简单数据结构和拓扑数据结构 - 图文

属性码：通常把与实体有关的基本属性(如等级、类型、大小等)作

为属性码。属性码可以有一个和多个。

X，Y坐标：是点实体的定位点，如果是有向点，则可以有两个坐

标对。

2、线(链)的矢量数据结构 线(链)的矢量数据结构可表示为：

标识码的含义与点的矢量数据结构相同。同样，在线的矢量数

据结构中也可含有属性码，如表示线的类型、等级、是否要加密、光滑等等。

坐标对数n：构成该线(链)的坐标对的个数。

X,Y坐标串：这是构成线(链)的矢量坐标，共有n对。也可把所有

线(链)的X,Y坐标串单独存放，这时只要给出指向该链坐标串的首地址指针即可。

3、面(多边形)

面的矢量数据结构可以象线的数据结构一样表示，只是坐标串的首尾坐标相同。这里介绍链索引编码的面(多边形)的矢量数据结构，可表示为：

标识码的含义同点和线的矢量数据结构，在面的矢量数据结构中也可含有属性码。

链数n：指构成该面(多边形)的链的数目。

链标识码集：指所有构成该面(多边形)的链的标识码的集合，共有

n个。

这样，一个面(多边形)就可由多条链构成，每条链的坐标可由线(链)的矢量数据结构获取。这种方法可保证多边形公共边的唯一性；但多边形的分解和合并不易进行；邻域处理比较复杂，需追踪出公共边；在处理“洞”或“岛”之类的多边形嵌套问题时较麻烦，需计算多边形的包含等。 （2）拓扑数据结构

拓扑关系是一种对空间结构关系进行明确定义的数学方法。具有拓扑关系的矢量数据结构就是拓扑数据结构，拓扑数据结构是GIS的分析和应用功能所必需的。拓扑数据结构的表示方式没有固定的格式，还没有形成标准，但基本原理是相同的。 1、拓扑元素

矢量数据可抽象为点(结点)、线(链、弧段、边)、面(多边形)

三种要素，即称为拓扑元素。

点(结点)——孤立点、线的端点、面的首尾点、链的连接点等。 线(链、弧段、边)——两结点间的有序弧段。 面(多边形)——若干条链构成的闭合多边形。 2、最基本的拓扑关系

最基本的拓扑关系是关联和邻接。

关联——不同拓扑元素之间的关系。如结点与链，链与多边形等。 邻接——相同拓扑元素之间的关系。如结点与结点，链与链，面与

面等。邻接关系是借助于不同类型的拓扑元素描述的，如

面通过链而邻接。

在GIS的分析和应用功能中，还可能用到其它拓扑关系，如： 包含关系——面与其它拓扑元素之间的关系。如果点、线、面在该

面内，则称为被该面包含。如某省包含的湖泊、河流等。

几何关系——拓扑元素之间的距离关系。如拓扑元素之间距离不超

过某一半径的关系。

层次关系——相同拓扑元素之间的等级关系。如国家由省(自治区、

直辖市)组成，省(自治区、直辖市)由县组成等。

3、拓扑关系的表示

拓扑数据结构包括DIME(对偶独立地图编码法)、POLYVRT(多边形转换器)、TIGER(地理编码和参照系统的拓扑集成)等。它们共同的特点是:点是相互独立的，点连成线，线构成面。每条线始于起始结点(FN)，止于终止结点TN)，并与左右多边形(LP和RP)相邻接。构成多边形的线叉称为链段或弧段，两条以上的弧段相交的点称为结点，由一条弧段组成的多边形称为岛，多边形图中不含岛的多边形称为简单多边形，表示单连通区域;含岛区的多边形称为复合多边形，表示复连通区域。在复连通区域中，包括有外边界和内边界，岛区多边形看作是复连通区域的内边界，复连通区域的内边界多边形对应的区域含有平面上的无穷远虑。该数据结构的基本元素如图2-11所示。 在这种数据结构中，弧段或链段是数据组织的基本对象。弧段文件由弧段记录组成，每个弧段记录包括弧段标识码、FN、TN、LP和RP。结点文件由结点记录组成，包括每个结点的结点号、结点坐标及

与该结点连接的弧段标识码等。多边形文件由多边形记录组成，包括多边形标识码、组成该多边形的弧段标识码以及相关属性等。现以图2-11为例，列出拓扑数据结构的弧段文件格式(表2-5):

拓扑数据结构最重要的技术特征和贡献是具有拓扑编辑功能。这种拓扑编辑功能，不但保证数字化原始数据的自动查错编辑，而且可以自动形成封闭的多边形边界，为由各个单独存储的弧段组成所需要的各类多边形及建立空间数据库奠定基础。