栅格数据结构实际上就是象元阵列，即象元按矩阵形式的集合，栅格中的每个象元是栅格数据中最基本的信息存储单元，其坐标位臵可以用行号和列号确定。栅格数据中的实体可分为点实体、线实体和面实体。
矢量模型
用一系列有序的x、y坐标对来表示点、线、面等地理实体的空间位臵。可以精确定义地理实体的位臵、长度、面积等。相对于栅格结构数据精度高、存储空间小。是GIS软件的主流格式
X,X,X,X,
管理模式的发——展文件管理；文件和数据库混合管理；全关系型数据库管理；对象——关系数据库管理系统；面向对象数据库管理
研究内容：储存和管理地理空间数据（空间数据和属性数据）
地理空间数据分类：空间数据。和空间位臵、空间关系有关的数据。 属性数据。地理元素中非空间的属性信息 。
举例：房籍管理信息系统 。空间数据包括了土地、房屋的地理坐标，及地上建筑物的分布、方位、朝向等；属性数据则指土地利用状况、土地、房屋有关用途、性质，以及房屋销售进度等。 文件管理
用文件系统管理空间和属性数据。
例如：ArcGIS的Shape file不同的层以及同一层中不同图形要素类型（点、线、面）,将产生不同的Shape文件，同时对每一个要素自动产生一个特征码（FeatureID）。
点文件i 线文件i 面文件i 图层i 点文件j 图层j 线文件j 面文件j Shape文 文件和数据库混合管理
属性数据建立在RDBMS上，数据存储和检索比较可靠、有效；几何数据采用图形文件管理，功能较弱，特别是在数据的安全性、一致性、完整性、并发控制方面，比商用数据库要逊色得多。空间数据分开存储，数据
的完整性有可能遭到破坏。GIS软件：Arc/Info，MGE，SICARD、GENEMAP等。
全关系型数据库管理
属性数据、几何数据同时采用关系式数据库进行管理；空间数据和属性数据不必进行烦琐的连接，数据存取较快；属于间接存取，效率比DBMS的直接存取慢，特别是涉及空间查询、对象嵌套等复杂的空间操作；GIS软件：System9，Small World、Geovision等
属性数据 GIS界面 空间数据 关系表 二进制块 RDBMS 空间 数据库 对象——关系型数据库管理
在标准的关系数据库上增加空间数据管理层，对空间对象的数据结构进行了预先定义，定义了操作点、线、面等空间对象的API函数。解决了空间数据变长记录的存储问题，由数据库软件商开发，效率较高。用户不能根据GIS要求进行空间对象的再定义，空间数据结构不能任意定义。GIS软件：TIGER，Geo++、Geo Tropics等
GIS界面 空间数据处理 扩充实体类型 RDBMS （点、线、面、圆等） 空间 数据库 面向对象数据库管理
面向对象（Object-Oriented，OO）的概念起源于面向对象的编程语言。引入对象、对象类、方法、实例等概念和术语，采用动态联编和单继承性机制。基本出发点是以对象作为最基本的元素，尽可能按照人类认识世界的方法和思维方式来分析和解决问题。 面向对象数据库基本概念
对象：是对客观世界实体的抽象描述，由信息（数据）和对数据的操作组合而成。类：是对多个相似对象共同特性的描述。消息：是对象之间通信的手段，用来指示对象的操作。分公有消息和私有消息。方法：是对象接收到消息后应采取的动作序列的描述。实例：是由一特定类描述的具体对象。基类：是相似的类的共同属性的抽象，基类的实例是类，类的实例是对象。 面向对象数据库几何抽象模型——GIS中的各种地物，在几何性质方面大致表现为四种类型，即点状地物、线状处物、面状地物以及由它们混合组成的复杂地物，因而这四种类型可以作为GIS中各种地物类型的超类。
空间地物点状地物线状地物面状地物复杂地物电桥车道水电建公矿大视 力筑湖 县塔梁站路管线物园山学 课后问题
地理数据库管理模式的发展经历了哪几个阶段？各阶
段的特点？
第二章 空间数据的表达和管理
第一节 空间数据表达
空间数据基本特征
空间特征：用以描述事物或现象的地理位臵以及空间位臵相互关系。一般以坐标数据表现。空间特征数据又可再分为拓扑特征和几何特征（定位特征）。
属性特征：非定位数据。用以描述事物或现象的特性。时间特征：用以描述事物或现象随时间的变化。
空间特征是指空间对象的位臵及与相邻对象的空间关系或拓扑关系
属性特征是指空间对象的专题属性 空间数据的表达
地理实体——在地理空间世界中，空间对象一般按地形维数进行归类划分，地理现象被抽象为点、线、面、体。抽象后的地理现象称为地理实体（空间实体）。 1、点（0维）2、线（1维）3、面（2维）4、体（3维）
点实体：有位臵，无宽度和长度； 抽象的点
线实体：有长度，但无宽度和高度，用来描述线状实体，通常在网络分析中使用较多，度量实体距离 1）实体长度：从起点到终点的总长
2）弯曲度：用于表示像道路拐弯时弯曲的程度。 3）方向性：如：水流方向，上游—下游，公路，单、
双向之分。
线状实体包括：线段，边界、链、弧段、网络等。 面实体：具有长和宽的目标，通常用来表示自然或人工的封闭多边形
面状实体有如下特征：
1）面积范围 2）周长3）独立性或与其它地物相邻 如中国及其周边国家4）内岛屿或锯齿状外形： 如岛屿的海岸线封闭所围成的区域。5）重叠性与非重叠性：如学校的分区，菜市场的服务范围等都有可能出现交叉重叠现象，而一个城市的各个城区一般说来不会出现重叠。
空间对象：体——有长、宽、高的目标，通常用来表示人工或自然的三维目标，如建筑、矿体等三维目标 体状实体一般具有以下一些空间特征：1）体积，如工程开控和填充的土方量。2）每个二维平面的面积。3）周长4）厚度5）高度 抽象成地理实体的空间现象
地理实体
实体类型组合：现实世界的各种现象比较复杂，往往由不同的空间单元组合而成。例如根据某些空间单元或几种空间单元的组合将空间问题表达出来，复杂实体由简单实体组合表达。点、线、面两两之间组合表达复杂的空间问题：如：线—面、面—面、 点—面、 点—线
（1）线——面组合
1、区域包含线：计算区域内线的密度，某省的水系分布情况。2、线通过区域：公路上否通过某县。3、线环绕区域：区域边界，搜索左右区域名称，中国与哪些国家接壤。4、线与区域分离：距离。
2） 面——面组合
1、包含：岛,某省的湖泊分布。2、 相交：重叠，学校服务范围与菜场服务范围重叠区。3、 相邻：计算相邻边界性质和长度，公共连接边界。4、分离：计算距离。
学校 菜场 地理实体间的空间关系：在研究两个以上的空间实体
时，空间关系是其中重要的研究内容。空间关系是地理实体之间由实体的几何特性（位臵、形状）所决定的关系。地理实体间的空间关系实际是研究实体间的拓扑关系。
1、拓扑关系的定义
Topology一词来自希腊文，它的原意是“形状的研究”。拓扑学是几何学的一个分支，它研究在拓扑变换下能保持不变的几何属性——拓扑属性。地理实体不仅具有空间位臵、形状、大小等空间特征，而且不同实体间还存在邻接、关联、包含等空间相互关系特征，由于描述这种关系时不需要考虑空间坐标和距离因素，所以又称为拓扑关系。是明确定义空间关系的一种数学方法。在GIS中，用来描述并确定空间的点线面之间的关系及属性，并可实现相关的查询和检索。 2、对拓扑关系的理解 指图形保持连续状态下变形，但图形关系不变的性质。我们可以设想一块高质量的橡皮，可被任意拉伸压缩，但不能扭转折叠。表面上有由结点、弧、环和区域组成的图形。若对该橡皮进行任意拉伸、压缩，但不扭转和折叠，则在橡皮形状的这些变换中，图形的一些属性将得到保留，有些属性将消失。
3、拓扑属性和非拓扑属性
4、拓扑元素
点：孤立点、线的端点、面的首尾点、链的连接点；线：两结点之间的有序弧段，包括链、弧段和线段；面：若干弧段组成的多边形
5、 拓扑关系分类
拓扑邻接： 同类元素之间的拓扑关系。 拓扑关联： 不同类元素之间的拓扑关系。
拓扑包含： 同类不同级元素之间的拓扑关系。
研究拓扑关系的意义
对于数据处理和GIS空间分析具有重要的意义：1）拓扑关系能清楚地反映实体之间的逻辑结构关系，比几何关系具有更大的稳定性，不随地图投影而变化。2）有助于空间要素的查询，利用拓扑关系可以解决许多实际问题。如某县的邻接县，--面面相邻问题。又如供水管网系统中某段水管破裂找关闭它的阀门，就需要查询该线（管道）与哪些点（阀门）关联。3）根据拓扑关系可重建地理实体。 本节问题
1、空间数据的基本特征？
2、地理实体（空间实体）的分类？试举例说明不同类别的地理实体。 3、拓扑元素和拓扑关系的分类。 第二节 栅格数据模型 基本概念
1、栅格结构
定义：栅格结构将地理空间划分成若干行、若干列，称为一个像元阵列，其最小单元称为像元或像素。每个像元的位臵由行列号确定，其属性则以唯一属性值形式表示。
2.像元阵列：反映某一空间分布的像元队列，网格的基本单位通常为正方形。
3. 像元属性：栅格单元值——通常用代码或数值表示，用来表现地理要素的属性特征（反射率、颜色、土地利用类型、降雨量、人口、高程等等） 4. 像元－－栅格单元：网格基本单元的大小，对栅格图像的分辨率和计算精度起关键作用。
遥感影像：影像分辨率—一个像元代表的实地面积 打印机：150DPI、300DPI、600DPI 计算机屏幕分辨率：800×600；1024×768；1280×1024 栅格数据结构就是像元阵列，每个像元的行列号确定位臵，用像元值表示空间对象的类型、等级等特征。 矢量数据结构是通过记录坐标的方式，尽可能 地将点、线、面地理实体表现得精确无误 对于栅格数据结构
点：为一个像元；线：在一定方向上连接成串的相邻像元集合。面：聚集在一起的相邻像元集合。 栅格数据属性取值
问题：每个像元属性只能取一个值，实际上一个栅格可能对应几种不同属性值，如何取值？
1、中心点法：取位于栅格中心的属性值为该栅格的属性值。
2、面积占优法：栅格单元属性值为面积最大者。
3、重要性法：取重要的属性值为栅格属性值。用于具有特殊意义的较小地物。
4、长度占优法：每个栅格单元的值由该栅格中线段最长的实体的属性来确定。
栅格数据编码
1、直接编码2、游程长度编码3、块式编码4、链式编码5、四叉树编码
1、直接编码——无压缩编码。将栅格数据看作是一个数据矩阵，逐行或逐列逐个记录代码。特点：最直观、最基本的网格存贮结构，没有进行任何压缩数据处理。
数据压缩
栅格数据量大，格网数多，由于地理数据往往有较强的相关性，即相邻象元的值往往是相同的。所以，出现了各种栅格数据压缩方法。
数据压缩是将数据表示成更紧凑的格式以减少存储空间的一项技术。分为：
无损压缩：在编码过程中信息没有丢失，经过解码可恢复原有的信息---信息 保持编码。
有损压缩：为最大限度压缩数据，在编码中损失一些认为不太重要的信息，解码后，这部分信息无法恢复。--信息不保持编码。 2、游程长度编码
游程是指按行的顺序连续且属性值相同的若干栅格。游程长度编码是栅格数据压缩的重要编码方法。游程长度的记录方式有两种：①记录每个游程始末列号②记录每个游程象元数
游程长度编码