1、第二章 空間數據組織第一節 地理空間和空間實體的表達一、空間與地理空間二、GIS中的地理空間地理實體地理空間定位框架地球外形大地水準面地球橢球體地球自然外表中國大地坐標系統ICA-75橢球參數: a = 6 378 140m ; b = 6 356 755m；f = 1/298.257 1980年以前：1954年北京坐標系；(參考橢球采用克拉索夫斯基橢球參數,坐標原點俄羅斯的西伯利亞)； 1980年-至今：1980年國家大地坐標系(1980西安坐標系) 采用1975年國際大地丈量協會引薦的參考橢球,坐標原點位于陜西涇陽縣) ：地理實體空間點位WGS84 地心坐標系，WGS84橢球體絕對高程:地

2、面點至大地水準面(即平均海平面)的垂直高度,也稱“海拔高程，簡稱“高程; 相對高程:地面點至任一水準面的垂直高度.高程-由高程基準面計算的地面點高度.高程基準面的位置,實踐上是根據驗潮站所確定的多年平均海水面而確定的.高程*中國高程起算面-黃海平均海水面 1956年在青島觀象山設立了水準原點其高程以青島驗潮站1950-1956年的觀測記錄所確定的黃海平均海水面為零點而測算出來的，為72.289m，并且據此建立了1956年黃海高程系; 1987年國家測繪局公布：啟用取代，它比上升 29毫米-在全國范圍內選取假設干具有控制意義的點,并且準確測定其平面位置和高程.而這些控制點所構成的平面控制網和高程

3、控制網即組成大地控制網.中國大地控制網平面控制網國家測繪局(1)平面控制網 :按一致規范,由準確測定地理坐標的地面點組成.陜西省涇陽縣永樂鎮北洪流村 “1980年國家大地坐標系 中大地坐標的起算點高程控制網國家測繪局青島觀象山(2)高程控制網 : 按一致規范,由準確測定高程的地面點組成.第一節 地理空間和空間實體的表達三、空間實體的表達點、線、面、曲面、體假設采用一個沒有大小的點坐標來表達根本點元素時，稱為矢量表示方法假設采用一個有固定大小的點面元來表達根本點元素時，稱為柵格表示方法第二節 空間數據的特點一、空間數據特點定義： 空間數據是用來描畫空間實體的位置、外形、大小及其分布特征等信息的數

4、據特點： 空間性表示實體的空間位置或如今所處的地理位置。空間特征又稱定位特征或幾何特征，普通用坐標數據表示 專題性屬性表示實體的特征。如稱號、分類、質量特征和數量特征等。 時間性描畫實體隨時間的變化，其變化的周期有超短周期的、短期的、中期的和長期的第二節 空間數據的特點二、空間數據類型1. 類型數據：居民點、交通線、土地類型分布等。2. 面域數據：多邊形中心點、行政區域界限和行政單元3. 網絡數據：道路交叉點、街道和街區等。4. 樣本數據：氣候站、航線和野外樣方的分布區等。5. 曲面數據 ：高程點、等高線和等值區域。6. 文本數據：如地名、河流名和區域稱號。7. 符號數據：點狀符號、線狀符號和

5、面狀符號等。第三節 空間關系定義：指幾何上空間對象之間的相互關系類型：度量空間關系順序空間關系拓撲空間關系度量空間關系度量空間關系：指空間對象之間的間隔關系類型：歐氏間隔 曼哈頓間隔The Manhattan distance、The city-block distance、The taxi-cab distance：Dist=|x1-x2|+|y1-y2|時間間隔經濟間隔風險間隔社會間隔認知間隔生態間隔順序空間關系順序空間關系：描畫空間實體之間在空間上的陳列次序類型：上下順序關系前后順序關系基于東南西北地理方向的順序空間關系拓撲空間關系拓撲特征：在拓撲變換恣意伸縮或變形，但不扭結或折疊下可以

6、堅持不變的幾何屬性類型：銜接性connectivity：指曲線或弧段在結點處的相互銜接關系包含性inclusion鄰接性contiguity：指共有公共邊的兩個區域的鄰接關系拓撲空間關系的意義：確定一種地理實體相對于另一種地理實體的空間位置關系空間要素的查詢重建地理實體拓撲關系一個例子第四節 數據構造略第五節 矢量數據構造定義一、簡單數據構造面條構造二、拓撲數據構造DIMEPOLYVRTTIGER三、曲面數據構造Delaunay三角網 Delaunay三角網是Voronoi圖的對偶圖，將Voronoi圖中各多邊形單元的內點或稱為發生點銜接后得到一個布滿整個區域而又互不重疊的三角網構造。與其它三

7、角網相比，Delaunay三角網具有如下性質：1三角網外圍邊境構建的多邊形為點集的凸殼；2恣意三角形的外接圓內不包含其它點這個性質是Delaunay三角網的定義也稱為空外接圓規那么；3三角形最大程度地堅持了平衡、防止狹長形三角形的出現最大最小角規那么。假設將三角網中的每個三角形的最小角進展升序陳列，那么Delaunay三角網的陳列得到的數值最大，從這個意義上講，Delaunay三角網是“最接近于規那么化的三角網鄔倫等 2001。性質2和3保證了Delaunay三角網是最接近等角或等邊的三角網武曉波等 2000。 曲面數據構造第六節 柵格數據構造定義：指將空間分割成有規那么的網格，在各個網格上給出相應的屬性值來表示地理實體的一種數據組織方式一、根本空間對象的柵格表達點線面二、柵格單元大小確實定三、柵格單元的空間關系表達柵格單元的空間關系表達第六節 柵格數據構造續四、柵格單元的位置坐標確實定五、柵格單元的屬性確定六、柵格數據構造及其編碼1.直接柵格數據編碼2.費爾曼鏈碼3.游程編碼4.四叉樹編碼柵格單元的屬性確定直接柵格數據編碼費爾曼鏈碼游程編碼四叉樹編碼常規四叉樹線性四叉樹線性四叉