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矢量数据和栅格数据的比较矢量数据和栅格数据是地理信息系统(GIS)中常用的两种数据表示方式。
它们分别具有不同的特点和适用范围。
本文将对矢量数据和栅格数据进行比较,以便更好地了解它们的优势和劣势。
一、定义和特点1. 矢量数据:矢量数据是由点、线和面等几何要素及其属性信息组成的数据。
它使用坐标系来表示地理位置,通过点、线和面的组合来描述地理现象。
矢量数据可以精确表示地理对象的形状、大小和位置关系,适用于具有明确边界和几何形状的地理要素。
2. 栅格数据:栅格数据是由像素或单元格组成的网格状数据。
每个像素或单元格代表一个地理位置,具有相同的大小和形状。
栅格数据以像元为基本单位,通过像元的属性值来表示地理现象。
栅格数据适用于连续分布的地理现象,如高程、温度和降雨等。
二、数据结构和表示方式1. 矢量数据:矢量数据使用几何要素来表示地理对象的形状和位置关系。
常见的几何要素包括点、线和面。
点表示一个离散的地理位置,线表示由多个点连接而成的线段,面表示由多个线段围成的封闭区域。
矢量数据还可以包含属性表,用于存储与几何要素相关的属性信息。
2. 栅格数据:栅格数据使用像素或单元格来表示地理位置。
每个像素或单元格都有一个固定的大小和形状,并且具有属性值来表示地理现象的特征。
栅格数据以网格状的方式存储和表示,每个像素或单元格都有一个唯一的位置索引。
栅格数据的属性值可以是离散的或连续的,取决于所表示的地理现象。
三、数据精度和精确性1. 矢量数据:矢量数据可以非常精确地表示地理对象的形状和位置关系。
由于使用几何要素来描述地理现象,可以通过增加点、线和面的数量来提高数据的精度。
矢量数据适用于需要高精度和准确性的地理分析和空间查询。
2. 栅格数据:栅格数据的精度取决于像元的大小和形状。
较小的像元可以提供更高的精度,但会增加数据的存储和处理成本。
栅格数据适用于需要连续分析和模型建立的地理现象,如地形分析、遥感影像处理等。
四、数据存储和处理1. 矢量数据:矢量数据以几何要素和属性表的形式存储。
矢量数据和栅格数据的比较矢量数据和栅格数据是地理信息系统(GIS)中常用的两种数据类型。
它们在数据结构、数据存储方式、数据处理和数据分析等方面有着不同的特点和应用场景。
本文将详细比较矢量数据和栅格数据的特点和应用,以帮助读者更好地理解和应用这两种数据类型。
一、数据结构比较1. 矢量数据:矢量数据是由离散的点、线和面构成的,以几何实体和属性信息的形式存储。
几何实体包括点、线和面,属性信息则包括实体的属性值。
矢量数据采用拓扑结构,可以准确地表示地理对象之间的拓扑关系。
2. 栅格数据:栅格数据是由均匀分布的像元(像素)构成的,每个像元都有一个值来表示某种属性。
栅格数据采用二维矩阵的形式存储,每个像元的位置由行列坐标来表示。
栅格数据适合于连续变化的地理现象,如高程、温度等。
二、数据存储方式比较1. 矢量数据:矢量数据以点、线和面的形式存储,通常使用矢量文件格式(如Shapefile、GeoJSON等)进行存储。
矢量数据的存储方式相对较小,可以有效地压缩数据量。
此外,矢量数据可以通过拓扑关系进行空间查询和分析。
2. 栅格数据:栅格数据以像元的形式存储,通常使用栅格文件格式(如GeoTIFF、GRID等)进行存储。
栅格数据的存储方式相对较大,因为每个像元都需要存储一个值。
栅格数据适合于大范围的空间分析和模型建立。
三、数据处理比较1. 矢量数据:矢量数据可以进行几何操作(如缓冲区分析、叠加分析等)和属性操作(如查询、统计等)。
矢量数据的处理速度相对较快,尤其是在小范围的空间分析中。
此外,矢量数据可以进行精确的空间分析,如点在面内的判断等。
2. 栅格数据:栅格数据可以进行基于像元的操作,如像元值的代数运算、邻域分析等。
栅格数据的处理速度相对较慢,尤其是在大范围的空间分析中。
栅格数据适合于连续变化的地理现象的分析,如地形分析、遥感影像分类等。
四、数据分析比较1. 矢量数据:矢量数据适合于离散型的地理现象的分析,如土地利用、行政区划等。
矢量数据与栅格数据概述:矢量数据和栅格数据是地理信息系统(GIS)中常见的两种数据类型。
矢量数据以点、线和面等几何对象的形式表示地理现象,而栅格数据以像素网格的形式表示地理现象。
本文将详细介绍矢量数据和栅格数据的定义、特点、应用领域以及优缺点。
一、矢量数据1. 定义:矢量数据是由离散的点、线和面等几何对象组成的数据类型。
每一个对象都具有特定的位置、形状和属性信息。
矢量数据可以用于描述地理要素的几何形状和拓扑关系。
2. 特点:- 精确性:矢量数据能够准确描述地理要素的几何形状和位置。
- 灵便性:矢量数据可以进行编辑、更新和分析,具有较高的灵便性。
- 拓扑关系:矢量数据能够描述地理要素之间的拓扑关系,如邻接关系、包含关系等。
- 属性信息:矢量数据可以与属性数据关联,用于描述地理要素的属性特征。
3. 应用领域:矢量数据广泛应用于各个领域,包括地理空间分析、地图制作、城市规划、环境保护、交通规划等。
例如,利用矢量数据可以进行地理空间分析,如路径分析、缓冲区分析等;可以制作各种类型的地图,如道路地图、土地利用图等。
4. 优缺点:- 优点:矢量数据具有精确性高、灵便性强、能够描述拓扑关系和属性信息等优点,适合于复杂地理现象的描述和分析。
- 缺点:矢量数据对存储空间要求较高,对数据处理和计算机性能要求较高,不适合于连续型数据的表示。
二、栅格数据1. 定义:栅格数据是以像素网格的形式表示地理现象的数据类型。
每一个像素都具有特定的位置和属性值。
栅格数据可以用于描述地理现象的分布和变化。
2. 特点:- 简单性:栅格数据以规则的像素网格形式表示地理现象,简单易懂。
- 连续性:栅格数据能够描述地理现象的分布和变化,适合于连续型数据的表示。
- 空间分辨率:栅格数据可以通过调整像素大小来控制空间分辨率,适合于不同精度的分析需求。
- 分析效率:栅格数据在某些分析操作上具有较高的计算效率。
3. 应用领域:栅格数据广泛应用于遥感图象处理、地表摹拟、环境模型构建等领域。
矢量数据和栅格数据的异同点矢量数据和栅格数据是地理信息系统(GIS)中常用的两种数据模型。
它们在数据存储、数据结构、数据处理和数据分析等方面存在一些明显的异同点。
本文将详细介绍矢量数据和栅格数据的异同点,以帮助读者更好地理解和应用这两种数据模型。
1. 数据结构矢量数据是由点、线和面等基本几何要素组成的。
每个要素都有自己的地理位置和属性信息。
常见的矢量数据格式有Shapefile、GeoJSON和KML等。
栅格数据则是由像素或单元格组成的网格结构。
每个像素都有自己的地理位置和属性值。
栅格数据常见的格式有TIFF、JPEG和PNG等。
2. 空间精度矢量数据通常具有较高的空间精度,可以精确表示地理实体的几何形状和位置。
而栅格数据的空间精度较低,由于其以像素为单位,无法精确表示细节丰富的地理实体。
3. 数据存储矢量数据采用矢量模型进行存储,以点、线和面等基本要素的几何属性和属性表的形式存储。
每个要素都有自己的几何信息和属性信息。
栅格数据则以像素为单位进行存储,每个像素都有自己的位置和属性值。
4. 数据体积矢量数据相对于栅格数据来说,数据体积较小。
由于矢量数据以几何要素和属性表的形式存储,可以有效地压缩数据体积。
而栅格数据由于以像素为单位,数据体积较大。
5. 数据分析矢量数据在空间分析和地理处理方面具有较强的优势。
由于矢量数据以几何要素的形式存储,可以进行几何运算、拓扑分析和网络分析等。
而栅格数据在遥感影像处理和表面分析等方面具有较强的优势。
由于栅格数据以像素为单位,可以进行像元运算、图像分类和地形分析等。
6. 数据精度矢量数据通常具有较高的数据精度,可以精确表示地理实体的几何形状和位置。
而栅格数据的数据精度较低,由于以像素为单位,无法精确表示细节丰富的地理实体。
7. 数据可视化矢量数据在数据可视化方面具有较好的效果。
由于矢量数据以几何要素的形式存储,可以直接绘制地理实体的边界和形状。
而栅格数据在数据可视化方面较为复杂。
栅格数据与矢量数据的比较栅格数据和矢量数据是地理信息系统(GIS)中常用的两种数据模型。
它们在数据表示、数据结构、数据处理和应用方面存在一些差异。
本文将对栅格数据和矢量数据进行比较,并详细介绍它们的特点、优缺点以及适合场景。
一、栅格数据栅格数据是由像素组成的网格状数据模型。
每一个像素代表一个地理位置,并包含该位置的属性信息。
栅格数据以栅格单元为基本单位,可以表示连续或者离散的现象。
栅格数据通常用于描述地表覆盖类型、遥感影像、数字高程模型等。
1. 特点:(1)数据结构简单:栅格数据由规则的网格组成,每一个像素都有相同的大小和形状,数据结构相对简单。
(2)数据表达精度有限:栅格数据以像素为单位,像素的大小决定了数据表达的精度,较大的像素会导致信息丢失。
(3)数据处理速度较快:栅格数据在处理时可利用并行计算的优势,处理速度相对较快。
(4)适合于连续型数据:栅格数据适合于表示连续型数据,如遥感影像等。
2. 优点:(1)适合于大范围数据:栅格数据在表示大范围地理现象时具有优势,如全球气候模型等。
(2)容易进行空间分析:栅格数据在进行空间分析时,可以利用栅格之间的邻近关系,进行空间模型的构建和分析。
(3)适合于定量分析:栅格数据可以进行定量分析,如地表覆盖类型的分类、土地利用变化的监测等。
3. 缺点:(1)数据量大:栅格数据由大量像素组成,数据量较大,存储和传输成本较高。
(2)数据表达精度有限:栅格数据以像素为单位,无法准确表示边界和形状,容易引起数据含糊。
(3)不适合于离散型数据:栅格数据不适合于表示离散型数据,如道路、河流等。
二、矢量数据矢量数据是由点、线、面等几何要素构成的数据模型。
每一个要素都有自己的属性信息,可以精确表示地理对象的位置和形状。
矢量数据通常用于描述道路、河流、边界等离散型地理现象。
1. 特点:(1)数据结构复杂:矢量数据由点、线、面等几何要素组成,数据结构相对复杂。
(2)数据表达精度高:矢量数据可以精确表示地理对象的位置和形状,数据表达精度高。
矢量数据和栅格数据的异同点引言概述:在地理信息系统(GIS)领域,矢量数据和栅格数据是两种常见的数据类型。
矢量数据以点、线、面等几何要素来表示地理实体,而栅格数据则以像素网格的形式来表示。
本文将从数据结构、数据精度、数据分析、数据存储以及应用领域五个方面,详细阐述矢量数据和栅格数据的异同点。
一、数据结构:1.1 矢量数据:矢量数据采用拓扑结构,以点、线、面等几何要素来表示地理实体。
这些要素之间通过拓扑关系建立连接,可以表示复杂的地理关系。
例如,通过线要素连接多个点要素,可以表示道路的拓扑结构。
1.2 栅格数据:栅格数据以像素网格的形式来表示地理实体。
每一个像素都有固定的位置和数值,可以表示地理现象的属性。
例如,通过灰度值表示海拔高度,颜色值表示土地利用类型等。
1.3 异同点:矢量数据通过几何要素和拓扑关系来表示地理实体,能够准确地描述地理关系和形状。
而栅格数据则以像素网格的形式来表示地理实体,能够更精确地表示地理属性和分布。
二、数据精度:2.1 矢量数据:矢量数据具有较高的精度,可以表示地理实体的准确位置和形状。
通过使用高精度的测量工具和技术,可以获取更准确的矢量数据。
2.2 栅格数据:栅格数据的精度相对较低,受到像素大小的限制。
像素的大小决定了栅格数据的空间分辨率,即能够表示的最小地理现象的大小。
2.3 异同点:矢量数据具有较高的精度,适合于需要准确位置和形状信息的分析。
而栅格数据的精度相对较低,适合于需要大范围地理属性和分布信息的分析。
三、数据分析:3.1 矢量数据:矢量数据适合于复杂的地理分析任务,如空间查询、空间关系分析和网络分析等。
通过矢量数据的拓扑关系,可以进行复杂的空间运算和分析。
3.2 栅格数据:栅格数据适合于连续型地理现象的分析,如地形分析、遥感影像分类和环境摹拟等。
通过栅格数据的像素值,可以进行统计、插值和模型计算等操作。
3.3 异同点:矢量数据适合于复杂的地理分析任务,可以进行复杂的空间运算和分析。
矢量数据和栅格数据的异同点矢量数据和栅格数据是地理信息系统(GIS)中常用的两种数据类型,它们分别以不同的方式来表示和存储地理空间信息。
本文将详细介绍矢量数据和栅格数据的异同点,以便更好地理解它们的特点和应用。
一、定义和表示方式1. 矢量数据:矢量数据使用坐标点和线段来表示地理要素,如点、线、面等。
它将地理要素抽象为离散的几何对象,并使用坐标系来描述它们的位置。
常见的矢量数据格式有Shapefile、GeoJSON、KML等。
2. 栅格数据:栅格数据将地理要素划分为规则的网格单元,每个单元都有一个值来表示该位置上的属性信息。
它将地理空间划分为像素网格,类似于图片的像素。
栅格数据以栅格单元的行和列来表示地理位置,常见的栅格数据格式有TIFF、JPEG、PNG等。
二、数据结构和存储方式1. 矢量数据:矢量数据由一系列的几何对象和属性表组成。
几何对象包括点、线、面等,而属性表则包含了与几何对象相关的属性信息。
矢量数据通常以文件的形式存储,每个文件包含一个或多个图层,每个图层由几何对象和属性表组成。
2. 栅格数据:栅格数据以二维数组的形式存储,每个数组元素都对应一个栅格单元。
数组的行和列表示地理位置,而数组元素的值表示该位置上的属性信息。
栅格数据通常以文件的形式存储,每个文件包含一个栅格图层,图层的每个像素都有一个值来表示属性信息。
三、数据精度和表示能力1. 矢量数据:矢量数据可以表示较为精确的地理位置,因为它使用坐标点和线段来描述地理要素。
矢量数据适用于表示具体的地理要素,如建筑物、道路等。
同时,矢量数据可以进行复杂的空间分析和拓扑关系计算。
2. 栅格数据:栅格数据以像素网格的形式表示地理空间,因此其精度相对较低。
栅格数据适用于表示连续的地理现象,如高程、降雨量等。
栅格数据可以进行简单的空间分析,如栅格统计和栅格计算,但对于复杂的拓扑关系计算较为困难。
四、数据存储和传输效率1. 矢量数据:矢量数据通常以文件的形式存储,文件大小相对较小,存储和传输效率较高。
矢量数据和栅格数据的异同点矢量数据和栅格数据是地理信息系统(GIS)中常用的两种数据类型。
它们在数据存储、数据结构、数据处理和数据分析等方面存在一些异同点。
本文将详细介绍矢量数据和栅格数据的异同点。
一、数据存储方式:1. 矢量数据:矢量数据是由一系列点、线和面构成的几何对象。
它使用坐标点来描述地理实体的位置和形状。
矢量数据通常以文件或数据库的形式存储,常见的文件格式有Shapefile、GeoJSON和KML等。
2. 栅格数据:栅格数据是由一系列等大小的像元(像素)构成的网格。
每个像元代表一个特定的地理位置,并存储着该位置上的属性值。
栅格数据通常以图像文件的形式存储,常见的格式有TIFF、JPEG和PNG等。
二、数据结构:1. 矢量数据:矢量数据采用几何对象的方式来存储地理信息。
常见的几何对象包括点、线和面。
每个几何对象都有自己的属性表,用于存储与该对象相关的属性信息。
例如,在一个点对象中可以存储该点的名称、海拔高度等属性。
2. 栅格数据:栅格数据采用网格的方式来存储地理信息。
每个像元都有自己的属性值,用于表示该位置上的特征或属性。
例如,在一个栅格数据中,每个像元可以代表一个土地类型、温度值或降水量等。
三、数据精度和精确度:1. 矢量数据:矢量数据可以非常精确地描述地理实体的形状和位置。
由于矢量数据使用坐标点来表示几何对象,因此可以实现亚像素级别的精度。
矢量数据适用于需要高精度地表示地理对象的应用,如地形分析和精确测量。
2. 栅格数据:栅格数据的精度和精确度受像元大小的限制。
栅格数据中的每个像元都代表一个特定的地理位置,因此栅格数据的精度受像元大小的限制。
较大的像元会导致数据的精度降低,而较小的像元会增加数据的精度。
栅格数据适用于需要大范围覆盖和分析的应用,如遥感影像分析和地表覆盖分类。
四、数据处理和分析:1. 矢量数据:矢量数据在处理和分析时可以进行几何操作,如缓冲区分析、叠加分析和空间查询等。
矢量数据与栅格数据引言概述:在地理信息系统(GIS)中,矢量数据和栅格数据是两种常见的数据类型。
它们分别以不同的方式来表示和存储地理空间信息,各自具有特定的优势和应用场景。
本文将从矢量数据和栅格数据的定义、特点、优势和应用等方面进行详细介绍。
一、矢量数据1.1 定义:矢量数据是通过点、线、面等几何要素来描述地理空间信息的数据类型。
1.2 特点:具有几何精确性,能够精确表示地理要素的形状和位置关系。
1.3 优势:适合于表示复杂的地理要素,如河流、道路、建造等,具有较高的几何精度。
二、栅格数据2.1 定义:栅格数据是将地理空间信息分割成规则的像元格网,每一个像元具有惟一的值来描述地理要素。
2.2 特点:数据结构简单,易于存储和处理,适合于遥感影像等连续型数据。
2.3 优势:适合于表达连续型的地理现象,如高程模型、遥感影像等,具有较高的数据处理效率。
三、矢量数据与栅格数据的应用3.1 矢量数据应用:常用于地图制作、空间分析、地理定位等领域,如绘制城市规划图、进行地理空间分析等。
3.2 栅格数据应用:广泛应用于遥感影像处理、数字地球模型构建、环境监测等领域,如进行遥感影像分类、数字高程模型生成等。
3.3 综合应用:矢量数据和栅格数据往往结合使用,以满足不同的地理信息需求,如绘制地图时结合矢量数据和栅格数据,提供更加全面的地理信息。
四、矢量数据与栅格数据的转换4.1 矢量数据转换为栅格数据:通过栅格化处理将矢量数据转换为栅格数据,常用于遥感影像分类、地形分析等。
4.2 栅格数据转换为矢量数据:通过矢量化处理将栅格数据转换为矢量数据,常用于提取地理要素的边界、进行空间分析等。
4.3 转换方法选择:在进行数据转换时,需要根据具体的应用需求和数据特点选择合适的转换方法,以确保数据的准确性和有效性。
五、矢量数据与栅格数据的未来发展5.1 数据融合:未来矢量数据和栅格数据的融合将更加深入,实现更加全面的地理信息表达和分析。
矢量数据与栅格数据矢量数据和栅格数据是地理信息系统(GIS)中常用的两种数据格式。
它们在数据结构、存储方式和应用领域等方面存在差异。
本文将详细介绍矢量数据和栅格数据的定义、特点、优缺点以及典型应用。
一、矢量数据矢量数据是以点、线、面等几何要素来表示地理空间对象的数据格式。
矢量数据通常由坐标点、线段和多边形等基本几何要素构成。
每一个要素都有属性数据与之关联,如道路要素可以有名称、长度、宽度等属性。
1. 特点:- 精确性:矢量数据可以精确地表示地理空间对象的形状和位置。
- 拓扑关系:矢量数据可以描述地理对象之间的拓扑关系,如邻接、相交等。
- 编辑灵便性:矢量数据可以进行编辑、修改和更新,方便数据的维护和管理。
- 数据量小:矢量数据通常比栅格数据占用更小的存储空间。
2. 优点:- 精确度高:矢量数据可以精确地表示地理对象的形状和位置。
- 数据结构简单:矢量数据的结构相对简单,易于存储和处理。
- 可视化效果好:矢量数据可以通过绘制线段、多边形等几何要素来实现地图的绘制,具有较好的可视化效果。
3. 缺点:- 数据量大:当矢量数据需要表示大范围的地理空间对象时,数据量会相对较大。
- 处理复杂地形难点:矢量数据对于复杂地形的表示和处理相对难点,不如栅格数据适合。
4. 典型应用:- 地图制作:矢量数据可以用于绘制各种类型的地图,如道路地图、行政区划地图等。
- 空间分析:矢量数据可以进行空间分析,如邻接分析、缓冲区分析等。
- 地理定位:矢量数据可以用于地理定位,如导航系统、位置服务等。
二、栅格数据栅格数据是将地理空间对象分割成规则的像元网格,并使用像元的属性值来表示地理特征的数据格式。
栅格数据通常由像元值和空间参考信息组成,像元值表示地理特征的属性,如高程、温度等。
1. 特点:- 简单结构:栅格数据的结构相对简单,易于存储和处理。
- 数据量小:栅格数据通常比矢量数据占用更小的存储空间。
- 适合于连续数据:栅格数据适合于表示连续的地理现象,如高程、温度等。
栅格地图和矢量地图的概述数字地图作为整个城市交通GIS系统的基础,它的地位是至关重要的。
首先了解一下数字地图的概念以及目前GPS实验室做过的与城市交通GIS系统相关的工作。
1栅格地图和矢量地图的基本概念数字地图按照其数据结构的不同,又主要分为数字矢量地图和数字栅格地图两种(文中为叙述方便分别简称矢量地图和栅格地图)。
栅格地图是各种比例尺的纸介质地形图和各种专业使用的彩图的数字化产品,就是每幅图经扫描、几何纠正及色彩校正后,形成在内容、几何精度和色彩上与地形图保持一致的栅格数据文件。
栅格数据为按给定间距排列的阵列数据,基本信息单元由数据点的空间位置和数据信息构成,数据信息可以是高程、遥感图象的RGB值或其它信息。
数据按图幅或按区域存放,文件结构包括文件头和数据体,文件头包括对数据的各种描述信息(如行数、列数、格网间距、坐标等),数据体依次记录基本单元信息。
一般为节省存储空间,栅格数据需进行压缩或以其它形式进行重新组织。
矢量地图是每幅经扫描、几何纠正后的影像图,对一种或多种地图要素进行矢量化形成的一种矢量化数据文件,是一种更为方便的放大、漫游、查询、检查、量测、叠加地图。
其数据量小,便于分层,能快速的生成专题地图,所以也称作矢量专题信息DTI(DigitalThematicInformation)。
此数据能满足地理信息系统进行各种空间分析要求,视为带有智能的数据。
可随机地进行数据选取和显示,与其他几种产品叠加,便于分析、决策。
通常矢量数据的基本单元定义为点、线、面3种目标形式。
基本信息单元由反映其分类体系及位置的基本数据组成。
同一类基本空间信息单元具有类似的质量、数量特征,构成一个要素层;多个图形要素层构成一个图幅,数据按图幅存放;同一比例尺的多个图幅构成一个区域。
这两种数据结构的优缺点对比如下:矢量数据,数据结构紧凑,冗余度低;有利于网络和检索分析;图形显示质量好,精度高;但是数据结构复杂,多边形叠加分析比较困难。
矢量数据与栅格数据矢量数据和栅格数据是地理信息系统(GIS)中常用的两种数据模型。
它们分别以不同的方式来表示和处理地理空间信息,具有各自的特点和适合范围。
本文将详细介绍矢量数据和栅格数据的定义、特点、应用以及在GIS分析中的比较。
一、矢量数据矢量数据是由一系列点、线和面等几何要素构成的地理空间数据。
每一个要素都具有地理位置和属性信息。
矢量数据以几何对象的形式存储,如点、线和多边形等。
常见的矢量数据格式包括Shapefile、GeoJSON和KML等。
1. 特点:(1)精确度高:矢量数据可以精确表示地理要素的几何形状和位置,适合于精细的空间分析和测量。
(2)拓扑关系:矢量数据可以定义几何要素之间的拓扑关系,如点与线的相交关系、面与面的包含关系等。
(3)属性信息:矢量数据可以附加属性信息,如道路要素可以包含道路名称、道路类型等属性。
(4)数据量小:相对于栅格数据,矢量数据通常具有较小的文件大小,便于存储和传输。
2. 应用:(1)地图制作:矢量数据可以用于制作各种类型的地图,如道路地图、土地利用图等。
(2)空间分析:矢量数据可以进行空间查询、缓冲区分析、网络分析等,用于解决各种空间问题。
(3)地理定位:矢量数据可以用于定位和导航,如地理信息系统中的导航功能。
二、栅格数据栅格数据是由一系列像素点组成的地理空间数据。
每一个像素点都具有位置和属性信息。
栅格数据以网格状的像元表示地理空间,像元的大小和分辨率决定了数据的精度。
常见的栅格数据格式包括TIFF、JPEG和GRID等。
1. 特点:(1)连续性:栅格数据以像元的形式表示地理空间,可以连续地表示地表的各种属性,如高程、温度等。
(2)分辨率:栅格数据的分辨率决定了数据的精度,可以根据需要选择合适的分辨率。
(3)数据量大:相对于矢量数据,栅格数据通常具有较大的文件大小,需要更多的存储和传输空间。
2. 应用:(1)遥感影像:栅格数据可以用于存储和处理遥感影像数据,如卫星图象、航空影像等。
矢量数据和栅格数据的比较概述:矢量数据和栅格数据是地理信息系统(GIS)中常用的两种数据表达方式。
矢量数据以点、线、面等几何元素来表示地理对象,而栅格数据以像素网格的形式来表示地理现象。
本文将详细比较矢量数据和栅格数据在数据结构、数据精度、数据存储、数据分析等方面的特点和应用。
一、数据结构比较1. 矢量数据:矢量数据由几何元素和属性表组成。
几何元素包括点、线、面等,通过坐标来表示地理位置。
属性表则存储了与几何元素相关的属性信息,如名称、面积、长度等。
2. 栅格数据:栅格数据由像素网格组成,每一个像素点都有一个值来表示地理现象的属性。
像素点的分辨率决定了数据的精度,即每一个像素点代表的地理范围大小。
二、数据精度比较1. 矢量数据:矢量数据具有较高的精度,可以精确表示地理对象的形状和位置。
通过矢量数据可以进行精确的测量和分析,适合于需要准确度较高的应用,如土地测量、道路规划等。
2. 栅格数据:栅格数据的精度相对较低,受像素分辨率的限制。
栅格数据适合于表示连续变化的地理现象,如地表温度、降雨量等。
但在进行精确测量和分析时,栅格数据可能会引入一定的误差。
三、数据存储比较1. 矢量数据:矢量数据以文件或者数据库的形式存储。
常见的矢量数据格式有Shapefile、GeoJSON、KML等。
矢量数据存储相对较小,易于传输和共享。
2. 栅格数据:栅格数据以栅格数据集的形式存储,通常是由多个栅格图层组成。
栅格数据存储相对较大,特别是在高分辨率的情况下。
栅格数据的传输和共享相对矢量数据来说稍显复杂。
四、数据分析比较1. 矢量数据:矢量数据在拓扑关系和空间分析方面具有优势。
通过矢量数据可以进行空间查询、缓冲区分析、路径分析等操作。
矢量数据还可以进行属性查询和统计分析,如求和、平均值等。
2. 栅格数据:栅格数据在表面分析和遥感应用方面具有优势。
栅格数据可以进行地形分析、视阈分析、遥感影像分类等操作。
栅格数据还可以进行像元级别的统计分析,如最大值、最小值等。
矢量数据与栅格数据矢量数据与栅格数据是地理信息系统(GIS)中常用的两种数据类型。
矢量数据以点、线和面等几何形状来表示地理对象,而栅格数据则以像素网格的形式表示地理对象。
本文将详细介绍矢量数据和栅格数据的定义、特点、应用以及优缺点。
1. 矢量数据矢量数据是由离散点、线段和多边形等几何形状构成的地理对象。
它通过坐标点的连接和属性信息的关联来描述地理现象。
矢量数据的特点如下:- 精确性:矢量数据可以精确地表示地理对象的形状和位置。
- 拓扑结构:矢量数据可以描述地理对象之间的拓扑关系,如相邻、相交等。
- 属性信息:矢量数据可以关联属性信息,如名称、面积、长度等。
矢量数据的应用广泛,常见的应用包括地图制作、空间分析、地理定位等。
例如,通过矢量数据可以绘制道路、河流、建筑物等地理要素,进行路径分析、缓冲区分析等空间分析操作。
然而,矢量数据也存在一些限制。
首先,矢量数据通常需要较大的存储空间,特别是对于复杂的地理对象。
其次,矢量数据在处理连续表面数据时存在一定的困难,例如地形数据。
此外,矢量数据对于某些地理现象的表示可能不够精确,如海岸线的曲线形状。
2. 栅格数据栅格数据是由像素网格组成的地理对象。
每个像素都包含一个值,表示该位置上的地理属性。
栅格数据的特点如下:- 简单性:栅格数据的存储和处理相对简单,适合于大规模数据集。
- 连续性:栅格数据可以连续地表示地理现象,如高程、温度等。
- 空间分析:栅格数据可以进行各种空间分析操作,如栅格代数、栅格统计等。
栅格数据在很多领域有广泛的应用,包括地表覆盖分类、遥感影像处理、气候模拟等。
例如,通过栅格数据可以分析土地利用类型、监测植被覆盖度、模拟洪水扩展等。
然而,栅格数据也有一些限制。
首先,栅格数据的空间分辨率对结果的精度有较大影响,较低的分辨率可能导致信息丢失。
其次,栅格数据的存储和处理需要较大的计算资源和时间。
此外,栅格数据在表示线状和面状地理对象时存在一定的模糊性。
栅格数据与矢量数据的比较栅格数据和矢量数据是地理信息系统(GIS)中常用的两种数据模型。
它们在数据表示、数据结构、数据分析等方面有着不同的特点和应用场景。
本文将详细介绍栅格数据和矢量数据的比较。
一、栅格数据栅格数据是由一个规则的网格或者像元组成的数据模型。
每一个像元代表一个地理区域的特定属性值,例如高程、温度、植被类型等。
栅格数据以像元为单位进行存储和处理,像元之间的相对位置和属性值决定了地理空间的特征。
1. 数据表示:栅格数据使用像元矩阵来表示地理现象。
每一个像元都有一个固定的大小和位置,类似于像素。
栅格数据可以分为不同的图层,每一个图层代表一个特定的属性。
2. 数据结构:栅格数据采用二维数组的结构,每一个像元都有一个惟一的行列索引。
这种结构使得栅格数据在存储和处理时具有较高的效率,特别适合于大规模的空间数据。
3. 空间分辨率:栅格数据具有固定的空间分辨率,即像元的大小。
较小的像元可以提供更精细的空间描述,但也会增加数据量和计算复杂度。
4. 数据分析:栅格数据在地理分析中具有一定的优势。
通过栅格数据,可以进行地形分析、遥感影像处理、地貌摹拟等操作。
栅格数据还可以进行一些基于像元值的统计分析,如均值、方差等。
二、矢量数据矢量数据是由点、线和面等几何要素组成的数据模型。
每一个要素都有自己的几何形状和属性信息。
矢量数据以要素为单位进行存储和处理,要素之间的空间关系和属性值决定了地理空间的特征。
1. 数据表示:矢量数据使用几何要素和属性表来表示地理现象。
几何要素可以是点、线、面等,属性表包含了与几何要素相关的属性信息。
2. 数据结构:矢量数据采用拓扑结构来表示要素之间的空间关系。
拓扑结构包括节点、边和面等,可以准确描述要素之间的邻接、相交等关系。
3. 空间精度:矢量数据具有较高的空间精度,可以准确表示地理现象的几何形状和位置关系。
矢量数据可以进行精确的空间分析和拓扑操作。
4. 数据分析:矢量数据在地理分析中具有一定的优势。
矢量数据与栅格数据概述:矢量数据和栅格数据是地理信息系统(GIS)中最常用的两种数据类型。
矢量数据以点、线和面的形式表示地理实体,而栅格数据以像素网格的形式表示地理实体。
本文将详细介绍矢量数据和栅格数据的特点、应用领域以及在GIS分析中的使用。
一、矢量数据矢量数据是由离散的地理实体构成的,主要包括点、线和面。
每一个实体都有其特定的地理位置和属性信息。
矢量数据的特点如下:1. 精确性:矢量数据可以提供高精度的地理位置信息,适合于需要精确定位的应用领域,如地理测量和精细规划。
2. 拓扑关系:矢量数据可以描述地理实体之间的拓扑关系,例如线与线之间的相交、面与面之间的包含关系等,这对于空间分析和网络分析非常重要。
3. 属性信息:矢量数据可以附加属性信息,用于描述地理实体的属性特征,如道路的名称、建造物的高度等。
这些属性信息可以用于空间查询和空间统计分析。
4. 数据量小:相比于栅格数据,矢量数据通常具有较小的数据量,便于存储和传输。
矢量数据在以下领域得到广泛应用:1. 地图制图:矢量数据可以用于制作各种类型的地图,包括道路地图、土地利用地图、城市规划地图等。
2. 空间分析:矢量数据可以进行各种空间分析,如缓冲区分析、叠加分析、路径分析等,用于解决空间决策和规划问题。
3. 地理定位:矢量数据可以用于GPS导航、位置服务等应用,实现地理位置的定位和导航功能。
二、栅格数据栅格数据是由像素网格构成的,每一个像素都有其特定的地理属性值。
栅格数据的特点如下:1. 空间连续性:栅格数据可以提供连续的空间信息,适合于需要分析地理现象的变化趋势和分布规律的应用领域。
2. 空间分辨率:栅格数据可以通过调整像素大小来控制空间分辨率,从而满足不同精度要求的分析需求。
3. 遥感数据:栅格数据是遥感数据的常见形式,可以用于遥感图象的处理和分析。
4. 数据量大:相比于矢量数据,栅格数据通常具有较大的数据量,需要更多的存储和计算资源。
栅格数据在以下领域得到广泛应用:1. 遥感影像处理:栅格数据可以用于遥感影像的分类、变化检测、地物提取等处理和分析。
栅格数据与矢量数据的比较概述:栅格数据和矢量数据是地理信息系统(GIS)中常用的两种数据模型。
栅格数据使用像素网格来表示地理现象,而矢量数据则使用点、线、面等几何要素来表示。
本文将对栅格数据和矢量数据进行比较,包括数据结构、数据存储、数据分析和数据应用等方面。
一、数据结构:1. 栅格数据:栅格数据由像素网格组成,每一个像素代表一个地理单元,如一个区域的温度、降雨量等。
栅格数据的结构简单,易于理解和处理。
2. 矢量数据:矢量数据由点、线、面等几何要素组成,每一个要素都有属性信息,如道路数据中的道路名称、长度等。
矢量数据的结构更加复杂,需要存储几何信息和属性信息。
二、数据存储:1. 栅格数据:栅格数据以像素为单位进行存储,每一个像素的值存储在一个矩阵中。
栅格数据的存储方式简单,适合存储大量的连续数据,如遥感影像数据。
2. 矢量数据:矢量数据以要素为单位进行存储,每一个要素的几何信息和属性信息存储在不同的表中。
矢量数据的存储方式相对复杂,但可以更好地表示地理要素之间的拓扑关系。
三、数据分析:1. 栅格数据:栅格数据在空间分析方面具有优势,可以进行栅格代数运算、遥感分类、地形分析等。
栅格数据适合于连续型数据的分析,如地形高度、气温分布等。
2. 矢量数据:矢量数据在拓扑分析方面具有优势,可以进行空间查询、缓冲区分析、网络分析等。
矢量数据适合于离散型数据的分析,如道路网络、地理边界等。
四、数据应用:1. 栅格数据:栅格数据在地理可视化方面具有优势,可以直接生成图象,如遥感影像、地形图等。
栅格数据适合于需要展示地理现象的应用,如环境监测、土地利用规划等。
2. 矢量数据:矢量数据在地理编辑方面具有优势,可以进行几何编辑、属性编辑等操作。
矢量数据适合于需要编辑和更新地理要素的应用,如地理信息更新、地理数据库管理等。
总结:栅格数据和矢量数据在GIS中各有优势,选择使用哪种数据模型取决于具体的应用需求。
栅格数据适合于连续型数据的分析和地理可视化,而矢量数据适合于离散型数据的分析和地理编辑。
矢量数据和栅格数据的异同点矢量数据和栅格数据是地理信息系统(GIS)中常用的两种数据类型,它们在数据表示、数据结构、数据存储和数据分析等方面存在一些异同点。
以下将详细介绍矢量数据和栅格数据的异同点。
一、数据表示方式的异同点:1. 矢量数据:矢量数据是由一系列点、线、面等几何要素组成的,通过坐标和属性数据来描述地理现象。
常见的矢量数据类型有点、线、面和多边形等。
2. 栅格数据:栅格数据是由规则的网格单元组成的,每个单元都有一个值来表示地理现象。
栅格数据以像素为基本单位,可以表示连续和离散的现象。
二、数据结构的异同点:1. 矢量数据:矢量数据采用拓扑结构,通过节点、弧段和面元素之间的拓扑关系来描述地理对象之间的空间关系。
这种结构能够准确表示地理对象之间的拓扑关系,适用于复杂的地理分析和空间查询。
2. 栅格数据:栅格数据采用规则的矩形网格结构,每个网格单元都有一个唯一的行列索引。
这种结构简单明了,适合于存储和处理大量的空间数据,但在描述地理对象之间的拓扑关系方面相对较弱。
三、数据存储方式的异同点:1. 矢量数据:矢量数据采用矢量文件格式进行存储,常见的矢量文件格式有Shapefile、GeoJSON和KML等。
这些格式可以存储点、线、面等几何要素的坐标和属性数据。
2. 栅格数据:栅格数据采用栅格文件格式进行存储,常见的栅格文件格式有TIFF、GRID和IMG等。
这些格式可以存储栅格数据的像素值和空间参考信息。
四、数据分析的异同点:1. 矢量数据:矢量数据在空间分析方面具有较强的优势,可以进行空间查询、叠加分析和缓冲区分析等。
矢量数据适用于描述点、线、面等几何要素之间的空间关系和属性关系。
2. 栅格数据:栅格数据在表面分析方面具有较强的优势,可以进行地形分析、遥感影像分类和水文模拟等。
栅格数据适用于描述连续和离散现象的分布和变化。
综上所述,矢量数据和栅格数据在数据表示、数据结构、数据存储和数据分析等方面存在一些异同点。
矢量数据和栅格数据的异同点矢量数据和栅格数据是地理信息系统(GIS)中常用的两种数据类型。
矢量数据是基于几何特征的数据类型,而栅格数据则是基于像素的数据类型。
在本文中,我们将详细讨论矢量数据和栅格数据的异同点。
一、定义和特点1. 矢量数据:矢量数据是由点、线和面等几何要素构成的数据类型。
它使用坐标系来表示地理位置,并通过节点、线段和多边形等几何要素来描述地理现象。
矢量数据具有精确性高、图形清晰、数据结构简单等特点。
2. 栅格数据:栅格数据是由像素组成的数据类型。
它将地理现象划分为等大小的像素单元,并使用像素值来表示地理属性。
栅格数据具有空间分辨率高、数据结构复杂、图形表达不够精确等特点。
二、数据结构和存储方式1. 矢量数据:矢量数据以几何要素为基本单位,通常采用点、线和面等要素来表示地理现象。
矢量数据可以使用多种数据格式进行存储,如Shapefile、GeoJSON和KML等。
2. 栅格数据:栅格数据以像素为基本单位,将地理现象划分为等大小的像素单元。
每一个像素单元都有一个像素值来表示地理属性。
栅格数据通常以栅格图象的形式进行存储,如TIFF、JPEG和PNG等格式。
三、数据精度和表达能力1. 矢量数据:矢量数据具有较高的精度和准确性,可以精确表示地理现象的形状和位置。
矢量数据可以进行拓扑分析、空间查询和几何运算等操作,具有较强的表达能力。
2. 栅格数据:栅格数据的精度受到像素大小的限制,无法精确表示地理现象的形状和位置。
栅格数据适适合于表达连续变化的地理现象,如地形高程、降雨量和植被覆盖等。
四、数据处理和分析能力1. 矢量数据:矢量数据可以进行拓扑分析、空间查询和几何运算等复杂的空间分析操作。
矢量数据适适合于边界分析、路径分析和空间关系分析等任务。
2. 栅格数据:栅格数据可以进行栅格代数运算、统计分析和遥感分类等操作。
栅格数据适适合于地形分析、遥感影像处理和环境摹拟等任务。
五、数据存储和传输大小1. 矢量数据:矢量数据的存储空间通常较小,因为它只需要存储几何要素的坐标和属性信息。
矢量数据和栅格数据的比较简介:矢量数据和栅格数据是地理信息系统(GIS)中常用的两种数据类型。
它们在数据存储、处理和分析方面有着不同的特点和优势。
本文将详细比较矢量数据和栅格数据的特点、应用场景、优缺点以及适合性。
一、矢量数据矢量数据是由点、线、面等几何要素组成的地理实体的表示方式。
它以坐标和拓扑关系来描述地理实体的空间位置和属性。
常见的矢量数据格式包括Shapefile、GeoJSON和KML等。
特点:1. 精确度高:矢量数据可以精确地表示地理实体的形状和位置,适合于需要高精度几何信息的应用。
2. 数据量小:矢量数据以几何要素和属性表的形式存储,相对于栅格数据,数据量较小,节省存储空间。
3. 编辑灵便:矢量数据可以方便地进行编辑、修改和更新,适合于需要频繁修改的应用。
4. 拓扑关系:矢量数据可以描述地理实体之间的拓扑关系,如相邻、连接等,方便进行空间分析和网络分析。
应用场景:1. 地图制图:矢量数据可用于绘制各种类型的地图,如道路地图、土地利用图等。
2. 空间分析:矢量数据适合于各种空间分析,如缓冲区分析、叠加分析等。
3. 地理定位:矢量数据可用于地理定位服务,如导航、位置搜索等。
4. 地理网络分析:矢量数据适合于网络分析,如路径规划、最短路径分析等。
优点:1. 精确度高,适合于需要高精度几何信息的应用。
2. 数据量小,节省存储空间。
3. 编辑灵便,方便进行修改和更新。
4. 可以描述地理实体之间的拓扑关系。
缺点:1. 对于连续型数据(如高程数据)的表示不够灵便。
2. 不适合于描述连续变化的现象,如气象数据。
适合性:1. 需要高精度几何信息的应用。
2. 需要频繁修改和更新数据的应用。
3. 需要进行空间分析和网络分析的应用。
二、栅格数据栅格数据是由像元(像素)组成的二维网格数据,每一个像元都有一个数值来表示某种属性。
栅格数据以栅格单元的形式存储,常见的栅格数据格式包括TIFF、JPEG和GRID等。
栅格地图和矢量地图的概述数字地图作为整个城市交通GIS系统的基础,它的地位是至关重要的。
首先了解一下数字地图的概念以及目前GPS实验室做过的与城市交通GIS系统相关的工作。
1栅格地图和矢量地图的基本概念数字地图按照其数据结构的不同,又主要分为数字矢量地图和数字栅格地图两种(文中为叙述方便分别简称矢量地图和栅格地图)。
栅格地图是各种比例尺的纸介质地形图和各种专业使用的彩图的数字化产品,就是每幅图经扫描、几何纠正及色彩校正后,形成在内容、几何精度和色彩上与地形图保持一致的栅格数据文件。
栅格数据为按给定间距排列的阵列数据,基本信息单元由数据点的空间位置和数据信息构成,数据信息可以是高程、遥感图象的RGB值或其它信息。
数据按图幅或按区域存放,文件结构包括文件头和数据体,文件头包括对数据的各种描述信息(如行数、列数、格网间距、坐标等),数据体依次记录基本单元信息。
一般为节省存储空间,栅格数据需进行压缩或以其它形式进行重新组织。
矢量地图是每幅经扫描、几何纠正后的影像图,对一种或多种地图要素进行矢量化形成的一种矢量化数据文件,是一种更为方便的放大、漫游、查询、检查、量测、叠加地图。
其数据量小,便于分层,能快速的生成专题地图,所以也称作矢量专题信息DTI(DigitalThematicInformation)。
此数据能满足地理信息系统进行各种空间分析要求,视为带有智能的数据。
可随机地进行数据选取和显示,与其他几种产品叠加,便于分析、决策。
通常矢量数据的基本单元定义为点、线、面3种目标形式。
基本信息单元由反映其分类体系及位置的基本数据组成。
同一类基本空间信息单元具有类似的质量、数量特征,构成一个要素层;多个图形要素层构成一个图幅,数据按图幅存放;同一比例尺的多个图幅构成一个区域。
这两种数据结构的优缺点对比如下:矢量数据,数据结构紧凑,冗余度低;有利于网络和检索分析;图形显示质量好,精度高;但是数据结构复杂,多边形叠加分析比较困难。
栅格数据,数据结构简单;便于空间分析和地表模拟;现势性较强;但是数据量大,投影转换比较复杂。
例如成都市地图,按照比例尺1:200000(约),转化为24位位图,大约15M,而利用城市交通GIS系统生成的矢量地图数据库,只有137K,近3000条道路(矢量边)的矢量文件大小只有约61K。
可见矢量电子地图的优越性。
2 GPS实验室开发的城市交通GIS系统绝大多数GIS系统中使用的地图是以矢量地图作为其表现形式的。
国内目前矢量地图常用的生成方式有两种,一种是用数字化仪从纸质地图中提取,另一种是从点位图中利用模式识别的有关理论进行识别和提取。
生成一个准确而完备的矢量地图要花费大量的人力和财力,一个中等规模的城市用数字化仪生成矢量地图,大约需要一个月的时间。
如何以较小的代价生成一副实用的矢量地图,并在此基础上构造一个实用的GIS系统,是GPS实验室一直在研究的一个课题。
GPS实验室从1993年以来,一直在从事GPS定位、监控与导航和GIS系统的研究。
无论是GPS定位、监控、导航,都离不开GIS系统的支持。
在GIS系统方面,已经有过多个版本,分别是在DOS、WIND31和WIN95下开发的。
经过许多人多年的努力GPS实验室形成了一套有实验室特色的,而且比较成熟的GIS软件和GIS环境矢量地图生成平台。
下面,我们就介绍一下GPS实验室开发的矢量电子地图生成平台和GIS系统。
2.1系统组成我们所说的GIS往往是一个比较庞大的系统,而且包含了很多各类数据管理、决策的模块,它是一种针对性比较强的系统,对于不同的用户,往往对数据有不同的操作、管理、决策。
但是它毕竟是一个以地理空间分布数据为基础的系统,所以有一个因素不能少,那就是电子地图,它为系统提供最基本的地理信息。
我们如何来组织一份矢量地图呢?数据是矢量地图的核心,电子地图可以看作由点、线、面这三种几何对象以及它们的属性数据构成的数据的集合,所以我们引入了地图矢量库和地图数据库这两个概念[19]。
矢量库是一组图形描述数据,保存了地图的几何数据;数据库则是一组描述数据,保存地图各种几何对象的属性数据,二者之间通过地物对象的序号建立索引关系。
如下图:图2-1矢量地图的组成一副地图可以看成是由点、线、面三种几何图形构成的。
点指的是单位之类的地物实体,线则是道路、铁路之类的实体,而区划这类的实体就可以用面来表征。
依照传统的习惯,把点、线、面这三类地物按照从上到下的顺序排列。
生成、编辑电子地图的过程就是生成、编辑地图矢量库和数据库的过程,下面我们来详细介绍一下这两个最重要的库。
2.2地图矢量库矢量库定义出几何结构的位置形状信息。
点标志比较简单,只是一个点;面标志对应的几何结构就是一个多边形,也比较简单;而线标志则包含较多的内容,要相对复杂一些。
下面主要介绍一下与线标志有关的一些定义,也就是道路的有关定义:定义0:矢量边。
是一些点的坐标的集合,表征着一条连续的折线。
它有以下的性质:a.点的排列顺序决定了折线的行进方向,决定了折线的形状和位置;b.只有两个端点可以属于别的矢量边。
定义1:大节点、小节点、节点。
大节点是矢量边的端点;小节点是指矢量边除端点之外的内部点;大节点和小节点统称节点。
定义2:弧。
一条弧就是一条矢量边,是若干个节点的集合。
组成弧的节点是顺序排列的。
定义3:路。
路是若干条弧的集合。
如图所示:图2-2几种拓扑结构的定义我们以后所有的工作都要针对以上定义的几种结构来展开的。
2.3地图数据库地图数据库中包含了各种地物的属性数据。
对于面地物,需要知道的属性有:类型、位置、形状、名称、颜色等;对于点地物,需要知道的属性有:类型、位置、名称、显示图标、显示级别等;对于线地物,需要知道的属性有:类型、位置、形状、名称、颜色、显示宽度、显示级别等;上面提到的各种地物的属性数据中都有一项——类型,也就是它所属的组(Group)。
组,定义出了某一批地物的缺省属性,是一些具有相同或相近属性的同类地物的集合。
整个数据库的层次如下所示:图2-3地图数据库的层次地图的数据库有四个层次,最上层当然是地图数据库,它由三个部分(Division)构成的,也就是点、面、线三大类地物;每个部分又由若干个组(Group)构成;每个组又由若干个地物实体(Entity)构成,实体,就是点、面、线这类的地物个体。
这种分层结构使得配置地图数据库时显得特别的方便。
2.4面向对象的数据模型采用面向对象的数据模型可以最自然地描述现实世界,将实体抽象为对象,用对象中的数据成员和成员函数模拟客观世界及其运动。
面向对象的数据模型有很强的扩充性。
根据面向对象的数据组织方式,用面向对象的方法设计了一个稳健的,易于扩充和修改的数据库模型。
如图2-4所示:图2-4地图对象间的关系地图对象类包含地图的属性和组成成分,属性表示地图的基本特征:地图名、比例尺等等,在这个类的层次上我们可以定义地图的基本操作,例如放大、缩小、漫游等。
从这个对象的关系图来看,在实现的时候,地图的数据库与矢量库并不是完全独立的,相反,数据库实际上包含了矢量库。
也可以这么看,矢量库实际上是一个几何对象集,提供某些Entiy的几何数据。
Entity包含了基本地理对象的属性和空间几何信息,指明了基本地理对象的基本特征和组成的几何对象,几何对象包含几何对象的地理位置和相互关系的信息,可以分为纯几何对象类(如点、多边形等)和拓扑几何对象类(如节点、弧等),后者是由地图矢量库来提供的。
3 交通矢量地图的生成要生成一副交通矢量地图,首先是生成地图的矢量文件,生成矢量地图的拓扑结构——矢量库。
我们采用的是从点位图中识别、生成矢量地图的方式。
我们将从纸制地图扫描得到的点位图进行识别,提取出其中的道路信息,然后将这些道路信息矢量化得到一副只包含道路信息的矢量文件,将这作为一副矢量地图的基础。
然后,在这个基础上进行编辑、校正,并输入各种地图上的有关数据,生成电子地图的数据库,最终生成一个完整而准确的矢量地图。
生成一副较完备矢量交通地图,主要包括以下三个步骤:①彩色地图的道路识别;②地图矢量化;③矢量地图的校正和地图信息的添加;彩色地图的道路识别,就是根据一幅彩色交通地图,利用一定的算法,提取出其中的道路、区域信息,形成一幅黑白位图[20]。
地图矢量化则是根据得到的线状的黑白位图抽取出有意义的模式特征。
矢量化后的地图经过校正和添加地图信息就可以很好的应用于我们的监控和导航系统了。
下面我们将简要介绍一下地图矢量化和地理信息添加这两方面的内容。
4地图矢量化在矢量化之间一般要先作一些预处理工作,以减少噪声的干扰,保证数据的质量。
预处理过程主要包括以下几个方面:①平滑:所谓的平滑处理是将图象上由于噪声引入的孤立点去掉,将孔洞、缺口、间隙填补上,将小突起删除。
平滑处理是预处理的第一步,平滑的结果将影响细化的结果,最终影响矢量化。
②细化:所谓的细化是将图象上的线条细化成一个象素宽的线条的处理过程,细化的结果使得线条所在的地方总保持一个象素宽。
对细化的一般要求是:保证细化后曲线的连通性,细化结果是原曲线的中心线,细化处理速度快,保留细线端点。
矢量化结果的好坏,很大程度上取决于细化算法。
③连接断点:计算断点之间的距离,如果之间的距离小于给定的误差,则在断点之间画一条直线。
④删除毛刺:主要是删除图像点外细小的分杈。
在最终的细化位图上就可以完成图形的矢量化过程。
我们给出地图矢量化的基本流程如下:图2-10地图矢量化的流程5矢量地图的编辑地图矢量化完成以后,我们可以得到一个包含了所有道路拓扑信息的基本的矢量文件,它只是矢量地图库的一个雏形。
在此基础上,我们要对矢量地图进行编辑,将地图上地物的属性信息输入地图属性数据库中,并确定地图的地理参数,从而生成一个完整而又准确的交通矢量地图。
矢量地图的编辑主要完成以下的几个方面的工作:编辑GIS地图数据库;编辑地图的拓扑结构;利用已有的轨迹记录确定地图的地理参数。
一副地图编辑过程可以用如下的流程图来表示:转换成矢量地图合并矢量地图地图数据库图形数据组属性数据组改正后地图地图修改无误差的地图有误差的地图矢量文件图2-11地图编辑的流程5.1地图数据的结构数据是地图的核心。
一副完备的电子地图的数据量是很大的,我们采用了分层的数据结构来组织这些数据,最大限度的考虑和满足用户的需要。
地理数据的分层结构:图2-12地理数据的分层组织电子地图由基本地理对象集(点、线、面状地物集)组成;基本地理对象由几何对象(点、线、面)加上其属性数据组成,几何对象包含地理对象的几何数据,并维护对象间的拓扑关系。
5.2矢量库的组织地图矢量库保存了组成地图的线状元素的几何数据,也就是包含了节点、弧和路的信息。
它是整个电子地图和GIS系统的根本,也是我们后面实现路径寻优、动态轨迹校正等智能决策功能的基础。