第2章 地理信息系统的数据结构2.1 复习笔记一、地理空间及其表达1.地理空间的概念地理空间一般指上至大气电离层，下至地壳与地帽交界的莫霍面之间的空间区域。其间是自然地理过程和生命及人类活动最活跃的场所。要在地理空间中准确测定位置需要采用一种空间定位框架来实现。地理空间定位框架就是大地测量控制系统，大地测量控制系统由平面控制网和高程控制网组成。
(1)平面控制网
平面控制网用以确定物体在地球上的平面位置，通常是地理经纬度坐标。确定经纬度首先需要精确地了解地球表面的形状。地球表面形状的近似表示方式如下:
①大地水准面
大地水准面是假设静止的平均海水面穿过大陆、岛屿形成包围整个地球的一个闭合曲面。
②旋转椭球体
旋转椭球体是一个可以用数学公式描述的规则的几何表面，可以作为平面坐标的基准。
(2)高程控制网
高程是指空间某点高于或低于基准面的垂直距离，主要用来提供地形信息。高程基准面即大地水准面，是一个延伸到全球的静止海水面。我国现在规定的高程基准面为“1985国家高程基准”。
(3)我国现有三种大地坐标系
①1954 年北京坐标系(局部平差):
②1980年国家大地坐标系(整体平差);
③地心坐标系，即以地球的质心作为坐标原点的坐标系。
2.空间实体的表达(1)地理空间的实体的类型
地理空间的实体包括点、线、面、曲面和体等多种类型。
(2)空间实体的数据表达方法
①矢量表示法
如果采用一个没有大小的点(坐标)来表达基本点元素时，称为矢量表示法。
②栅格表示法
如果采用一个有固定大小的点(面元)来表达基本元素时，称为栅格表示法。
二、地理空间数据及其特征1.gis 空间数据的分类(1)按照数据来源分类
①地图数据
地图数据来源干各种类型的普通地图和专题地图。这些地图的内容丰富，图上空间实体间的空间关系直观，实体的类别或属性清晰，实测地形图还具有很高的定位精度。
②影像数据
影像数据主要来源于卫星遥感和航空遥感，包括多平台、多层面、多种传感器、多时相、多光谱、多角度和多种分辨率的遥感影像数据。
③文本数据
文本数据来源于各类调查报告、实测数据、文献资料、解译信息等。
（2）按照数据结构分类
①矢量数据
矢量数据是用欧氏空间的点、线、面等几何元素来表达空间实体的几何特征的数据。
②栅格数据
栅格数据是将空间分割成有规则的网格，在各个网格上给出相应的属性值来表示空间实体的一种数据组织形
式。
（3）按照数据特征分类
①空间定位数据
空间定位数据是表达空间实体在地球上位置的坐标数据。
②非空间属性数据
非空间属性数据是有关空间

实体自身的名称、种类、质量、数量等特征的数据。
(4)按照数据几何特征分类
①点
点是对0维的空间实体的抽象数据，如测量用的三角点、电视塔等。
②线
线是对1维线性的空间实体的抽象数据，如河流、道路等。
③面
面是对2维平面的空间实体的抽象数据，如湖泊、行政区等。
④曲面
曲面是对在面上连续分布的空间实体的抽象数据，常被称为25维数据，如地形、气温等。
⑤体
体是对3维的空间实体的抽象数据，如地质构造、矿产等。
(2)?按照数据发布形式分类
①数字线画图(dlg)数据
dlg 数据是现有地形图要素的矢量数据，保存各要素间的空间关系和相关的属性信息，全面地描述地表目
标。
②数字栅格图(drg)数据
drg数据是现有纸质地图经计算机处理后得到的栅格数据文件。③数字高程模型(dem)数据
dem 数据是以数字形式表达的地形起伏数据。④数字正射影像(dom)数据
dom数据是对遥感数字影像，经逐像元进行投影差改正、镶嵌，按国家基本比例尺地形图图幅范围剪裁生成的数字正射投影影像数据。
2.空间数据的基本特征(1)空间特征
空间特征是指地理现象和过程所在的位置、形状和大小等几何特征，以及与相邻地理现象和过程的空间关系，包括方位关系、拓扑关系、相邻关系、相似关系等。空间位置可以通过坐标数据来描述，称为定位特征或定位数据，空间关系称为拓扑特征或拓扑数据。
(2)属性特征
属性特征是指地理现象和过程所具有的专属性质，通常包括名称、数量、质量、性质等，称为属性数据。
(3)时间特征
时间特征是指一定区域内的地理现象和过程随着时间的变化情况。
3.空间数据的拓扑关系
(1)拓扑关系的概念
拓扑关系是指满足拓扑几何学原理的各空间数据间的相互关系，即用结点、弧段和多边形所表示的实体之间的邻接关联和包含等关系。
(2)拓扑关系的类型
①拓扑邻接
指存在于空间图形的相同类型元素之间的拓扑关系。
②拓扑关联
指存在于不同类型空间元素之间的拓扑关系。
③拓扑包含
指存在于空间图形的相同类型但不同等级的元素之间的拓扑关系。
(3)空间拓扑关系的意义
①根据拓扑关系，不需要利用坐标或者计算距离，就可以确定一种地理实体相对于另一种地理实体的空间位置关系
②利用拓扑数据有利于空间要素的查询。
③可以利用拓扑数据作为工具，重建地理实体。
4.间数据的计算机表示空间数据结构是指对具有空间特征、属性特征和时态特征的空间数据，组织和建立起它们之间的联系，以便计算机存储和操作。
5.空间数据表示的基本方法(1)空间分幅
即将整个地理空间划分为许多子空间，再选择要表达的子空间。
(2)属性分层
即将要表达的空间数据抽象成不同类型属性的数据层来表示。
(3)时间分段
将有时间特征的地理数据按其变化规律划分为不同的时间段数据，再逐一表示。

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