土地信息技术基础

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1、2 土 地 信 息 技 术 基 础 2.1 土 地 信 息 分 类 与 编 码 土 地 信 息 分 类 ： 将 土 地 信 息 系 统 化 ， 以 便 于 管理 、 应 用 和 信 息 共 享2.1.1 信 息 分 类 的 基 础2.1.2 土 地 利 用 信 息 分 类2.1.3 土 地 信 息 编 码 2.1.1信 息 分 类 的 基 础 分 类 过 粗 ： 可 能 会 影 响 将 来 分 析 的 深 度 。 分 类 过 细 ： 增 大 工 作 量 , 计 算 机 负 荷 加 重 ; 有 时 在技 术 上 也 难 以 做 到 。（ 1） 分 类 原 则 科 学 性 原 则 。 按 照 土

2、地 信 息 特 征 进 行 科 学 分 类 ,采 用 层 级 分 类 法 ,形 成 树 形 结 构 。 系 统 性 原 则 。 土 地 信 息 分 类 从 最 高 一 级 到 最 低 一级 应 该 排 列 成 一 个 有 机 的 整 体 。 稳 定 性 原 则 。 土 地 信 息 分 类 应 以 我 国 使 用 多 年 的基 础 信 息 和 土 地 利 用 信 息 的 常 规 分 类 为 基 础 , 能 在较 长 时 间 里 不 发 生 重 大 变 更 。 完 整 性 和 可 扩 展 性 原 则 。 能 容 纳 各 专 业 领 域 现 有的 和 将 来 可 能 产 生 的 所 有 信 息 ,代

3、 码 结 构 和 具 体 编 码 时 应 留 有 适 当 的 余 地 和 给 出 扩 充 办 法 。 易 用 性 原 则 。 分 类 名 称 尽 量 沿 用 专 业 习 惯 名 称 , 代 码 尽 可 能 简 短 和 便 于 记 忆 。 灵 活 性 原 则 。 现 有 系 统 分 类 和 编 码 可 灵 活 转 换 成标 准 的 分 类 和 代 码 。 不 受 比 例 尺 限 制 原 则 。 分 类 和 代 码 应 当 包 容 各 种比 例 尺 数 据 库 所 涉 及 的 全 部 要 素 。 与 有 关 国 家 规 范 和 标 准 协 调 一 致 原 则 。 凡 已 经 颁布 实 施 的 相

4、关 国 家 标 准 可 以 直 接 引 用 , 与 有 关 行 业标 准 和 地 方 标 准 求 得 最 大 限 度 地 协 调 一 致 。 考 虑 数 据 来 源 原 则 。 土 地 利 用 数 据 一 级 分 类 应 该能 够 从 卫 星 遥 感 影 像 识 别 , 便 于 卫 星 遥 感 监 测 土 地资 源 。 （ 2） 分 类 体 系 作 为 土 地 信 息 编 码 基 础 的 分 类 体 系 ， 主 要 是 由 分 类 与分 级 方 法 形 成 的 。 分 类 的 基 本 方 法 ； 分 级 的 概 念 、 原 则 及 基 本 方 法 ; 分 类 与 分 级 的 关 系 。 ： 又

5、 称 层 级 分 类 法 。 是 将 初 始 的 分 类 对 象 按 选定 的 若 干 个 属 性 或 特 征 依 次 分 成 若 干 个 层 级 目 录 ， 并 编 排成 一 个 有 层 次 的 分 类 体 系 。 对 土 地 信 息 的 分 类 一 般 是 采 用线 分 类 法 。 ： 将 给 定 的 分 类 对 象 按 选 定 的 若 干 个 属 性 或 特征 分 成 互 不 相 依 、 互 不 相 干 的 若 干 方 面 ， 每 个 面 中 又 分成 许 多 彼 此 独 立 的 若 干 个 类 目 ， 由 类 目 组 合 形 成 类 的 一种 分 类 方 法 。 ： 是 对 事 物 或

6、 现 象 的 数 量 或 特 征 进 行 等 级 的划 分 ， 主 要 包 括 确 定 分 级 数 和 分 级 界 限 。 分 级 数 应 符 合 数 值 估 计 精 度 的 要 求 。 分 级 数 多 , 数 值 估计 的 精 度 就 高 ; 分 级 数 应 顾 及 可 视 化 的 效 果 ; 分 级 数 应 符 合 数 据 的 分 布 特 征 。 使 级 内 差 异 尽 可 能 的 小 , 各 级 之 间 的 差 异 尽 可 能 的 大 ; 在 任 何 一 个 等 级 内 部 都 必 须 有 数 据 , 任 何 数 据 都 必 须 落在 某 一 个 等 级 内 ; 尽 可 能 采 用 有

7、规 则 变 化 的 分 级 界 线 。 在 分 级 时 大 多 采 用 数 学 方 法 ， 如 数 列分 级 、 最 优 分 割 等 级 等 。分 类 体 系 中 的 分 级 方 法 所 依 据 的 指 标 ， 一 般 以 土 地 特 征的 数 量 指 标 或 质 量 指 标 为 主 。 :分 类 把 研 究 对 象 划 分 为 若 干 个 类 组 ， 分 级 则 是 对 同 一 类组 对 象 再 按 某 一 方 面 量 的 差 别 进 行 分 级 ；分 类 描 述 地 物 间 的 分 类 关 系 、 隶 属 关 系 ， 而 土 地 分 级 描述 地 物 间 的 等 级 关 系 。 适宜程度适

8、宜较适宜中等适宜临界适宜不适宜赋分值5 4 3 2 1灌溉条件有保证基本保证尚能保证较困难无水源土层厚度（厘米）100 100-60 60-40 40-2020土壤质地中壤、重壤轻壤、轻粘土沙壤、粉砂壤砂土、砂壤砂土、重粘土土壤pH值6.5-7.0 6.0-6.5或7.0-7.5 5.5-6.0或7.5-8.0 5.0-5.5或8.0-8.5 8.5或5.0 土壤养分（%）3.5-3.0 3.0-2.0 2.0-1.0 1.0-0.60.6对外交通条件优越较好一般差很差 2.1.2土 地 利 用 信 息 分 类 从 土 地 利 用 角 度 对 土 地 信 息 分 类 ：& 一 般 以 土 地

9、利 用 的 类 型 、 土 地 利 用 的 性 质 和 土 地 经 营的 特 点 为 依 据 来 设 计 分 类 系 统 ； 比 如 ： 城 市 : 主 要 是 考 虑 高 密 度 的 土 地 利 用 和 配 置 , 并 侧 重 于经 济 要 素 和 人 文 要 素 ； 农 村 : 则 主 要 是 研 究 大 量 的 自 然 资 源 信 息 及 利 用 问 题 。& 因 此 , 原 国 家 土 地 管 理 局 制 订 两 套 土 地 利 用 信 息 分 类体 系 , 即 :“ 土 地 利 用 现 状 调 查 技 术 规 程 ” 和 “ 城镇 地 籍 调 查 规 程 “ 从 信 息 系 统 开

10、发 应 用 角 度 对 土 地 信 息 分 类 ：z 基 础 地 理 信 息 指 空 间 参 考 坐 标 系 、 地 形 地 貌 、 水 系 、 植 被 和 线 状道 路 等 基 础 信 息 z 专 题 图 形 信 息 指 在 建 立 土 地 信 息 系 统 时 将 涉 及 到 的 有 关 土 地 方 面的 信 息 图 层 ： 地 籍 、 规 划 、 估 价 等z 专 题 属 性 信 息 包 括 反 映 特 定 地 块 最 基 本 属 性 的 信 息 ： 面 积 、 权属 、 地 类 等z 土 地 相 关 属 性 信 息 与 土 地 相 关 的 其 他 属 性 信 息 包 括 ： 人 口 、

11、古 迹 、植 被 、 水 文 、 气 候 、 交 通 运 输 等 u概 念 区 分 ：编 码 ： 是 将 经 过 分 类 的 信 息 用 适 当 的 数 码 (字 符 串或 数 值 )来 表 示 ， 也 称 代 码 化 。 编 码 的 类 型 是 指 代码 符 号 的 表 示 形 式 ， 有 数 字 型 、 字 母 型 、 数 字 和 字母 混 合 型 三 类 。代 码 ： 是 一 个 或 一 组 有 序 的 易 于 被 计 算 机 或 人 识 别与 处 理 的 符 号 ， 是 计 算 机 的 符 号 ， 是 计 算 机 鉴 别 和查 找 信 息 的 主 要 依 据 和 手 段 。 编 码 的

12、 直 接 产 物 就 是 代 码 ， 而 分 类 分 级 则 是 编 码的 基 础 。2.1.3土 地 信 息 编 码 uLIS中 属 性 信 息 代 码 种 类 (分 类 码 和 标 识 码 ):分 类 码 ： 根 据 土 地 信 息 分 类 体 系 设 计 出 来 的 用 于 识别 不 同 类 别 的 数 据 ， 根 据 它 可 以 从 数 据 中 查 找 出 所需 类 别 的 全 部 数 据 。 标 识 码 ： 在 分 类 码 的 基 础 上 ， 对 每 类 数 据 设 计 出全 部 或 主 要 实 体 的 标 识 码 ， 用 以 对 某 一 类 数 据 中的 某 个 实 体 进 行 个

13、 别 查 询 检 索 ， 从 而 弥 补 分 类 码不 能 进 行 个 体 分 离 的 缺 陷 。 u属 性 信 息 编 码 方 法 举 例 ：如 县 级 农 用 地 分 等 单 元 编 号 ： 这 是 一 种 标 识 码 ，单 元 编 号 用 12位 数 字 表 示 ： 省 级 行 政 代 码 （ 2位 ）+地 级 市 行 政 代 码 （ 2位 ） +县 级 行 政 代 码 （ 2位 ）+单 元 流 水 编 号 （ 6位 ） 。 行 政 代 码 按 中 华 人民 共 和 国 行 政 区 划 代 码 （ G B2260-91） 执 行 。单 元 流 水 编 号 不 足 6位 前 面 补 0。

14、u空 间 信 息 的 编 码 方 式 ：用 空 间 坐 标 来 表 示 地 理 要 素 的 位 置 -空 间 坐 标 码在 空 间 要 素 间 建 立 起 联 系 ， 反 映 空 间 位 置 上 的 相互 关 系 -拓 扑 结 构 、 四 叉 树 结 构对 空 间 要 素 人 为 的 给 定 一 些 编 码 或 字 符 串 -空 间位 置 附 加 属 性 码比 较 ： 空 间 坐 标 码 有 定 位 精 确 、 图 形 显 示 直 观 的 优点 ， 拓 扑 结 构 、 四 叉 树 结 构 能 建 立 空 间 要 素 之 间 空间 位 置 上 的 相 互 联 系 ， 空 间 位 置 附 加 属

15、性 码 便 于 人的 识 别 、 记 忆 。 因 此 ， 一 个 实 用 的 土 地 信 息 系 统 往往 是 同 时 使 用 上 述 三 类 编 码 ， 以 相 互 取 长 补 短 。 思 考 ： 地 球 空 间 中 空 间 实 体 的 位 置 如 何 表 达 ？2.2 土 地 信 息 的 空 间 参 考 系l 依 坐 标 绝 对 定 位l 依 空 间 实 体 间 的 空 间 关 系 土 地 数 据 输 入 必 须 在 统 一 的 （ 或 转 换 为 统 一 的 ）土 地 空 间 参 考 框 架 下 才 能 保 证 描 述 同 一 目 标 的 不同 来 源 的 土 地 信 息 相 互 正 确

16、 地 对 照 。 2.2.1地 球 空 间 模 型 描 述 根 据 大 地 测 量 学 的 研 究 成 果 ， 地 球 表 面几 何 模 型 可 以 分 为 四 类 ：v地 球 的 自 然 表 面v相 对 抽 象 的 面 ,即 大 地 水 准 面v地 球 椭 球 体v其 他 数 学 模 型 地 球 的 自 然 表 面 ： 它 是 一 个 起 伏 不 平 ， 十 分 不规 则 的 表 面 ， 包 括 海 洋 底 部 、 高 山 、 高 原 等 在 内的 固 体 地 球 表 面 非 常 复 杂 ， 难 以 用 数 学 表 达式 描 述 ， 不 适 合 建 模 ， 各 种 几 何 量 算 也 十 分

17、 的 困难 。 相 对 抽 象 的 面 ， 即 大 地 水 准 面 ： 假 设 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 正 交 的 一 个连 续 、 闭 合 的 水 准 面 。 尽 管 大 地 水 准 面 比 起 实际 的 固 体 地 球 表 面 要 平 滑 得 多 ， 但 实 际 上 ， 由于 海 水 温 度 的 变 化 ， 盛 行 风 的 存 在 ， 可 以 导 致海 平 面 高 达 百 米 以 上 的 起 伏 变 化 ， 这 使 得 大 地水 准 面 十 分 复 杂 而 不 能

18、 在 其 上 进 行 运 算 。 ab地 球 椭 球 体 ： 以 大 地 水 准 面 为 基 础 建 立 的 。 虽 然 大 地 水 准面 十 分 复 杂 ， 但 从 整 体 来 看 ， 起 伏 是 微 小 的 ， 很 接 近 与 绕 自转 轴 旋 转 的 椭 球 体 ， 所 以 在 测 量 和 制 图 中 就 用 旋 转 椭 球 来 代替 大 地 球 体 ， 这 个 旋 转 球 体 通 常 称 地 球 椭 球 体 。 地 球 椭 球 体是 建 立 土 地 信 息 空 间 参 考 系 的 基 础 。椭 球 体 元 素 ：长 半 径 (a)短 半 径 (b)扁 率 (),计 算 公 式 如 下

19、： =(a-b)/b 一 个 国 家 或 地 区 在 建 立 大 地 参 考 系 时 ， 为 使 地 球 椭 球面 更 切 合 本 国 或 本 地 区 的 自 然 地 球 表 面 ， 往 往 需 要 选 择合 适 的 椭 球 参 数 、 确 定 一 个 大 地 原 点 的 起 始 数 据 ， 并 进行 椭 球 的 定 位 和 定 向 。 我 国 参 照 前 苏 联 从 1953年 起 采 用 克 拉 索 夫 斯 基 椭 球 体(Krassovsky)建 立 了 我 国 的 北 京 54坐 标 系 统 。 到 20世 纪80年 代 初 ， 我 国 已 基 本 完 成 了 天 文 大 地 测 量

20、， 经 计 算 表明 ， 54坐 标 系 统 普 遍 低 于 我 国 的 大 地 水 准 面 ， 平 均 误 差为 29米 左 右 。 1978年 采 用 国 际 大 地 测 量 协 会 推 荐 的 1975地 球 椭 球 体 建 立 了 我 国 新 的 大 地 坐 标 系 统 西 安 80坐标 系 统 。 我 国 大 地 测 量 就 是 依 这 两 种 坐 标 系 统 进 行 的 。由 于 两 种 坐 标 系 统 地 球 椭 球 参 数 、 定 位 和 定 向 的 变 化 ，必 然 引 起 地 形 图 的 图 廓 线 、 公 里 线 以 及 地 形 地 物 相 关 位置 的 改 变 。 因

21、此 ， 建 立 土 地 信 息 系 统 时 ， 若 同 时 使 用 根据 两 种 坐 标 系 统 测 制 的 地 形 图 的 情 况 下 ， 必 然 会 涉 及 54 坐 标 向 80坐 标 转 换 的 问 题 。 美 国 国 防 部 在 1984年 建 立 了 世 界 大 地 测 量 坐 标 系 统（ WorldGeodeticSystem） ， 简 称 WGS-84坐 标 系 统 ， 是目 前 国 际 上 统 一 采 用 的 大 地 坐 标 系 。 WGS-84坐 标 系 统 所使 用 的 地 球 椭 球 体 ， 称 为 WGS-84椭 球 体 。 目 前 GPS定 位 所 得 出 的 结

22、 果 都 属 于 WGS-84坐 标 系 统 。 而在 工 程 中 使 用 的 大 多 是 国 家 坐 标 系 ， 因 此 要 建 立 WGS-84和 国 家 坐 标 系 之 间 的 转 换 模 型 ， 目 前 已 有 坐 标 转 换 模 型可 求 得 WGS-84和 国 家 坐 标 系 之 间 的 转 换 参 数 ， 进 而 得 到国 家 坐 标 系 成 果 。 图 2-1 地 球 的 自 然 表 面 、 大 地 水 准 面面 和 地 球 椭 球 体 之 间 的 关 系 其 他 数 学 模 型 ： 为 了 解 决 特 定 的 大 地 测 量 问 题而 提 出 的 。 如 类 地 形 面 (T

23、el1uriod) 、 准 大 地 水准 面 、 静 态 水 平 衡 椭 球 体 等 。 2.2.2土 地 信 息 的 空 间 参 考 系空 间 参 考 系 ： 主 要 指 大 地 参 考 系 ， 是 指 用 数 学 方 法来 定 义 地 面 实 体 在 通 用 坐 标 系 中 的 绝 对 位 置 和 大 小 。大 地 参 考 系 的 基 础 是 地 球 椭 球 体 。 常 用 的 大 地 参 考系 有 ：l地 理 坐 标 系l空 间 大 地 直 角 坐 标 系l平 面 直 角 坐 标 系 同 一 坐 标 系 统 下 坐 标 有 多 种 不 同 的 表 现 形 式 ，一 种 形 式 实 际 上

24、 就 是 一 种 坐 标 系 。 l地 理 坐 标 系 ： 以 经 纬 和 纬 度 表 示 地 面 点 位 置的 球 面 坐 标 系 。u 地 理 坐 标 系 地 理 坐 标 根 据 参 考 基 准 不 同 可 分 为 ： 大 地 经纬 度 、 天 文 经 纬 度 。 图 2-2 大 地 经 纬 度 的 起 算 基 准NS E 赤 道纬 线大地子午面W PBL始 起 O 大 地 经 纬 度 以 参 考 椭 球 面 和 法 线 作 为 基 准 面 和基 准 线 ； 天 文 经 纬 度 是 以 水 准 面 和 铅 垂 线 为 基 准面 和 基 准 线 。 大 地 经 度 ： 观 测 点 大 地 子

25、 午 面 与 起 始 大 地 子 午 面 之 间的 两 面 角 ， 大 地 纬 度 ： 观 测 点 椭 球 垂 直 线 （ 法 线 ） 与赤 道 面 之 间 的 夹 角 ； 天 文 经 度 ： 观 测 点 子 午 面 与 起 始 天 文 子 午 面 之 间 的 两面 角 ， 天 文 纬 度 ： 观 测 点 铅 垂 线 （ 重 力 线 ） 与 赤 道 面之 间 的 夹 角 ；经 度 向 东 量 度 为 东 经 (正 )， 向 西 量 度 为 西 经 (负 ) ， 其值 各 为 0 180； 纬 度 向 北 量 度 为 北 纬 (正 ) ， 向 南 量度 为 南 纬 (负 ) ， 其 值 各 为

26、0 90。比 如 ， 我 国 地 处 东 半 球 ， 又 处 于 北 半 球 ， 所 以 我 国 地域 内 各 点 的 地 理 坐 标 都 是 东 经 和 北 纬 。 如 北 京 某 地 点的 地 理 坐 标 为 东 经 11628， 北 纬 3954。 u 空 间 大 地 直 角 坐 标 系l以 椭 球 中 心 O为 笛 卡 尔 坐 标 系 原 点 ， OZ轴 与椭 球 的 旋 转 轴 一 致 ， OX轴 位 于 起 始 子 午 面 和赤 道 面 的 交 线上 ， 在 赤 道 方向 上 与 X轴 正 交的 方 向 为 Y轴 ，O XYZ构 成 右手 坐 标 系 。图 2-3 空 间 大 地

27、直 角 坐 标 系 运 用 地 图 投 影 的 方 法 ， 建 立 地 球 表 面和 平 面 上 点 的 函 数 关 系 ， 使 地 球 表 面 上任 意 一 个 由 地 理 坐 标 确 定 的 点 ， 在 平 面上 必 有 一 个 与 其 相 对 应 的 点 ， 平 面 上 任一 点 的 位 置 可 以 用 极 坐 标 或 直 角 坐 标 表示 。 我 国 目 前 采 用 高 斯 -克 吕 格 投 影 来 建立 地 球 表 面 和 平 面 上 点 的 函 数 关 系 。u 平 面 直 角 坐 标 系 oX Y 空 间 点 的 高 程 是 以 大 地 水 准 面 为 基 准 建 立 的 ， 大

28、 地水 准 面 又 由 地 球 重 力 场 决 定 。 由 于 地 球 重 力 场 的 复 杂性 ， 大 地 水 准 面 不 能 惟 一 确 定 ， 各 国 或 地 区 均 是 选 择一 个 平 均 水 平 面 来 代 替 它 ， 以 建 立 高 程 基 准 。 我 国 有 1956年 黄 海 高 程 系 和 1985年 国 家 高 程 基 准 。转 换 关 系 为 ： H 85=H 56-0.029 ， 式 中 : H 85、 H 56一 一新 旧 高 程 基 准 原 点 的 正 常 高 程 。 在 建 立 LIS时 ， 若 采 用 不 同 高 程 基 准 的 地 形 图 或 工程 图 做

29、基 础 数 据 时 ， 应 将 高 程 基 准 全 部 统 一 到 1985年国 家 高 程 基 准 。u 高 程 参 考 系 统 u GIS中 常 用 的 坐 标 系 是 与 地 图 测 绘 密 切 相关 的 地 理 坐 标 系 和 平 面 直 角 坐 标 系 。 1、 空 间 实 体 及 类 型空 间 实 体 ： 指 具 有 形 状 、 属 性 和 时 序 特 征 的 空 间 对 象 ， 它 是 对 存 在 于 自 然 世 界中 地 理 实 体 的 抽 象 。空 间 实 体 类 型 任 何 地 理 实 体 都 可 以 抽 象 为 点 、 线 、 面 、 体 等 基 本 类 型 ， 以 表

30、示 它的 位 置 、 形 状 、 大 小 、 高 低 等 特 征 。一 、 空 间 实 体 及 表 达2.3 地 理 空 间 及 其 表 达 以 地 图 为 例 ， 来 了 解 空 间 实 体 的 抽 象 及 表 达点 实 体 2.3 地 理 空 间 及 其 表 达v有 位 置 ， 无 宽 度 和 长 度 ；v抽 象 的 点 美 国 佛 罗 里 达 洲 地 震 监 测 站 2002年 9月 该 洲 可 能的 500个 地 震 位 置 线 实 体 2.3 地 理 空 间 及 其 表 达v有 长 度 ， 但 无 宽 度 和 高 度 ；v用 来 描 述 线 状 实 体 ， 通 常 在 网 络 分 析

31、 中 使 用 较 多 香 港 城 市 道 路 网 分 布 面 实 体 2.3 地 理 空 间 及 其 表 达v具 有 长 和 宽 的 目 标 ， 有 连 续 面 和 不 连 续 面 ；v通 常 用 来 表 示 自 然 或 人 工 的 封 闭 多 边 形 中 国 土 地 利 用 分 布 图 （ 不 连 续 面 ） 面 实 体 （ 续 ） 2.3 地 理 空 间 及 其 表 达不 连 续 变 化 曲 面 ， 如 土 壤 、 森 林 、 土 地利 用 等 ， 属 性 变 化 发 生 在 边 界 上 ， 面 的内 部 是 同 质 的 。连 续 变 化 曲 面 ， 如 地 形 起 伏 ， 整 个 曲面

32、在 空 间 上 曲 率 变 化 连 续 。不 连 续 变 化 曲 面 连 续 变 化 曲 面 体 2.3 地 理 空 间 及 其 表 达v有 长 、 宽 、 高 的 目 标 ；v通 常 用 来 表 示 人 工 或 自 然 的 三 维 目 标 ， 如 建 筑 、 矿 体 等 三 维 目 标 u矢 量 表 达在 矢 量 数 据 结 构 中 ， 地 理 实 体 的 形 状 和 位 置 是 由 一 组 坐 标 对 所 确 定 。 矢量 数 据 结 构 对 地 理 实 体 的 描 述 类 似 于 地 图 对 地 理 信 息 的 描 述 ， 一 般 也 把地 理 实 体 分 为 点 、 线 、 面 、 体

33、 等 四 种 ， 每 种 实 体 有 不 同 的 编 码 方 法 。 u栅 格 表 达在 栅 格 数 据 结 构 中 ， 整 个 地 理 空 间 被 规 则 地 分 为 一 个 个 小 块 （ 通 常 为正 方 形 ） ， 地 理 实 体 的 位 置 是 由 占 据 小 块 的 横 排 与 竖 列 的 位 置 决 定 ， 小块 的 位 置 则 由 其 横 排 竖 列 的 数 码 决 定 ， 每 个 地 理 实 体 的 形 态 是 由 栅 格 或网 格 中 的 一 组 点 来 构 成 。 这 种 数 据 结 构 和 遥 感 图 象 的 数 据 相 同 ， 因 而 数字 遥 感 图 象 就 是 栅

34、 格 数 据 结 构 。2、 空 间 实 体 的 表 达 （ 计 算 机 ）2.3 地 理 空 间 及 其 表 达 （ 1） 空 间 实 体 的 矢 量 表 达矢 量 维 数 实 体 类 型 空 间 表 达 描 述 代 表 地 物零 维 点 实 数 对 （ x ， y） 一 个 数 据 点 ， 具 有 一 对 (x， y)坐 标 和 至少 一 个 属 性 ， 逻 辑 上 不 能 再 分 。 水 井 、 污 染 源等 。一 维 线 ： 弧 、链 一 组 离 散 化 的 实 数 点 对 具 有 相 同 属 性 的 点 的 轨 迹 ， 由 坐 标 对 序列 表 示 ， 坐 标 对 的 顺 序 与 线

35、 的 形 状 有 关 ，线 上 每 个 点 有 不 多 于 二 个 的 邻 点 。 道 路 、 公 共 设施 网 等 。二 维 面 ： 多 边形 一 组 闭 合 弧 段 所 包 围 的空 间 区 域 所 有 具 有 相 同 属 性 点 的 轨 迹 ， 以 (x， y)坐 标 队 的 集 合 表 示 ， 坐 标 队 的 排 列 顺 序不 影 响 面 的 形 态 、 其 内 部 点 可 以 有 多 于三 个 的 邻 点 ， 面 内 点 具 有 相 同 属 性 。 土 壤 、 植 被 、岩 石 分 类 区 、行 政 区 划 等 。 三 维 体 由 一 组 或 多 组 闭 合 曲 面所 包 围 的 空

36、 间 对 象 地 形 ， 温 度 2.3 地 理 空 间 及 其 表 达 矢 量 表 达 法 示 意 （ 点 、 线 、 面 ）2.3 地 理 空 间 及 其 表 达点 ： 位 置 （ x， y）属 性 ： 符 号线 ： 位 置 (x1 ， y1 ), (x2 ， y2 ) ， ， (xn ， yn )属 性 ： 符 号 ， 形 状 、 颜 色 、 尺 寸面 ： 位 置 (x1 ， y1 ), (x2 ， y2 ) ， ， (xn ， yn )属 性 ： 符 号 变 化 ， 等 值 线 矢 量 表 达 法 示 意 （ 体 ： TIN） 把 一 表 面 表 示 成 一 系 列 相 连 接 的 三

37、 角 形 ， 这 些 三 角 形 在 一 组 结 点 (Nodes)之 中 ， 按 照 一 定 规 则 连 接 相 邻 结 点 形 成 的 边 (Edges)组 成 的 。 结 点 可 以 位 于 任 何 地 方 ,但 是 结 点 布 置 得 好 坏 ,直 接 影 响 到 连 续 面 模 型 的精 度 ， 好 的 结 点 应 位 于 表 面 形 状 发 生 显 著 变 化 的 地 方 。三 角 形 不 规 则 网 的 表 达2.3 地 理 空 间 及 其 表 达 TIN表 达 示 意 2.3 地 理 空 间 及 其 表 达 （ 2） 栅 格 表 达 法点 ： 具 有 一 定 数 值 的 删 格

38、 单 元线 ： 表 现 为 按 线 特 征 相 连 接 的 一 组 单 元面 ： 表 现 为 按 二 维 形 状 特 征 相 连 接 的 一 组 单 元+ + + (a)点 的 栅 格 表 达 (b)线 的 栅 格 表 达(c)面 的 栅 格 表 达 栅 格 表 示 法 的 精 度 ： 依 赖 于 每 个 栅 格 单 元 所 实 际 代 表的 地 面 区 域 的 大 小 ， 栅 格 代 表 的 区 域 越 小 ， 精 度 越 高 。每 个 栅 格 单 元 的 数 值 实 际 上 代 表 的 中 心 值 。 2.3 地 理 空 间 及 其 表 达 矢 量 表 达 和 栅 格 表 达2.3 地 理

39、 空 间 及 其 表 达湖 泊河道 居 民 地流 路 下 面 以 一 幅 交 通 图 为 例 ， 来 了 解 空 间 数 据 都 有 哪 些 特 征 ?一 、 空 间 数 据 基 本 特 征2.4 地 理 空 间 数 据 及 特 征v定 位 信 息 ： C1、 C2、 C3三 条 道 路 在 不 同 的 空 间 位 置 。v关 联 关 系 ： 主 干 道 与 次 干 道 在 结 点 N2处 相 联 接 ， 主 干 道 的结 点 N1和 N2相 邻 接 ， 结 点 N2分 别 与 三 条 路 段 C1、 C2和 C3相 关联 等 ， 这 些 统 称 为 拓 扑 关 系 ； C3在 C6的 左 边

40、 ， 称 为 方 位 关 系 ；道 路 有 一 定 的 长 度 ， 称 为 度 量 关 系 。v属 性 信 息 ： 道 路 分 别 具 有 不 同 的 等 级v时 间 特 征 ： 随 着 时 间 的 推 移 ， 道 路 还 将 发 生 变 化 。 2.4 地 理 空 间 数 据 及 特 征指 地 理 实 体 的 空 间 位 置 及 相 互 关 系 ： 空 间 位 置 特 征 ： 实 体 在 一 定 的 坐 标 参 考 系 中 的 空 间位 置 ， 通 常 用 地 理 坐 标 系 、 平 面 直 角 坐 标 系 来 表 示 。 空 间 关 系 特 征 ： 实 体 之 间 存 在 的 一 些 具

41、有 空 间 特 性的 关 系 。 如 ： 拓 扑 关 系 、 方 位 关 系 、 度 量 关 系空间数据特征 空 间 特 征 时 间 特 征 指 实 体 随 时 间 而 发 生 的 相 关 变 化 。表 示 地 理 实 体 的 名 称 、 类 型 和 数 量 等 。属 性 特 征 2.4 地 理 空 间 数 据 及 特 征空 间 特 征 示 意 ： 空 间 对 象 的 位 置 及 相 邻 对 象 的 空 间 关 系 二 、 空 间 实 体 的 空 间 关 系2.4 地 理 空 间 数 据 及 特 征1、 空 间 实 体 关 系 研 究 的 意 义 铁 路小 镇铁 路 过 小 镇 吗 ？线 点

42、河 流小 路小 路 穿 过 河 流 吗 ？线 线 河 流小 路河 流 在 区 域 吗 ？线 面 2.4 地 理 空 间 数 据 及 特 征铁 路区 域 有 铁 路 吗 ？面 线 区 域 有 邮 局 吗 ？面 点 邮 局 区 域 相 临 吗 ？面 面因 此 ， 实 体 之 间 的 关 系 包 括 点 、 线 、 面 等 之 间 组 合 。 面 -面 空 间 关 系 的 形 式 化 表 达2、 空 间 实 体 关 系 的 形 式 化 表 示2.4 地 理 空 间 数 据 及 特 征面 -线 空 间 关 系 的 形 式 化 表 达 面 -点 空 间 关 系 的 形 式 化 表 达 线 -点 空 间

43、关 系 的 形 式 化 表 达2.4 地 理 空 间 数 据 及 特 征在 空 间 实 体 组 合 关 系 研 究 中 ， 可 以 使 用 “ 九 交 模 型 ” 来 表 示 。 三 、 空 间 实 体 的 拓 扑 关 系2.4 地 理 空 间 数 据 及 特 征1、 拓 扑 概 念 拓 扑 学 是 几 何 学 的 一 个 分 支 ， 它 研 究 在 拓 扑 变 换 下 能 够 保 持 不 变 的几 何 属 性 拓 扑 属 性 。 拓 扑 学 为 空 间 关 系 的 研 究 提 供 了 数 学 方 法 ， 它 研 究 的 不 是 几 何 体 的面 积 、 周 长 、 边 长 ， 而 是 将 几

44、 何 体 抽 象 成 点 、 线 、 面 等 元 素 ， 再 研 究其 间 的 关 系 。 2.4 地 理 空 间 数 据 及 特 征拓 扑 变 换 示 意 拓 扑 属 性 ：在 右 图 中 ， 点 、 线 和 多 边 形 之 间 的 连接 、 相 邻 、 包 含 等 关 系 ， 无 论 图 形 如 何变 化 ， 都 不 会 改 变 ， 即 不 受 投 影 关 系 、比 例 尺 而 变 化 。非 拓 扑 属 性 ：随 着 图 形 的 变 化 ， 线 的 长 度 、 面 积 等 将 发 生 变 化 。 结 点 （ Node） ： 弧 段 的 交 点 ， N1 N4弧 段 （ Arc） ： 相 邻

45、 两 结 点 之 间 的 坐 标 链 ， C1 C7多 边 形 （ Polygon） ： 由 弧 段 组 成 的 封 闭 区 。 P1 P42.4 地 理 空 间 数 据 及 特 征2、 拓 扑 学 中 的 基 本 元 素3、 基 本 元 素 之 间 可 能 的 6种 关 系 ： 点 点 线 线 点 线 线 面 点 面 面 面 关 系 的 性 质 为 :关 联 、 相 邻 、 包 含 、 相 交 、 相 离 、 相 重 等 关 系 。 P1P2P3 P4 N1N2 N3 N4C1C2 C3C4C5 C6 拓 扑 关 系 是 研 究 空 间 实 体 关 系 的 数 学 方 法 ， 它 主 要 包

46、 括 拓 扑 邻 接 、拓 扑 关 联 及 拓 扑 包 含 。2.4 地 理 空 间 数 据 及 特 征4、 空 间 实 体 的 三 种 拓 扑 关 系 如 图 所 示 ， P2多 边 形 和 P3多 边 形 分 别 在 弧 段 C4的 左 边 和 右 边 ， 因 此 ， 多边 形 P2和 多 边 形 P3具 有 邻 接 性 。 2.4 地 理 空 间 数 据 及 特 征 P1P2P3 P4 N1N2 N3 N4C1C2 C3C4C5 C6C7弧 段 左 多 边 形 右 多 边 形C5 P3 P1C4 P3 P2C6 P2 P1. . .多 边 形 邻 接(1) 拓 扑 邻 接 性 指 存 在

47、 于 空 间 图 形 的 同 类 元 素 之 间 的 拓 扑 关 系 ， 如 结 点 与 结 点 之 间 的 邻 接关 系 ， 多 边 形 与 多 边 形 的 邻 接 关 系 。 结 点 与 弧 段 的 关 联 性第 二 节 地 理 空 间 数 据 及 特 征 （ 2） 拓 扑 关 联 性 指 存 在 于 空 间 图 形 的 不 同 类 元 素 之 间 的 拓 扑 关 系 ， 如 结 点 与 弧 段 ， 多 边 形与 弧 段 等 。结 点 弧 段N1 C1， C3, C6N2 C1， C2, C3N3 C2， C3, C4. . 多 边 形 与 弧 段 关 联 性多 边 形 弧 段P1 C1，

48、 C5, C6P2 C4， C3, C6P3 C2， C5, C4 . . P1P2P3 P4 N1N2 N3 N4C1C2 C3C4C5 C6C7 (3)拓 扑 包 含 性 指 存 在 于 空 间 图 形 的 同 类 ， 但 不 同 级 的 元 素 之 间 的 拓 扑 关 系 ， 如 多 边 形的 岛 。 2.4 地 理 空 间 数 据 及 特 征 P 1P2P3 P4 N1N2 N3 N4C1C2 C3C4C5 C6C7包 含 关 系 分 简 单 包 含 ， 多 层 包 含 和等 价 包 含 三 种 形 式 。例 如 ： 多 边 形 P3简 单 包 含 P4 （ 1） 根 据 拓 扑 关

49、系 ， 不 需 要 利 用 坐 标 或 距 离 ， 可 以 确 定 一 种 地 理 实 体相 对 于 另 一 种 地 理 实 体 的 空 间 位 置 关 系 。 因 为 拓 扑 数 据 已 经 清 楚 地 反 映 出 地 理 实 体 之 间 的 逻 辑 结 构 关 系 ， 而 且这 种 拓 扑 数 据 较 之 几 何 数 据 有 更 大 的 稳 定 性 ， 即 它 不 随 地 图 投 影 而 变 化 。（ 2） 利 用 拓 扑 数 据 有 利 于 空 间 要 素 的 查 询 。 例 如 应 答 像 某 区 域 与 哪 些 区 域 邻 接 ； 某 条 河 流 能 为 哪 些 政 区 的 居 民

50、提供 水 源 ； 与 某 一 湖 泊 邻 接 的 土 地 利 用 类 型 有 哪 些 ； 特 别 是 野 生 生 物 学 家可 能 想 确 定 一 块 与 湖 泊 相 邻 的 土 地 覆 盖 区 ， 用 于 对 生 物 栖 息 环 境 作 出 评价 等 等 ， 都 需 要 利 用 拓 扑 数 据 。（ 3） 可 以 利 用 拓 扑 数 据 作 为 工 具 ， 重 建 地 理 实 体 。 例 如 建 立 封 闭 多 边 形 、 实 现 道 路 的 选 取 、 进 行 最 佳 路 径 的 计 算 等 。2.4 地 理 空 间 数 据 及 特 征3、 拓 扑 空 间 关 系 研 究 意 义 小 结

51、： 空 间 数 据 的 拓 扑 关 系在 GIS中 ， 凡 具 有 网 状 结 构 特 征 的 地 理 要 素 ， 都 存 在 节点 、 弧 段 和 多 边 形 之 间 的 拓 扑 关 系 。 拓 扑 定 义 ： 指 图 形 保 持 连 续 状 态 下 变 形 ， 但 图 形 关 系 不 变 的 性质 。 将 橡 皮 任 意 拉 伸 ， 压 缩 ， 但 不 能 扭 转 或 折 叠 。 拓 扑 变 换（ 橡 皮 变 换 ） 拓 扑 变 换（ 橡 皮 变 换 ） 矢 量 结 构栅 格 结 构 。2.5 空 间 数 据 结 构 的 类 型 三 类 地 物 ：点面线 2.5 空 间 数 据 结 构 的

52、 类 型（ 一 ） 矢 量 数 据 结 构矢 量 数 据 结 构 的 含 义 ： 矢 量 数 据 结 构 是 一 种 常 见 的 图 形 数 据 结 构 ， 它 用 一 系 列 有 序 的 x、 y坐标 对 表 示 地 理 实 体 的 空 间 位 置 。矢 量 数 据 结 构 的 类 型 ： 按 其 是 否 明 确 表 示 各 地 理 实 体 的 空 间 相 互 关 系 可 分 为 无 简 单 数 据 结 构和 拓 扑 数 据 结 构 两 大 类 。 2.5 空 间 数 据 结 构 的 类 型1、 简 单 数 据 结 构 简 单 数 据 结 构 实 质 上 是 面向 实 体 的 一 种 数 据

53、 组 装 和 编码 方 法 。 在 简 单 数 据 结 构 中 ，空 间 数 据 以 基 本 的 空 间 对 象（ 点 、 线 或 多 边 形 ） 为 单 元进 行 单 独 组 织 ， 不 含 有 拓 扑关 系 数 据 ， 最 典 型 的 是 面 条 （ spaghetti） 数 据 结 构 。 无 拓 扑 数 据 结 构 的 概 念 示 意 点 表 （ Spaghetti）2.5 空 间 数 据 结 构 的 类 型A 点 实 体 结 构 ：唯 一 的 标 识 码 ID号空 间 位 置 (X， Y）非 空 间 属 性 (A1， A2， ， An) 线 表 （ Spaghetti）B 线 实 体

54、 结 构 ：唯 一 的 标 识 码 ID号中 间 点 数非 空 间 属 性 与 线 表 非 常 相 似 ， 但 它 的 最 后 一 个 结 点 坐标 值 与 第 一 个 结 点 坐 标 值 相 同 。 如 左 表 中 ，第 1号 多 边 形 的 (x1， y1) (x5， y5)。对 于 多 边 形 中 的 “ 岛 ” ， 处 理 方 法 是 在 每个 多 边 形 头 记 录 中 增 加 一 条 “ 岛 ” 的 属 性来 表 示 优 先 级 ， 低 优 先 级 的 多 边 形 先 绘 置先 充 填 ， 高 优 先 级 的 多 边 形 后 绘 置 ， 这 样岛 多 边 形 就 覆 盖 了 原 先

55、 的 多 边 形 。 多 边 形 表 （ Spaghetti）2.5 空 间 数 据 结 构 的 类 型C 多 边 形 实 体 结 构 简 单 数 据 结 构 的 主 要 特 点2.5 空 间 数 据 结 构 的 类 型（ 1） 数 据 按 点 、 线 或 多 边 行 为 单 元 进 行 组 织 ， 数 据 编 排 直 观 ， 数 字 化 操 作简 单 。（ 2） 每 个 多 边 形 都 以 闭 合 线 段 存 储 ， 多 边 形 的 公 共 边 界 被 数 字 化 两 次 和 存储 两 次 ， 造 成 数 据 冗 余 和 不 一 致 。（ 3） 点 、 线 和 多 边 形 有 各 自 的 坐

56、 标 数 据 ，但 没 有 拓 扑 数 据 ， 互 相 之 间 不 关 联 。（ 4） 岛 只 作 为 一 个 单 个 图 形 ， 没 有 与 外界 多 边 形 的 联 系 。 实 例 图 2.5 空 间 数 据 结 构 的 类 型 矢 量 结 构 图 形 基 本 元 素多 边 形 ： P1,P2p4 2、 拓 扑 数 据 结 构 结 点 ： N1,N2N6弧 段 ： C1,C2C10 岛 ： P5 在 拓 扑 数 据 结 构 中 图 形 的 基 本 元 素 包 括 ： 2.5 空 间 数 据 结 构 的 类 型拓 扑 数 据 结 构 描 述在 拓 扑 数 据 结 构 中 ， 点 是 相 互

57、独 立 的 ， 点 连 成 线 ， 线 构 成 面 。v每 条 线 开 始 于 起 始 结 点 ， 止 于 终 止 结 点 ， 并 与 左 右 多 边 形 相 邻 接 ；v多 边 形 是 由 弧 段 连 接 而 成 的 。 由 一 条 弧 段 组 成 的 多 边 形 称 为 岛 。 不 包含 岛 的 多 边 形 称 为 简 单 多 边 形 ， 表 示 单 连 通 区 域 。 含 岛 的 多 边 形 称 为 复合 多 边 形 ， 表 示 复 连 通 区 域 。 弧 段 号 起 结 点 终 结 点 左 多 边 形 右 多 边形C1C2C3C4C5C6C7C 8C9C10 N1N3N1N1N2N4N

58、5N4N7N3 N2N2N3N4N5N5N6N6N7N6 P2P1P1P2P3P3P4P4 P1P4P2P4P2P4P3P5 表 2弧 段 拓 扑 文 件 2.5 空 间 数 据 结 构 的 类 型 结 点 号 坐 标N1N2N3N4N5N6N7 C1 , C3 , C4C1 , C2 , C5C2 , C3 , C10C4 , C6 , C8C4 , C7 , C5C7 , C8 , C10C9表 3结 点 拓 扑 文 件 多 边 形 号 弧 段 号P1 C1,C2,C3P2 C1,C5,C6,C4p3 C6,C7,C8p4 C2,C5,C7,C10p 5 C9 表 1多 边 形 拓 扑 文

59、 件文件结构 123 4 5 6 7 89 1012 111314 1617 151819 20 2122 23242526 27 28293031 32 结 点 文 件 ： 唯 一 标 识 码 ， 关 联 的 弧 段 码 ， 坐 标 点 （ x,y） ； 弧 段 文 件 ： 唯 一 标 识 码 ， 起 始 结 点 ， 终 止 结 点 ， 左 多 边 形 ， 右 多边 形 ， 指 向 中 间 点 坐 标 的 指 针 ； 多 边 形 文 件 ： 唯 一 标 识 码 ， 组 成 多 边 形 的 弧 段 号 弧 段 坐 标 ： 唯 一 弧 段 标 识 码 ， 组 成 弧 段 的 坐 标 串 ；2.5

60、 空 间 数 据 结 构 的 类 型拓 扑 数 据 结 构 的 数 据 文 件 一 般 包 含 四 个 文 件 优 点 ：一 个 多 边 形 与 另 一 个 多 边 形 之 间 没 有 空 间 坐 标 的 重 复 ， 这 样 就 消除 了 重 复 线 ；拓 扑 信 息 与 空 间 坐 标 分 别 存 储 ， 有 利 于 包 含 、 连 接 、 相 邻 等 查 询操 作 。缺 点 ：拓 扑 表 在 一 开 始 时 就 要 创 建 ， 需 要 时 间 ；一 些 简 单 的 操 作 ， 如 图 形 显 示 等 比 较 慢 ， 因 为 图 形 显 示 需 要 的 是空 间 坐 标 而 非 拓 扑 结

61、构 。2.5 空 间 数 据 结 构 的 类 型拓 扑 数 据 结 构 特 点 矢 量 数 据 结 构 ： 特 点l用 离 散 的 点 描 述 空 间 对 象 与 特 征 ， 定 位 明 显 ，属 性 隐 含l用 拓 扑 关 系 描 述 空 间 对 象 之 间 的 关 系l面 向 目 标 操 作 ， 精 度 高 ， 数 据 冗 余 度 小l输 出 图 形 质 量 好 ， 精 度 高l与 遥 感 等 图 象 数 据 难 以 结 合 栅 格 数 据 结 构 含 义 栅 格 数 据 结 构 将 空 间 分 割 成 有 规 则 的 网 格 ， 在 各 个 网 格 上 给 出 相 应 的属 性 值 来

62、表 示 地 理 实 体 。（ 二 ） 栅 格 数 据 结 构2.5 空 间 数 据 结 构 的 类 型栅 格 结 构 中 空 间 实 体 的 表 示点 ： 由 一 个 单 元 网 格 表 示 ， 其 数 值 与 近 邻 网 格 值 明 显 不 同 。线 段 ： 由 一 串 有 序 的 相 互 连 接 的 单 元 网 格 表 示 ， 各 个 网 格 的 值 比 较 一致 ， 但 与 邻 域 的 值 差 异 较 大 。多 边 形 ： 由 聚 集 在 一 起 的 相 互 连 接 的 单 元 网 格 组 成 ， 区 域 内 部 的 网 格值 相 同 或 差 异 较 小 ， 但 与 邻 域 网 格 的

63、值 差 异 较 大 。 0 0000 000 0 0000 000 0 000 2 0000 000 0 000 0 0000 000 0 0000 000 0 000 0 0000 000 0 000 0 0000 600 0 0000 000 0 066 6 0000 000 0 006 0 0000 000 0 0060 006 0 000 0 0600 000 0 000 0 7444 444 7 7774 777 4 444 8 7780 840 8 778 0 8800 800 8 8788 888 0 000 8 8880 000 0 888 栅 格 数 据 模 型 栅 格 数

64、据 的 特 点 ： 用 离 散 的 量 化 栅 格 值 表 示 空 间 实 体 ； 属 性 明 确 ， 位 置 隐 含 ； 栅 格 边 长 决 定 了 栅 格 数 据 的 精 度 ； 数 据 结 构 简 单 ， 易 与 遥 感 结 合 ； 多 层 数 据 叠 合 操 作 简 单 ； 图 形 质 量 低 且 数 据 量 巨 大 ； 难 以 建 立 地 物 间 的 拓 扑 关 系 ， 网 络 分 析比 较 困 难 。 (a)中a点与c点之间的距离是5个单位，但在 (b)中，ac之间的距离可能是7，也可能是4，取决于算法。如以像元边线计算则为7，以像元为单金大会则为4。同样， (a)中三角形的面积为

65、6个平方单位，而 (b)中则为7个平方单位，这种误差随像元的增大而增加。 1 H = (min Ai )1/2 2栅 格 数 据 的 精 度 在 栅 格 数 据 结 构 中 ， 网 格 通 常 是 正 方 形 ， 有 时 也 采 用 矩 形 、 等 边 三 角 形和 六 边 形 等 ， 网 格 边 长 决 定 了 栅 格 数 据 的 精 度 。合 理 的 格 网 尺 寸 ： 为 研 究 区 最 小 图 班 的 1/2长 。* * * * * * * * * * * * * *2.5 空 间 数 据 结 构 的 类 型 栅 格 数 据 获 取 方 式 目 读 法 从 扫 描 仪 获 取 数 据

66、； 从 摄 象 机 获 取 数 据 ； 从 遥 感 获 取 数 据 ； 从 矢 量 数 据 转 换 为 栅 格 数 据 。 栅 格 取 值 原 则 栅 格 是 均 质 （ 只 能 取 一 个 值 ） 、 最 小 的 单 元 ； 但实 际 上 ， 一 个 栅 格 可 能 对 应 与 实 体 中 几 个 不 同 的属 性 。 栅 格 数 据 层 在 栅 格 数 据 结 构 中 ， 栅格 是 最 小 单 位 ， 每 个 格网 只 能 取 值 一 次 。 同 一 研 究 区 域 ， 需 要 表达 多 种 地 理 要 素 属 性 时 ，需 要 把 每 一 种 属 性 放 在单 一 平 面 格 网 上 ， 用 多个 栅 格 平 面 表 示 该 区 域的 多 种 地 理 属 性 。 矢 量 、 栅 格 数 据 结 构 的 比 较矢 量 数 据优 点 ：表 示 地 理 数 据 的 精 度 较 高严 密 的 数 据 结 构 ， 数 据 量 小完 整 的 描 述 空 间 关 系图 形 输 出 精 确 美 观图 形 数 据 和 属 性 数 据 的 恢 复 、 更 新 、综 合 都 能 实 现面 向 目 标