地理实体分类及数据编码
地理实体的分类
3.3 地理实体数据的编码与GIS数据库一、地理实体的分类1、地理实体与地理目标的类型(1)地理实体GIS的地理数据库是地理实体的集合，是一种与现实的地理世界保持一定相似性的实体模型。
地理实体——地理数据库中的实体，是一种在现实世界中不能再划分为同类现象的现象。
例如城市可看成一个地理实体，并可划分成若干部分，但这些部分不叫城市，只能称为区、街道之类。
地理目标——实体在地理数据库中的表示。
地理目标的表示方法随比例尺、目的等情况的变化而变化，例如，对于城市这个地理实体，在小比例尺上可作为一个点目标，而在大比例尺上将作为一个面目标。
地理目标在地图上是以地图符号的形式来表示的。
(2)地理实体的类型以相同的方式表示和存储的一组类似的地理实体，可以作为地理实体的一种类型。
地理实体通常分为点状实体、线状实体、面状实体和体状实体，复杂的地理实体由这些类型的实体构成。
1° 点状实体点状实体是指只有特定的位置，而没有长度的实体。
如：·实体点——用于代表一个实体；·注记点——用于定位注记；·内点——用于负载相应多边形的属性；·结点——表示线的终点和起点；·节点——线或弧段的内部点。
2° 线状实体线状实体是指有长度的实体，如线段、边界、链、网络等，并且有如下特性：·长度——从起点到终点的总长；·曲率——用于表示线状实体的弯曲程度，如道路拐弯处；·方向——如水流的方向等。
3° 面状实体面状实体也称多边形、区域等，是对湖泊、岛屿、地块等一类现象的描述，通常有如下空间特征：·面积——面状实体所占有的范围的大小；·周长——面状实体所占有区域的周长；·独立或相邻——是独立存在，还是与其它面状实体相邻；·岛或洞——面状实体中是否有岛或洞；·重叠——面状实体之间是否有重叠。
4° 体状实体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，通常有如下空间特征：·体积·岛或洞·表面积(3)地理目标的类型地理目标是地理实体在计算机系统内的表示，它需要选择合适的类型，而地理目标的类型可按空间维来定义。
地理实体编码技术与方法
一、地理编码技术的概念——名词解释
图元 Geometry Element 现实世界现象的抽象，在空间数据库中通常表达为点、 线、面图元。
地理实体 Geo-Entity 现实世界中独立存在、可以唯一性标识的自然或人工地 物。
地理网格geographical grid 按照一定的数学规则对地球表面进行划分而成的格网。
二、地理编码技术与方法——几个要素
1、明确地理对象 明确需要编码的地理对象, 地理对象不同则实现的方法不同;
2、确定的参考系统 可以是基于坐标的或是基于地理标识的, 地址就是一种建立在地理
标识参考系下使用自然语言描述地理位置的参考系统; 3、唯一的编码规则 地理编码也是一种数据组织、数据模型建立或是已有数据重新组织的 过程。它也是一种地理空间的间接参考系, 是整合多源空间信息资源 的一个重要环节, 成为基础地理信息数据作为空间基础框架整合信息 资源的重要手段。
ElemID：0001 ClasID： DataVersion: LifeCycle:
EntiID：230101 Name：**县
EntiID：G102000000 Name：京哈线
ElemID：0003 ClasID： DataVersion: LifeCycle:
ElemID：0003 ClasID：420100 DataVersion: LifeCycle:
地理实体数据使用地理实体标识码、图元的标识码、信息分类码三类编码。 四、地理实体编码方案设计
地理对象：地理实体、地理要素类、地理区域和范围等。 b、人工要素（道路、居民地）：需要顾及行政区域、道路等级等人文因素
实质是对地理对象的二维地理位置编码( 实体→地理位置、格网坐标) 和解码( 地理位置、格网坐标→实体)。 广义地理编码：地理对象空间位置标识、计算和处理的过程，
地理实体分类与编码体系的构建
第４２卷第１期２０１９年１月现 代 测 绘Ｍｏｄｅｒｎ Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ ａｎｄ ＭａｐｐｉｎｇＶｏｌ．４２，Ｊａｎ．，２０１９ 项目来源：国家自然科学基金重点项目（４１２３１１７３） 第一作者简介：闾国年，教授，虚拟地理环境教育部重点实验室主任，主要研究方向为地理信息科学。
地理实体分类与编码体系的构建闾国年１，２，俞肇元１，２，周良辰１，２，兰 馨１，２（１．虚拟地理环境教育部重点实验室（南京师范大学），江苏南京２１００２３；２．江苏省地理信息产业研究院，江苏南京２１００２３）摘 要 地理实体是政府管理的基础单元，是各类信息聚合的凝聚核。
地理实体的构建是“数字城市”和“智慧城市”建设的重要内容。
本文针对地理实体分类体系的多样性、粒度划分的层次性、描述表达的完备性，以及实体编码的唯一性等关键问题，提出了面向“智慧城市”建设的地理实体科学分类体系，应用需求驱动的地理实体颗粒度分割体系，地理视角的地理实体描述体系，以及顾及地理实体空间分布、时间过程的唯一身份编码体系构建的设想与思路，为地理实体建设工程的顺利实施提供理论依据和方法途径。
关键词 地理实体；分类体系；编码体系；颗粒度中图分类号：Ｐ２０８．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－４０９７（２０１９）０１－０００１－０６０ 引 言地理实体是人类为了描述和表达地理世界中具有特定空间范围、形态、过程、关系，以及相关属性地理现象的实体化抽象。
同时，地理实体也是政府管理的基础单元和基本内容，以及人居环境的载体和人类活动的基本对象。
得益于地理实体能够有效承载着各类地理信息，作为地理信息整合和共享交换的“凝聚核”，其在城市空间规划、建设与管理，数字城市、智慧城市建设中具有关键作用。
正因如此，地理实体的相关工作应成为当今地理信息数据资源建设、地理信息系统建设、地理信息应用的重点研究内容。
然而，由于地理实体存在多样性和复杂性等特点，目前对地理实体的分类体系、颗粒度分割、描述与表达体系的研究还相对薄弱。
三维地理实体空间编码规则
三维地理实体空间编码规则
一、空间位置编码
空间位置编码是三维地理实体空间编码的基础，它通过坐标系来表示地理实体的空间位置。
一般采用国际通用的地理坐标系，如WGS84坐标系。
对于不同的地理实体，其空间位置编码的精度要求可能不同，但都需要保证精度满足要求。
二、形状编码
形状编码是表示三维地理实体形状特征的编码方式。
对于不同的地理实体，其形状特征可能不同，但都需要进行形状编码。
形状编码可以采用多种方式，如基于曲面的编码方式、基于体素的编码方式等。
其中，基于曲面的编码方式比较常用，它通过定义表面的几何参数，如曲率、方向等来表示形状特征。
三、属性编码
属性编码是表示三维地理实体属性特征的编码方式。
对于不同的地理实体，其属性特征可能不同，如高度、密度、温度等。
属性编码可以采用多种方式，如数值型编码、符号型编码等。
其中，数值型编码比较常用，它通过数值来表示属性特征。
四、时间编码
时间编码是表示三维地理实体时间特征的编码方式。
对于不同的地理实体，其时间特征可能不同，如变化速度、变化方向等。
时间编码可以采用多种方式，如时间戳、时间区间等。
其中，时间戳比较常用，它通过记录实体变化的时间点来表示时间特征。
地理实体数据规范-试行稿20100125
A.1 政区实体标识码.......................................................................................................................... 18 A.2 境界实体标识码.......................................................................................................................... 19
3. 地理实体数据的定义 ..............................................................................................................5
4. 术语 ........................................................................................................................................6
10.2.1. 基本图元数据表命名规则与基本属性项定义 ........................................................... 15 10.2.2. 实体图元关系表命名规则与基本属性项定义 ........................................................... 17
GIS地理信息系统空间数据结构
网络模型表示了特殊对象之间的交互，如水或者交通 流。
要素（对象）模型
基于要素的空间模型强调了个体现象， 该现象以独立的方式或者以与其它现象之间的 关系的方式来研究。任何现象，无论大小，都 可以被确定为一个对象（Object），假设它可 以从概念上与其邻域现象相分离。一个实体必 须符合三个条件： 可被识别； 重要（与问题相关）； 可被描述（有特征）。
场模型可以表示为如下的数学公式：
z : s z ( s ) 上式中，z为可度量的函数，s表示空间中的位置，因
此该式表示了从空间域（甚至包括时间坐标）到某个 值域的映射。
空间数据模型与结构—对象模型与场模型比较
对象模型和场模型的比较
现实世界
对象模型 选择实体 它在哪里 数据
场模型 选择一个位置
指图形保持连续状态下变形，但图形关系
不变的性质。
拓扑变换
（橡皮变换）
将橡皮任意拉伸，压缩，但不能扭转或折叠。
非拓扑属性（几何） 两点间距离
拓扑属性（没发生变化的属性） 一个点在一条弧段的端点
一点指向另一点的方向 一条弧是一简单弧段（自身不相交）
弧段长度、区域周长、 一个点在一个区域的边界上
面积 等
一个点在一个区域的内部/外部
(x8,y8), (x17,y17), (x16,y16),
22 (x15,y15),(x14,y14) ,(x13,y13),
21
(x12,y12), (x11,y11),(x10,y10),(x1,y1)
6
20
C
3
5
18
19
4
(x24,y24),(x25,y25),(x26,y26), (x27,y27),(x28,y28),(x29,y29),(x30,y30)
地理信息数据DLG地形图要素分类与代码规程
鞍山市规划局1：500、1：1000、1：2000 基础地理信息数据DLG地形图要素分类与代码规程目录1 适用范围 (1)2 引用标准 (1)3 数据分层与编码原则 (1)4 编码方法 (2)5数据采集规范综述 (3)5．1 数据加工平台及成果格式要求 (3)5．2 空间参考 (3)5．3 成果要求 (3)5．4符号、图式 (4)5．5分层编码 (4)5．6属性的调查及属性录入 (4)5．7实体的划分 (4)5．8 CASS软件使用的注意事项 (6)6 鞍山市市地形图属性数据标准 (6)7 鞍山市市地形图元数据规范 (7)8地形图要素分类与代码 (9)8.1测量控制点类 (9)8.2居民地类 (10)8.3工矿建筑类 (16)8.4 交通类 (22)8.5管线类 (33)8.6水系类 (37)8.7境界类 (43)8.8地质地貌类 (44)8.9植被类 (47)8.10等高线 (48)8.11高程点 (48)8.12地图整饰类 (49)附注一：面状要素处理细则 (52)附注二：电力线、通信线、管道的处理 (52)附注三：扩展属性的处理 (52)附注四：元数据的处理 (51)附注五：检测软件的注意事项 (53)1 适用范围本规范规定了鞍山市地形图要素分层、分类与代码、几何特征、绘制方法等，适用于鞍山市规划局基础地形数据库的建设和应用，鞍山市基础地形图航测成果的编辑整理。
是数据成果监理、检测的重要依据。
2 引用标准本规范以如下标准为依据制定。
GB 14804—93 《1：500 1：1000 1：2000地形图要素分类与代码》GB/T 7929—1995 《1：500 1：1000 1：2000地形图图式》GB/T 17160—1997 《1：500 1：1000 1：2000 地形图数字化规范》《鞍山市建库与系统开发总体技术方案》3 数据分层与编码原则要素的分类和编码是建立基础空间数据库的基础，直接影响到系统内数据的组织、采集、存取、编辑和使用等方面，更影响到数据的共享和交换，因此可以称作是空间数据库的“生命线”，必须标准、规范、合理。
地理信息数据DLG地形图要素分类与代码规程(DOC)
鞍山市规划局1：500、1：1000、1：2000 基础地理信息数据DLG地形图要素分类与代码规程目录1 适用范围 (1)2 引用标准 (1)3 数据分层与编码原则 (1)4 编码方法 (2)5数据采集规范综述 (3)5．1 数据加工平台及成果格式要求 (3)5．2 空间参考 (3)5．3 成果要求 (3)5．4符号、图式 (4)5．5分层编码 (4)5．6属性的调查及属性录入 (4)5．7实体的划分 (4)5．8 CASS软件使用的注意事项 (6)6 鞍山市市地形图属性数据标准 (6)7 鞍山市市地形图元数据规范 (7)8地形图要素分类与代码 (9)8.1测量控制点类 (9)8.2居民地类 (10)8.3工矿建筑类 (16)8.4 交通类 (22)8.5管线类 (33)8.6水系类 (37)8.7境界类 (43)8.8地质地貌类 (44)8.9植被类 (47)8.10等高线 (48)8.11高程点 (48)8.12地图整饰类 (49)附注一：面状要素处理细则 (52)附注二：电力线、通信线、管道的处理 (52)附注三：扩展属性的处理 (52)附注四：元数据的处理 (51)附注五：检测软件的注意事项 (51)1 适用范围本规范规定了鞍山市地形图要素分层、分类与代码、几何特征、绘制方法等，适用于鞍山市规划局基础地形数据库的建设和应用，鞍山市基础地形图航测成果的编辑整理。
是数据成果监理、检测的重要依据。
2 引用标准本规范以如下标准为依据制定。
GB 14804—93 《1：500 1：1000 1：2000地形图要素分类与代码》GB/T 7929—1995 《1：500 1：1000 1：2000地形图图式》GB/T 17160—1997 《1：500 1：1000 1：2000 地形图数字化规范》《鞍山市建库与系统开发总体技术方案》3 数据分层与编码原则要素的分类和编码是建立基础空间数据库的基础，直接影响到系统内数据的组织、采集、存取、编辑和使用等方面，更影响到数据的共享和交换，因此可以称作是空间数据库的“生命线”，必须标准、规范、合理。
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属性数据的编码
层次分类编码法：是按照分类对象的从属和层次关系
为排列顺序的一种代码，它的优点是能明确表示出分类对象的 类别，代码结构有严格的隶属关系。
土地利用类型
7
耕地 71
园地 72
林地 73
牧草地 74
居民点及公矿用地 75
交通用地 75
水域 76
未利用地 77
有林地 731
灌木地 732
疏林地 733
未成林林地 734
迹地 735
针叶树疏林地 7331
阔叶树疏林地 7332
属性数据的采集方法
1、键盘，人机对话方式 2、程序批量输入。
几何数据
属性数据
标识码
002Байду номын сангаас001
a1 a2 001 002
1、可手工输入 2、由系统自动生成(如用顺序号代表标识符)
程序
空间 数据库
空间数据的采集
１、GIS的数据源 ２、GIS的空间数据采集
①、空间数据采集的一般方法 ②、数字化中的物理坐标、用户坐标 ③、MAPGIS数字化(或MapInfo数字化) ④、数字化精度分析 ３、 GIS的属性数据采集——属性数据库的建立 ４、数据的维护与管理
图形数据的分类和编码
●地理信息种类繁多、内容丰富、只有将它们按一定 的规律进行分类和编码，使其有序地存储、检索，以 满足各种应用分析需求。因此，基础地理数据的分类 和编码是空间数据库建立的重要基础。
空间数据的分层2
2、空间数据分层的目的： 便于空间数据的管理、查询、显示、分析等。 1）空间数据分为若干数据层后，对所有空间数据的管理就 简化为对各数据层的管理，而一个数据层的数据结构往往比 较单一，数据量也相对较小，管理起来就相对简单； 2）对分层的空间数据进行查询时，不需要对所有空间数据 进行查询，只需要对某一层空间数据进行查询即可，因而可 加快查询速度； 3）分层后的空间数据，由于便于任意选择需要显示的图层， 因而增加了图形显示的灵活性； 4）对不同数据层进行叠加，可进行各种目的的空间分析。
分类、编码
点、线、面 特征码、坐标
信息世界
属性数据的采集内容1
●包括各类调查报告、文件、统计数据、实验数据 与野外调查的原始记录等，如人口数据、经济数据、 土壤成份、环境数据。 ●对于要输入属性库的属性数据，通过键盘直接键 入或文件、表格、数据库导入。 ●对于要直接记录到栅格或矢量数据文件中的属性 数据，则必须进行编码输入。
属性数据分类编码内容
登记部分(标识码)：用来标识属性数据的 序号，可以是简单的连续编号，也可划分 不同层次进行顺序编码； 分类部分(分类码)：用来标识属性的地理 特征，可采用多位代码反映多种特征； 控制部分：用来通过一定的查错算法，检 查在编码、录入和传输中的错误，在属性 数据量较大情况下具有重要意义。
在GIS中，通常把这部分属性数据用编码的形式表示，并 与几何数据一起管理起来。
编码：是指确定属性数据的代码的方法和过程。 代码：是一个或一组有序的易于被计算机或人识别与处理 的符号，是计算机鉴别和查找信息的主要依据和手段。 编码的直接产物就是代码，而分类分级则是编码的基础。
属性数据的分类编码原则
◆分类是将具有共同的属性或特征的事物或现象归并在一起， 而把不同属性或特征的事物或现象分开的过程。 ◆分类是人类思维所固有的一种活动，是认识事物的一种方法。
地理实体分类及数据编码
一、空间数据的组织 二、属性数据的编码 三、属性数据的采集
空间数据的组织
GIS应用
经纬度分块 矩形分块
分层
引自武汉大学胡鹏教授PPT
大范围 地理区域
区域分块
合理组织
面向对 象组织
空间数据库
空间数据的分层1
●空间数据可按某种属性特征形成一个数据层，通常称为图 层(Coverage)。 1、空间数据分层方法： 1）专题分层 ◆每个图层对应一个专题，包含某一种或某一类数据。如地 貌层、水系层、道路层、居民地层等。 2）时间序列分层 ◆即把不同时间或不同时期的数据作为一个数据层。 3）地面垂直高度分层 ◆把离地面不同高度的数据作为一个数据层。 如：地下、地 表、地上。
属性数据的采集内容2
国家资源与环境 信息系统规范在 “专业数据分类 和数据项目建议 总表”中，将数 据分为社会环境、 自然环境和资源 与能源三大类共 14小项，并规定 了每项数据的内 容及基本数据来 源。
属性数据的编码
在属性数据中，有一部分是与几何数据的表示密切有关的。 例如，道路的等级、类型等，决定着道路符号的形状、色彩、 尺寸等。