武大资环GIS课件
拓扑模型
? 拓扑模型(Topological Model）
? 包含三或四个个文件：
? 结点文件：唯一标识码，(X,Y)
? 弧段文件：唯一标识码，起始结点，终止结点，左多边形，
右多边形，指向中间点坐标的指针或者坐标串
? 多边形文件：唯一标识码，组成多边形的弧段号及面积、周
长及中心点坐标等
? 弧段坐标：如果弧段中的中间点为指针
? 表示的拓扑关系：节点-节点之间的邻接关系，多边形-多边形之间的
邻接关系，节点-线段之间的关联关系，线段-多边形之间的关联关系。 ? 优点：数据结构紧凑、数据冗余小；拓扑关系明晰使得拓扑查询、
拓扑分析效率高 ? 缺点：对单个地理实体的操作的效率低、难以表达复杂的地理实体、
查询效率低、局部更新困难。
? POLYVRT（Polygon-Converter)结构:
? 美国计算机图形及空间分析实验室研制，是当今各种图形数据结构的基本框
架（链状双重独立式 ）。
6，地理空间实体（对象）的栅格表达（栅格结构）
栅格编码方法:
? 直接栅格编码
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? 压缩编码方法
? 链码（Chain Encoding）
? 游程长度编码(Run-length Encoding) ? 块状编码(Block Encoding)
? 四叉树编码(Quadtree Encoding)
? 链码（Chain Codes）
? 又称Freeman编码或边界编码。主要记录线状地物或面状地物的边界。它把
线状地物或面状地物的边界表示为：由某一起始点开始并按某些基本方向确定的单位矢量链。前两个数字表示起点的行列号，从第三个数字开始的每个数字表示单位矢量的方向。
? 优点：很强的数据压缩能力，并具有一定的运算功能，如面积，周长等的计
算，类似于矢量数据结构，比较适合于存储线和面图形数据。 ? 缺点：叠置运算，如组合、相交等很难实施，对局部的改动涉及到整体结构，
而且相邻区域的边界重复存储。
游程长度编码:
? 栅格数据压缩的重要编码方法。它的基本思路是：对于一个栅格图形，常常
有行（列）方向上相邻的若干栅格单元具有相同的属性代码，因而可采取某种方法压缩那些重复的内容。编码方案为：只是在各行（列）栅格单元的代
①
码发生变化时依此记录该代码以及相同代码重复的个数或者记录代码及变
②
化的位置（列数） 。
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特点：
? 属性的变化愈少，行程愈长，压缩比例越大，即压缩比的大小与图的复杂程
度成反比。
优点：
? 压缩效率高（保证原始信息不丢失）；易于检索、叠加、合并操作。
缺点：
? 只顾及单行单列，没有考虑周围的其他方向的代码值是否相同。压缩受到一
定限制。
? 块状编码：
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? 是将游程长度编码扩展到二维的情况，采用方形区域作为记录单元，每个记
录单元包含相邻的若干栅格，数据结构有初始位置和半径，再加上记录单元的代码组成。
? 四叉树编码：
? 基本思想是将一幅栅格图象等分为四部分。逐块检查其格网属性值。如果某
一子区的所有栅格的属性值相同，则这个子区不再继续分割，否则还要把这个子区再分割为四个子区。这样依此地分割，直到每个子区都有相同的属性值。
? 栅格结构优点：
? 在栅格数据结构中，点实体表示为一个像元；线实体则表示为在一定方向上
连接成串的相邻像元集合；面实体由聚集在一起的相邻像元集合表示。这种数据结构很适合计算机处理，因为行列像元阵列非常容易存储、维护和显示。
? 栅格结构缺点：
? 用栅格数据表示的地表是不连续的，是量化和近似离散的数据，是地表一定
面积内(像元地面分辨率范围内)地理数据的近似性，如平均值、主成分值或按某种规则在像元内提取的值等；另一方面，栅格数据的比例尺就是栅格大小与地表相应单元大小之比。像元大小相对于所表示的面积较大时，对长度，面积等的度量有较大影响。
场模型的数字表达 ? 栅格 ? 等高线
? 不规则三角网
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7，TIN
? 不规则三角网（Triangulated Irregular Network, TIN）是另外一种表示连续地理实体或
者现象的方法，它既减少规则格网方法带来的数据冗余，同时在计算（如坡度）效率方面又优于纯粹基于等高线的方法。 ? TIN数据模型
? 三角形 + 边 + 顶点
? 三角形：三个指向它三个组成边的ID
? 边：两个指向相邻三角形记录的ID和它的两个顶点的记录的ID ? 顶点：坐标（X,Y,Z）
? 顶点 + 相邻三角形
? 三角形：三个顶点和三个相邻三角形 ? 顶点：坐标（X,Y,Z）
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