数字高程模型第二讲DEM数据组织与管理分析报告.ppt

2. DEM数据库的数据组织 DEM数据库组织指DEM数据的管理和调度方式：一般在水平方向上将同一尺度的DEM数据划分为一系列的块，在垂直方向上将不同尺度DEM分层组织（不同分辨率）。 “工程—工作区—图幅”的层次结构索引模式是当前GIS空间数据库数据组织的一种常用方法。 工程指一个区域内的全部DEM数据； 图幅是按照一定规则对研究区域进行的二维划分，是DEM数据采集、建立、操作和调度的基本单位，每个图幅由若干行、列格网单元组成； 工作区是当前感兴趣的研究区，一般工作区就是图幅，多个图幅也可合并为一个工作区。 图幅由坐标范围定义，例如，图幅H 的范围是（270，120，280，130）。通过纪录每一个图幅范围的空间索引文件（工作区范围通过图幅范围确定），即可建立工程与工作区、图幅之间的联系，用户可以在工程界面下，确定整个工程内任意一点的DEM 值，也可在工程内开窗、放大、漫游、查询、分析和制图。在工程-工作区-图幅层次结构空间索引下，可保证DEM 数据的快速查询和无缝浏览。 上述空间索引模式对格网DEM 是非常适合的，但对TIN 而言，要注意两点： 一是由于TIN 的每个图幅区域的边界不规则，为避免相邻图幅之间的接边问题，一般在进行数据分幅时，各个图幅之间要有一定的重叠度； 二是TIN 的不规则性，为快速对点所在三角形进行定位，有必要在图幅内建立TIN 的空间索引，常用的如链表+头指针、四叉树等。 3. DEM数据库系统功能 数据库关系系统是为访问数据库提供的软件系统，负责维护所有数据必须的特性。 数据库管理系统的基本服务功能有： 1）数据库管理：包括控制整个数据库系统的运行，控制用户的并发性访问，执行对数据库的安全、保密、完整性检验、实施对数据的录入、编辑、检索等操作。 2）数据库维护：包括数据库的初始录入/建立，运行时工作日志，监视数据库性能，在性能低下时重新组织数据库，发生故障时恢复数据库等。 3）数据通信：负责处理数据的流动和调度。 DEM数据库管理系统一般包括DEM数据库、元数据库矢量数据库（地形特征数据：断裂线、特殊边界线、山脊线、山谷线等） 。 数据库管理系统的逻辑结构 数字高程模型 第二章 DEM数据组织与管理 2.1概述 ● 数字高程模型是地形曲面的数字化表达，也就是说，DEM是在计算机存储介质上科学、真实地描述、表达和模拟地形曲面实体，因此它的建立实际上是一种地形数据的建模过程。　　● DEM的建立首先要对地形曲面进行抽象、总结和提炼，形成高度概括的地形曲面数据模型，然后在此数据模型基础上，将观测数据按照一定的结构组织在一起，形成对数据模型的表述，最后借助计算机实现数据管理和地形重建。　　● 按一定结构组织在一起的地形数据，一般通过数据库进行管理和调度（当然小范围的数据也可采用文件形式进行管理）。 ● DEM数据设计一般遵循以下的基本原则：　　①适用性，满足主要用户的需求，并充分兼顾潜在用户的需求；　　②运行性，快速显示和查询，保持正常运行，可以及时提供数据产品；　　③更新性，能对数据库中的数据进行增加、修改和删除，方便地扩充和进行数据更新；　　④相关性，保证与其他基础地理信息产品的相关性，使数据库在数学基础、坐标系统以及产品一致性方面相关； ⑤相容性，与其他类型数据库系统兼容，可以共享或相互交换数据；　　⑥先进性，采用科学的技术手段，使系统保持一定的先进性；　　⑦高质量，与原始资料一致，数据质量可靠，数据标准、规范；　　⑧完备性，除了基本的数据体外，有完备的元数据内容；　　⑨安全性，有严密的权限控制机制。 2.2? DEM数据模型 GIS的空间数据模型从认知角度讲有三类：基于对象的模型、基于网络的模型和基于场的模型；从表达上讲有矢量数据模型、镶嵌数据模型（栅格数据模型）和组合数据模型。数字高程模型主要刻画具有连续变化的空间对象，因此属于基于场的镶嵌数据模型。 2.2.1镶嵌数据模型 ● 镶嵌数据模型（Tessellation model）源于这样的思想：空间对象可用相互连接在一起的网络来覆盖和逼近，或者说用在二维区域上的网络划分来覆盖整个研究区域。 　　● 镶嵌数据模型特别适合于对三维离散空间数据的表达，以及对具有连续变化的空间对象的模拟。网络的特征参数包括网格尺寸、形状、方位等，对同一地理现象可以由若干不同的尺度、不同的聚分性网络来覆盖。　　● 镶嵌数据模型按照网格形状可分为规则镶嵌数据模型和不规则镶嵌数据模型，镶嵌模型的典型应用是地形曲面模拟，即数字高程模型，其中基于正方形网络的镶嵌数据模型为栅格DEM，而基于不规则镶嵌数据模型为不规则三角网DEM。 2.2.2规则镶嵌数据模型