第章空间数据模型.ppt

§3.1 空间抽象与空间数据 §3.2 空间数据概念模型 §3.2 空间数据概念模型 §3.3 空间关系 §3.4 空间数据逻辑模型 拓扑关系（Topological Relationship）是指图形在保持连续状态下的变形（缩放、旋转和拉伸等），但图形关系不变的性质。 3.3.1 拓扑关系 （1）邻接关系：空间图形中同类元素之间的拓扑关系。例如多边形之间的：P1与P2、P4，P4与P1、P2等；结点之间的：N1与N2、N3等； （2）关联关系：空间图形中不同类元素之间的拓扑关系。例如结点与弧段的：N1与A1、A2、A3；弧段与多边形的：A1与P1；弧段与结点的：A1与N1；多边形与弧段的：P1与A1、A2、A7。 N1 N2 N3 N5 A3 P3 P2 P4 A1 N4 P1 A2 A4 A5 A6 A7 （3）包含关系：空间图形中同类但不同级元素之间的拓扑关系。例如多边形P4中包含P3。 （4）连通关系：空间图形中弧段之间的拓扑关系。如A1与A2、A6和A7 俗称的拓扑关系是绘在橡皮上的图形关系，或者说拓扑空间中不考虑距离函数。地图上各种图形的形状、大小会随图形的变形而改变，但是图形要素间的邻接关系、关联关系、包含关系和连通关系保持不变。 1） 拓扑关系的类型 第一种 分类方案 3.3.1 拓扑关系 （1）邻接关系 （2）关联关系 （3）包含关系 （4）连通关系 N1 N2 N3 N5 A3 P3 P2 P4 A1 N4 P1 A2 A4 A5 A6 A7 包含关系进一步分为：简单包含、多层包含、等价包含。 P2 P1 P2 P1 P3 P2 P4 P3 P1 a. 简单包含 b. 多层包含 c. 等价包含 1） 拓扑关系的类型 第一种 分类方案 3.3.1 拓扑关系 包含关系中的 2 个重要概念：空心、图斑 空心 图斑 多边形区域的内外弧段方向相反 多边形区域的内外弧段方向相同 岛 点、线、面三类空间实体两两之间的空间关系( 5种 ) ： 分离、相邻、重合、包含或覆盖、相交。 1） 拓扑关系的类型 第二种 分类方案 邻接 相交 重合 相离 包含 点－点 点－线 点－面 线－面 面－面 线－线 关系 3.3.1 拓扑关系 2） 拓扑关系的表达 结点、弧段、多边形之间的拓扑关系可以用四个关系表来表达。 N1 N2 N3 N5 A3 P3 P2 P4 A1 N4 P1 A2 A4 A5 A6 A7 一般规定，顺时针方向为正 -A2，A3，-A5，-A4 P4 A4 P3 A5，A6，-A7 P2 A1，A2，A7 P1 弧段 多边形 N2 N3 A7 N2 N5 A6 N5 N3 A5 N4 N4 A4 N5 N1 A3 N3 N1 A2 N1 N2 A1 终节点 始节点 弧段 表 1：多边形( 面域 )与弧段的拓扑关系 表 2：弧段与节点的拓扑关系 负号代表弧段的方向 3.3.1 拓扑关系 2） 拓扑关系的表达 N1 N2 N3 N5 A3 P3 P2 P4 A1 N4 P1 A2 A4 A5 A6 A7 A3，A5，A6 N5 A4 N4 A2，A5，A7 N3 A1，A6，A7 N2 A1，A2，A3 N1 弧段 结点 表 3：节点与弧段的拓扑关系 表 4：弧段与多边形的拓扑关系 P1 P2 A7 P2 P0 / Φ A6 P4 P2 A5 P4 P3 A4 P0 / Φ P4 A3 P4 P1 A2 P1 P0 / Φ A1 右邻面 左邻面 弧段 3.3.1 拓扑关系 3） 拓扑关系的意义 空间数据的拓扑关系，对空间数据处理和空间分析具有重要的意义： 拓扑关系能清楚地反映实体之间的逻辑结构关系，它比几何坐标关系有更大的稳定性，不随投影变换而变化。 利用拓扑关系有利于空间要素的查询。例如，某条铁路通过哪些地区，某县与哪些县邻接。又如分析某河流哪些地区的居民提供水源，某湖泊周围的土地类型及对生物、栖息环境作出评价等。 可以根据拓扑关系重建地理实体。例如根据弧段构建多边形，实现道路的选取，进行最佳路径的选择等 3） 拓扑关系的意义 面—面关系：查询与某个面状地物相邻的所有多边形 线—线关系：查询与某条河流关联的所有支流 3） 拓扑关系的意义 点—点关系：查询与某口水井相距小于3Km的其它井 线—面关系：检索某国道经过的所有县市 面—线关系：检索某县境内所有公路 3） 拓扑关系的意义 点—线关系：检索某公路边的加油站 点—面关系：检索某县范围内邮电所分布情况 顺序关系是基于空间实体在地理空间的分布，采用上下