文档介绍：第三章空间数据模型与数据库
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栅格与矢量数据模型的比较
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栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织,组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征。
栅格结构的显著特点:属性明显,定位隐含,即数据直接记录属性的指针或数据本身,而所在位置则根据行列号转换为相应的坐标。
栅格数据的编码方法:
直接栅格编码,就是将栅格数据看作一个数据矩阵,逐行(或逐列)逐个记录代码;
压缩编码,包括链码(弗里曼链码)比较适合存储图形数据;
游程长度编码通过记录行或列上相邻若干属性相同点的代码来实现;
四叉树编码是最有效的栅格数据压缩编码方法之一,还能提高图形操作效率,具有可变的分辨率。
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矢量数据结构是通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点、线和多边形等地理实体,坐标空间设为连续,允许任意位置、长度和面积的精确定义。
矢量结构的显著特点:定位明显,属性隐含。
矢量数据的编码方法:
对于点实体和线实体,直接记录空间信息和属性信息;
对于多边形地物,有坐标序列法、树状索引编码法和拓扑结构编码法
坐标序列法(实体式),是由多边形边界的x,y坐标对集合及说明信息组成,是最简单的一种多边形矢量编码法,文件结构简单,但多边形边界被存储两次产生数据冗余,而且缺少邻域信息;
树状索引编码法(索引式),是将所有边界点进行数字化,顺序存储坐标对,由点索引与边界线号相联系,以线索引与各多边形相联系,形成树状索引结构,消除了相邻多边形边界数据冗余问题;
拓扑结构编码法(链状双重独立式),是通过建立一个完整的拓扑关系结构,彻底解决邻域和岛状信息处理问题的方法,但增加了算法的复杂性和数据库的大小。
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栅格模型
矢量模型
优点:
1、数据结构简单
2、叠加操作易实现
3、能有效表达空间可变性
4、栅格图象便于做图象的有效增强
优点:
1、提供更严密的数据结构
2、提供更有效的拓扑编码,因而对需要拓扑信息的操作更有效,如网络分析
3、图形输出美观,接近于手绘
缺点:
1、数据结构不严密不紧凑,需要用压缩技术解决这个问题
2、难以表达拓扑关系
3、图形输出不美观,线条有锯齿,需要增加栅格数量来克服,但会增加数据量
缺点:
1、比栅格数据结构复杂
2、叠加操作没有栅格有效
3、表达空间变化性能力差
4、不能象数字图形那样做增强处理
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矢量数据的优缺点:
优点为数据结构紧凑、冗余度低,有利于网络和检索分析,图形显示质量好、精度高
缺点为数据结构复杂,多边形叠加分析比较困难。
栅格数据的优缺点:
优点为数据结构简单,便于空间分析和地表模拟,现势性较强;
缺点为数据量大,投影转换比较复杂。
两者比较:
栅格数据操作总的来说容易实现,矢量数据操作则比较复杂;
栅格结构是矢量结构在某种程度上的一种近似,对于同一地物达到于矢量数据相同的精度需要更大量的数据;在坐标位置搜索、计算多边形形状面积等方面栅格结构更为有效,而且易于遥感相结合,易于信息共享;
矢量结构对于拓扑关系的搜索则更为高效,网络信息只有用矢量才能完全描述,而且精度较高。对于地理信息系统软件来说,两者共存,各自发挥优势是十分有效的。
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要素还是位置?
可获取的数据
定位要素的必要精度
需要什么类型的要素
需要什么类型的拓扑关联
所需空间分析类型
生产地图类型
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. DOQs, DRGs, grapgic files
二值扫描文件可以作为数字化线或多边性要素的输入数据
数字高程模型用作提取等高线
卫星影像在数据综合中发挥着重要作用
矢量数据作为处理卫星影像的辅助信息
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矢栅一体化数据结构
将矢量面向对象的方法和栅格像元充填的方法结合起来,具体采用填满线状目标路径和充填面状目标空间的方法作为一体化数据结构的基础。
线状地物:除记录原始取样点外,还记录路径所通过的栅格。
面状地物:除记录它的多边形周边以外,还包括中间的面域栅格。
一方面,它保留了矢量的全部性质,以目标为单元直接聚集所有的位置信息,并能建立拓扑关系;
另一方面,它建立了栅格与地物的关系,即路径上的任一点都直接与目标建立了联系。
从原理上说,这是一种以矢量的方式来组织栅格数据的数据结构。
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三个约定和细分格网法
为便于组织数据,首先作如下约定:
a. 地面上的点状地物是地球表面上的点,它仅有空间位置,没有形状和面积,在计算机内部仅有一个位置数据。
b. 地面上的线状地物是地球表面的空间曲线,它有形状但没有面积,它在平面上的投影