GIS的内部数据结构——矢量结构和栅格结构

GIS的内部数据结构——矢量结构和栅格结构

内部数据结构基本上可分为两大类：矢量结构和栅格结构（也可以称为矢量模型和栅格模型）两类结构都可用来描述地理实体的点、线、面三种基本类型。

矢量模型
在矢量模型中，现实世界的要素位置和范围可以采用点、线或面表达，与它们在地图上表示相似，每一个实体的位置是用它们在坐标参考系统中的空间位置（坐标）定义。地图空间中的每一位置都有唯一的坐标值。点、线和多边形用于表达不规则的地理实体在现实世界的状态（多边形是由若干直线围成的封闭区域的边界）。一条线可能表达一条道路，一个多边形可能表达一块林地等。矢量模型中的空间实体与要表达的现实世界中的空间实体具有一定的对应关系。

栅格模型
在栅格模型中，空间被规则地划分为栅格（通常为正方形）。地理实体的位置和状态是用它们占据的栅格的行、列来定义的。每个栅格的大小代表了定义的空间分辨率。由于位置是由栅格行列号定义的，所以特定的位置由距它最近的栅格记录决定。例如，某个区域被划分成10*10个栅格，那么仅能记录位于这10*10个栅格附近的物体的位置。栅格的值表达了这个位置上物体的类型或状态。采用栅格方法，空间被划分成大量规则格网，而且每个栅格取值可能不一样。空间单元是栅格，每一个栅格对应于一个特定的空间位置，如地表的一个区域，栅格的值表达了这个位置的状态。
与矢量模型不一样，栅格模型最小单元与它表达的真实世界空间实体没有直接的对应关系。栅格数据模型中的空间实体单元不是通常概念上理解的物体，它们只是彼此分离的栅格。例如，道路作为明晰的栅格是不存在的，栅格的值才表达了路是一个实体。道路是被具有道路属性值的一组栅格表达的，这条路不可能通过某一栅格实体被识别出来。

表7-2：矢量格式与栅格格式的比较
优点
缺点
矢量数据
1．数据结构紧凑、冗余度低
2．有利于网络和检索分析
3．图形显示质量好、精度高
1．数据结构复杂
2．多边形叠加分析比较困难
栅格数据
1．数据结构简单
2．便于空间分析和地表模拟
3．现势性较强
1．数据量大
2．投影转换比较复杂