专题资料（2021-2022年）地理信息系统空间数据结构.doc

【地理信息系统空间数据结构】 地理信息系统（GIS）是用于存储、处理、分析和展示地理空间信息的工具。空间数据结构是GIS的核心组成部分，理解和掌握它对于有效地利用GIS至关重要。本部分将详细介绍地理空间数据的来源与类型，以及空间数据的基本特征。 **一、空间数据的来源与类型** 1. **地图数据**：这是GIS中最基础的数据来源，包括普通地图和专题地图，提供了丰富的地理信息，具有高精度和直观的空间关系。 2. **影像数据**：主要来自遥感技术，如卫星和航空遥感，提供多源、多时相、多光谱的数据，为GIS提供了丰富的空间信息。 3. **地形数据**：包括数字高程模型（DEM）和其他地形测量数据，用于表示地表形态。 4. **属性数据**：来源于各种报告、实测数据和文献，提供关于地物的非空间属性信息。 5. **元数据**：描述数据的相关信息，如来源、精度、时间戳等，帮助管理和理解数据。 **二、空间数据的类型** 1. **类型数据**：表示特定类型的事物，如道路、土壤分布等。 2. **面域数据**：表示连续区域，如行政区划。 3. **网络数据**：涉及连接点的结构，如道路网络。 4. **样本数据**：点状或线状分布的观测点，如气象站。 5. **曲面数据**：表示地形特征，如高程和等值区域。 6. **文本数据**：地理命名信息。 7. **符号数据**：用于表示地物的图形化表示，如点、线、面符号。 这些数据类型可以通过点、线、面几何元素进行抽象，使用平面坐标、经纬度或格网系统表示。 **三、空间数据的基本特征** 1. **空间特征**：描述地物的位置，通常用坐标表示。 2. **属性特征**：表示地物的特性，如分类和数量。 3. **时间特征**：反映地物随时间的变化。 空间数据的这三个特征使得管理复杂，需要将位置数据和属性数据分开处理，以便应对随时间变化的情况。 **四、空间数据结构的类型** GIS中的数据结构主要分为矢量数据模型和栅格数据模型。 1. **矢量数据结构**：面向地物，每个实体包含位置、属性和拓扑关系。优点在于精确表示边界和属性信息，但处理大量数据时效率较低。 2. **栅格数据结构**：面向位置，以矩阵形式存储，每个单元格代表一个空间位置。栅格数据易于处理和分析，但对复杂边界表示不精确，且数据量大。 数据结构的选择取决于应用场景和需求，每种结构都有其独特的压缩方法来减少存储空间。例如，栅格数据可以通过块压缩、游程编码等技术进行压缩。 在实际应用中，GIS可能结合使用这两种数据结构，以充分利用各自的优点，实现高效的空间分析和可视化。理解和掌握这些基础知识对于GIS用户和开发者来说是至关重要的，能够帮助他们更好地设计和实现GIS系统，解决实际的地理问题。