《地理信息系统基础与应用》第二章第二节

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第二节 矢量数据结构

一、矢量数据结构的图形表示
    矢量数据结构是最常见的图形数据结构。它通过记录坐你的方式桔助地表示点、线、面
实体的位置。这里，1y可以对应于地面点的经纬度．也沂以对应于平面直角坐标系的*与
7坐标。它们通常是通过跟踪式数字化仪数字化求得的。图2—2为一个例子

点实体：只涝记录特定坐标系F的坐标和属性代码；
线实体；用两个点或一系列点的坐标表示，并加上届性代码；
面实体：用边界线上一系列点的坐标表示，由于多边形封闭，首尾点坐标必须相同


    线和多边形边界通常是由光滑曲线间隔采样而来，如取点越多，以后恢复时越接近原
曲线，失真越小，但数据量也越大。反之取点过少，恢复时失真就大，甚致成为折线。因
此数字化时采样取点应适当。这些坐标一般都以文件的方
式贮存在计算机中。
    二、矢量结构的几种编码方式
    在矢量结构中．点实体和线实体的编码比较简单，只
要能将空间信息和属性情息记录完全就可以了。而多边形
实体的编码要复杂得多，不但要表示其位置和属性，还要
能表示其拓扑关系。因此矢量结构有时称为多边形结构。
    下面介绍几种多边形矢量编码的方法。
    (一)实体式
    它以多边形为单位，由多边形边界坐标对集合及说明
信息组成。例如图2—4所示的多边形．可以组成如图2—
5的文件。


    这种文件的结构简单，容易实现以多边形为单位的运算和显示。但这种方法的缺点也
很明显，它们是：
    (1)多边形之间的公共边界被数字化两次和存贮两次，造成数据冗余和不一致。
    (2)缺少多边形的邻域信息和图形的拓扑关系。
    (3)岛只作为一个单个图形，没有与外界多边形的联系。因此这种方法只用在简单的
制图系统中。
    (二)索引式
    这种方法对所有边界点的坐标按顺序建立坐标文件
的索引文件，如图2—6所示。
    文件的结构如表2—6、2——7、2—8和2—9所示。
    这种索引编码法，虽然多了两个文件．但是消除了多边形边界的数据冗余和不一致．邻
域信息也可以通过多边形文件的线索引得到。但是这种方法在处理岛状信息及检索拓扑关
系时会带来困难。
    (三)双重独五式
    它是有名的美国人口统计系统采用的一种编码方式，简称DIM辽(DualIndependem
M，p Encodin8)编码系统。它以城市街道为编码的主体。其特点是采用了拓扑编码结构。这
种结构最适合于城市信息系统。其中街道与河流为线状要素，弯曲线段则由一系列直线段
表示。仍以图2—4为例，可组成如表2—9所示的线文件。

    这种结构的邻接关系和关联关系明确。通过线文件能自动寻找并形成面文件。此外，这
种结构还需要有点文件和面文件，这里不予列出。
    (四)链状双重独立式
    这种方式是对上述DIME方法的一种改进。在DIME中，一条边只能用直线确端点及
相邻的面域来表示。而这种结构可将若干线段合为—个狐段(或硅段)，每个擞段可以有许
多中间点，其端点则为弧段的交点或起终点。这种方式的弧段坐标文件是在数字化过程中
由一系列点的位置坐标组成。弧段(或链段)文件由弧记录组成，存健弧段的起止结点号
和弧段左右多边形号。结点文件由结点记录组成，存幢每个结点的结点号、结点坐标及与
该结点连接的弧段等。结点文件一般是通过软件自动生成的，因为在数字化弧段的过程中．
由于数字化操作的误差，各弧段在同一结点处的坐标不可能完全一致，需要进行匹配处理。


当其偏差在允许范围内时，可取司名结点的坐标平均值。如果偏差过大．则弧段需要更新数字化。
    多边形文件由多边形记录组成，数据项包括多边形号．多边形组成的有关弧段号，以及周长、面积、中心点坐标及有关岛状区域信息等。多边形文件也可以通过软件自动检索
各有关弧段生成，并同时i L算出多边形的周长和面积以及中心点的坐标。多边形中包含岛
状区则面积为负．在总面积中减去。其组成的弧段号前也冠以负号。

    这种矢量结构的编码方式被一些商品化的GIs软件所采用，例如美国的ARc／INFo
GIs软件。利用这种软件对线划图形数字化时，只而沿每条弧段用毋爱堑乏些坚郑字化，其
软件能自动生成各有关的文件，因此十分方便。

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