空间数据模型4

拓扑数据举例
N1
C4 N4 C1 P2 C3 P1 N2 C2 C9 N3 C10 P5 C6 P3 C7 P4 N6 C8
C5 N5 N7
弧段号 C1 C2 C3 C4 C5 C6
起结点 N1 N3 N1 N1 N2 N4
终结点 N2 N2 N3 N4 N5 N5
左多边形 P2 P1 P1 Ø P2 P3
①面积； ②周长； ③内岛 ④形状（锯齿状、凸凹性等）； ⑤重叠性与非重叠性。 ⑥独立性或与其它的地物相邻，如中国 及其周边国家；
4、立体状实体 、
Volume：立体状实体用于描述三维空间中 的现象与物体，它具有长度、宽度及高度 等属性。 ① 体积：如工程开掘和填充的土方量； ② 每个二维平面的面积； ③ 每个二维平面的周长； ④ 断面图与剖面图。 ⑤ 内岛或锯齿状外形； ⑥ 含有孤立块或相邻块；
右多边形 P1 P4 Ø P2 P4 P2
二、空间实体的几何分类
根据（1）实体本身的特征、（2）所用地图的比例尺 （3）项目中使用这类实体空间数据的目的，将地理 形象抽象为：
空间现象
1. 2. 3. 4. 点(Point) 线(Line) 面(Area) 体(Volume)
• 离散 • 连续
1、点状实体 、
File header（100字节） Record header（8字节，存储记 录数和记录内容的长度） Record header Record contents
Record contents
Record header
……
Record contents
shapefiles 头文件表
起始位置 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 44 52 60 68* 76* 84* 92* 名称 File Code Unused Unused Unused Unused Unused 文件长度 版本号 几何类型 Xmin Ymin Xmax Ymax Zmin Zmax Mmin Mmax 数值 9994 0 0 0 0 0 文件的实际长度 1000 表示这个Shapefile文件所记录的空间数据的几何类型 空间数据所占空间范围的X方向最小值 空间数据所占空间范围的Y方向最小值 空间数据所占空间范围的X方向最大值 空间数据所占空间范围的Y方向最大值 空间数据所占空间范围的Z方向最小值 空间数据所占空间范围的Z方向最大值 最小Measure值 最大Measure值 类型 Integer Integer Integer Integer Integer Integer Integer Integer Integer Double Double Double Double Double Double Double Double
空间数据模型
2、Shapefiele的要素类别 在 Catalog 中，所有这些组成 Shapefile 的 文件都显示为一个要素类
空间数据模型
2、Shapefile文件格式概述 、Shapefile文件格式概述
ArcView存储空间数据的内部缺省文件格式 存储空间数据的内部缺省文件格式 存储空间数据的内部缺省文件 至少有三个文件组成： 至少有三个文件组成： ＊.shp——储存地理要素的几何关系的文件 ，主文件 储存地理要素的几何关系的文件 ＊.shx——储存图形要素的几何索引的文件 ，索引文 储存图形要素的几何索引的文件 件 储存要素属性信息的dBase文件 ，属性文 ＊.dbf——储存要素属性信息的 储存要素属性信息的 文件 件 还会出现的文件： 还会出现的文件： ＊.shn——当执行类似 “主题之主题”选择，“空间连 当执行类似 主题之主题”选择， 或者对一个主题（属性表） 接”，或者对一个主题（属性表）的shape字段创建过 字段创建过 一个索引， 一个索引，就会出现这个文件 ＊.ain和.aih——储存地理要素主体属性表或其他表格 和 储存地理要素主体属性表或其他表格 属性索引信息的文件。当之行过“ 的活动字段的 属性索引信息的文件。当之行过“表格链 接（link）操作，这两个文件就会出现。 ）操作，这两个文件就会出现。
空间数据模型
位序 big big big big big big big Little Little Little Little Little Little Little Little Little Little
立体实体的特例：表面Surface
表面Surface：每个点都 每个点都 表面 有值的连续变化的地理现象， 有值的连续变化的地理现象， 如降水量、地形。 如降水量、地形。
5、实体类型组合 、
空间实体实际上是点、线、面、体多种要素的复杂组合，即空 间实体常常被认为由一些基本的空间单元（指那些基本的、实 际存在的、不可再分的元素）组合生成；这种组合既表示了不 同类型的空间关系，也同时组合成不同的实体类型： ① 复杂实体有可能由不同延展度和类型的空间单元组合而 成； ② 某一类型的空间单元组合形成一个新的类型或一个复合 实例； ③ 某一类型的空间实体可以转换为另一类型； ④ 某些空间实体具有二重性，也就是说，由不同的维数组 合而成。
第三章
空间数据模型 空间数据模型
空间数据模型：指利用特定的数据 空间数据模型： 结构来表达空间对象的空间位置、 结构来表达空间对象的空间位置、 空间关系和属性信息； 空间关系和属性信息；是对空间对 象的数据描述。 象的数据描述。
内容
第一节 空间实体的描述和分类和数据组织 第二节 矢量数据模型 第三节 栅格数据模型 第四节 三角网数据模型(TIN) 第五节 属性信息 第八节 面向对象的空间数据模型
2、多种实体的表示 、
如果具有多种实体，就需要对每一实体给定一个识别码。 如果具有多种实体，就需要对每一实体给定一个识别码。对 每一实体用其识别码和相应的坐标列表有关的序号来描述。 每一实体用其识别码和相应的坐标列表有关的序号来描述。
3、带有属性的空间实体的表示 、
用属性表表示属性信息
表示道路的一组线特征的属性包括： 道路类型：1=分隔行驶的公路 2=干线公路 3=主要公路 4=住宅区街道 5=未铺完的公路 路面材料：混凝土、柏油、砾石 路面宽度：以米计量 道路名称： 在GIS系统中可有如下的描述，并通过属性表的方式来表示： 道路类型 长度 路面材料 宽度 道路名称 2 2715.5 混凝土 52 八一路
坐标表和属性表之间共享同一识别码
通过坐标表和属性表之间共享同一识别码来使属性信息和位置信 息相结合
4、多类信息的表示 、
空间数据的分类，是指根据系统功能及国家规范和标准，将具有不同属性 或特征的要素区别开来的过程，以便从逻辑上将空间数据组织为不同的信 息层(见下图)；
用于表示地理实体的数据模型
GIS的数据模型分为两大类：矢量数odel
第二节
矢量数据模型
1. 矢量数据的编码方法 2. 矢量数据结构的优点和缺点 矢量数据表示面类型数据的方法 3. 矢量数据表示面类型数据的方法
二、矢量数据的编码方法
1. 坐标序列法 (Arc2. 拓扑结构法(Arc-node数据结构) 拓扑结构法(Arc node数据结构) 数据结构
实体类型组合图例
三、空间实体在地理信息系统中的表示
1、单一实体 2、多种特征的实体 3、带有属性的空间实体的表示 4、多层属性信息的表示
1、单一实体 、
点实体用一组x、y坐标 表示 线实体用一组有序的x、 y坐标表示 面实体用一组首尾相同 的坐标表示。
（3，3）可用于表示一个点的位置。 （1，7），（3，5），（5，5），（5，3），（6，1），可用于表示一条线。 （3，10），（6，9），（7，10），（10，7），（9，5），（4，6），（3， 8）， （3，10）可用于表示 一个多边形。注意第一个坐标和最后一个坐标相同，因为多边 形总是封闭的。
① 长度：从起点到终点的总长； ② 方向性：长流方向是从上游到下游， 公路则有单向与双向之分。 ③ 形状和弯曲度：用于表示像道路拐弯 时弯曲的程度； ④ 连通性：
线状实体包括线段、边界、 线状实体包括线段、边界、链、弧段、网络等 弧段、
3、面状实体 、
Area：面状实体也称为多边形， Area：面状实体也称为多边形，有明确的闭合 边界， 边界，而且其针对某个属性专题其内部特征是 均一的。 均一的。在空间数据模型中可由一封闭曲线来 表示。面状实体有如下空间特性： 表示。面状实体有如下空间特性：
空间数据模型
主文件结构(.shp 主文件结构(.shp) (.shp
主文件由一个定长头section和一个变长的记录 和一个变长的记录section组成 主文件由一个定长头 和一个变长的记录 组成 变长的记录文件由一个定长的记录文件头部和一个变长的记录文件内容组 成 主文件的文件头是一个长度固定(100 bytes)的记录段，一共有9个int型 主文件的文件头是一个长度固定 的记录段，一共有 个 型 的记录段 和8个double型数据 个 型数据
Point：有特定位置，延展度为0的物体。（1） 表示本身无长度、无面积的地理现象，如井位， 山顶；（2）或者表示现实世界中长度和面积太 小，在特定空间尺度下，不能表示为线或面的地 理现象；（3）或者用于组成实体线或用于标别 实体面等。
2、线状实体 、
Line：在现实世界中有长度 无面积的地理实体 有长度、 的地理实体； Line：在现实世界中有长度、无面积的地理实体； 或者在某个空间尺度下太窄不能用区域表示。 或者在某个空间尺度下太窄不能用区域表示。如 河流、街道中线等。由一列有序坐标表示， 河流、街道中线等。由一列有序坐标表示，有如 下特性： 下特性：
第一节
空间实体的描述、 空间实体的描述、分类和表示
一．空间实体的描述 二．空间实体的几何分类 三．空间实体在地理信息系统中的表达
一、空间实体的描述
空间实体是指地理空间中客观存在的具体事物 空间位置： 主要指位置信息， 也包括位置信息的扩展， ① 空间位置 ： 主要指位置信息 ， 也包括位置信息的扩展 ， 如形态及实体的组成（ 复合对象） 位置用笛卡尔 如形态及实体的组成 （ 复合对象 ） 等 ； 位置 用笛卡尔 坐标系中X,Y坐标表示； X,Y坐标表示 坐标系中X,Y坐标表示； ② 空间关系：主要指空间对象的拓扑关系； 空间关系：主要指空间对象的拓扑关系； 非几何属性：表示空间特征的非几何属性； ③ 非几何属性：表示空间特征的非几何属性； 实体的行为、功能及时态特征：实体的行为， ④ 实体的行为、功能及时态特征：实体的行为，功能特 征以及实体属性随时间的变化。如岛屿的侵蚀、 征以及实体属性随时间的变化。如岛屿的侵蚀、水体 污染的扩散、建筑的变形等； 污染的扩散、建筑的变形等； 实体的衍生信息：如一个实体有多个名称。 ⑤ 实体的衍生信息：如一个实体有多个名称。