第三章空间数据的组织与结构

空间数据的组织与结构地理科学学院 张玉红

数据结构

数据结构即指数据组织的形式，是适合于计算机存储、 管理和处理的数据逻辑结构。对空间数据则是地理实 体的空间排列方式和相互关系的抽象描述。 描述地理实体的数据本身的组织方法，称为内部数据 结构。 内部数据结构基本上可分为两大类： 即矢量结构和栅格结构。

西北望

卧佛寺 西苑 颐和园 香山主要地名Labels of 主要地名

采用一个没有大小的点(坐标) 来基本点元素时，称为矢量表 栅格图 示法。

玉泉山

城区边界 水域 铁路 北京街区BEIJING1.BMP

八大处

西郊机场 武胜县 黄庄

五里坨

安岳县

潼南县 合川市

华蓥市 邻水县 垫江县 县区政府驻地 主要公路 区县界线 机场 河流 区县区划图 丰都县 长寿县 李渡区

忠县

石柱土家族自治

铜梁县 采用一个有固定大小的 北碚区 点(面元)来表达基本 渝北区 大足县 矢量图 沙坪坝区 江北区 点元素时，称为栅格表 璧山县 渝中区 南岸区 双桥区 示法。 九龙坡区 荣昌县 隆昌县 永川市 大渡口区 巴南区 江津市

武隆县

0.0 7.5 15.0 22.5 30.0 37.5 km

彭水苗族土家

矢量数据结构 栅格数据结构 两种数据结构的比较与选择

栅格数据结构

栅格数据结构的定义 栅格数据结构的特点 栅格数据结构的获取 栅格数据结构的组织 栅格数据结构的压缩

一、定义

栅格结构是最简单最直观的空间数据结构，又称为网 格结构(raster或grid cell)或象元结构(pixel),是 指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列， 每个网格作为一个象元或象素,由行、列号定义，并包 含一个代码,表示该象素的属性类型或量值，或仅仅包 含指向其属性记录的指针。

y

0

0

0

0

9

0

0

0

00 0 0 0 0 9 x

00 0 6 9 9 0

00 0 9 0 0 0

99 9 0 0 0 0

00 0 7 7 7 0

07 7 7 7 7 0

07 7 7 7 7 0

00 0 7 0 0 0

(a) 点、线、面数据 (b) 栅格表示 图3-1 点、线、面数据的栅格结构表示

二、特点

栅格结构的显著特点是：

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 9 9 9

9 0 0 0

0 0 7 7

0 0 7 7

0 0 0 0

属性明显， 定位隐含。

00

69

90

00

77

77

77

70

09

90

00

00

70

70

70

00

(a)三角形

(b) 菱形

(c) 六边形

图3-2 栅格数据结构的几种其它形式

三、获取途径

栅格结构数据主要可由四个途径得到，即 ①目读法：在专题图上均匀划分网格，逐个网格 地决定其代码，最后形成栅格数字地图文件； ②数字化仪手扶或自动跟踪数字化地图，得到矢 量结构数据后，再转换为栅格结构； ③扫描数字化：逐点扫描专题地图，将扫描数据 重采样和再编码得到栅格数

据文件； ④分类影像输入：将经过分类解译的遥感影像数 据直接或重采样后输入系统，作为栅格数据结构的专 题地图。

四、组织方法1.直接栅格编码(栅格矩阵结构)

A

CB

D

A A B A B B B D

C C C C D C D D

2.确定栅格代码

A

CB

D

(1)中心点法

A

CB D

A A B A B B B D

C C C C D C D C

中心点法是将栅格中心点的值作为本栅格元素的值。

(2)面积占优法

A

CB D

A A B A B B B D

C C C C D C D D

面积占优法是把栅格中占有最大面积的属性值定为本栅格元素的值。

(3)长度占优法

A C B D

A A B A B B B D

C C C C D C D C

长度占优法是将网格中心画一横线,然后用横线所占最长部分 的属性值作为本栅格元素的值。

(4)重要性法

A C B D

A A B A B B B D

C C C C C C D C

重要性法往往突出某些主要属性，对于这些属性，只要在栅 格中出现，就把该属性作为本栅格元素的值。