅格表达 在栅格数据结构中，整个地理空间被规则地分为一个个小块（通常为 正方形），地理实体的位置是由占据小块的横排与竖列的位置决定，小 块的位置则由其横排竖列的数码决定，每个地理实体的形态是由栅格或 网格中的一组点来构成。这种数据结构和遥感图象的数据相同，因而数
在各向同性与各向异性场中的旅行时间面
强空间正负自相关模式
2. 场模型
栅格数据模型
栅格数据模型是基 于连续铺盖的，它 是用二维铺盖或划 分覆盖整个连续空 间；铺盖可以分为 规则的和不规则的， 后者可当做拓扑多 边形处理
三角形、方格和六角形划分
栅格数据模型
3．要素模型
1. 基本概念
欧氏空间：带坐标的可测量点之间的距离和方向的空间模型 欧氏平面：把空间特性转换成实数的元组特性，而形成的二维模型
点集拓扑学是拓扑描述的数学基础
空间关系数据
主要是指点-点、点-线、点-面、线-线、线-面、面-面之间的相互
空间数据基础设施
空间数据基础设施建设
国家空间数据基础设施
国家空间数据基础设施是指对地理空间数据有 效地采集、管理、访问、维护、分发利用所必 需的政策、技术、标准，基础数据集和人力资 源的总称 国家空间数据基础设施的含义是在国家层次上 统筹规划和协调地理信息化工作，按照统一的 数据标准和信息技术标准，生产和整合多种空 间分辨率的地理空间数据，将纵横分布的众多 空间数据库连接起来，形成一种类似于公路和 铁路那样的基础设施，使全社会能充分地利用 和共享地理空间数据。
江泽民于1996 年为国家测绘局题词“加强 测绘工作,发展地理信息产业”,《中国21 世 纪议程》明确指出“大力发展信息产业,特 别是加快建设国家基础地理信息系统”。 《中华人民共和国国民经济和社会发展 “九五”计划和2010年远景目标》也明确 要求加快国民经济信息化进程,并要“加强 测绘工作,搞好基础地理信息系统建设”。 按照国家的要求,国家测绘局在“九五”事 业发展规划中已把NSDI 放在优先建设的位 置。
1:25万
全国1:25万地形数据库共分水系、居民地、铁路、公 路、境界、地形、其他要素、辅助要素、坐标网以及 数据质量等十四个数据层。该数据库按地理坐标和高 斯-克吕格投影两种坐标系统分别存储。 全国1:25万地名数据库是一个空间定位型的关系数据 库，其主要内容是1:25万地形图上各类地名信息及与 其相关的信息，如汉语拼音、行政区划、坐标、高程 和图幅信息等。该数据库设计了地名信息、行政区划 信息、图幅信息、图幅与政区关系、地名类别对照、 行政区划与政区代码对照六个表。前四个表为基本信 息表，后两个表为辅助信息表。
空间数据基础设施建设的意义
我国信息化已经进入了全方位、高效益和 深层次的发展阶段,对中国经济和社会发展 的影响越来越深刻。 NSDI建设是国家信息化建设的重要组成部 分,是当今世界发展的趋势。高新技术为空 间数据获取、使用、发布、整合并产生新 的增值产品和服务创造了前所未有的机会 和条件。
国家空间数据基础设施
国家空间数据基础设施是指对地理空间数据有 效地采集、管理、访问、维护、分发利用所必 需的政策、技术、标准，基础数据集和人力资 源的总称 国家空间数据基础设施的含义是在国家层次上 统筹规划和协调地理信息化工作，按照统一的 数据标准和信息技术标准，生产和整合多种空 间分辨率的地理空间数据，将纵横分布的众多 空间数据库连接起来，形成一种类似于公路和 铁路那样的基础设施，使全社会能充分地利用 和共享地理空间数据。
江泽民于1996 年为国家测绘局题词“加强 测绘工作,发展地理信息产业”,《中国21 世 纪议程》明确指出“大力发展信息产业,特 别是加快建设国家基础地理信息系统”。 《中华人民共和国国民经济和社会发展 “九五”计划和2010年远景目标》也明确 要求加快国民经济信息化进程,并要“加强 测绘工作,搞好基础地理信息系统建设”。 按照国家的要求,国家测绘局在“九五”事 业发展规划中已把NSDI 放在优先建设的位 置。
1:25万
全国1:25万地形数据库共分水系、居民地、铁路、公 路、境界、地形、其他要素、辅助要素、坐标网以及 数据质量等十四个数据层。该数据库按地理坐标和高 斯-克吕格投影两种坐标系统分别存储。 全国1:25万地名数据库是一个空间定位型的关系数据 库，其主要内容是1:25万地形图上各类地名信息及与 其相关的信息，如汉语拼音、行政区划、坐标、高程 和图幅信息等。该数据库设计了地名信息、行政区划 信息、图幅信息、图幅与政区关系、地名类别对照、 行政区划与政区代码对照六个表。前四个表为基本信 息表，后两个表为辅助信息表。
空间数据基础设施建设的意义
我国信息化已经进入了全方位、高效益和 深层次的发展阶段,对中国经济和社会发展 的影响越来越深刻。 NSDI建设是国家信息化建设的重要组成部 分,是当今世界发展的趋势。高新技术为空 间数据获取、使用、发布、整合并产生新 的增值产品和服务创造了前所未有的机会 和条件。
数据科学基础课件-第2章 高维空间(High-Dimensional Space)
8
符号说明
一般按下列约定使用符号
小写字母表示标量变量和函数 粗体小写字母表示向量，如
x表示向量；xi 表示x中的第i维
大写字母表示矩阵
9
主要内容
The Law of Large Numbers The Geometry of High Dimensions Properties of the Unit Ball Generating Points Uniformly at Random from a Ball Gaussians in High Dimension Separating Gaussians Fitting a Single Spherical Gaussian to Data Random Projection and Johnson-Lindenstrauss Lemma
数据科学基础 高维空间(High-Dimensional Space)
1
事物的次要因素与统计规律
客观世界中作用于事物的因素分为基本因素和次 要因素，分别决定事物的必然规律和统计规律
人们所能认识而且能够控制的因素是基本因素， 而大量的次要因素未能为人们所认识或未能被人 们所控制
统计规律是随机事件的整体性规律，是事件系统 所具有的必然性
30
Generating Points Uniformly at Random from a Ball
从单位球的表面均匀随机产生点
均匀随机：随机选取，并且每个点被选取的概率都是 等同的
d = 2,从单位圆的周长上均匀随机பைடு நூலகம்生点
两个维度分别独立地从区间[-1,1]上均匀随机产生，则可 能得到的点在以原点为中心，边长为2的正方形中
also concentrated at its equator
符号说明
一般按下列约定使用符号
小写字母表示标量变量和函数 粗体小写字母表示向量，如
x表示向量；xi 表示x中的第i维
大写字母表示矩阵
9
主要内容
The Law of Large Numbers The Geometry of High Dimensions Properties of the Unit Ball Generating Points Uniformly at Random from a Ball Gaussians in High Dimension Separating Gaussians Fitting a Single Spherical Gaussian to Data Random Projection and Johnson-Lindenstrauss Lemma
数据科学基础 高维空间(High-Dimensional Space)
1
事物的次要因素与统计规律
客观世界中作用于事物的因素分为基本因素和次 要因素，分别决定事物的必然规律和统计规律
人们所能认识而且能够控制的因素是基本因素， 而大量的次要因素未能为人们所认识或未能被人 们所控制
统计规律是随机事件的整体性规律，是事件系统 所具有的必然性
30
Generating Points Uniformly at Random from a Ball
从单位球的表面均匀随机产生点
均匀随机：随机选取，并且每个点被选取的概率都是 等同的
d = 2,从单位圆的周长上均匀随机பைடு நூலகம்生点
两个维度分别独立地从区间[-1,1]上均匀随机产生，则可 能得到的点在以原点为中心，边长为2的正方形中
also concentrated at its equator
空间数据 数据域 数据集 元数据之间的关系
空间数据数据域数据集元数据之间的关系
空间数据、数据域、数据集和元数据之间存在以下关系：
空间数据是指与空间位置相关的数据，如地理坐标、地图、遥感图像等。
它包含了空间信息和属性信息，可以用于描述和分析地理空间现象。
数据域是指数据的取值范围或有效范围。
对于空间数据，数据域可以包括地理坐标的范围、属性值的范围等。
数据集是指一组相关数据的集合，可以包含多个空间数据对象。
数据集可以按照一定的规则或标准进行组织和管理。
元数据是关于数据的数据，用于描述数据的特征、来源、质量等信息。
对于空间数据，元数据可以包括数据的坐标系、比例尺、数据来源、采集时间等信息。
简单来说，空间数据是数据的一种类型，它具有空间位置信息；数据域定义了数据的取值范围；数据集是相关数据的集合；而元数据则提供了关于数据的描述信息。
这四者相互关联，共同构成了空间数据的完整描述和管理体系。
空间数据管理系统概论复习
《空间数据库管理系统概论》期末复习考试第一章绪论1.空间数据库: 是指在地球表面某一范围内与空间地理有关, 反应某一主题信息旳数据集合, 是一类以空间目旳作为存储对象旳专业数据库, 是GIS旳关键和基础。
2.空间数据: 是指以地球表面空间位置为参照旳自然、社会和人文经济景观数据。
它包括文字、数字、图形、影像、声音、图像等多种体现形式, 如地名地址、数字高程、矢量地图、遥感影像、地理编码数据、多媒体地图等。
3.矢量数据: 是一种用点、线、面等基本空间要素体现人们赖以生存旳自然世界旳数据。
4、栅格数据：是把地理空间中旳事物和现象作为持续旳变量或体来看待, 如大气污染、植被覆盖、土壤类型、地表温度等。
5、空间数据旳特性: 1）空间特性2）非构造化特性3）空间关系特性4）时态特性5）多尺度特性6.空间数据库: 在地球表面某一范围内与空间地理有关, 反应某一主题信息旳数据集合。
7、空间数据库旳特点: 1）数据量大2）空间数据与属性数据旳集3）应用广泛8、空间数据库管理系统: 位于顾客与操作系统之间旳一层数据管理软件。
对空间数据库旳所有操作都是在空间数据库管理系统旳统一管理和控制下进行旳。
9、空间数据库管理系统旳特点: 1）空间数据旳定义和操纵2）空间数据旳组织、存储和管理3）后台旳事务管理和运行管理4）数据库旳建立和维护10、空间数据系统旳一般由四部分构成: 1）空间数据库2）空间数据库管理系统3）数据库管理员4）顾客和应用程序11.既有旳两个空间数据原则简介:（1）简朴要素旳SQL实现规范（SFA SQL）: 第一部分定义旳是几何对象旳不同样体现方式和空间参照系统旳体现方式；这个规范不是针对某个特定平台定义旳, 具有平台独立性。
第二部分定义了第一部分定义旳简朴要素模型在数据库中旳实现, 给出了内模式下几何类型旳定义及有关实现。
（2）SQL多媒体及应用包旳第三部分: 1）空间定义了矢量数据存储于检索旳有关原则；2）静态图像定义了静态图像数据存储于检索旳有关原则。
GIS_3_地理空间与空间数据基础
任意水准面 HA
大地水准面
H´B HB
铅垂线
11
黄海海面
1952-1979年平 均海水面为0米
水准原点 1985国家高
程基准， 72.2604米
12
地理参考系统
Z 笛卡尔坐标
.M
Z X
X
Y
Z
.M
d
q 纬度
a 经度
X
极坐标
Y Y
13
地理空间的距离度量
➢ 距离度量的两种方式
✓ 沿真实的地球表面进行距离量度 ✓ 沿旋转椭球体表面进行距离量度（大圆弧长）
➢特征
✓ 定位明显，属性隐含
✓ 形象直观（点：如独立树、水准点；线：如铁路、 河流；面：如土地类型）
✓ 特别适合于模拟离散（非连续变化）的空间数据
✓ 其模拟空间数据的精度较高，但其精度与坐标点的
数量、质量有直接关系
52
形象直观
定位明显 属性隐含
53
适于模拟 离散数据
54
数据精度 与点的数 量与质量
➢ 旋转椭球体有多种：不同测定者、不同计算年代、
不同测定方法、不同测定地区，对椭球体的描述方法 不同
➢ 我国不同时期采用的椭球体：
✓ 1953年以前：海福特椭球体 ✓ 1953年—1978年：克拉索夫斯基（Krasovsky） ✓ 1978年以后：1975国际椭球体
7
地理空间坐标系的建立
➢ 地理坐标（球面坐标）
技术 数字模拟 投影变换
矢量格式 严密 小 高
复杂、高效 不一致
抽象、昂贵 不易实现 容易实现 不容易
复杂、高费用 不方便 快
栅格格式 简单 大 低
简单、低效 一致
第二章 地球空间与空间数据基础
同时相、波段、比例尺和精度的空间信息，航空 遥感可快速获取小范围地区的空间信息。 遥感影像对空间信息的描述主要通过不同的颜色 和灰度来表示。 利用遥感影像可获取多层面的信息，对遥感影像 的提取可通过图像处理和解译来实现。
遥感图像及地图表示
五、地理信息的数字化表述
地理信息的数字化表述，就是使计算机能够识别 地理事物的形状。
Open GIS对地理空间的认识模型
九个抽象层次
尺度世界 （尺度语言）
项目世界 （project）
地理点列世界 （坐标几何）
地理空间世界 （GIS语言）
地理几何 特征世界
概念世界
现实世界
（自然语言） （基本语言）
地理要素 集合世界
地理要素 世界
GIS的三个抽象层次
现实世界 地理实体或者现象
概念世界
2
4
12 24
48
96 192
1
4
16 144 576 2304 9216 36864
1
4
36 144 576 2304 9216
第二节 地理空间坐标系与地图投影
地理空间坐标系的主要目的，是确定空间 实体在地理空间中的位置，最直接的方法是用 地理坐标（经度、纬度）和高程来表示。
地理坐标系——球面坐标系
地图投影
平面直角坐标系 （笛卡尔平面直角坐标系、欧几里德空间系）
一、在椭球面上表示点位置的坐标系统
（一）大地坐标系
大地坐标系是大地测 量中以参考椭球面为 基准面的坐标系。
根据不同的应用，域可以表示二维和三维地理 空间。
三、地图对地理空间的描述
地图上各种内容要素之间的关系，是按照 地图投影建立的数学规则，使地面上各点和地 图平面上的相应点保持一定的函数关系，从而 在地图上准确地表达地表空间各要素的关系和
遥感图像及地图表示
五、地理信息的数字化表述
地理信息的数字化表述，就是使计算机能够识别 地理事物的形状。
Open GIS对地理空间的认识模型
九个抽象层次
尺度世界 （尺度语言）
项目世界 （project）
地理点列世界 （坐标几何）
地理空间世界 （GIS语言）
地理几何 特征世界
概念世界
现实世界
（自然语言） （基本语言）
地理要素 集合世界
地理要素 世界
GIS的三个抽象层次
现实世界 地理实体或者现象
概念世界
2
4
12 24
48
96 192
1
4
16 144 576 2304 9216 36864
1
4
36 144 576 2304 9216
第二节 地理空间坐标系与地图投影
地理空间坐标系的主要目的，是确定空间 实体在地理空间中的位置，最直接的方法是用 地理坐标（经度、纬度）和高程来表示。
地理坐标系——球面坐标系
地图投影
平面直角坐标系 （笛卡尔平面直角坐标系、欧几里德空间系）
一、在椭球面上表示点位置的坐标系统
（一）大地坐标系
大地坐标系是大地测 量中以参考椭球面为 基准面的坐标系。
根据不同的应用，域可以表示二维和三维地理 空间。
三、地图对地理空间的描述
地图上各种内容要素之间的关系，是按照 地图投影建立的数学规则，使地面上各点和地 图平面上的相应点保持一定的函数关系，从而 在地图上准确地表达地表空间各要素的关系和
空间分析中数据基础
7.3 空间量算
1、几何量算 、
（1）长度 长度 （2）面积 2 面积
2、形状量算 、 3、质心量算 、 4、距离量算 、
几何量算对不同的点、线、面地物有不同的含义： 点状地物（0维）：坐标； 线状地物（1维）：长度，曲率，方向； 面状地物（2维）：面积，周长，形状，曲率 2 等； 体状地物（3维）：体积，表面积等。 一般的GIS软件都具有对点、线、面状地物的几 何量算功能，或者是针对矢量数据结构，或者是 针对栅格数据结构的空间数据。
多边形叠加分析
多边形的不同叠加方式
5、栅格图层叠加 、
栅格数据结构空间信息隐含属性信息明显的特 点，可以看作是最典型的数据层面，通过数学 关系建立不同数据层面之间的联系是GIS提供 的典型功能。空间模拟尤其需要通过各种各样 的方程将不同数据层面进行叠加运算，以揭示 某种空间现象或空间过程。例如土壤侵蚀强度 与土壤可蚀性，坡度，降雨侵蚀力等因素有关， 可以根据多年统计的经验方程，把土壤可蚀性、 坡度、降雨侵蚀力作为数据层面输入，通过数 学运算得到土壤侵蚀强度分布图。
空间分析
7.1 空间分析
定义: 是对分析空间数据有关技术的总称, 定义 是对分析空间数据有关技术的总称 其基础是空间数据库,它运用的手段包括 其基础是空间数据库 它运用的手段包括 各种几何的逻辑运算,数理统计分析 数理统计分析,代数 各种几何的逻辑运算 数理统计分析 代数 运算等数学手段. 运算等数学手段 1、基于空间图形的分析运算 、 2、基于非空间属性的运算 、 3、空间和非空间数据的联合运算 、
（广州自来水公司） 广州自来水公司）
公司资讯 产品介绍 解决方案
4 路径分析
1) 最短路径 A 距离最短 B 时间最短 2) 最佳路径
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41
栅格数据的获取
——间接转换方式
42
栅格单元属性的决定方式 主要类型法
中心点法
43
法
44
比例分成法
45
地图的矢量和栅格表示
(x1,y 1) 0 3 3 3 3 (x3,y3) 0 0 (x2,y 2) (x4,y4) 7 0 0 0 3 3 3 3 0 0 0 0 1 0 0 3 3 3 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 5 5 5 0 8 0 1 1 7 5 5 5 5 0 1 1 0 0 0 5 5 5 0 1 0 4 4 4 0 0 5 5 0 0 4 4 4 4 4 0 0 0 0 0 4 4 4 4 4 0 0 0 0 0 4 4 4 4 4 0 0 0 0 0 0 4 4 4 0 0 0 8 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0
第2章 地理空间与空间数据基础
地理空间 空间数据模型 空间数据组织与编码 空间质量 空间数据的元数据 思考题 实验
1
2.1 空间数据基础
2.1.1 地理空间
从不同的角度看“空间（Space）”
物理学：三维的外延 天文学：时空连续体系的一部分 地理学：物质、能量、信息的存在形式在形态、结构、
高程系
相对高程 绝对高程 高程系（1956年黄海高程系、1985国家高程基准）
8
地理坐标示意图
9
平面直角坐标
10
高斯—克吕格投影
高斯—克吕格投影 6度和3度分带
11
国家统一坐标
12
地理参考系统
Z
笛卡尔坐标 Z .M
.M
Z X Y
d
q 纬度 X
a 经度
X
极坐标
Y
13
Y
坐标系统—高程系统
三维：空间实体
25
矢量数据模型的表达
零维矢量
一维矢量 二维矢量 三维矢量
26
矢量数据模型的特征
定位明显、属性隐含
形象直观 特别适合于模拟离散（非连续变化）的空间
数据 精度高
矢量数据的获取
利用各种定位仪器设备获取 以硬拷贝数据方式获取
通过间接转换的方式获取
36
栅格数据的获取 通过遥感影像数据获取 规则点采样、不规则点采样及插值 通过扫描仪、摄像机等设备获取 通过矢量数据的转换获取
37
栅格数据的获取
——遥感影像
38
栅格数据的获取
——规则点采样
39
栅格数据的获取
——不规则采样点及插值
40
栅格数据的获取
——利用扫描仪、摄像
机获取
52
标识符对空间特征与属性特征的联系
53
2.3.2 空间数据编码 概念
根据地理要素在数据分类分级中的隶属关系
和属性性质，将其进行数据化的一种方法。
编码
主码：实体元素的类别 子码：实体元素的标识（标识码）、实体元
素的描述（描述码）
54
空间数据编码实例 ——道路
属性 位数 例 类型 x 1 物质组成 路宽 x 1 xx 60 小巷 数量 xx 08 路名 xxxx 3123
33
栅格数据模型的特征
属性明显，定位隐含 在栅格结构中，其精度与分辨率有关 栅格数据的分辨率对数据精度的其他影响 位置的移动 形状的畸变 属性的偏差
34
位置移动
形状的畸变
属性偏差
35
分辨率——总结
随着分辨率的提高，数据的信息损失越小。 随着分辨率的提高，对存贮空间的要求将成 几何级数增加。 随着分辨率的提高，数据处理的时间要求也 越长。 分辨率选择的原则：在考虑数据精度要求的 同时，还必须考虑数据存贮空间与处理时间 的开销（在精度与存贮空间和处理时间之间 权衡）。
欧氏距离
笛卡尔坐标系中的两点距离公式
曼哈顿距离（出租车距离）
两点在南北方向上的距离加上在东西方向上的距离
时间距离
采用时间（从一点到达另一点所需要的时间）度量
词典距离
在词典或其它文本中的距离
16
地球旋转椭球体上不同的距离度量方法
17
2.1.5地理空间的拓扑关系
拓扑（Topology）：
地理坐标（球面坐标） 纬度ψ、经度λ
国家大地坐标系（1954年北京坐标系、1980年西安坐标系、2000
国家大地坐标系）
平面直角坐标
地图投影（球面到平面的转换；变形的必然存在；长度、角度、距
离三种变形） 高斯-克吕格投影（3度分带与6度分带） 国家统一坐标（各带中央经线西移500km为纵轴，赤道为横轴）
栅格和矢量结构是计算机描述空间实体的两 种最基本的方式。
24
2.2.1 矢量数据模型
矢量 0维：点，无大小、文向；用一个坐标对表示，
在二维空间用（x,y）表示，三维空间中用 （x,y,z）表示；
一维：线、弧段、链等，有方向（有起点，有 终点）、有长度；用多个坐村对表示 （x1,y1,z1）、 （x2,y2,z2）、 （x3,y3,z3）、 （x4,y4,z4） 二维：面，以多边形表示
3
地球模型
地球表面 铅垂线
水平面
大地水准面
地球椭球体
4
三轴椭球体
x2 y2 z2 2 2 1 2 a b c
5
旋转椭球体
x y z 2 2 1 2 a a c
2
2
2
6
旋转椭球体
椭球体的三要素：
长半径（赤道半径）a 短半径（极半径）c 扁率f=(a-c)/a
旋转椭球体有多种：不同测定者、不同计算年代、 不同测定方法、不同测定地区，对椭球体的描述方 法不同 我国不同时期采用的椭球体： 1953年以前：海福特椭球体 1953年—1978年：克拉索夫斯基（Krasovsky） 1978年以后：1975国际椭球体
7
2.1.3地理空间坐标系的建立
不容易 复杂、高费用
不易实现
容易 简单、低费用
不方便
快
方便
慢
47
2.2.3 不规则三角网模型
不规则三角网（Triangulated Irregular Network， TIN）模型采用一系列相连接的三角形拟合地表或 其他不规则表面，常用来构造数字地面模型（DTM） 以及数字高程模型（DEM）。
例：1160083123
55
空间数据编码实例
——土地利用规划图的编码 属性 位数 例 规划用地类型 x 1 原用地类型 xxx 121
56
土地利用数据库要素分类与编码方案
土地利用数据库部分要素代码与名称
57
空间数据编码实例
——100万分之一地貌编码
第一级 第二级 第三级 第四级 第五级 第六级
平原 1
低海拔 1 海 成 11 海积冲积 2 海蚀 3
淤泥质1 砂质2 砾质3 生物4
低阶地2 洼地3
低阶地1 平台 2
海积1 台地 2 低海拔 1 高阶地1 海蚀2 平坦的1 起伏的2 平坦的1 起伏的2
23
2.2 空间数据模型
三种常用的空间数据模型
矢量（Vector）：通过记录空间坐标对的方式， 以点、线、面等形式来描述空间目标对象 栅格（Raster）：用规则排列的像元阵列来描述 空间目标对象 TIN：三角形不规则网（Triangulated Irregular Network）。采用不规则的三角形来描述空间对 象
27
定位明显 属性隐含
形象直观
28
适于模拟 离散数据
29
数据精度 与点的数 量与质量 有关
30
2.2.2 栅格数据模型
栅格数据模型的概念 是一种用规则排列的像元阵列来描述空间目 标对象的数据模型，它主要用来描述空间实 体的级别分布特征及其位置。 栅格数据模型的表达
31
栅格
32
栅格
功能上的分布方式和格局及其在时间上的延续。
地理空间的范围：上至大气电离层，下至地幔莫霍面
（即常说的地理圈层）？
绝对地理空间：常用经纬度、平面直角坐标表示
相对地理空间：依赖于与其他实体之间的空间关系
2
2.1.2 地理空间的数学建构
地球的自然表面：复杂、难于表达 物理表面：大地水准面（重力等位 面，由于地球内部质量不均而起伏不 平） 数学表面： 椭球体模型 数学模型
46
矢量数据模型与栅格数据模型的比较
比较内容 数据结构 数据量 图形精度 图形运算 与遥感影像格式 输出表示 数据共享 矢量格式 栅格格式
严密 小 高 复杂、高效 不一致 抽象、昂贵 不易实现
简单 大 低 简单、低效 一致 直观、便宜 容易实现
拓扑与网络分析
叠置与组合 技术 数字模拟 投影变换
容易实现
50
空间数据的组织案例 ——道路分类
道路类型
1：高速公路 2：主干道路 3：居民街道
物质组成
1：水泥 2：柏油 3：碎石
道路宽度 小巷数量 道路名称
51
空间数据的组织——标识符
标识符（Identifier）
用于标识空间要素的唯一代码
作用
1：保证空间要素在数据库中的唯一性 2：保证空间特征属性与属性特征数据的一 一对应关系 3：便于对数据的查找、关联与分析
非拓扑属性：拓扑变换后改变的属性
两点之间的距离、一个点至另一个点的方向 弧段的长度、区域的周长、区域的面积
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欧式平面上的拓扑与非拓扑属性
19
三个非常重要的拓扑概念
连接性
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多边形区域定义