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(2)属性明显,定位隐含 。
(3)数据结构简单,易于扩充、修改,特别易于与遥感数据结合,但数据量大。 (4)适合于高级语言作文件或矩阵处理。 (5)存在几何和属性误差。
3.、栅格数据的压缩编码方式:链式编码、游程长度编码、块状编码、四叉树编码。 4、栅格数据的各种压缩编码方式的比较
(1)直接栅格编码:简单直观,是压缩编码方法的逻辑原型(栅格文件);
(2)链码:压缩效率较高,以接近矢量结构,对边界的运算比较方便,但不具有区域性质,区域运算较难;
(3)游程长度编码:在很大程度上压缩数据,又最大限度的保留了原始栅格结构,编码解码十分容易,十分适合于微机地理信息系统采用;
(4)块码和四叉树编码:具有区域性质,又具有可变的分辨率,有较高的压缩效率,四叉树编码可以直接进行大量图形图象运算,效率较高,是很有前途的编码方法。
5、提高栅格数据精度的途径:(1).细化栅格像元 (2)提高栅格像元分辨率
6、在转换和重采样时,需要可能保持原图或原始数据精度。有两种方法:①尽量准确的确定栅格属性;②提高精度。
二、矢量数据
1、矢量数据存储是用ID号存储(通过坐标点对实现空间信息) 2、矢量数据的优点:
(1)数据结构简单,直观,便于用户接受; (2)便于系统的维护和更新。 3、矢量数据结构的特点
(1)用离散的点描述空间对象与特征,定位明显,属性隐含。 (2)用拓扑关系描述空间对象之间的关系。 (3)面向目标操作,精度高,数据冗余度小。 (4)与遥感等图象数据难以结合。 (5)输出图形质量好,精度高。
4、矢量数据结构编码的方法:实体式、索引式、双重独立式、链状双重独立式。
两种数据结构的比较
1、栅格数据结构:
优点:1.数据结构简单;
2.空间分析和地理现象的模拟均比较容易; 3.有利于与遥感数据的匹配应用和分析; 4.输出方法快速,成本比较低廉。 缺点:1.图形数据量大;
2.投影转换比较困难;
3.栅格地图的图形质量相对较低; 4.现象识别的效果不如矢量方法。
2、矢量数据结构:
优点:1.便于面向现象(土壤类、土地利用单元等);
2.数据结构紧凑、冗余度低;
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3.有利于网络分析;
4.图形显示质量好、精度高。 缺点:1.数据结构复杂;
2.软件与硬件的技术要求比较高; 3.多边形叠合等分析比较困难; 4.显示与绘图成本比较高。
栅格数据向矢量数据转换的目的有三:①数据入库;②数据压缩;③矢量制图
栅格数据模型和TIN数据模型的比较
1、对地理空间的划分:TIN 模型为不规则三角形;而栅格模型为规则格网;
2、空间对象的表示:栅格数据模型既可以描述连续变化的地理现象,又可以表示离散的地理现象(点、线、面),而TIN模型只能表示联系变化的地理现象;但TIN 能精确地表示曲面类型地理现象的形状以及特殊的地形要素,比如山脊、山峰等,而栅格模型不能精确表示;
3、表面模型的精度:栅格使用统一的CELL大小来表示,在地形平坦的地方,存在大量的数据冗余,而TIN具有随坡度变化而不同的点密度,在坡度变化大的地区点密度较高;
4、栅格模型适合进行空间一致性分析、近邻分析、离散度分析及表面最低成本分析,TIN模型适合进行坡度、坡向、体积计算和视线分析等
思考与练习
1. 空间实体可抽象为哪几种基本类型?它们在矢量数据结构和栅格数据结构分别是如何表示的?
2. 叙述四种栅格数据存储的压缩编码方法。 答:(1)链式编码:8个基本方向自0°开始按顺时针方向代码分别为0,1,2,3,4,5,6,7。单位矢量的长度默认为一个栅格单元。
(2)游程长度编码:只在各行(或列)数据的代码发生变化时依次记录该代码以及相同代码重复的个数。逐个记录各行(或列)代码发生变化的位置和相应代码。
(3)块式编码:是将游程长度编码扩大到二维的情况,采用方形区域作为记录单元,数据编码由初始位置行列号加上半径,再加上记录单元的代码组成。
(4)四叉树编码:是根据栅格数据二维空间分布的特点,将一幅栅格地图或图像等分为四部分。逐块检查其格网属性值(或灰度),如果某个子区的所有格网值都相同,则这个子区就不再继续分割,否则还要把这个子区再分割成四个子区。这样逐次地分割,直到每个子块都只含有相同的属性值或灰度为止。
3、叙述四种矢量数据结构编码。
答:1)简单的矢量数据结构—面条结构(实体式):实体式数据结构是指构成多边形边界的各个线段,以多边形为单元进行组织。
2)索引式:对所有边界点进行数字化,将坐标对以顺序的方式存储,由点索引与边界号相联系,以线索引与各多边形相联系,形成树状索引结构。
3)双重独立式:双重独立式数据结构是对图上网状或面状要素的任何一条线段,用其两端的节点及相邻面域来予以定义。
4)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。
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4. 叙述矢量数据压缩。
5. 试写出矢量和栅格数据结构的模式,并列表比较其优缺点。 6. 叙述由矢量数据向栅格数据的转换的方法。
答:矢量数据的基本坐标是直角坐标x,y,其坐标原点一般取图的左下方。
网格数据的基本坐标是行和列(i,j),其坐标原点一般取图的左上角。
7.叙述由栅格数据向矢量数据的转换的方法。
8.简述栅格到矢量数据转换细化处理的两种基本方法。
第四章 空间数据库
1、使用数据库的其他优点:①存取速度快 ;
②支持多用户并发访问 ; ③可以进行复杂的查询。
2、什么是空间数据库 ?
答:指以特定的信息结构(如国土、规划、环境、交通等)和数据模型(如关系模型、面向对象模型等)表达、存储和管理从地理空间中获取的某类空间信息,以满足不同用户对空间信息需求的数据库。
3、空间数据库特点:数据量大;空间、属性数据结合;应用面广。
4、数据库的主要特征 :
(1) 数据集中控制 (2) 数据冗余度小 (3) 数据独立性 (4) 复杂的数据模型 (5) 数据保护 (6) 系统的灵活性
5、数据的组织方式:
(1)数据项(字段):是可以定义数据的最小单位,也叫元素、基本项、字段等。 (2)记录:由若干相关联的数据项组成。
(3)文件:文件是一给定类型的(逻辑)记录的全部具体值的集合。 (4)数据库:是比文件更大的数据组织。
6、数据模型:是数据库系统中关于数据和联系的逻辑组织的形式表示。
7、网络模型优点:
(1)能明确而方便地表示数据间的复杂关系 (2)数据冗余小
(3) 具有一定的数据独立性和共享性,运行效率高
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8、面向对象数据库的功能(特点): (1) 复杂的信息建模能力 (2) 语义模式的设计 (3) 丰富的约束管理 (4) 动态模式演进
(5) 大规模数据管理 (6) 对象的版本管理 (7) 可伸缩性事务管理
(8) 计算完整的数据库编程语言
9、面向对象数据库的设计思路:
(1)建立全新的数据库模型和数据语言。 (2)用对象能力扩充数据库SQL语言。
(3)用数据库能力扩充面向对象程序设计语言(OOPL)。 (4)提供一个可扩充的面向对象的数据库管理系统类库。 (5)把面向对象语言结构嵌入到传统的宿主语言中。
(6)为特定的应用领域提供一个底层的面向对象数据库管理。
思考
1、与传统数据库比,空间数据库的特点是什么? 2、在GIS中,空间数据库有哪些类型的组织方式? 3、 简述面向对象的特点。
第五章 空间数据采集与处理
1、地理信息系统的数据源:
是指建立地理信息系统数据库所需要的各种类型数据的来源。
2、 数据源种类特点:
地图:地图存储介质的缺陷、势性较差、需投影转换。
遥感影像数据:能取得大面积、综合的信息;速度快;降低数据储存冗余和不连续性;能提供各类专题所需要的信息。
统计数据:主要用作属性数据源。
实测数据:适合小范围的采集或者更新。
数字数据:对数字数据的采用需注意数据格式的转换和数据精度、可信度的问题。 各种文字报告和立法文件:广泛的应用范围 多媒体数据:数据量巨大、数据类型多。
3、空间数据采集 包括:(1)属性数据的采集。属性数据即空间实体的特征数据,一般包括名称、等
级、数量、代码等多种形式。
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