地理信息系统中的数据共35页
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地理信息系统的数据结构在当今数字化的时代,地理信息系统(GIS)已经成为了处理和分析地理空间数据的重要工具。
而地理信息系统能够高效运行和发挥作用,离不开其背后强大的数据结构支持。
首先,我们来了解一下什么是地理信息系统的数据结构。
简单来说,数据结构就是数据的组织方式,它决定了数据如何存储、管理和访问。
对于地理信息系统而言,由于其处理的数据具有空间特性,比如位置、形状、大小等,因此数据结构的设计就显得尤为关键。
在地理信息系统中,常见的数据结构有矢量数据结构和栅格数据结构。
矢量数据结构就像是在纸上用线条勾勒出地理对象的轮廓。
它通过点、线、面等几何元素来精确地表示地理实体的位置和形状。
比如,一条河流可以用一系列的点连接成线来表示,一个湖泊可以用一个封闭的多边形来表示。
这种数据结构的优点是精度高、数据量小,并且能够方便地进行几何操作和拓扑分析。
比如,我们可以很容易地计算两个多边形的交集、并集等。
栅格数据结构则像是把地理空间划分成一个个均匀的小格子,然后给每个格子赋予一个值来表示相应的地理信息。
比如,在表示土地利用类型时,每个格子可以表示为森林、农田、城市等。
栅格数据结构的优点是处理简单、易于与遥感影像等数据结合,但其精度相对较低,数据量较大。
除了这两种主要的数据结构,还有一种叫做拓扑数据结构。
拓扑关系是指地理对象之间的空间关系,比如相邻、包含、连接等。
通过建立拓扑数据结构,可以更有效地进行空间查询和分析,比如判断一个点是否在一个多边形内,查找相邻的多边形等。
在实际应用中,选择合适的数据结构取决于具体的需求和数据特点。
如果需要高精度的地理数据表示和复杂的几何分析,矢量数据结构可能更合适;如果需要快速处理大面积的地理数据,并且对精度要求不是特别高,栅格数据结构可能更有优势。
另外,还有一种叫做不规则三角网(TIN)的数据结构。
它是通过将一系列不规则分布的点连接成三角形来逼近地理表面。
TIN 数据结构能够很好地表示地形等连续变化的地理现象,并且在计算坡度、坡向等方面具有优势。
地理信息:表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律的数字、文字、图像和图形等的总称。
具有区域性、多为结构特性和动态变化的特性。
地理数据:各种地理特征和现象间关系的符号化表示,包括空间位置,属性特征及时态。
地理信息的特性:区域性、多维结构特性、动态变化特性。
地理信息系统的概念:1、一门学科,是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科。
2、一个技术系统,一地理空间数据库为基础,采用地理模型分析方法,适时提供多种空间的和动态的地理信息,为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。
GIS的特征:1、具有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力,具有空间性和动态性。
2、由计算机系统支持进行空间地理数据管理,并由计算机程序模拟常规的专门的地理分析法,作用于空间数据,产生有用的信息,完成人类难以完成的任务。
3、能够快速,精确,综合的对复杂的地理信息系统进行空间定位和过程动态分析。
GIS的类型:1.根据研究围:全球性信息系统和区域性信息系统。
2、根据研究围:专题信息系统和综合信息系统。
3、根据使用的数据类型:矢量信息系统、栅格信息系统和混合信息系统。
GIS工具或GIS外壳:是一组具有图形图像数字化,存储管理、查询检索、分析运算和多种输出等,地理信息系统基本功能的软件包。
GIS的基本组成:系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。
GIS的基本功能:数据采集、数据存储、查询、分析、显示、输出。
GIS应用的四个层次:事物处理系统、管理信息系统、决策支持系统、专家系统GIS与地理学的关系:1、地理学的理论学习方法为GIS提供了有缘空间分析的理论与方法,成为地理信息系统的理论依据。
2、GIS的发展为地理问题的解决提供了全新的技术手段,并使地理学研究的数学得到充分发挥。
GIS与地图学的关系:1、从历史看,GIS是脱胎于地图,并成为地图信息的又一种新的载体模式。
它具有分析、存储、显示和传输功能。
测绘技术中的地理信息系统数据管理随着科技的不断发展和应用,地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)已经成为现代测绘技术中不可或缺的一部分。
它对地理数据的采集、存储、管理和分析起到了重要的作用。
本文将对测绘技术中的地理信息系统数据管理进行探讨。
一、地理信息系统的定义与作用地理信息系统是一种集数据采集、存储、处理、分析和展示于一体的系统。
它可以将地理空间数据与属性数据相结合,帮助我们更好地理解和解读地理现象。
地理信息系统在城市规划、土地管理、环境保护、农业等领域发挥着重要的作用。
二、地理信息系统数据的分类地理信息系统数据可以分为图形数据和属性数据两大类。
图形数据主要包括地图、遥感影像等空间数据,而属性数据则涵盖各种统计数据、文字描述等非空间数据。
这两类数据相结合,为地理信息系统提供了全面完整的信息。
三、地理信息系统数据的采集在地理信息系统数据管理中,数据的采集是首要的环节。
采集方式包括地面调查、航空摄影、卫星遥感等。
其中,遥感技术的发展使得大范围、高精度的地理信息数据的采集变得更加容易和高效。
四、地理信息系统数据的存储与管理地理信息系统数据的存储与管理是保证数据有效性和可靠性的重要手段。
传统的地理信息系统数据管理主要依靠桌面式数据库系统,如Oracle、SQL Server等。
随着互联网技术的发展,云计算、大数据等新技术也逐渐应用于地理信息系统数据管理中。
五、地理信息系统数据的处理与分析数据处理与分析是地理信息系统数据管理的核心环节。
通过数据处理与分析,可以从大量的地理信息数据中提取有用的信息和规律,并帮助决策者做出科学合理的决策。
常用的数据处理与分析方法包括空间插值、空间分析、路径分析等。
六、地理信息系统数据的应用地理信息系统数据的应用范围非常广泛。
它在城市规划中可以用于土地利用规划、交通规划与管理等;在环境保护中可以用于资源调查、生态环境监测等;在农业中可以用于农田管理、气候监测等。
地理信息系统概念定义:他是一种特定的十分重要的空间信息系统,是在计算机软硬件支持下,以采集、存储、管理、检索、分析和描述空间物体的定位分布及与之相关的属性数据,并回答用户问题为主要任务的计算机系统。
地理信息系统组成:由计算机硬件、软件、数据、和用户四大要素组成。
矢量数据结构是对矢量数据模型进行数据的组织。
分为:实体数据结构和拓扑数据结构。
以规则栅格列阵表示空间对象的数据结构称为栅格数据结构。
分为:完全栅格数据结构、压缩栅格数据结构、链码结构、影像金字塔结构。
数字高程模型(DEM)是通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟。
生成方法:规则格网模型(主要形式, 如GRID),等高线模型,不规则三角网模型(TIN),层次模型(Pyramids, 金字塔)。
数据库是长期储存在计算机体内的、有组织的、可共享的数据集合。
空间数据类型:几何图形数据、影像数据、属性数据、地形数据、元数据。
具有智能化的GIS中还应有规则和知识数据。
地理空间数据的概念模型:对象模型、场模型、和网络模型。
要素模型:点对象,由特定位置、维数为零的物体;线对象,维度为一的空间组成部分;多边形对象,即面状实体,通常用封闭曲线加内点来表示。
矢量模型即是基于要素的,将现象看成原型实体的集合,矢量模型的表达源于空间实体的本身,通常以坐标来定义。
网络模型:地物被抽象为链、节点等对象,同时要注意其连通关系。
场模型:用于模拟一定空间内连续分布的现象,常用栅格数据模型描述。
栅格数据模型是基于连续铺盖的,它是将连续空间离散化,以规则或不规则的铺盖覆盖整个空间。
基于对象的模型强调了离散对象,网络模型表示了特殊对象之间的交互,场模型表示了二维或三维空间中连续变化的数据。
编码概念:确定属性数据代码的方法和过程。
编码原则:①编码的系统性和科学性;②编码的一致性和唯一性;③编码的标准化和通用性;④编码的简捷性;⑤编码的可扩展性。
编码方法:层次分类编码法、多源分类编码法(独立分类编码法)。