矢量数据结构的属性数据表达课件.ppt

1、矢量数据结构的属性数据表达矢量数据结构的属性数据表达 属性特征类型 类别特征：是什么 说明信息：同类目标的不同特征 属性特征表达 类别特征：类型编码 说明信息：属性数据结构和表格 属性表的内容取决于用户 图形数据和属性数据的连接通过目标识别符或内部记 录号实现。典型GIS空间数据文件存储形式：(1)MapInfo 数据文件 *.tab：头文件，软件版本号、存储坐标投影、地图 边界、属性项名等，是ASCII码文件。*.map：图形文件，存储所有GIS图形。*.id：索引文件，存储图形与属性的关联关系。*.dat：属性文件，存储所有属性项值。（2）ArcView/ArcGIS shape数据文件

2、*.shp:图形文件 *.dbf：属性文件，存储图形与属性的关联关系。*.shx：索引文件 矢量数据结构的特点矢量数据结构的特点l用离散的点描述空间对象与特征，l用拓扑关系描述空间对象之间的关系l面向目标操作，精度高，数据冗余度小l与遥感等图象数据难以结合l输出图形质量号，精度高4.1.3 栅格数据结构及其编码AAAAARAAARAAARAARAAAAAAAAAGGAAGGGGGGGAGGGAGGAAAAAARAAAARAAARRAAA1432587612345678一、基本概念u指将空间分割成有规则的网格，在各个网格上指将空间分割成有规则的网格，在各个网格上给出相应的属性值来表示地理实体的一

3、种数据给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。组织形式。u像元像元(pixel)(pixel)是栅格结构记录信息的基本单元。是栅格结构记录信息的基本单元。u像元的位置由行列号确定像元的位置由行列号确定u每个像元只能存在一个值。每个像元只能存在一个值。（a）三角形（b）菱形（c)六边形对于栅格数据结构对于栅格数据结构点点：为一个像元：为一个像元线线：在一定方向上连接：在一定方向上连接成串的相邻像元集合。成串的相邻像元集合。面面：聚集在一起的相邻：聚集在一起的相邻像元集合。像元集合。点点线线面面特点：特点：属性属性明显，位置明显，位置隐含隐含Y：列X：行格网分辨率逼近的精度取决于逼近的精

4、度取决于像元尺寸像元尺寸的大小的大小二、像元最小尺寸的确定 设研究区域最小图斑的面积为设研究区域最小图斑的面积为A A，当网格边长为，当网格边长为H H时，该图斑可能丢失；当网格边长为时，该图斑可能丢失；当网格边长为H/2H/2时，该图时，该图斑得到很好的表示。斑得到很好的表示。所以像元合理的尺寸是：所以像元合理的尺寸是：式中：式中：i=1,2ni=1,2n（区域多边形数）（区域多边形数）HAH/2A iAhmin21CAB三、栅格数据的取值方法长度占优法长度占优法面面积积占占优优重重要要性性中心点法中心点法B连续分布地理要素连续分布地理要素C具有特殊意义具有特殊意义的较小地物的较小地物A分类

5、较细、分类较细、地物斑块较小地物斑块较小A四、栅格数据的编码方法 1.1.直接编码直接编码 是将栅格数据看成一个像元阵列是将栅格数据看成一个像元阵列 行列号表示它的位置行列号表示它的位置 如影像：如影像：A AA AA AA AA AB BB BB BA AA AB BB BA AA AA AB B 按行序从左到右记录就是按行序从左到右记录就是A A，A A，A A，A A，A A，B B，B B，B B，A A，A A，B B，BB 1.1.直接编码直接编码 2.2.压缩编码压缩编码2.压缩编码方法 信息无损编码信息无损编码 链式编码链式编码 流程长度编码流程长度编码 块式编码块式编码 四叉

6、树编码四叉树编码 信息有损编码信息有损编码2.压缩编码方法 AAAAARAAARAAARAARAAAAAAAAAGGAAGGGGGGGAGGGAGGAAAAAARAAAARAAARRAAA1432587612345678（1）链式编码(ChainCodes)0又称为弗里曼链码又称为弗里曼链码(Freeman)(Freeman)或边界链码。0基本方向基本方向可定义为：东0，东北l，北=2，西北3，西4，西南5，南6，东南7等八个基本方向。0对于上图中属性为G的多边形，确定原点为像元(3，6)，则该多边形边界按顺时针方向的链式编码为：03，6，0，6，7，5，6，4，4，2，2，1，2。07654

7、321（2）游程长度编码(RunLengthCodes)游程长度：游程长度：相邻同值像元的个数。相邻同值像元的个数。游程长度编码：游程长度编码：逐行将逐行将相邻同值像元合并，并记录合并相邻同值像元合并，并记录合并后的像元值及合并像元的长度。后的像元值及合并像元的长度。法一：按值和游程长度编码（按行序存储）法一：按值和游程长度编码（按行序存储）（A A，4 4）（）（R R，1 1）（）（A A，3 3）（A A，4 4）（）（R R，1 1）（）（A A，4 4）（R R，1 1）（）（A A，7 7）AAAAARAAARAAARAARAAAAAAAAAGGAAGGGGGGGAGGGAGGAA

8、AAAARAAAARAAARRAAA1432587612345678法二：按值和终点列号编码（需按行序存储）法二：按值和终点列号编码（需按行序存储）第第1 1行（行（A A，4 4）（）（R R，5 5）（）（A A，8 8）第第2 2行（行（A A，3 3）（）（R R，4 4）（）（A A，8 8）第第8 8行（行（R R，1 1）（）（A A，8 8）AAAAARAAARAAARAARAAAAAAAAAGGAAGGGGGGGAGGGAGGAAAAAARAAAARAAARRAAA1432587612345678（3）块式编码(BlockCodes)块式编码是将游程长度编码扩大到二维的情况，

9、把多边形范围划分成由像元组成的正方形，然后对各个正方形进行编码。如图：块式编码的数据结构由初始位置(行号，列号)和半径，再加上记录单元的代码组成。根据这一编码原则，上述多边形只需17个单位正方形。9个4单位的正方形和1个16单位的正方形就能完整表示，总共要57个数据，其中27对坐标，3个块的半径。AAAAARAAARAAARAARAAAAAAAAAGGAAGGGGGGGAGGGAGGAAAAAARAAAARAAARRAAA1432587612345678（4）四叉树编码(Quadtree Encoding)四叉树编码又称为四分树、四元树编码。它是一种更有效地压编四叉树编码又称为四分树、四元树编

10、码。它是一种更有效地压编数据的方法。它将数据的方法。它将2n2n像元阵列连续进行像元阵列连续进行4等分，一直分到等分，一直分到正方形的大小正好与象元的大小相等为止（如下图），而块状正方形的大小正好与象元的大小相等为止（如下图），而块状结构则用四叉树描述，习惯上称为四叉树编码结构则用四叉树描述，习惯上称为四叉树编码。9999000099090000900977000000770000007777000077770000777700007777999900000009999900707000000777777000000077777777000077007070000007007099 9 9 0

11、 0 9 0 0 9000NWNESWSE练习按值和终点列号：按值和终点列号：按值和游程长度：按值和游程长度：五、栅格数据结构特点l 离散的量化栅格值离散的量化栅格值表示空间对象表示空间对象l 面向位置的数据结面向位置的数据结构构,难以建立空间对难以建立空间对象之间的关系象之间的关系l 几何和属性存在偏几何和属性存在偏差差abc345abc面积:67几何偏差属性偏差三角形的面积为6个平方单位，而右图中则为7个平方单位，这种误差随像元的增大而增加。4.2 数据结构的比较与转换矢量数据优点：表示地理数据的精度较高严密的数据结构，数据量小完整的描述空间关系图形输出精确美观图形数据和属性数据的恢复、更

12、新、综合都能实现面向目标，不仅能表达属性，而且能方便的记录每个目标的具体属性信息缺点：数据结构复杂矢量叠置较为复杂数学模拟比较困难技术复杂，特别是软硬件栅格数据优点：数据结构简单空间数据的叠置和组合方便各类空间分析很易于进行数学模拟方便缺点：图形数据量大用大像元减少数据量时，精度和信息量受损地图输出不美观难以建立网络连接关系投影变换比较费时矢量数据向栅格数据转矢量数据向栅格数据转换换 点的变换 YXOJIyx(0,0)XminXmaxYmin4.3 4.3 矢量数据向栅格数据转换矢量数据向栅格数据转换 矢量线段的变换(x,y)22(x,y)11(x,y)多边形数据的转换(边界代数算法、内部点扩

13、散法、射线算法）abcdef10000011001110000000101001000100010000001000000001000011101110001001101100011100000001110110000100111010001100001111111110矢量数据向栅格数据转换矢量数据向栅格数据转换边界代数算法 二值化 5 9 10141 138 9 5 3 1 0 2 245156 73 144 178 132 23 7 3 212 5 6 8 29 11214 167 5 124110 7 6 5 4 7 133 5 192 350 110 135 6 4 7 244 12 2 5 12135 201 166 127155 9 1 1 9 4 8 2112211 43 5 0 细化（剥皮法、骨架法）123456789101112131415161718282930313233343536242526271920212223464748495051424344453738394041 跟踪 4.4 4.4 数据结构选择原则数据结构选择原则q要素还是位置？q可获取的数据q定位要素的必要精度q需要什么类型的要素q需要什么类型的拓扑关联q所需空间分析类型q生产地图类型