<P 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center><B>第四章</B><B><FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><B>空间数据的采集和质量控制</B><B><p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt">§<FONT face="Times New Roman">4-1 </FONT>概述<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">一、<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>的数据源：<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt">地图数据<FONT face="Times New Roman"> </FONT>，遥感数据，<FONT face="Times New Roman"> </FONT>文本数据，统计数据<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">  </FONT>实测数据，多媒体数据，已有系统的数据<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">二、空间数据采集的任务<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">将现有的上述类型数据转换成<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>可以处理与接收的数字形式，通常要经过验证、修改、编辑等处理。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">三、研究<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>数据质量的目的和意义<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>的数据质量是指<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>中空间数据<FONT face="Times New Roman">(</FONT>几何数据和属性数据<FONT face="Times New Roman">)</FONT>的可靠性，通常用空间<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">数据的误差来度量。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">   </FONT>误差是指数据与真值的偏离。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">  </FONT>研究<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>数据质量对于评定<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>的算法、减少<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>设计与开发的盲目性都具有重要意<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">义。精度越高，代价越大。<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>数据质量对保证<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>产品的可靠性有重要意义。<FONT face="Times New Roman">  <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt">§<FONT face="Times New Roman">4-2 </FONT>空间数据的地理参照系和控制基础<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">指物质、能量、信息的存在形式在形态、结构过程、功能关系上的分布方式和格局及其在时间上的延续，具体包括地球上大气圈、水圈、生物圈、岩石圈和土壤圈交互作用的区域。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">地理空间具体被描述为：<FONT face="Times New Roman">  <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>）绝对空间，具有属性描述的空间位置的集合，一系列坐标值组成。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>）相对空间，是具有空间属性特征的实体的集合，由不同实体之间的空间关系组成。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">二、地理空间的数学建构<FONT face="Times New Roman">---</FONT>如何建立地球表面的几何模型<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>、最自然的面：<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">包括海洋底部、高山、高原在内的固体地球表面，起伏不定，难以用一个简洁的数学式描述。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><p><FONT face="Times New Roman"> </FONT></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>、相对抽象的面，即大地水准面<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">地球表面<FONT face="Times New Roman">72%</FONT>被海水覆盖，假设一个当海水处于完全静止的平衡状态时从海平面延伸到所有大陆下部，而与地球重力方向处处正交的一个连续、闭合的水准面。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">可用水准仪完成地球自然表面上任一点的高程测量。但地球的重力方向处处不同，处处与重力方向垂直的大地水准面显然不可能是一个十分规则的表面，且不能用简单的数学公式来表达，因此，大地水准面不能作为测量成果的计算面。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">3</FONT>、椭球体模型<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">为了测量成果计算的需要，选用一个同大地体相近的、可以用数学方法来表达的旋转椭球来代替地球<FONT face="Times New Roman">---</FONT>三轴椭球体。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">三、地理参照系<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>、经纬度坐标系（地理坐标）<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">  </FONT>对空间定位有利，但难以进行距离、方向、面积量算。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>、笛卡儿平面坐标系<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">  </FONT>便于量算和进一步的空间数据处理和分析。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><p><FONT face="Times New Roman"> </FONT></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">3</FONT>、高程系统<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">描述空间点在垂直高度上的特性<FONT face="Times New Roman">--</FONT>高程<FONT face="Times New Roman">——</FONT>由高程基准面起算的地面点的高度。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">四、<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>的地理基础<FONT face="Times New Roman">--</FONT>控制基础<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">各种<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>的数据源、服务目的和各自特征可以不同，但均有自身统一的地理基础。<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>、地理基础的内容<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">地理基础是地理信息数据表示格式与规范的重要组成部分<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>、投影与坐标系：<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman"> </FONT>每一种投影都与一个坐标系统相联系。坐标系统是一套说明某一物体地理坐标的参数，参数之一为投影。投影关系着如何将图形物体显示于平面上，而坐标系统则显示出地形地物所在的相对位置。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">3</FONT>、统一的地图投影系统的意义：<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">   </FONT>为地理信息系统选择和设计一种或几种适用的地图投影系统和网格坐标系统，为各种地理信息的输入、输出及匹配处理提供一个统一的定位框架，使各种来源的地理信息和数据能够具有共同的地理基础，并在这个基础上反映出它们的地理位置和地理关系特征。<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt">五、地图投影<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>、<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>与地图投影关系<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>、<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>中地图投影设计与配置的一般原则<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>）所配置的投影系统应与相应比例尺的国家基本图（基本比例尺地形图，基本省区图或国家大地图集）投影系统一致。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>）系统一般只考虑至多采用两种投影系统，一种应用于大比例尺的数据处理与输出、输入，另一种服务于小比例尺。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">3</FONT>）所用投影以等角投影为宜。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">4</FONT>）所用投影应能与网格坐标系统相适应，即所采用的网格系统（特别是一级网格）在投影带中应保持完整。<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">3</FONT>、我国<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>常用的地图投影配置<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">采用与我国基本图系列一致的地图投影系统：<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">我国常用的地图投影的情况为：<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1)</FONT>、我国基本比例尺地形图<FONT face="Times New Roman">(1</FONT>：<FONT face="Times New Roman">100</FONT>万、<FONT face="Times New Roman">1</FONT>：<FONT face="Times New Roman">50</FONT>万、<FONT face="Times New Roman">1</FONT>：<FONT face="Times New Roman">25</FONT>万、<FONT face="Times New Roman">1</FONT>：<FONT face="Times New Roman">10</FONT>万、<FONT face="Times New Roman">1</FONT>：<FONT face="Times New Roman">5</FONT>万、<FONT face="Times New Roman">1</FONT>：<FONT face="Times New Roman">2.5</FONT>、<FONT face="Times New Roman">1</FONT>：<FONT face="Times New Roman">1</FONT>万、<FONT face="Times New Roman">1</FONT>：<FONT face="Times New Roman">5000),</FONT>除<FONT face="Times New Roman">1</FONT>：<FONT face="Times New Roman">100</FONT>万外均采用高斯<FONT face="Times New Roman">—</FONT>克吕格投影为地理基础；<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2)</FONT>、我国<FONT face="Times New Roman">1</FONT>：<FONT face="Times New Roman">100</FONT>万地形图采用了<FONT face="Times New Roman">Lambert</FONT>投影，其分幅原则与国际地理学会规定的全球统一使用的国际百万分之一地图投影保持一致。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">3)</FONT>、我国大部分省区图以及大多数这一比例尺的地图也多采用<FONT face="Times New Roman">Lambert</FONT>投影和属于同一投影系统的<FONT face="Times New Roman">Albers</FONT>投影<FONT face="Times New Roman">(</FONT>正轴等面积割圆锥投影<FONT face="Times New Roman">)</FONT>；<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">   4)</FONT>、<FONT face="Times New Roman">Lambert</FONT>投影中，地球表面上两点间的最短距离<FONT face="Times New Roman">(</FONT>即大圆航线<FONT face="Times New Roman">)</FONT>表现为近于直线，这有利于地理信息系统中空间分析量度的正确实施。<FONT face="Times New Roman"> </FONT>。<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>、<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>中地图投影设计与配置的一般原则<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">§<FONT face="Times New Roman">4-3 </FONT>空间数据的分类和编码<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">一、空间数据的组织<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">二、地理数据的分层<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">空间数据可按某种属性特征形成一个数据层，通常称为图层（<FONT face="Times New Roman">Coverage</FONT>）。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>、空间数据分层方法：<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>）专题分层<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">     </FONT>每个图层对应一个专题，包含某一种或某一类数据。如地貌层、水系层、道路层、居民地层等。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>）时间序列分层<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">即把不同时间或不同时期的数据作为一个数据层。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">3</FONT>）地面垂直高度分层<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">把不同时间或不同时期的数据作为一个数据层。<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>、空间数据分层的目的<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">便于空间数据的管理、查询、显示、分析等。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>）空间数据分为若干数据层后，对所有空间数据的管理就简化为对各数据层的管理，而一个数据层的数据结构往往比较单一，数据量也相对较小，管理起来就相对简单；<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>）对分层的空间数据进行查询时，不需要对所有空间数据进行查询，只需要对某一层空间数据进行查询即可，因而可加快查询速度；<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">3</FONT>）分层后的空间数据，由于便于任意选择需要显示的图层，因而增加了图形显示的灵活性；<p></p></P>

<P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman"> </FONT>这种适应性主要表现在能够定义和操纵复杂对象，具备引用共享和并发共享机制以及灵活的事务模型，支持大量对象的存储和获取等等。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">§<FONT face="Times New Roman">3-3 </FONT>空间数据库的设计<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">空间数据库的设计是指在现在数据库管理系统的基础上建立空间数据库的整个过程。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">一、需求分析<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">需求分析是整个空间数据库设计与建立的基础，主要进行以下工作：?<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>、调查用户需求：了解用户特点和要求，取得设计者与用户对需求的一致看法。?<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>、需求数据的收集和分析：包括信息需求<FONT face="Times New Roman">(</FONT>信息内容、特征、需要存储的数据<FONT face="Times New Roman">)</FONT>、信息加工处理要求<FONT face="Times New Roman">(</FONT>如响应时间<FONT face="Times New Roman">)</FONT>、完整性与安全性要求等。?<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">3</FONT>、编制用户需求说明书：包括需求分析的目标、任务、具体需求说明、系统功能与性能、运行环境等，是需求分析的最终成果。<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt">在需求分析阶段完成：<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">   </FONT>数据源的选择和对各种数据集的评价（一般、空间、属性评价）。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">二、结构设计<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">指空间数据结构设计，结果是得到一个合理的空间数据模型，是空间数据库设计的关键。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">   </FONT>空间数据库设计的实质是将地理空间实体以一定的组织形式在数据库系统中加以表达的过程，也就是地理信息系统中空间实体的模型化问题。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>、概念模型<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">是通过对错综复杂的现实世界的认识与抽象，最终形成空间数据库系统及其应用系统所需的模型。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">表示概念模型最有力的工具是<FONT face="Times New Roman">E—R</FONT>模型，即实体<FONT face="Times New Roman">—</FONT>联系模型，包括实体、联系和属性三个基本成分。用它来描述现实地理世界，不必考虑信息的存储结构、存取路径及存取效率等与计算机有关的问题，比一般的数据模型更接近于现实地理世界，具有直观、自然、语义较丰富等特点，在地理数据库设计中得到了广泛应用。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>、逻辑模型<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">逻辑模型的设计是将概念模型结构转换转换为具体<FONT face="Times New Roman">DBMS</FONT>可处理的地理数据库的逻辑结构<FONT face="Times New Roman">(</FONT>或外模式<FONT face="Times New Roman">)</FONT>，包括确定数据项、记录及记录间的联系、安全性、完整性和一致性约束等。<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt">从<FONT face="Times New Roman">E—R</FONT>模型向关系模型转换的主要过程为：?<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">①<FONT face="Times New Roman"> </FONT>确定各实体的主关键字；?<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">②<FONT face="Times New Roman"> </FONT>确定并写出实体内部属性之间的数据关系表达式（函数依赖关系），即某一数据项决定另外的数据项；<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">③把经过消冗处理（规范化处理）的数据关系表达式中的实体作为相应的主关键字；?<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">④根据②、③形成新的关系。?<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">  </FONT>⑤完成转换后，进行分析、评价和优化。<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">3</FONT>、物理设计<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">是指有效地将空间数据库的逻辑结构在物理存储器上实现，确定数据在介质上的物理存储结构，其结果是导出地理数据库的存储模式<FONT face="Times New Roman">(</FONT>内模式<FONT face="Times New Roman">)</FONT>。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">主要内容包括确定记录存储格式，选择文件存储结构，决定存取路径，分配存储空间。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">物理设计的好坏将对地理数据库的性能影响很大，一个好的物理存储结构必须满足两个条件：<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">一是地理数据占有较小的存储空间；<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">二是对数据库的操作具有尽可能高的处理速度。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">在完成物理设计后，要进行性能分析和测试。?<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><p><FONT face="Times New Roman"> </FONT></p></P><P 0cm 0cm 0pt">物理设计在很大程度上与选用的数据库管理系统有关。设计中应根据需要，选用系统所提供的功能。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">三、数据层设计<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>的数据可以按照空间数据的逻辑关系或专业属性分为各种逻辑数据层或专业数据层，原理上类似于图片的叠置。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">   </FONT>例如，地形图数据可分为地貌、水系、道路、植被、控制点、居民地等诸层分别存贮。将各层叠加起来就合成了地形图的数据。在进行空间分析、数据处理、图形显示时，往往只需要若干相应图层的数据。?<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">      </FONT>数据层的设计一般是按照数据的专业内容和类型进行的。数据的专业内容的类型通常是数据分层的主要依据，同时也要考虑数据之间的关系。如需考虑两类物体共享边界<FONT face="Times New Roman">(</FONT>道路与行政边界重合、河流与地块边界的重合<FONT face="Times New Roman">)</FONT>等，这些数据间的关系在数据分层设计时应体现出来。?<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">    </FONT>不同类型的数据由于其应用功能相同，在分析和应用时往往会同时用到，因此在设计时应反映出这样的需求，即可将这些数据作为一层。（如道路、加油站、停车场<FONT face="Times New Roman">—</FONT>交通层）<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">   </FONT>最后得出各层数据的表现形式，各层数据的属性内容和属性表之间的关系等。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">四、数据字典设计<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">数据字典用于描述数据库的整体结构、数据内容和定义等。一个好的数据字典可以说是一个数据的标准规范，它可使数据库的开发者依此来实施数据库的建立、维护和更新。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">数据字典的内容包括：<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">   </FONT>数据库的总体组织结构、<FONT face="Times New Roman">   </FONT>数据库总体设计的框架、<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">   </FONT>各数据层详细内容的定义及结构、<FONT face="Times New Roman">   </FONT>数据命名的定义<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">   </FONT>元数据（有关数据的数据，是对一个数据集的内容、质量条件及操作过程等的描述）等内容。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">一、空间数据库的建立<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>、建立空间数据库结构<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">     </FONT>利用<FONT face="Times New Roman">DBMS</FONT>提供的数据描述语言描述逻辑设计和物理设计的结果，得到概念模式和外模式，编写功能软件，经编译、运行后形成目标模式，建立起实际的空间数据库结构。?<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>、数据装入?<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">        </FONT>一般由编写的数据装入程序或<FONT face="Times New Roman">DBMS</FONT>提供的应用程序来完成。在装入数据之前要做许多准备工作，如对数据进行整理、分类、编码及格式转换<FONT face="Times New Roman">(</FONT>如专题数据库装入数据时，采用多关系异构数据库的模式转换、查询转换和数据转换<FONT face="Times New Roman">)</FONT>等。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">装入的数据要确保其准确性和一致性。?<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">3</FONT>、调试运行<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">       </FONT>装入数据后，要对地理数据库的实际应用程序进行运行，执行各功能模块的操作，对地理数据库系统的功能和性能进行全面测试，<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><p><FONT face="Times New Roman"> </FONT></p></P><P 0cm 0cm 0pt">二、<FONT face="Times New Roman">  </FONT>空间数据库的维护<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>、空间数据库的重组织?<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">    </FONT>指在不改变空间数据库原来的逻辑结构和物理结构的前提下，改变数据的存储位置，将数据予以重新组织和存放。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>、空间数据库的重构造<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">   </FONT>指局部改变空间数据库的逻辑结构和物理结构。数据库重构通过改写其概念模式<FONT face="Times New Roman">(</FONT>逻辑模式<FONT face="Times New Roman">)</FONT>的内模式<FONT face="Times New Roman">(</FONT>存储模式<FONT face="Times New Roman">)</FONT>进行。<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><p><FONT face="Times New Roman"> </FONT></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">3</FONT>、空间数据库的完整性、安全性控制<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">      </FONT>完整性是指数据的正确性、有效性和一致性，主要由后映象日志来完成，它是一个备份程序，当发生系统或介质故障时，利用它对数据库进行恢复。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">       </FONT>安全性指对数据的保护，主要通过权限授予、审计跟踪，以及数据的卸出和装入来实现。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><p><FONT face="Times New Roman"> </FONT></p></P>

<P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1)  </FONT>图形与属性结合的各自分开处理模式<FONT face="Times New Roman">--------</FONT>早期系统<FONT face="Times New Roman">:<p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">   </FONT>图形处理的用户界面和属性的用户界面是分开的，它们只是通过一个内部码连接。通常要同时启动两个系统，甚至两个系统来回切换，不方便。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2)</FONT>图形与属性结合的混合处理模式<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">GIS </FONT>通过<FONT face="Times New Roman">DBMS</FONT>提供的高级编程语言<FONT face="Times New Roman">C</FONT>或<FONT face="Times New Roman">Fortran</FONT>等接口，在<FONT face="Times New Roman">C</FONT>语言的环境下，直接操纵属性数据，查询属性数据库，并在<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>的用户界面下，显示查询结果。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">   </FONT>在<FONT face="Times New Roman">ODBC(Open DataBase Connectivity,</FONT>开放式数据库互连<FONT face="Times New Roman">)</FONT>推出后，<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>软件商只需开发<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>与<FONT face="Times New Roman">ODBC</FONT>的接口软件，就可将属性数据与任何一个支持<FONT face="Times New Roman">ODBC</FONT>的<FONT face="Times New Roman">RDBMS</FONT>连接。这样用户可在一个界面下处理图形和属性数据。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">采用文件与<FONT face="Times New Roman">RDBMS</FONT>的混合管理模式中文件管理系统的功能较弱，特别是在数据的安全性、一致性、完整性、并发控制以及数据损坏后的恢复方面缺少基本的功能。因而<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>软件商需要寻找能同时管理图形和属性数据的商用<FONT face="Times New Roman">DBMS</FONT>。<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">3</FONT>、全关系型空间数据库管理系统<FONT face="Times New Roman">—</FONT>分层模型<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>软件商在标准<FONT face="Times New Roman">DBMS</FONT>顶层开发一个能容纳、管理空间数据的系统功能。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">用<FONT face="Times New Roman">RDBMS</FONT>管理图形数据有两种模式：<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">a</FONT>、基于关系模型的方式，图形数据按关系数据模型组织。由于涉及一系列关系连接运算，费时。<FONT face="Times New Roman"> </FONT>例如<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">b</FONT>、将图形数据的变长部分处理成<FONT face="Times New Roman">Binary Block</FONT>字段（多媒体或变长文本）。省去大量关系连接操作，但<FONT face="Times New Roman">Binary Block</FONT>的读写效率比定长的属性字段慢得多，特别涉及对象的嵌套时，更慢。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">4</FONT>、对象<FONT face="Times New Roman">--</FONT>关系数据库管理系统<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">DBMS</FONT>软件商在<FONT face="Times New Roman">RDBMS</FONT>中进行扩展，使之能直接存储和管理非结构化的空间数据，如<FONT face="Times New Roman">Informix </FONT>和<FONT face="Times New Roman">Oracle</FONT>等都推出了空间数据管理的专用模块，定义了操纵点、线、面、圆等空间对象的ＡＰＩ函数。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">        </FONT>主要解决空间数据的变长记录的管理，效率比二进制块的管理高得多，但仍没有解决对象的嵌套问题，空间数据结构不能由用户定义，用户不能根据ＧＩＳ要求再定义，使用上受一定限制。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">5</FONT>、面向对象空间数据库管理系统<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>）面向对象数据模型的含义<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">       </FONT>为了有效地描述复杂的事物或现象，需要在更高层次上综合利用和管理多种数据结构和数据模型，并用面向对象的方法进行统一的抽象。这就是面向对象数据模型的含义，其具体实现就是面向对象的数据结构。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">面向对象模型最适合于空间数据的表达和管理，它不仅支持变长记录，且支持对象的嵌套，信息的继承和聚集。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">     </FONT>允许用户定义对象和对象的数据结构及它的操作。可以将空间对象根据ＧＩＳ需要，定义合适的数据结构和一组操作。这种空间数据结构可以带和不带拓扑，当带拓扑时，涉及对象的嵌套、对象的连接和对象与信息聚集。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">   </FONT>面向对象的地理数据模型的核心是对复杂对象的模拟和操纵。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>）复杂对象及特点<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">指具有复杂结构和操作的对象。复杂对象可以由多种关系聚合抽象而成，或由不同类型的对象构成，或具有复杂的嵌套关系等。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><p><FONT face="Times New Roman"> </FONT></p></P><P 0cm 0cm 0pt">复杂对象的特点可归结为：?<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">a) </FONT>一个复杂对象由多个成员对象构成，每个成员对象又可参与其它对象的构成；?<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">b) </FONT>具有多种数据结构，如矢量、栅格、关系表等；?<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">c</FONT>）一个复杂对象的不同部分可由不同的数据模型所支持，也就是说，可以分布于不同的数据库中。?<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">3</FONT>）面向对象的几何数据模型<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">从几何方面划分，<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>的各种地物对象为点、线、面状地物以及由它们混合组成的复杂地物。每一种几何地物又可能由一些更简单的几何图形元素构成。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">一个面状地物是由边界弧段和中间面域组成，弧段又涉及到节点和中间点坐标。或者说，节点的坐标传播给弧段，弧段聚集成线状地物或面状地物，简单地物聚集或联合组成复杂地物。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">4</FONT>）拓扑关系与面向对象模型<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">将每条弧段的两个端点（通过它们与另外的弧段公用）抽象出来，建立单独的节点对象类型，而在弧段的数据文件中，设立两个节点子对象标识号，即用<FONT face="Times New Roman">“</FONT>传播<FONT face="Times New Roman">”</FONT>的工具提取节点文件的信息。<p></p></P><TABLE 191.25pt; mso-cellspacing: 0cm; mso-padding-alt: 0cm 0cm 0cm 0cm" cellSpacing=0 cellPadding=0 width=255 border=0><TR 16.5pt; mso-yfti-irow: 0; mso-row-margin-right: 93.75pt"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 47.7pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 16.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: 1.5pt; mso-border-bottom-alt: .75pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=64 colSpan=2><P 0cm 0cm 0pt">节点标识<p></p></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 17.8pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 16.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=24><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">X<p></p></FONT></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 17.8pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 16.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=24><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">Y<p></p></FONT></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 14.2pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 16.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: .75pt; mso-border-right-alt: 1.5pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=19 colSpan=3><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">Z<p></p></FONT></P></TD><TD #ece9d8; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: #ece9d8; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: #ece9d8; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: #ece9d8; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-cell-special: placeholder" width=125 colSpan=2><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman"> </FONT></P></TD></TR><TR 16.5pt; mso-yfti-irow: 1; mso-row-margin-right: 93.75pt"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 47.7pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 16.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: .75pt; mso-border-left-alt: 1.5pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=64 colSpan=2><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">…<p></p></FONT></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 17.8pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 16.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-bottom-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=24><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">…<p></p></FONT></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 17.8pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 16.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-bottom-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=24><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">…<p></p></FONT></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 14.2pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 16.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: .75pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: 1.5pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=19 colSpan=3><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">…<p></p></FONT></P></TD><TD #ece9d8; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: #ece9d8; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: #ece9d8; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: #ece9d8; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-cell-special: placeholder" width=125 colSpan=2><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman"> </FONT></P></TD></TR><TR 13.5pt; mso-yfti-irow: 2; mso-row-margin-right: 104.25pt"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 38.7pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 13.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-left-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=52><P 0cm 0cm 0pt">面标识<p></p></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 48.3pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 13.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: .75pt; mso-border-right-alt: 1.5pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=64 colSpan=4><P 0cm 0cm 0pt">弧段标识<p></p></P></TD><TD #ece9d8; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: #ece9d8; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: #ece9d8; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: #ece9d8; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-cell-special: placeholder" width=139 colSpan=4><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman"> </FONT></P></TD></TR><TR 21.2pt; mso-yfti-irow: 3; mso-row-margin-right: 104.25pt"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 38.7pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 21.2pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: .75pt; mso-border-left-alt: 1.5pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=52><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">…<p></p></FONT></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 48.3pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 21.2pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: .75pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: 1.5pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=64 colSpan=4><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">…<p></p></FONT></P></TD><TD #ece9d8; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: #ece9d8; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: #ece9d8; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-cell-special: placeholder" width=139 colSpan=4><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman"> </FONT></P></TD></TR><TR 17.25pt; mso-yfti-irow: 4"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 47.85pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 17.25pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: 1.5pt; mso-border-bottom-alt: .75pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=64 colSpan=2><P 0cm 0cm 0pt">弧段标识<p></p></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 47.8pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 17.25pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=64 colSpan=4><P 0cm 0cm 0pt">起节点<p></p></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 47.8pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 17.25pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=64 colSpan=2><P 0cm 0cm 0pt">终节点<p></p></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 47.8pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 17.25pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: .75pt; mso-border-right-alt: 1.5pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=64><P 0cm 0cm 0pt">中间点串<p></p></P></TD></TR><TR 18pt; mso-yfti-irow: 5; mso-yfti-lastrow: yes"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 47.85pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 18pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: .75pt; mso-border-left-alt: 1.5pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=64 colSpan=2><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">…<p></p></FONT></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 47.8pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 18pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-bottom-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=64 colSpan=4><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">…<p></p></FONT></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 47.8pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 18pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-bottom-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=64 colSpan=2><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">…<p></p></FONT></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 47.8pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 18pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: .75pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: 1.5pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=64><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">…<p></p></FONT></P></TD></TR><TR height=0><TD #ece9d8; BORDER-TOP: #ece9d8; BORDER-LEFT: #ece9d8; BORDER-BOTTOM: #ece9d8; BACKGROUND-COLOR: transparent" width=52><FONT face="Times New Roman"></FONT></TD><TD #ece9d8; BORDER-TOP: #ece9d8; BORDER-LEFT: #ece9d8; BORDER-BOTTOM: #ece9d8; BACKGROUND-COLOR: transparent" width=12><FONT face="Times New Roman"></FONT></TD><TD #ece9d8; BORDER-TOP: #ece9d8; BORDER-LEFT: #ece9d8; BORDER-BOTTOM: #ece9d8; BACKGROUND-COLOR: transparent" width=24><FONT face="Times New Roman"></FONT></TD><TD #ece9d8; BORDER-TOP: #ece9d8; BORDER-LEFT: #ece9d8; BORDER-BOTTOM: #ece9d8; BACKGROUND-COLOR: transparent" width=24><FONT face="Times New Roman"></FONT></TD><TD #ece9d8; BORDER-TOP: #ece9d8; BORDER-LEFT: #ece9d8; BORDER-BOTTOM: #ece9d8; BACKGROUND-COLOR: transparent" width=5><FONT face="Times New Roman"></FONT></TD><TD #ece9d8; BORDER-TOP: #ece9d8; BORDER-LEFT: #ece9d8; BORDER-BOTTOM: #ece9d8; BACKGROUND-COLOR: transparent" width=12><FONT face="Times New Roman"></FONT></TD><TD #ece9d8; BORDER-TOP: #ece9d8; BORDER-LEFT: #ece9d8; BORDER-BOTTOM: #ece9d8; BACKGROUND-COLOR: transparent" width=3><FONT face="Times New Roman"></FONT></TD><TD #ece9d8; BORDER-TOP: #ece9d8; BORDER-LEFT: #ece9d8; BORDER-BOTTOM: #ece9d8; BACKGROUND-COLOR: transparent" width=61><FONT face="Times New Roman"></FONT></TD><TD #ece9d8; BORDER-TOP: #ece9d8; BORDER-LEFT: #ece9d8; BORDER-BOTTOM: #ece9d8; BACKGROUND-COLOR: transparent" width=64><FONT face="Times New Roman"></FONT></TD></TR></TABLE><P 0cm 0cm 0pt"><p><FONT face="Times New Roman"> </FONT></p></P><P 0cm 0cm 0pt">这一模型既解决了数据共享问题，又建立了弧段与节点的拓扑关系。同样，面状地物对弧段的聚集方式与数据共享和几何拓扑关系的建立也达到一致。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">5</FONT>）面向对象的属性数据模型<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">面向对象数据模型是在包含<FONT face="Times New Roman">RDBMS</FONT>的功能基础上，增加面向对象数据模型的封装、继承和信息传播等功能。<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">6)  </FONT>面向对象地理数据模型的特点<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt 36pt; TEXT-INDENT: -18pt; mso-list: l0 level1 lfo1; tab-stops: list 36.0pt"><FONT face="Times New Roman">a)       </FONT>具有可扩充性。由于对象是相对独立的，因此可以很自然和容易地增加新的对象，并且对不同类型的对象具有统一的管理机制。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt 36pt; TEXT-INDENT: -18pt; mso-list: l0 level1 lfo1; tab-stops: list 36.0pt"><FONT face="Times New Roman">b)      </FONT>可充分利用现有数据模型的优点。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">c) </FONT>可以模拟和操纵复杂对象。传统的数据模型是面向简单对象的，无法直接模拟和操纵复杂实体，而面向对象的数据模型具备对复杂对象进行模拟和操纵的能力。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">在<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>中建立面向对象的数据模型时，对象的确定还没有统一的标准，但是，对象的建立应符合人们对客观世界的理解，并且要完整地表达各种地理对象，及它们之间的相互关系。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">7</FONT>）面向对象数据库系统的基本概念<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt">动态联编<FONT face="Times New Roman">:</FONT>为了实现多态，系统不能在编译时就把操作名联编到程序上，而要等到运行时才进行解释。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">8</FONT>）面向对象数据库系统所具有的优势<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>）缩小了语义差距<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">（<FONT face="Times New Roman">2</FONT>）减轻了<FONT face="Times New Roman">“</FONT>阻抗失配<FONT face="Times New Roman">”</FONT>问题<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">   </FONT>传统数据库应用往往表现为把数据库语句嵌入某种具有计算完备性的程序设计语言中，由于数据库语言和程序设计语言的类型系统和计算模型往往不同，所以这种结合是不自然的，这个现象被称为<FONT face="Times New Roman">“</FONT>阻抗失配<FONT face="Times New Roman">”</FONT>。在<FONT face="Times New Roman">OODB</FONT>中，把需要程序设计语言编写的操作都封装在对象的内部，从本质上讲，<FONT face="Times New Roman">OODB</FONT>的问题求解过程只需要表现为一个消息表达式的集合。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">（<FONT face="Times New Roman">3</FONT>）适应非传统应用的需要<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P>

<P 0cm 0cm 0pt">用<FONT face="Times New Roman">DBMS</FONT>难于存储和维护空间数据的拓扑关系。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">  5</FONT>）一般<FONT face="Times New Roman">RDBMS</FONT>都难以实现对空间数据的关联、连通、包含、叠加等基本操作。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">  6</FONT>）一般<FONT face="Times New Roman">DBMS</FONT>不能支持<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>需要的一些复杂图形功能。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">  7</FONT>）一般<FONT face="Times New Roman">RDBMS</FONT>难以支持复杂的地理信息，因为单个地理实体的表达需要多个文件、多条记录，包括大地网、特征坐标、拓扑关系、属性数据和非空间专题属性等方面信息。<FONT face="Times New Roman">  <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">8</FONT>）<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>管理的是具有高度内部联系的数据，为了保证地理数据库的完整性，需要复杂的安全维护系统，而这些完整性约束条件必须与空间数据一起存储，由地理数据库来维护系统数据的完整性。否则，一条记录的改变会导致错误、相互矛盾的数据存在，而一般<FONT face="Times New Roman">RDBMS</FONT>难以实现这一功能。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">三、面向对象模型<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">一）基本概念<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>、对象：<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">含有数据和操作方法的独立模块，可以认为是数据和行为的统一体。如一个城市、一棵树均可作为地理对象。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">·</FONT>具有一个唯一的标识，以表明其存在的独立性；?<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">·</FONT>具有一组描述特征的属性，以表明其在某一时刻的状态<FONT face="Times New Roman">——</FONT>静态属性<FONT face="Times New Roman">—</FONT>数据；?<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman"> ·</FONT>具有一组表示行为的操作方法，用以改变对象的状态。<FONT face="Times New Roman">--</FONT>作用、功能<FONT face="Times New Roman">—</FONT>函数、方法。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman"> </FONT>对象的划分：根据对象的共性，及对它的研究目的来划分，与具体的目的、性质相联系，不同的目的就会有不同划分。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">划分原则：找共同点，所有具有共性的系统成份就可为一种对象。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>、类：<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">共享同一属性和方法集的所有对象的集合构成类。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">如河流均具有共性，如名称、长度、流域面积等，以及相同的操作方法，如查询、计算长度、求流域面积等，因而可抽象为河流类。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">3</FONT>、实例<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">   </FONT>被抽象的对象，类的一个具体对象，称为，如长江、黄河等。真正抽象的河流不存在，只存在河流的例子。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">类是抽象的对象，是实例的组合，类、实例是相对的，类和实例的关系为上下层关系。类<FONT face="Times New Roman">---</FONT>申请实例<FONT face="Times New Roman">---</FONT>成为具体对象。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">4</FONT>、消息：<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">   </FONT>对象之间的请求和协作。（并不独立存在）对象之间的关系，如鼠标点，就是消息，点某按纽，就是对按纽提出请求。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">(</FONT>二<FONT face="Times New Roman">) </FONT>面向对象的特性<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>、抽象：是对现实世界的简明表示。形成对象的关键是抽象，对象是抽象思维的结果。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>、封装：一般讲，包起来，将方法与数据放于一对象中，以使对数据的操作只可通过该对象本身的方法来进行。在这，指把对象的状态及其操作集成化，使之不受外界影响。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">3</FONT>、多态：<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">是指同一消息被不同对象接收时，可解释为不同的含义。同一消息，对不同对象，功能不同。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">功能重载<FONT face="Times New Roman">-></FONT>多态，简化消息，但功能不减。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">（三）四种核心技术<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>、分类<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">分类是把一组具有相同属性结构和操作方法的对象归纳或映射为一个公共类的过程。如城镇建筑可分为行政区、商业区、住宅区、文化区等若干个类。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>、概括<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">将相同特征和操作的类再抽象为一个更高层次、更具一般性的超类的过程。子类是超类的一个特例。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">一个类可能是超类的子类，也可是几个子类的超类。所以，概括可能有任意多层次。概括技术避免了说明和存储上的大量冗余。这需要一种能自动地从超类的属性和操作中获取子类对象的属性和操作的机制，即继承机制。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">聚集是把几个不同性质类的对象组合成一个更高级的复合对象的过程。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">4</FONT>、联合<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">相似对象抽象组合为集合对象。其操作是成员对象的操作集合。<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt">（四）面向对象数据模型的核心工具<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>、继承：<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">一类对象可继承另一类对象的特性和能力，子类继承父类的共性，继承不仅可以把父类的特征传给中间子类，还可以向下传给中间子类的子类。<FONT face="Times New Roman"> </FONT>它服务于概括。继承机制减少代码冗余，减少相互间的接口和界面。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>）单重继承、多重继承；全部继承、部分继承；取代继承、包含继承<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>）状态继承（数据）<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">子类继承父类的数据结构，子类还可定义自己新的数据结构。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">
<FONT face="Times New Roman">    </FONT>子类任意使用父类的数据结构，有可能破坏封装，若只能通过发送消息来使用父类的域，又可能失去有效性，具体办法：<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">公有域：类可操作，实例也可操作。
私有域：只有类本身使用，用户不得访问。
保护域：子类可使用，继承使用，实例不能使用。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>、传播<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">传播与继承是一对。复杂对象的某些属性值不单独存于数据库中，而由子对象派生或提取，将子（成员）对象的属性信息强制地传播给综合复杂对象。成员对象的属性只存储一次，保证数据一致性和减少冗余。如武汉市总人口，由存储在各成员对象中的各区人口总和。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">3</FONT>、继承与传播（区别）<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>）继承服务于概括，传播作用于联合和聚集；<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>）继承是从上层到下层，应用于类，而传播是自下而上，直接作用于对象；<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">3</FONT>）继承包括属性和操作，而传播一般仅涉及属性；<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">4</FONT>）继承是一种信息隐含机制，只要说明子类与父类的关系，则父类的特征一般能自动传给它的子类，而传播是一种强制性工具，需要在复合对象中显式定义它的每个成员对象，并说明它需要传播哪些属性值。<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt">四、<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>空间数据库类型<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>、基于文件管理的方式<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">缺点：<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>）程序依赖于数据文件的存储结构，数据文件修改时，应用程序也随之改变。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>）以文件形式共享，当多个程序共享一数据文件时，文件的修改，需得到所有应用的许可。不能达到真正的共享，即数据项、记录项的共享。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>、文件与关系数据库混合管理系统<FONT face="Times New Roman">—</FONT>双元模型<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">除<FONT face="Times New Roman">oid</FONT>作为连接关键字以外，几乎是两者独立地组织、管理和检索。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><p><FONT face="Times New Roman"> </FONT></p></P><P 0cm 0cm 0pt">几何图形<FONT face="Times New Roman">:  </FONT>图形用户界面与图形文件处理是一体的，中间没有裂缝。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">属性数据，则因系统和历史发展而异。<p></p></P>

<P 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center><B>第三章</B><B><FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><B>空间数据库</B><B><p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt">§<FONT face="Times New Roman">3-1 </FONT>空间数据库的概念<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">空间数据库是空间数据库系统的简称。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">一、空间数据库<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>、定义：<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">  </FONT>是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储和应用的相关的地理空间数据的总合。<p></p></P><TABLE 284.25pt; mso-cellspacing: 0cm; mso-padding-alt: 0cm 0cm 0cm 0cm" cellSpacing=0 cellPadding=0 width=379 border=0><TR 15pt; mso-yfti-irow: 0"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 148.85pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 15pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: 1.5pt; mso-border-bottom-alt: .75pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=198><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">                        </FONT>书刊<p></p></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 135.4pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 15pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: .75pt; mso-border-right-alt: 1.5pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=181><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman"> </FONT>数据<p></p></P></TD></TR><TR 17.25pt; mso-yfti-irow: 1"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 148.85pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 17.25pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-left-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=198><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman"> </FONT>逻辑划分<FONT face="Times New Roman">   </FONT>词<FONT face="Times New Roman"> </FONT>句<FONT face="Times New Roman"> </FONT>段<FONT face="Times New Roman"> </FONT>目<FONT face="Times New Roman"> </FONT>节<FONT face="Times New Roman"> </FONT>章<p></p></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 135.4pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 17.25pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-right-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=181><P 0cm 0cm 0pt">数据项、记录、文件和数据库<p></p></P></TD></TR><TR 18pt; mso-yfti-irow: 2; mso-yfti-lastrow: yes"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 148.85pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 18pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: .75pt; mso-border-left-alt: 1.5pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=198><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman"> </FONT>物理划分<FONT face="Times New Roman">   </FONT>字<FONT face="Times New Roman"> </FONT>行<FONT face="Times New Roman"> </FONT>页<FONT face="Times New Roman"> </FONT>期<FONT face="Times New Roman"> </FONT>卷<p></p></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 135.4pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 18pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: .75pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: 1.5pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=181><P 0cm 0cm 0pt">比特、字节、字、块、桶和卷<p></p></P></TD></TR></TABLE><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>、空间数据特征<FONT face="Times New Roman">:<p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>）空间特征：一般需要建立空间索引。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>）非结构化特征：<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">  </FONT>结构化的，即满足第一范式<FONT face="Times New Roman">:</FONT>每条记录定长，且数据项是原子数据<FONT face="Times New Roman">.</FONT>而空间数据数据项变长，对象包含一个或多个对象，需要嵌套记录。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">3</FONT>）空间关系特征：<FONT face="Times New Roman"> </FONT>拓扑数据给空间数据的一致性和完整性维护增加了复杂性。<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">4</FONT>）分类编码特征：<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">一种地物类型对应一个属性数据表文件。多种地物类型共用一个属性数据表文件。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">5</FONT>）海量数据特征。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">3</FONT>、空间数据库的特点<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>）数据量特别大；<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>）数据种类多，复杂；<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">3</FONT>）数据应用面相当广。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">在建立地理空间数据库时，一方面应遵循和应用通用的数据库的原理和方法；另一方面又必须采取一些特殊的技术和方法来解决其他数据库所没有的问题。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">二、空间数据库管理系统<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">是指能够对物理介质上存储的地理空间数据进行语义和逻辑上的定义；<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">  </FONT>提供必须的空间数据查询、检索和存取功能；<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">  </FONT>能够空间数据进行有效的维护和更新的一套软件系统。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">三、空间数据库应用系统<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">提供给用户访问和操作空间数据库的用户界面，是应用户数据处理需求而建立的具有数据库访问功能的应用软件。<FONT face="Times New Roman"> </FONT>一般需要进行二次开发。<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt">§<FONT face="Times New Roman">3-2 </FONT>空间数据模型<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">数据结构：是指数据的组织形式，在计算机存储、管理和处理的数据逻辑结构。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">   </FONT>数据模型：是描述实体及其相互关系的数学描述，是空间数据库建立的逻辑模型。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">    </FONT>两者之间的关系：混合的交叉关系，并不一一对应，世界多样性，确定数据模型，确保实用性，（便于模型化、存储、检查和分析），它并不基于空间数据结构。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">一、传统数据模型<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt">自学：用三种模型（层次、网络、关系）组织图：<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><v:shapetype><v:stroke joinstyle="miter"></v:stroke><v:formulas><v:f eqn="if lineDrawn pixelLineWidth 0"></v:f><v:f eqn="sum @0 1 0"></v:f><v:f eqn="sum 0 0 @1"></v:f><v:f eqn="prod @2 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @0 0 1"></v:f><v:f eqn="prod @6 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="sum @8 21600 0"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @10 21600 0"></v:f></v:formulas><v:path gradientshapeok="t" connecttype="rect" extrusionok="f"></v:path><lock v:ext="edit" aspectratio="t"></lock></v:shapetype><v:shape><v:imagedata></v:imagedata><w:wrap type="none"></w:wrap><w:anchorlock></w:anchorlock></v:shape><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><p><FONT face="Times New Roman"> </FONT></p></P><P 0cm 0cm 0pt">二、传统模型存储空间数据的局限：<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>、层次模型用于<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>地理数据库的局限性<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">    </FONT>层次模型反映了实体之间的层次关系，简单、直观，易于理解，并在一定程度上支持数据的重构。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">    </FONT>用于<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>地理数据库存在的主要问题是：<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>）很难描述复杂的地理实体之间的联系，描述多对多的关系时导致物理存储上的冗余；?<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>）对任何对象的查询都必须从层次结构的根结点开始，低层次对象的查询效率很低，很难进行反向查询；?<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">3</FONT>）数据独立性较差，数据更新涉及许多指针，插入和删除操作比较复杂，父结点的删除意味着其下层所有子结点均被删除；?<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">4</FONT>）层次命令具有过程式性质，要求用户了解数据的物理结构，并在数据操纵命令中显式地给出数据的存取路径；?<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">5</FONT>）基本不具备演绎功能和操作代数基础。<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>、网状模型用于<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>地理数据库的局限性<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">网状模型反映地理世界中常见的多对多关系，支持数据重构，具有一定的数据独立和数据共享特性，且运行效率较高。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">用于<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>地理数据库的主要问题如下：<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">1</FONT>）由于网状结构的复杂性，增加了用户查询的定位困难，要求用户熟悉数据的逻辑结构，知道自己所处的位置；?<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2</FONT>）网状数据操作命令具有过程式性质，存在与层次模型相同的问题；?<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">3</FONT>）不直接支持对于层次结构的表达；?<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">4</FONT>）基本不具备演绎功能和操作代数基础。<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">3</FONT>、关系模型用于<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>地理数据库的局限性<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt">在<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>分析中，常常需要综合运用实体之间的空间关系和属性数据，要求<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>数据库能对实体的属性数据和空间数据进行综合管理。<p></p></P>4）空间数据通常是变长的，而一般RDBMS只允许记录的长度设定为固定长度，此外，通

<P 0cm 0cm 0pt"><B>建，三维变换、查询、运算、分析、维护等方面。下面主要介绍三维数据结构。同样，三维结构存在栅格和矢量两种形式。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>栅格：将地理实体的三维空间分成细小单元<FONT face="Times New Roman">---</FONT></B><B>体元。普遍用八叉树<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>矢量：<FONT face="Times New Roman">x,y,z</FONT></B><B>，抽象为点、线、面、体，面构成体。方法多种，常用三维边界表示法。<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>二、八叉树结构</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">1</FONT></B><B>、思想：<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>四叉树在三维空间的推广。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">   </FONT></B><B>将要表示的形体<FONT face="Times New Roman">V</FONT></B><B>放在一个充分大的正方体<FONT face="Times New Roman">C</FONT></B><B>内，<FONT face="Times New Roman">C</FONT></B><B>的边长为<FONT face="Times New Roman">2n</FONT></B><B>，不断用两个与<FONT face="Times New Roman">XOY</FONT></B><B>、<FONT face="Times New Roman">XOZ</FONT></B><B>的平面均分<FONT face="Times New Roman">C</FONT></B><B>为<FONT face="Times New Roman">8</FONT></B><B>个子体，并判断属性单一性。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>当子体部分为<FONT face="Times New Roman">V---</FONT></B><B>灰结点<FONT face="Times New Roman">  </FONT></B><B>需再<FONT face="Times New Roman">1</FONT></B><B>分为<FONT face="Times New Roman">8</FONT></B><B>。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">   </FONT></B><B>子体中无<FONT face="Times New Roman">V---</FONT></B><B>白结点<FONT face="Times New Roman">    </FONT></B><B>停止分割，叶结点。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">   </FONT></B><B>子体全为<FONT face="Times New Roman">V—</FONT></B><B>黑结点<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">2</FONT></B><B>、存贮结构</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">1</FONT></B><B>）规则八叉树<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">      </FONT></B><B>与常规四叉树类似，用<FONT face="Times New Roman">10</FONT></B><B>项字段来记录每个结点（<FONT face="Times New Roman">8</FONT></B><B>个子结点指针，<FONT face="Times New Roman"> 1</FONT></B><B>个父结点指针，<FONT face="Times New Roman">1</FONT></B><B>个结点属性）。最普遍的形式，方式自然，易掌握。但指针占总存储量的<FONT face="Times New Roman">94%</FONT></B><B>，空间使用率低。</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">2</FONT></B><B>）线性八叉树<FONT face="Times New Roman">—  Motorn</FONT></B><B>码<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">   </FONT></B><B>用某一预先确定的次序将八叉树转换成一个线性表，表中的每个元素与一个结点相对应。每个结点用固定的字节描述，其中某些位专门用来说明它是否为叶结点。</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>特点：节省存贮空间，便于某些运算，但丧失一定的灵活性，不便于其它遍历方式对树的结点进行存取，应用效果不佳。</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><p><FONT face="Times New Roman"> </FONT></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><v:shapetype><v:stroke joinstyle="miter"></v:stroke><v:formulas><v:f eqn="if lineDrawn pixelLineWidth 0"></v:f><v:f eqn="sum @0 1 0"></v:f><v:f eqn="sum 0 0 @1"></v:f><v:f eqn="prod @2 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @0 0 1"></v:f><v:f eqn="prod @6 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="sum @8 21600 0"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @10 21600 0"></v:f></v:formulas><v:path connecttype="rect" gradientshapeok="t" extrusionok="f"></v:path><lock aspectratio="t" v:ext="edit"></lock></v:shapetype><v:shape><FONT face="Times New Roman"><v:fill focus="100%" color2="black" opacity=".5"></v:fill><v:imagedata></v:imagedata><w:wrap type="none"></w:wrap><w:anchorlock></w:anchorlock></FONT></v:shape><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><p><FONT face="Times New Roman"> </FONT></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><p><FONT face="Times New Roman"> </FONT></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">3</FONT></B><B>）一对八式的八叉树</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>每个结点均<FONT face="Times New Roman">1</FONT></B><B>分为<FONT face="Times New Roman">8</FONT></B><B>，并标记为<FONT face="Times New Roman">  0</FONT></B><B>，<FONT face="Times New Roman">1</FONT></B><B>，<FONT face="Times New Roman">2</FONT></B><B>，<FONT face="Times New Roman">3</FONT></B><B>，<FONT face="Times New Roman">4</FONT></B><B>，<FONT face="Times New Roman">5</FONT></B><B>，<FONT face="Times New Roman">6</FONT></B><B>，<FONT face="Times New Roman">7</FONT></B><B>。隐含地假定了这些子结点记录存放的次序<FONT face="Times New Roman"> –---</FONT></B><B>便于检索<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>浪费存储，除非完全八叉树，即所有叶结点均在同一层次出现，上层均为非叶结点。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>三、三维边界表示法<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">1</FONT></B><B>、顶点表：用来表示多面体各顶点的坐标<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>２、边表：指出构成多面体某边的两个顶点；</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>３、面表：给出围成多面体某个面的各条边。</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>可避免重复表示某些点、边、面，节约存储，便于图形显示，如公共边不重复。</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>４、当有若干个多面体时，还必须有一个对象表。</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">5</FONT></B><B>、扩充后的边表<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>为表达拓扑还可将其它一些有关的内容结合到所使用的表中，如将边所属的多边形信息结合进边表中以后的形式：</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">6</FONT></B><B>、拓扑检查</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>数据存储后，必须检查数据的一致性、完全性，即进行拓扑检查。具体可检查下列几项：<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">(1)  </FONT></B><B>顶点表中的每个顶点至少是两条边的端点；<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">(2)  </FONT></B><B>每条边至少是一个多边形的边；<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">(3)  </FONT></B><B>每个多边形是封闭的；<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">(4)  </FONT></B><B>每个多边形至少有一条边是和另一个多边形共用的；<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">(5)   </FONT></B><B>若边表中包含了指向它所属多边形的指针，那么指向该边的指针必在相应的多边形中出现。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">7</FONT></B><B>、应用</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>三维边界法一般用于表示规则形体，如建筑物，对于自然界中的复杂形体如岩石的外表，理论上可找到一在误差范围内逼近的适合平面多面体，但这种逼近受多因素的制约。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">    </FONT></B><B>对于不规则形体，可在形体的外表面<FONT face="Times New Roman">s</FONT></B><B>，可测一组点<FONT face="Times New Roman">p1,p2…pn</FONT></B><B>坐标，再建这些点的关系，即结构图，决定顶点连接的不同方式。同样数据点，由于连接方式不同，构成的平面多面体也不同。其中最重要的一种方法就是每个面均是三角形的平面多面体，类似<FONT face="Times New Roman">TIN</FONT></B><B>结构。但即使这样，同一组点仍可得到不同的平面多面体。因此，需要研究拥有了哪些特征之后，才能更确切地逼近原来的三维形体<FONT face="Times New Roman">?<p></p></FONT></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">    </FONT></B><B>这种逼近有两种形式：<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">    </FONT></B><B>表面<FONT face="Times New Roman">S0</FONT></B><B>的逼近：以确定后的平面多面体的表面作为对原三维形体的表面<FONT face="Times New Roman">S0</FONT></B><B>的逼近，着眼于形体的边界表示。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">   </FONT></B><B>三维形体的逼近：给出一系列的四面体，这些四面体的集合就是对原三维形体的逼近。着眼于形体的分解表示。<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><p><FONT face="Times New Roman"> </FONT></p></P>

<P 0cm 0cm 0pt"><B>§<FONT face="Times New Roman">2-4 </FONT></B><B>矢栅一体化数据结构</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>一、矢、栅优缺点</B><p></p></P><TABLE 357pt; mso-cellspacing: 0cm; mso-padding-alt: 0cm 0cm 0cm 0cm" cellSpacing=0 cellPadding=0 width=476 border=0><TR 14.25pt; mso-yfti-irow: 0"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 28.4pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 14.25pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: 1.5pt; mso-border-bottom-alt: .75pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=38><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 166.55pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 14.25pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=222><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">             </FONT></B><B>优点<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><p></p></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 162.05pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 14.25pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: .75pt; mso-border-right-alt: 1.5pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=216><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">                     </FONT></B><B>缺点</B><p></p></P></TD></TR><TR 111.75pt; mso-yfti-irow: 1"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 28.4pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 111.75pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-left-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=38><P 0cm 0cm 0pt"><B>矢量</B><p></p></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; BACKGROUND: aqua; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 166.55pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 111.75pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=222><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">1</FONT></B><B>、便于面向现象（土壤类，土地利用单元等）<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">2</FONT></B><B>、结构紧凑，冗余度低，便于描述线或边界。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">       3</FONT></B><B>、利于网络、检索分析，提供有效的拓扑编码，对需要拓扑信息的操作更有效。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">      4</FONT></B><B>、<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><B>图形显示质量好，精度高。<p></p></B></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; BACKGROUND: #ffcc99; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 162.05pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 111.75pt; mso-border-right-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=216><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">1  1</FONT></B><B>、数据结构复杂，各自定义，不便于数据标准化和规范化，数据交换困难。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">     2</FONT></B><B>、多边形叠置分析困难，没有栅格有效，表达空间变化性能力差。<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">     3</FONT></B><B>、不能像数字图像那样做增强处理<FONT face="Times New Roman">    4</FONT></B><B>、软硬件技术要求高，显示与绘图成本较高。<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><p></p></P></TD></TR><TR 98.25pt; mso-yfti-irow: 2; mso-yfti-lastrow: yes"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 28.4pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 98.25pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: .75pt; mso-border-left-alt: 1.5pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=38><P 0cm 0cm 0pt"><B>栅<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><B>格</B><p></p></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; BACKGROUND: #ffcc99; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 166.55pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 98.25pt; mso-border-bottom-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=222><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">    1</FONT></B><B>、<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><B>结构简单，易数据交换。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">    2</FONT></B><B>、叠置分析和地理（能有效表达空可<FONT face="Times New Roman">  </FONT></B><B>变性）现象模拟较易。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">    3</FONT></B><B>、利于与感遥数据的匹配应用和分析，便于图像处理。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">    4</FONT></B><B>、<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><B>输出快速，成本低廉。<FONT face="Times New Roman">  <p></p></FONT></B></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; BACKGROUND: aqua; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 162.05pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 98.25pt; mso-border-top-alt: .75pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: 1.5pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=216><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">    1</FONT></B><B>、现象识别效果不如矢量方法，难以表达拓扑。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">    2</FONT></B><B>、图形数据量大，数据结构不严密不紧凑，需用压缩技术解决该问题。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">    3</FONT></B><B>、投影转换困难。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">4 4</FONT></B><B>、图形质量转低，图形输出不美观，线条有锯齿，需用增加栅格数量来克服，但会增加数据文件。</B><p></p></P></TD></TR></TABLE><P 0cm 0cm 0pt"><B>矢量、栅格数据结构的选择</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>在<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT></B><B>建立过程中，应根据应用目的和应用特点、可能获得的数据精度以及地理信息系统软件和硬件配置情况，选择合适的数据结构。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>栅格结构<FONT face="Times New Roman">:</FONT></B><B>大范围小比例尺的自然资源、环境、农林业等区域问题的研究。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>矢量结构：城市分区或详细规划、土地管理、公用事业管理等方面的应用。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>二、矢栅一体化概念</B><FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>将矢量面对目标的方法和栅格元子充填的方法结合起来，具体采用填满线状目标路径和充填面状目标空间的方法作为一体化数据结构的基础。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>线状地物：除记录原始取样点外，还记录路径所通过的栅格。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>面状地物：除记录它的多边形周边以外，还包括中间的面域栅格。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>一方面，它保留了矢量的全部性质，以目标为单元直接聚集所有的位置信息，并能建立拓扑关系；<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>另一方面，它建立了栅格与地物的关系，即路径上的任一点都直接与目标建立了联系。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>从原理上说，这是一种以矢量的方式来组织栅格数据的数据结构。</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>三、三个约定和细分格网法</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>为便于组织数据，首先作如下约定：<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">a. </FONT></B><B>地面上的点状地物是地球表面上的点，它仅有空间位置，没有形状和面积，在计算机内部仅有一个位置数据。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">b. </FONT></B><B>地面上的线状地物是地球表面的空间曲线，它有形状但没有面积，它在平面上的投影是一连续不间断的直线或曲线，在计算机内部需要用一组元子填满整个路径。</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">c. </FONT></B><B>地面上的面状地物是地球表面的空间曲面，并具有形状和面积，它在平面上的投影是由边界包围的紧致空间和一组填满路径的元子表达的边界组成。<FONT face="Times New Roman">               </FONT></B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>为提高栅格表示精度，采用细分格网法：<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>将一对<FONT face="Times New Roman">X,Y</FONT></B><B>坐标用两个<FONT face="Times New Roman">Morton</FONT></B><B>码代替：<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>前一<FONT face="Times New Roman">M1</FONT></B><B>表示该点（采样点或附加的交叉点）所在基本格网的地址码，后者<FONT face="Times New Roman">M2 </FONT></B><B>表示该点对应的细分格网的<FONT face="Times New Roman">Morton</FONT></B><B>码，既顾全整体定位，又保证精度。<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>四、一体化数据结构设计</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>线性四叉树<FONT face="Times New Roman">(Morton)</FONT></B><B>是基本数据格式，三个约定设计点、线、面数据结构的基本依据，细分格网法保证足够精度。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">1</FONT></B><B>、点状地物和结点的数据结构<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>约定<FONT face="Times New Roman">1</FONT></B><B>，点仅有位置、没有形状和面积，只要将点的坐标转化为地址码<FONT face="Times New Roman">M1 </FONT></B><B>和<FONT face="Times New Roman">M2 ,</FONT></B><B>结构简单灵活，便于点的插入和删除，还能处理一个栅格内包含多个点状目标的情况。</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">2</FONT></B><B>、线状地物的数据结构</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>约定（<FONT face="Times New Roman">2</FONT></B><B>），线状地物有形状但没有面积，没有面积意味着只要用一串数据表达每个线状地物的路径即可，将该线状地物经过的所有栅格的地址全部记录下来。仿照矢量数据组织的链状双重独立式编码，以弧段为记录单位。</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>弧段的数据结构<FONT face="Times New Roman">:<p></p></FONT></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">3</FONT></B><B>、面状地物的数据结构<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">3</FONT></B><B>）面文件</B><FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>这种数据结构是面向地物的，具有矢量的特点。通过面状地物的标识号可以找到它的边界弧段并顺着指针提取所有的中间面块。同时它又具有栅格的全部特性，二维行程本身就是面向位置的结构，带指针的二维行程码中的<FONT face="Times New Roman">Morton</FONT></B><B>码表达了位置的相互关系，前后<FONT face="Times New Roman">M</FONT></B><B>码之差隐含了该子块的大小。给出任意一点的位置都可顺着指针找到面状地物的标识号确定是哪一个地物。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">4</FONT></B><B>、复杂地物的数据结构</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>由几个或几种点、线、面状简单地物组成的地物称为复杂地物。例如将一条公路上的中心线、交通灯、立交桥等组合为一个复杂地物，用一个标识号表示。复杂地物的数据结构如表<FONT face="Times New Roman">7</FONT></B><B>所示。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>§<FONT face="Times New Roman">2-5 </FONT></B><B>三维数据结构</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>一、概述<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>目前<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT></B><B>主要还停留在处理地球表面的数据，若数据是地表以下或以上，则先将它投影到地表，再进行处理，其实质是以二维的形式来模拟、处理任何数据，在有些领域可行，但涉及到三维问题的处理时，往往力不从心。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">      </FONT></B><B>二维<FONT face="Times New Roman">V=f(x,y)</FONT></B><B>，在不同的层<FONT face="Times New Roman">V</FONT></B><B>的含义不同，当<FONT face="Times New Roman">V</FONT></B><B>表示的是高程时，就是<FONT face="Times New Roman">DEM</FONT></B><B>。由于地形三维视图的原因，人们常把<FONT face="Times New Roman">DEM</FONT></B><B>误认为是三维模型。但从本质上讲，<FONT face="Times New Roman">DEM</FONT></B><B>是二维的，因为它只能表示地表的信息，不能对地表内部进行有效的表示。目前，人们常把<FONT face="Times New Roman">DEM</FONT></B><B>称为<FONT face="Times New Roman">2.5</FONT></B><B>维的数据模型。<p></p></B></P><B>      真三维模型V=f(x,y,z)，z是一自变量，不受x,y的影响。三维GIS的要求与二维GIS相似，但在数据采集，系统维护和界面设计等方面比二维GIS复杂得多，如三维数据的组织与重</B>

<P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">2)</FONT></B><B>由栅格数据转换获得<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>利用栅格数据矢量化技术，把栅格数据转换为矢量数据。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">3)</FONT></B><B>跟踪数字化<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>用跟踪数字化的方法，把地图变成离散的矢量数据。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>三、矢量数据组织</B><FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>矢量数据表示时应考虑以下问题：<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">·</FONT></B><B>矢量数据自身的存贮和处理。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">·</FONT></B><B>与属性数据的联系。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">·</FONT></B><B>矢量数据之间的空间关系<FONT face="Times New Roman">(</FONT></B><B>拓扑关系<FONT face="Times New Roman">)</FONT></B><B>。</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>四、矢量数据编码方式</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>（一）实体式</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>（<FONT face="Times New Roman">spaghetti</FONT></B><B>）<FONT face="Times New Roman">--  </FONT></B><B>面条模型<FONT face="Times New Roman">:</FONT></B><B>以实体为单位记录其坐标<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>优点：结构简单、直观、易实现以实体为单位的运算和显示。</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>缺点：<FONT face="Times New Roman"> 1</FONT></B><B>、相邻多边形的公共边界被数字化并存储两次，造成数据冗余和碎屑多边形<FONT face="Times New Roman">—</FONT></B><B>数据不一致，浪费空间，导致双重边界不能精确匹配。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">2</FONT></B><B>、自成体系，缺少多边形的邻接信息，无拓扑关系，难以进行邻域处理，如消除多边形公共边界，合并多边形。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">3</FONT></B><B>、岛作为一个单个图形，没有与外界多边形联系。不易检查拓扑错误。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>所以，这种结构只用于简单的制图系统中，显示图形。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>（二）索引式（树状）</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>对所有点的坐标按顺序建坐标文件，再建点与边（线）、线与多边形的索引文件。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>与实体式相比：<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>优点：用建索引的方法消除多边形数据的冗余和不一致，邻接信息、岛信息可在多边形文件中通过是否公共弧段号的方式查询。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>缺点：表达拓扑关系较繁琐，给相邻运算、消除无用边、处理岛信息、检索拓扑关系等带来困难，以人工方式建立编码表，工作量大，易出错。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>三）双重独立式编码</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>简称<FONT face="Times New Roman">DIME(Dual Independent Map Encoding)</FONT></B><B>，是美国人口统计系统采用的一种编码方式，是一种拓扑编码结构。<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>四）链状双重独立式编码<FONT face="Times New Roman">--</FONT></B><B>拓扑数据结构<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">1</FONT></B><B>、弧段坐标文件</B><p></p></P><TABLE 146.25pt; mso-cellspacing: 0cm; mso-padding-alt: 0cm 0cm 0cm 0cm" cellSpacing=0 cellPadding=0 width=195 border=0><TR 13.5pt; mso-yfti-irow: 0"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 48.75pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 13.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: 1.5pt; mso-border-bottom-alt: .75pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=65><P 0cm 0cm 0pt"><B>弧段号</B><p></p></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 97.5pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 13.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: .75pt; mso-border-right-alt: 1.5pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=130><P 0cm 0cm 0pt"><B>坐标系列（串<FONT face="Times New Roman">)</FONT></B><p></p></P></TD></TR><TR 15pt; mso-yfti-irow: 1; mso-yfti-lastrow: yes"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 48.75pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 15pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: .75pt; mso-border-left-alt: 1.5pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=65><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">A<p></p></FONT></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 97.5pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 15pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: .75pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: 1.5pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=130><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">x2,y2,X10,y10…<p></p></FONT></P></TD></TR></TABLE><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">2</FONT></B><B>、弧段文件：链<FONT face="Times New Roman">—</FONT></B><B>面，链<FONT face="Times New Roman">—</FONT></B><B>结点关系<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><p></p></P><TABLE 204.75pt; mso-cellspacing: 0cm; mso-padding-alt: 0cm 0cm 0cm 0cm" cellSpacing=0 cellPadding=0 width=273 border=0><TR 16.5pt; mso-yfti-irow: 0"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 41.45pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 16.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-left-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=55><P 0cm 0cm 0pt"><B>弧段号<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><p></p></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 55.35pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 16.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=74><P 0cm 0cm 0pt"><B>左多边形<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><p></p></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 51.65pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 16.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=69><P 0cm 0cm 0pt"><B>右多边形<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><p></p></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 28.15pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 16.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=38><P 0cm 0cm 0pt"><B>起点</B><p></p></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 28.15pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 16.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: .75pt; mso-border-right-alt: 1.5pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=38><P 0cm 0cm 0pt"><B>终点</B><p></p></P></TD></TR><TR 15.75pt; mso-yfti-irow: 1; mso-yfti-lastrow: yes"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 41.45pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 15.75pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: .75pt; mso-border-left-alt: 1.5pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=55><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">A<p></p></FONT></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 55.35pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 15.75pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-bottom-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=74><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">P1<p></p></FONT></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 51.65pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 15.75pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-bottom-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=69><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">P2<p></p></FONT></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 28.15pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 15.75pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-bottom-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=38><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2<p></p></FONT></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 28.15pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 15.75pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: .75pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: 1.5pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=38><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">5<p></p></FONT></P></TD></TR></TABLE><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">3</FONT></B><B>、面文件<p></p></B></P><TABLE 118.5pt; mso-cellspacing: 0cm; mso-padding-alt: 0cm 0cm 0cm 0cm" cellSpacing=0 cellPadding=0 width=158 border=0><TR 18pt; mso-yfti-irow: 0"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 59.25pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 18pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: 1.5pt; mso-border-bottom-alt: .75pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=79><P 0cm 0cm 0pt"><B>面号</B><p></p></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 59.25pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 18pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: .75pt; mso-border-right-alt: 1.5pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=79><P 0cm 0cm 0pt"><B>弧段号<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><p></p></P></TD></TR><TR 15pt; mso-yfti-irow: 1; mso-yfti-lastrow: yes"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 59.25pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 15pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: .75pt; mso-border-left-alt: 1.5pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=79><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">P1<p></p></FONT></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 59.25pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 15pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: .75pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: 1.5pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=79><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">A,B,-C<p></p></FONT></P></TD></TR></TABLE><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">4</FONT></B><B>、点拓扑文件：<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><B>结点<FONT face="Times New Roman">—</FONT></B><B>链关系<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><p></p></P><TABLE 118.5pt; mso-cellspacing: 0cm; mso-padding-alt: 0cm 0cm 0cm 0cm" cellSpacing=0 cellPadding=0 width=158 border=0><TR 18pt; mso-yfti-irow: 0"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 59.25pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 18pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: 1.5pt; mso-border-bottom-alt: .75pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=79><P 0cm 0cm 0pt"><B>点号<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><p></p></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 59.25pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 18pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: .75pt; mso-border-right-alt: 1.5pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=79><P 0cm 0cm 0pt"><B>弧段号<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><p></p></P></TD></TR><TR 13.5pt; mso-yfti-irow: 1; mso-yfti-lastrow: yes"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 59.25pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 13.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: .75pt; mso-border-left-alt: 1.5pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=79><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2<p></p></FONT></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 59.25pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 13.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: .75pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: 1.5pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=79><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">A,B,D<p></p></FONT></P></TD></TR></TABLE><P 0cm 0cm 0pt"><B>在拓扑结构中，多边形（面）的边界被分割成一系列的线（弧、链、边）和点（结点）等拓扑要素，点、线、面之间的拓扑关系在属性表中定义，多边形边界不重复。<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>链状双重独立式编码<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><B>特点</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>拓扑关系明确，也能表达岛信息，而且以弧段为记录单位，满足实际应用需要。因为一般数字化一条街道时，必然有许多中间点，但我们在做空间分析是却没有必要以这些中间点所组成的折线为研究对象，而应以整条弧段（某条街道）为研究对象<FONT face="Times New Roman">.<p></p></FONT></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">  </FONT></B><B>被一些成熟的商品化软件采用，如<FONT face="Times New Roman">ARC/INFO</FONT></B><B>软件。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>例：<FONT face="Times New Roman">ARC</FONT></B><B>文件：二进制文件<FONT face="Times New Roman">:  </FONT></B><B>弧段号<FONT face="Times New Roman">    </FONT></B><B>点数<FONT face="Times New Roman">     </FONT></B><B>坐标串<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">  </FONT></B><B>在<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT></B><B>数据输入中，建拓扑是指给图形数据（点、线、面）增加拓扑结构，如<FONT face="Times New Roman">ARC/INFO</FONT></B><B>中，在<FONT face="Times New Roman">ARCEDIT</FONT></B><B>中输入图形后，需用<FONT face="Times New Roman">BUILD </FONT></B><B>建图形拓扑，具体生成许多文件，如<FONT face="Times New Roman">AAT</FONT></B><B>，<FONT face="Times New Roman">PAT</FONT></B><B>等<FONT face="Times New Roman">. <p></p></FONT></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">      INFO</FONT></B><B>：属性表<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>如<FONT face="Times New Roman">AAT</FONT></B><B>（<FONT face="Times New Roman">Arc Attribute Table</FONT></B><B>）<p></p></B></P><TABLE 360.75pt; mso-cellspacing: 0cm; mso-padding-alt: 0cm 0cm 0cm 0cm" cellSpacing=0 cellPadding=0 width=481 border=0><TR 24.75pt; mso-yfti-irow: 0; mso-yfti-lastrow: yes"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 37.9pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 24.75pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-right-alt: solid black .75pt; mso-border-alt: solid black 1.5pt" vAlign=top width=51><P 0cm 0cm 0pt"><B>弧段号</B><p></p></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 48.65pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 24.75pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=65><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman"><B>USER_ID</B><p></p></FONT></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 41.75pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 24.75pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=56><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman"><B>LPOLY</B><p></p></FONT></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 41.8pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 24.75pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=56><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman"><B>RPOLY</B><p></p></FONT></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 69.75pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 24.75pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=93><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman"><B>FROM_NODE</B><p></p></FONT></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 56.05pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 24.75pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=75><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman"><B>TO_NODE</B><p></p></FONT></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 64.85pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 24.75pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-left-alt: solid black .75pt; mso-border-alt: solid black 1.5pt" vAlign=top width=86><P 0cm 0cm 0pt"><B>其它属性<FONT face="Times New Roman">:</FONT></B><B>（名称<FONT face="Times New Roman">)</FONT></B><p></p></P></TD></TR></TABLE><P 0cm 0cm 0pt"><B>用户标识码，表明地物类型<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>当图形数据修改、删除、增加点、线、面要素后，其拓扑关系也发生改变，所以，需重新建拓扑。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><p></p></B> </P>

<P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">2)</FONT></B><B>由栅格数据转换获得<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>利用栅格数据矢量化技术，把栅格数据转换为矢量数据。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">3)</FONT></B><B>跟踪数字化<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>用跟踪数字化的方法，把地图变成离散的矢量数据。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>三、矢量数据组织</B><FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>矢量数据表示时应考虑以下问题：<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">·</FONT></B><B>矢量数据自身的存贮和处理。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">·</FONT></B><B>与属性数据的联系。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">·</FONT></B><B>矢量数据之间的空间关系<FONT face="Times New Roman">(</FONT></B><B>拓扑关系<FONT face="Times New Roman">)</FONT></B><B>。</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>四、矢量数据编码方式</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>（一）实体式</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>（<FONT face="Times New Roman">spaghetti</FONT></B><B>）<FONT face="Times New Roman">--  </FONT></B><B>面条模型<FONT face="Times New Roman">:</FONT></B><B>以实体为单位记录其坐标<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>优点：结构简单、直观、易实现以实体为单位的运算和显示。</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>缺点：<FONT face="Times New Roman"> 1</FONT></B><B>、相邻多边形的公共边界被数字化并存储两次，造成数据冗余和碎屑多边形<FONT face="Times New Roman">—</FONT></B><B>数据不一致，浪费空间，导致双重边界不能精确匹配。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">2</FONT></B><B>、自成体系，缺少多边形的邻接信息，无拓扑关系，难以进行邻域处理，如消除多边形公共边界，合并多边形。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">3</FONT></B><B>、岛作为一个单个图形，没有与外界多边形联系。不易检查拓扑错误。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>所以，这种结构只用于简单的制图系统中，显示图形。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>（二）索引式（树状）</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>对所有点的坐标按顺序建坐标文件，再建点与边（线）、线与多边形的索引文件。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>与实体式相比：<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>优点：用建索引的方法消除多边形数据的冗余和不一致，邻接信息、岛信息可在多边形文件中通过是否公共弧段号的方式查询。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>缺点：表达拓扑关系较繁琐，给相邻运算、消除无用边、处理岛信息、检索拓扑关系等带来困难，以人工方式建立编码表，工作量大，易出错。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>三）双重独立式编码</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>简称<FONT face="Times New Roman">DIME(Dual Independent Map Encoding)</FONT></B><B>，是美国人口统计系统采用的一种编码方式，是一种拓扑编码结构。<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>四）链状双重独立式编码<FONT face="Times New Roman">--</FONT></B><B>拓扑数据结构<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">1</FONT></B><B>、弧段坐标文件</B><p></p></P><TABLE 146.25pt; mso-cellspacing: 0cm; mso-padding-alt: 0cm 0cm 0cm 0cm" cellSpacing=0 cellPadding=0 width=195 border=0><TR 13.5pt; mso-yfti-irow: 0"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 48.75pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 13.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: 1.5pt; mso-border-bottom-alt: .75pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=65><P 0cm 0cm 0pt"><B>弧段号</B><p></p></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 97.5pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 13.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: .75pt; mso-border-right-alt: 1.5pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=130><P 0cm 0cm 0pt"><B>坐标系列（串<FONT face="Times New Roman">)</FONT></B><p></p></P></TD></TR><TR 15pt; mso-yfti-irow: 1; mso-yfti-lastrow: yes"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 48.75pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 15pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: .75pt; mso-border-left-alt: 1.5pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=65><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">A<p></p></FONT></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 97.5pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 15pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: .75pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: 1.5pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=130><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">x2,y2,X10,y10…<p></p></FONT></P></TD></TR></TABLE><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">2</FONT></B><B>、弧段文件：链<FONT face="Times New Roman">—</FONT></B><B>面，链<FONT face="Times New Roman">—</FONT></B><B>结点关系<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><p></p></P><TABLE 204.75pt; mso-cellspacing: 0cm; mso-padding-alt: 0cm 0cm 0cm 0cm" cellSpacing=0 cellPadding=0 width=273 border=0><TR 16.5pt; mso-yfti-irow: 0"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 41.45pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 16.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-left-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=55><P 0cm 0cm 0pt"><B>弧段号<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><p></p></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 55.35pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 16.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=74><P 0cm 0cm 0pt"><B>左多边形<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><p></p></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 51.65pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 16.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=69><P 0cm 0cm 0pt"><B>右多边形<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><p></p></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 28.15pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 16.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=38><P 0cm 0cm 0pt"><B>起点</B><p></p></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 28.15pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 16.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: .75pt; mso-border-right-alt: 1.5pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=38><P 0cm 0cm 0pt"><B>终点</B><p></p></P></TD></TR><TR 15.75pt; mso-yfti-irow: 1; mso-yfti-lastrow: yes"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 41.45pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 15.75pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: .75pt; mso-border-left-alt: 1.5pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=55><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">A<p></p></FONT></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 55.35pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 15.75pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-bottom-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=74><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">P1<p></p></FONT></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 51.65pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 15.75pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-bottom-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=69><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">P2<p></p></FONT></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 28.15pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 15.75pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-bottom-alt: solid black 1.5pt; mso-border-alt: solid black .75pt" vAlign=top width=38><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2<p></p></FONT></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 28.15pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 15.75pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: .75pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: 1.5pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=38><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">5<p></p></FONT></P></TD></TR></TABLE><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">3</FONT></B><B>、面文件<p></p></B></P><TABLE 118.5pt; mso-cellspacing: 0cm; mso-padding-alt: 0cm 0cm 0cm 0cm" cellSpacing=0 cellPadding=0 width=158 border=0><TR 18pt; mso-yfti-irow: 0"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 59.25pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 18pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: 1.5pt; mso-border-bottom-alt: .75pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=79><P 0cm 0cm 0pt"><B>面号</B><p></p></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 59.25pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 18pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: .75pt; mso-border-right-alt: 1.5pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=79><P 0cm 0cm 0pt"><B>弧段号<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><p></p></P></TD></TR><TR 15pt; mso-yfti-irow: 1; mso-yfti-lastrow: yes"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 59.25pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 15pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: .75pt; mso-border-left-alt: 1.5pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=79><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">P1<p></p></FONT></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 59.25pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 15pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: .75pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: 1.5pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=79><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">A,B,-C<p></p></FONT></P></TD></TR></TABLE><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">4</FONT></B><B>、点拓扑文件：<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><B>结点<FONT face="Times New Roman">—</FONT></B><B>链关系<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><p></p></P><TABLE 118.5pt; mso-cellspacing: 0cm; mso-padding-alt: 0cm 0cm 0cm 0cm" cellSpacing=0 cellPadding=0 width=158 border=0><TR 18pt; mso-yfti-irow: 0"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 59.25pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 18pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: 1.5pt; mso-border-bottom-alt: .75pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=79><P 0cm 0cm 0pt"><B>点号<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><p></p></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 59.25pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1pt solid; HEIGHT: 18pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: .75pt; mso-border-right-alt: 1.5pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=79><P 0cm 0cm 0pt"><B>弧段号<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><p></p></P></TD></TR><TR 13.5pt; mso-yfti-irow: 1; mso-yfti-lastrow: yes"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 59.25pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 13.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: .75pt; mso-border-left-alt: 1.5pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=79><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">2<p></p></FONT></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 59.25pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 13.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: .75pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: 1.5pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=79><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman">A,B,D<p></p></FONT></P></TD></TR></TABLE><P 0cm 0cm 0pt"><B>在拓扑结构中，多边形（面）的边界被分割成一系列的线（弧、链、边）和点（结点）等拓扑要素，点、线、面之间的拓扑关系在属性表中定义，多边形边界不重复。<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>链状双重独立式编码<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><B>特点</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>拓扑关系明确，也能表达岛信息，而且以弧段为记录单位，满足实际应用需要。因为一般数字化一条街道时，必然有许多中间点，但我们在做空间分析是却没有必要以这些中间点所组成的折线为研究对象，而应以整条弧段（某条街道）为研究对象<FONT face="Times New Roman">.<p></p></FONT></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">  </FONT></B><B>被一些成熟的商品化软件采用，如<FONT face="Times New Roman">ARC/INFO</FONT></B><B>软件。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>例：<FONT face="Times New Roman">ARC</FONT></B><B>文件：二进制文件<FONT face="Times New Roman">:  </FONT></B><B>弧段号<FONT face="Times New Roman">    </FONT></B><B>点数<FONT face="Times New Roman">     </FONT></B><B>坐标串<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">  </FONT></B><B>在<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT></B><B>数据输入中，建拓扑是指给图形数据（点、线、面）增加拓扑结构，如<FONT face="Times New Roman">ARC/INFO</FONT></B><B>中，在<FONT face="Times New Roman">ARCEDIT</FONT></B><B>中输入图形后，需用<FONT face="Times New Roman">BUILD </FONT></B><B>建图形拓扑，具体生成许多文件，如<FONT face="Times New Roman">AAT</FONT></B><B>，<FONT face="Times New Roman">PAT</FONT></B><B>等<FONT face="Times New Roman">. <p></p></FONT></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">      INFO</FONT></B><B>：属性表<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>如<FONT face="Times New Roman">AAT</FONT></B><B>（<FONT face="Times New Roman">Arc Attribute Table</FONT></B><B>）<p></p></B></P><TABLE 360.75pt; mso-cellspacing: 0cm; mso-padding-alt: 0cm 0cm 0cm 0cm" cellSpacing=0 cellPadding=0 width=481 border=0><TR 24.75pt; mso-yfti-irow: 0; mso-yfti-lastrow: yes"><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1.5pt solid; WIDTH: 37.9pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 24.75pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-right-alt: solid black .75pt; mso-border-alt: solid black 1.5pt" vAlign=top width=51><P 0cm 0cm 0pt"><B>弧段号</B><p></p></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 48.65pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 24.75pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=65><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman"><B>USER_ID</B><p></p></FONT></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 41.75pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 24.75pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=56><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman"><B>LPOLY</B><p></p></FONT></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 41.8pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 24.75pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=56><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman"><B>RPOLY</B><p></p></FONT></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 69.75pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 24.75pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=93><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman"><B>FROM_NODE</B><p></p></FONT></P></TD><TD black 1pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 56.05pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 24.75pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-top-alt: 1.5pt; mso-border-left-alt: .75pt; mso-border-bottom-alt: 1.5pt; mso-border-right-alt: .75pt; mso-border-color-alt: black; mso-border-style-alt: solid" vAlign=top width=75><P 0cm 0cm 0pt"><FONT face="Times New Roman"><B>TO_NODE</B><p></p></FONT></P></TD><TD black 1.5pt solid; PADDING-RIGHT: 0cm; BORDER-TOP: black 1.5pt solid; PADDING-LEFT: 0cm; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: black 1pt solid; WIDTH: 64.85pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: black 1.5pt solid; HEIGHT: 24.75pt; BACKGROUND-COLOR: transparent; mso-border-left-alt: solid black .75pt; mso-border-alt: solid black 1.5pt" vAlign=top width=86><P 0cm 0cm 0pt"><B>其它属性<FONT face="Times New Roman">:</FONT></B><B>（名称<FONT face="Times New Roman">)</FONT></B><p></p></P></TD></TR></TABLE><P 0cm 0cm 0pt"><B>用户标识码，表明地物类型<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>当图形数据修改、删除、增加点、线、面要素后，其拓扑关系也发生改变，所以，需重新建拓扑。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><p></p></B> </P>

<P 0cm 0cm 0pt"><B>缺点：不易做边界合并，插入操作、编辑较困难（对局部修改将改变整体结构）。区域空间分析困难，相邻区域边界被重复存储。<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">5</FONT></B><B>、四叉树编码</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>五、四叉树编码</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>（一）四叉树概述：<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">    </FONT></B><B>一种可变分率的非均匀网格系统。是最有效的栅格数据压缩编码方法之一<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">1</FONT></B><B>、<FONT face="Times New Roman">  </FONT></B><B>基本思想：<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>将<FONT face="Times New Roman">2n</FONT></B><B>×<FONT face="Times New Roman">2n</FONT></B><B>象元组成的图像<FONT face="Times New Roman">(</FONT></B><B>不足的用背景补上<FONT face="Times New Roman">) </FONT></B><B>按四个象限进行递归分割，<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>并判断属性是否单一，<FONT face="Times New Roman">  </FONT></B><B>单一：不分。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">                    </FONT></B><B>不单一：递归分割。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>最后得到一颗四分叉的倒向树。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">2</FONT></B><B>、<FONT face="Times New Roman">  </FONT></B><B>四叉树的树形表示：<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><B>用一倒立树表示这种分割和分割结果。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>根：整个区域<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>高：深度、分几级，几次分割<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>叶：不能再分割的块<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>树叉：还需分割的块<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">  </FONT></B><B>每个树叉均有<FONT face="Times New Roman">4</FONT></B><B>个分叉，叫四叉树。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">3</FONT></B><B>、<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><B>编码方法</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">1</FONT></B><B>）常规四叉树<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><B>记录这棵树的叶结点外，中间结点，结点之间的联系用指针联系，<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>每个结点需要<FONT face="Times New Roman">6</FONT></B><B>个变量：<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>父结点指针、四个子结点的指针和本结点的属性值。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>指针不仅增加了数据的存储量，还增加了操作的复杂性：如层次数（分割次数）由从父结点移到根结点的次数来确定，结点所代表的图像块的位置需要从根节点开始逐步推算下来。所以，常规四叉树并不广泛用于存储数据，其价值在于建立索引文件，进行数据检索。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">2</FONT></B><B>）线性四叉树</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>记录叶结点的位置，深度（几次分割）和属性。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>地址码（定位码、<FONT face="Times New Roman">Morton</FONT></B><B>码）<FONT face="Times New Roman">  </FONT></B><B>四进制、十进制<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>优点：<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">·</FONT></B><B>存贮量小，只对叶结点编码，节省了大量中间结点的存储，地址码隐含着结点的分割路径和分割次数。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">·</FONT></B><B>线性四叉树可直接寻址，通过其坐标值直接计算其<FONT face="Times New Roman">Morton</FONT></B><B>码，而不用建立四叉树。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">·</FONT></B><B>定位码容易存储和执行实现集合相加等组合操作。<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>（二）四进制的<FONT face="Times New Roman">Morton</FONT></B><B>码</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">1</FONT></B><B>、<FONT face="Times New Roman">  </FONT></B><B>方法<FONT face="Times New Roman">1</FONT></B><B>：<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>四叉树从上而下（形成）（从整体开始）<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>由叶结点找<FONT face="Times New Roman">Morton</FONT></B><B>码。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">   A</FONT></B><B>、分割一次，增加一位数字，大分割在前，小分割在后。所以，码的位数表示分割的次数。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">   B</FONT></B><B>、每一个位均是不大于<FONT face="Times New Roman">3</FONT></B><B>的四进制数，表达位置。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>由<FONT face="Times New Roman">Morton</FONT></B><B>找出四叉树叶结点的具体位置。</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">2</FONT></B><B>、<FONT face="Times New Roman">  </FONT></B><B>方法<FONT face="Times New Roman">2</FONT></B><B>：四叉树自下而上合并的方法</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">1</FONT></B><B>）计算每个栅格对应的<FONT face="Times New Roman">MQ<p></p></FONT></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">     MQ=2*Ib+Jb                  <p></p></FONT></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">I,J</FONT></B><B>化为二进制<FONT face="Times New Roman">Ib,Jb </FONT></B><B>看最大的<FONT face="Times New Roman">I,J,</FONT></B><B>不足在前补零。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">   </FONT></B><B>其始行列号从<FONT face="Times New Roman">0</FONT></B><B>计。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">2) </FONT></B><B>按码的升序排成线性表，放在连续的内存块中。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">3</FONT></B><B>）依次检查每四个相邻的<FONT face="Times New Roman">MQ</FONT></B><B>对应的属性值，相同合并（不同码位去掉），不同则存盘<FONT face="Times New Roman">,</FONT></B><B>直到没有能够合并的子块为止。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>（三）十进制的<FONT face="Times New Roman">Morton</FONT></B><B>码<FONT face="Times New Roman">---MD</FONT></B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>四进制<FONT face="Times New Roman">Morton</FONT></B><B>码直观上切合四叉树分割，但许多语言不支持四进制变量，需用十进制表示<FONT face="Times New Roman">Morton</FONT></B><B>码<FONT face="Times New Roman">.<p></p></FONT></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">1</FONT></B><B>、一种按位操作的方法：<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>如行为<FONT face="Times New Roman">2</FONT></B><B>、列为<FONT face="Times New Roman">3</FONT></B><B>的栅格的<FONT face="Times New Roman">MD<p></p></FONT></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>步骤：<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">    (1)</FONT></B><B>行、列号为二进制<FONT face="Times New Roman"> Ib= 1 0  Jb= 1 1<p></p></FONT></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">(2)I</FONT></B><B>行<FONT face="Times New Roman">J</FONT></B><B>列交叉<FONT face="Times New Roman">          <p></p></FONT></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">                           1 1 0 1  = 13<p></p></FONT></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">(3)</FONT></B><B>再化为十进制<FONT face="Times New Roman">. <p></p></FONT></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>实质上是按左上、右上、左下、右下的顺序，从零开始对每个栅格进行自然编码。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">2</FONT></B><B>、把一幅<FONT face="Times New Roman">2n</FONT></B><B>×<FONT face="Times New Roman">2n</FONT></B><B>的图像压缩成线性四叉树的过程</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">1</FONT></B><B>°、按<FONT face="Times New Roman">Morton</FONT></B><B>码把图象读入一维数组。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">  2</FONT></B><B>°、相邻的四个象元比较，一致的合并，只记录第一个象元的<FONT face="Times New Roman">Morton</FONT></B><B>码。循环比较所形成的大块，相同的再合并，直到不能合并为止。<FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">  3</FONT></B><B>°、进一步用游程长度编码压缩。压缩时只记录第一个象元的<FONT face="Times New Roman">Morton</FONT></B><B>码。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>右图的压缩处理过程为：（书上）（次题<FONT face="Times New Roman">2005</FONT></B><B>年考了，原题没变）<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">1</FONT></B><B>°、按<FONT face="Times New Roman">Morton</FONT></B><B>码读入一维数组。</B><B>?<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">    Morton</FONT></B><B>码：<FONT face="Times New Roman">0   1  2   3  4   5  6  7   8  9  10  11   12  13   14  15<p></p></FONT></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>象<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><B>元<FONT face="Times New Roman"> </FONT></B><B>值：<FONT face="Times New Roman"> A  A  A  B  A  B  B  B  A  A  A   A   B   B   B   B<p></p></FONT></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">2</FONT></B><B>°、四相邻象元合并，只记录第一个象元的<FONT face="Times New Roman">Morton</FONT></B><B>码。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">         0   1  2    3   4  5   6  7   8  12<p></p></FONT></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">    A  A  A  B  A  A  B  B  A   B<p></p></FONT></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">3</FONT></B><B>°、由于不能进一步合并，则用游程长度编码压缩。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">        0  3   4  6  8   12<p></p></FONT></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">        A  B  A  B  A  B <p></p></FONT></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>（四）四叉树优缺点</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>优点：<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">1</FONT></B><B>）对于团块图像，四叉树表示法占用空间比网络法要少得多，四叉树表示法基本上是一种非冗余表示法。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">2</FONT></B><B>）四叉树具有可变率或多重分辩率的特点使得它有很好的应用前景，适用于处理凝聚性或呈块状分布的空间数据，特别适用于处理分布不均匀的块状空间数据，但不适用于连续表面（如地形）或线状地物。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>此外，目前应用四叉树还存下列问题：<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">1) </FONT></B><B>矢<FONT face="Times New Roman">/</FONT></B><B>栅正反变换还不理想。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">2) </FONT></B><B>建立四叉树耗费机时很多。<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">3) </FONT></B><B>四叉树虽可修改，但很费事（具体的数据结构中会提到）<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">4) </FONT></B><B>四叉树未能直接表示物体间的拓扑关系。</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">5) </FONT></B><B>与非树表示法比较，四叉树表示法的缺点在于转换的不稳定性或叫滑动变异<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>例如，两个图像的差异仅由于平移，就会构成极为不同的四叉树，因而很难根据四叉树来判断这两个图像是否全同，故不利于做形状分析和模式识别</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">6) </FONT></B><B>一个物体的图像在构成四叉树时会被分割到若干个象限中，使它失去了内在的相关性。</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>§<FONT face="Times New Roman">2-2   </FONT></B><B>矢量数据结构</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B>二、矢量数据的获取方式</B><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">1) </FONT></B><B>由外业测量获得<p></p></B></P><P 0cm 0cm 0pt"><B><FONT face="Times New Roman">  </FONT></B><B>可利用测量仪器自动记录测量成果<FONT face="Times New Roman">(</FONT></B><B>常称为电子手薄<FONT face="Times New Roman">)</FONT></B><B>，然后转到地理数据库中。<p></p></B></P>