地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 郑州市二七广场卫星影像图郑州市二七广场卫星影像图郑州市二七广场卫星影像图郑州市二七广场卫星影像图 2地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 郑州市二七广场二维电子地图郑州市二七广场二维电子地图郑州市二七广场二维电子地图郑州市二七广场二维电子地图 3地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 郑州市二七广场三维电子地图郑州市二七广场三维电子地图郑州市二七广场三维电子地图郑州市二七广场三维电子地图 4地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 任务一任务一 空间数据结构空间数据结构 通过本任务的实施，使学生掌握通过本任务的实施，使学生掌握空间数据结构空间数据结构的基本知的基本知识及其应用，能使用专业软件对空间数据进行采集与编辑，为识及其应用，能使用专业软件对空间数据进行采集与编辑，为学生从事学生从事空间数据采集岗位空间数据采集岗位工作打下基础。工作打下基础。项目二项目二 空间数据获取空间数据获取 地形图测绘地形图测绘应具备的知识和能力：应具备的知识和能力：应具备的知识和能力：应具备的知识和能力： 任务引用的国家规范：任务引用的国家规范：任务引用的国家规范：任务引用的国家规范： 地理信息技术基本术语 GB/T 17694-1999 任务引用的行业标准：任务引用的行业标准：任务引用的行业标准：任务引用的行业标准：基础地理信息数字产品数据文件命名规则CH/T 1005- 2000 城市地理空间框架数据标准CJJ 103- 2004 5地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 引言引言 从具体需要出发，将现实空间世从具体需要出发，将现实空间世界中的各类地理事物和现象抽象界中的各类地理事物和现象抽象为点、线、面等地理实体。为点、线、面等地理实体。现实空间世界现实空间世界 空间数据模型空间数据模型 空间数据结构空间数据结构 计算机存储计算机存储 空间数据库空间数据库 数据文件数据文件 认知与抽象认知与抽象 组织与管理组织与管理 根据数据类型的不同，一般分为根据数据类型的不同，一般分为矢量数据模型矢量数据模型和栅格数据模型和栅格数据模型空间数据模型在计算机中的存储空间数据模型在计算机中的存储和表达方式。与空间数据模型相和表达方式。与空间数据模型相对应，建立对应，建立矢量数据结构矢量数据结构和栅格和栅格数据结构数据结构6地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 二、简单数据结构二、简单数据结构 重点、难点 四、简单数据结构和拓扑数据结构比较四、简单数据结构和拓扑数据结构比较三、拓扑数据结构三、拓扑数据结构 本次课主要内容 一、矢量数据结构的概念和表示方法一、矢量数据结构的概念和表示方法7地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 1. 理解矢量数据结构 的表示方法和特点2. 掌握拓扑数据结构 的建立方法3. 认识拓扑结构在本 课程中的重要性知识目标知识目标 教学目标 1. 会进行矢量数据 的表示和建立2. 能利用软件进行 矢量数据的采集3. 胜任GIS数据采 集员的矢量数据 采集处理工作 技能目标技能目标 1. 分析问题、解决 问题的能力2. 整体意识大局观3. 诚实守信的品质4. 客观认真的态度素质目标素质目标 点击添加标题8地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 起点：开封市火车站终点：黄河水利职业技 术学院要求：实现起点到终点 公交线路查询？任务任务 9地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 概念：通过记录坐标的方式来表示点、线、面等地理实体的数据组织方式。 矢量数据结构矢量数据结构 Vector Data ModelVector Data Model属性码 XY坐标 属性信息属性信息位置信息位置信息地理实体地理实体表示方法：表示方法：10地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 属性信息楼房楼房, ,六层，砖六层，砖混结构混结构位置信息黄河水院新校区黄河水院新校区6 6号教学楼号教学楼属性码属性码: :10161016X X: 457.420457.420Y Y: 226.036226.036 以点、线、面等地理实体为组织单元，记录其属性信息和坐标信息的数据结构方式称为简单数据结构。11地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 以点、线、面等地理实体为组织单元，记录其属性信息和坐标信息的数据结构方式称为简单数据结构。土地土地沼泽沼泽森林森林居民地居民地河流河流湖湖土地土地沼泽沼泽森林森林湖湖河流河流居民地居民地 3010 1 328.753 465.127 属性码属性码 坐标坐标 属性码属性码 坐标对数坐标对数n 坐标坐标 属性码属性码 坐标对数坐标对数n 坐标坐标 4013 12 269.220 418.077 299.946 437.281 292.265 408.475 332.593 405.594 350.837 432.480 364.280 406.554 400.768 406.554 442.056 424.798 463.181 404.634 506.390 404.634 563.042 404.634 550.559 432.480 4021 17 492.947 300.932 457.420 226.036 498.708 145.379 523.673 199.151 549.599 136.738 565.922 202.031 588.967 143.459 601.450 206.832 619.694 213.554 606.251 298.051 554.400 317.255 561.121 247.161 526.554 299.972 524.634 246.201 510.231 288.449 493.907 254.842 492.947 300.932湖湖12地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 公路公路地类界地类界稻田稻田什么问题？什么问题？点、线和面的数据点、线和面的数据点、线和面的数据点、线和面的数据各自独立各自独立各自独立各自独立，相互之间缺少拓扑关系相互之间缺少拓扑关系相互之间缺少拓扑关系相互之间缺少拓扑关系。共边数字化两次，出现裂缝；数据存储两次，数据冗余；地理实体间的关系没表达出来；13地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 拓扑（Topology）“形状的研究” 拓扑学拓扑学是研究图形在连续状态下变形时的那些不变的性质。又称为“橡皮板几何学” 。变化的性质：不变的性质：点的内置点的内置、线线相连线线相连长度、面积、角度长度、面积、角度14地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 拓扑数据结构具有拓扑关系的矢量数据结构。 重点重点简单数据结构属性信息位置信息拓扑关系拓扑数据结构属性信息位置信息15地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 结点 链 面 1. 拓扑元素消防栓、井、道路的交叉点消防栓、井、道路的交叉点等等公路、铁路、河流等公路、铁路、河流等洪水影响区域、湖泊、植被等洪水影响区域、湖泊、植被等 -地图平面上反映一定意义的零维图形- 两结点间的有序线段 - 一条或若干条链构成的闭合区域 土地土地沼泽沼泽森森 林林居民地居民地河流河流湖湖湖16地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 行政区划邻接关系行政区划邻接关系链与结点的关联关系链与结点的关联关系 邻接关系-同 类拓扑元素之间的关系。 关联关系-不同类拓扑元素之间的关系。 包含关系-面与面内其它拓扑元素之间的关系。湖泊与岛屿的包含关系湖泊与岛屿的包含关系建立拓扑结构表建立拓扑结构表2. 基本的拓扑关系17地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 3. 建立拓扑关系表结点链面结点、链关系链、结点关系链、 面 关系面、链 关系面、面 关系难点难点18地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 3. 建立拓扑关系表P1L1L2L5L6L4L7L3A1A3A2A4P4P3P5P2结点链关系表P1-L1，L3，L6 规定：结点是链的起点，则记录链为正；结点是链的起点，则记录链为正；结点是链的终点，则记录链为负。结点是链的终点，则记录链为负。P2L1，-L2，-L5P3L2，-L3，-L4P4L4，L5，-L6P5L7 ，-L7A519地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 P1L1L2L5L6L4L7L3A1A3A2A4P4P3P5P2链结点、面关系表链 起点 终点 左面号右面号L2P3P2A5A2L3P1P3A5A3L4P4P3A3A2L5P4P2A2A1L6P1P4A3A1L7P5P5A4A3L1P2P1A5A13. 建立拓扑关系表A520地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 P1L1L2L5L6L4L7L3A1A3A2A4P4P3P5P2面链、面关系表面号链号包含面号规定：顺时针方向构建多边形，顺时针方向构建多边形，若链方向与之相同，则记为正；若链方向与之相同，则记为正；若链方向与之相反，则记为负。若链方向与之相反，则记为负。A2L2,-L5，L4 A3L3,-L4,-L6A4A4-L7A1L1, L6,L5 3. 建立拓扑关系表A521地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 应用点链关系表实现最短路线的分析起点：开封市火车站终点：黄河水利职业技 术学院要求：分析从火车站到 黄河水院的有几 条公交线路？哪 条线路最短？以公交站牌为结点以城市街道为链建立点、链拓扑关系表22地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 第一条路线，各结点连线的总长度为8.8公里 23地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 第二条路线，各结点连线的总长度为9.6公里 24地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 第三条路线，各结点连线的总长度为10.6公里 25地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 第四条路线，各结点连线的总长度为9.8公里 26地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 第五条路线，各结点连线的总长度为10.2公里 27地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 通过对比条公交路线各结点连线的总长度值，第一条路线数值最小，它就是我们所需要的最短路线应用点链关系表实现最短路线的分析28地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 简单数据结构 拓扑数据结构优点缺点应用数据结构简单直观，容易获取, 易于进行图形显示，便于单个实体的简单查询。数据结构紧凑，没有冗余，反映要素间的相互关系，易于进行空间分析。数据冗余，不能反映要素间的相互关系。数据结构复杂，前期工作量较大。用于CAD制图和电子地图的制作。 如:Cass等各类大型GIS如：MAPGIS等简单数据结构和拓扑数据结构比较：简单数据结构和拓扑数据结构比较：由此由此由此由此 建立建立建立建立拓扑数据结构拓扑数据结构拓扑数据结构拓扑数据结构是是是是 实现空间信息查询分实现空间信息查询分实现空间信息查询分实现空间信息查询分 析所析所析所析所必需的必需的必需的必需的。 29地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 简单数据结构和拓扑数据结构比较简单数据结构和拓扑数据结构比较拓扑数据结构拓扑数据结构 小结：小结：矢量数据结构矢量数据结构矢量数据结构矢量数据结构 - VectorVector Data Structure Data Structure难点难点重点重点简单数据结构简单数据结构 拓扑元素 拓扑关系 拓扑结构表的建立 拓扑数据的应用以点、线、面为组织单元，属性码坐标30地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 思考题：思考题：Henan 1754 492.947 300.932 457.420 226.036 498.708 145.379 492.947 300.932Hubei 2127 Shandong 2032 269.220 418.077 299.946 437.281 269.220 418.077已知：采用简单数据结构组织的空间数据问题：（1）能否将其转换为拓扑数据结构？（2）如果能，应该如何转换?河河 南南山山 西西河北河北山山 东东安安 徽徽湖湖 北北陕陕西西我已将本次作业发帖在我的我已将本次作业发帖在我的腾讯微博（腾讯微博（74299297429929）上，大家课上，大家课后将自己的想法回帖到微博上，记得注明学号。后将自己的想法回帖到微博上，记得注明学号。31地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 1. 1. 训练目的训练目的技能训练：矢量数据采集技能训练：矢量数据采集2. 2. 训练内容训练内容深入理解矢量数据结构深入理解矢量数据结构的建立方法的建立方法 在在MAPGISMAPGIS软件中完成软件中完成“新校区卫星影像图新校区卫星影像图”的矢量数据采集工的矢量数据采集工作作32地地地地 理理理理 信信信信 息息息息 系系系系 统统统统 应应应应 用用用用 敬请指导！Thursday, September 26, Thursday, September 26, Thursday, September 26, Thursday, September 26, 2024202420242024 开封开封开封开封河南河南河南河南 www.yrcti.edu.cnwww.yrcti.edu.cn黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院33