文档介绍：第一节地理空间及其表达
介绍地理空间概念和空间实体的表达
第二节地理空间数据及其特征
包括GIS的空间数据,空间数据的基本特征,空间数据的拓扑关系
第三节空间数据结构的类型
矢量数据结构,栅格数据结构,矢量与栅格一体化数据结构,矢量与栅格数据结构的比较
第二章 GIS数据结构
地理空间指的是地球表层,其基准是陆地表面和大洋表面,它是人类活动频繁发生的区域,是人地关系最为复杂、紧密的区域。
地理空间(Geo-spatial)一般分为:
绝对空间: 是具有属性描述的空间位置的集合,它由一系列不同位置的空间坐标组成;
相对空间: 是具有空间属性特征的实体集合,它是由不同实体之间的空间关系构成。
一、地理空间(Geo-spatial)的概念
第一节地理空间及其表达
1、地球空间模型
为了研究地理现象,有必要建立地球表面的几何模型。根据大地测量学的研究成果,地球表面几何模型可以分为四类:
(1)地球的自然表面
(2)大地水准面
(3)椭球体模型
(4)数学模型
第一节地理空间及其表达
(1)地球的自然表面
地球的自然表面模型是地球的自然体,起伏而不规则,呈梨形形状。
第一节地理空间及其表达
(2)大地水准面
设当一个海水面处于完全静止的平衡状态时,从海平面延伸到所有大陆下部,且与地球重力方向处处正交的一个连续、闭合的水准面构成的地表模型。以大地水准面为基准,就可以利用水准测量对地球自然表面任意一点进行高程测量。由于地球重力的影响,大地水准面也是一个不规则曲面,但起伏远小于自然表面。
第一节地理空间及其表达
(3)椭球体模型
为了测量成果计算的需要,选用一个同大地体相近的、可以用数学方法来表达的旋转椭球来代替地球,且这个旋转椭球是由一个椭圆绕其短轴旋转而成的。它是以大地水准面为基础的。凡是与局部地区(一个或几个国家)的大地水准面符合得最好的旋转椭球,称为参考椭球。
第一节地理空间及其表达
第一节地理空间及其表达
椭球体模型
就是以大地水准面为基准建立起来的椭球体模型。该模型用三个轴来描述椭球体。
x2
——
a2
y2
——
b2
z2
——
c2
+
+
= 1
c:椭球体短轴半径:它表示
从极地到地心的距离
a:椭球体长轴上的半径
b:中轴上的半径
三轴椭球体模型
第一节地理空间及其表达
fp
=
a — c
a
fe
=
a — b
a
①长半径a
③赤道扁率
②极地扁率
fp
fe
④主轴的地经纬度
λ
a
三轴椭球体模型参数如下
x2
——
a2
y2
——
a2
z2
——
c2
+
+
= 1
双轴椭球体模型
依据不同的大地水准面测量的数据,可以得到不同的三轴椭球体数学模型。较为常用的即用a代替b,双轴椭球体模型也称为旋转椭球体。
第一节地理空间及其表达
国际主要椭球参数
椭球名称
年代
长半径a(m)
扁率f
附注
德兰勃(Delambre)
1800
6 375 653
1:
法国
埃弗瑞斯(Everest)
1830
6 377 276
1:
英国
贝赛尔(Bessel)
1841
6 377 397
1:
德国
克拉克(Clarke)
1866
6 378 206
1:
英国
克拉克(Clarke)
1880
6 378 249
1:
英国
海福特
(Hayford)
1910
6 378 388
1:
1942年国际第一个推荐值
克拉索夫斯基
(Krasovski)
1940
6 378 245
1:
苏联
1967年大地坐标系
1967
6 378 160
1:
1967年国际第二个推荐值
1975年大地坐标系
1975
6 378 140
1:
1975年国际第三个推荐值
1980年大地坐标系
1979
6 378 137
1:
1979年国际第四个推荐值