GIS空间数据结构的概念

2024-05-12 GIS 143
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数据模型需要依赖一定的数据结构来实现,如果数据模型 只是停留在概念与逻辑阶段,难以通过一定的数据结构来 物理实现,这个数据模型一定是缺乏生命力的。事实上,数据建模的过程就是通过特定的计算机代码实现数据模型的 过程。GIS数据结构与其它信息系统数据结构不同之处在于 空间数据与时态数据的处理,由此需要设计不同的数据结构 来完成几何数据、专题数据、语义关系、拓扑关系及时态数据的表达。

GIS空间数据结构的概念

数据结构的形式化定义:

DataStructure=(D,S)

其中是数据元素的有限集,S是D关系的有限集。

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此定义中‘关系,描述的是数据元素之间的逻辑关系,因此上述定义又称为数据的逻辑结构。数据结构在计算机 中的表示称为数据的物理结构,又称存储结构。

空间数据结构是‘数据结构’概念在空间信息科学中的拓展,即空间数据结构是带有结构的空间数据单元的 *** 。

GIS空间数据建模中的4个基本要素是几何特征、语义特征、专题属性(包括时态属性)及空间关系。在空间数据结构中 可分别用几何数据结构与非几何数据结构来表达。通常谈到的 空间数据结构实际上只是几何数据结构。几何数据结构用以 表达几何特征的空间几何分布及相互之间的空间关系(集中在 拓扑关系上),而非几何数据结构用以表达特征的包括 时态在内的属性信息及其语义关系。

GIS几何数据结构可分为基于矢量的几何数据结构与基于 栅格的几何数据结构两种,分别介绍如下:

(1)基于矢量的几何数据结构

①面条结构 所有特征以x、y坐标串存贮,对交叉节点不做处理;

②简单弧一点结构 所有交叉弧段须分享同一点,但不存贮拓扑关系;

③层次结构 不显示存贮多边形之间关系,但可以推导出来;

④拓扑有向结构 最简单的拓扑数据结构,不做弧段索引,DIME采用此结构;

⑤拓扑复合结构 目前最普及的数据结构,其原型为PO *** VRT结构。ARC/INFO与GENAMAP等采用此结构,与非几何数据结构中的 *** 结构类似;

⑥面向对象的结构 一些GIS软件平台可用面向对象的 *** 表达 复合多边形,如System9。但这样的复合信息一般存贮在属性数据库中。

(2)基于栅格的几何数据结构

①普通无结构 无索引元素值的矩阵;

②简单结构 通过行程编码、Morton码、方向码等对数据进行 压缩,IDRISI、ERDAS等采用此结构;

③嵌套结构 主要指四叉树结构;

④无规则结构 如Thiessen多边形与不规则三角网TIN等。

除此之外,近年来,矢量栅格一体化结构也取得了较快的发展。

来源:开源地理空间基金会中文分会

来源链接:https://www.osgeo.cn/post/1b128

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