第二章 DEM的数据组织与管理.ppt

第二章DEM的数据组织与管理2.1概述DEM数据设计基本原则2.2DEM数据模型：镶嵌数据模型2.2.1规则镶嵌数据模型2.2.1规则镶嵌数据模型2.2.1规则镶嵌数据模型2.2.2不规则镶嵌数据模型2.2.2不规则镶嵌数据模型2.3DEM数据结构2.3.1规则格网DEM数据结构Arcview的文本文件格式（2）行程编码结构
DEM行程编码的基本思路是：对于一幅DEM，常常在行(或列)方向上相邻的若干点具有相同的高程值，因而从第一列开始，在格网单元数值发生变化时依次记录该值以及重复的个数，应用时可利用重复个数恢复DEM矩阵。

行程编码方案实际上是一种栅格数据的压缩方案，能够有效的减少DEM数据存储量，特别是对平坦地区。
（3）块状编码结构
块状编码方案是行程编码方案从一维扩展到二维的情况，它采用方形区域作为记录单元，每个记录单元包括相邻的若干栅格。（4）四叉树结构
四叉树数据结构是一种对栅格数据的压缩编码方法。
基本思想是将一幅栅格数据层或图像等分为四个部分，逐块检查其格网属性值（或灰度）；如果某个子区的所有格网值都具有相同的值，则这个子区就不再继续分割，否则还要把这个子区分割为四个子区；这样依次分割，直到每个子块都只含有相同的属性值或灰度为止。2.3.2TIN结构TIN模型基本结构元素TIN文件组成TIN的数据结构类型TIN的面结构TIN的点结构TIN的点面结构TIN的边结构TIN的边面结构不规则三角网DEM的优点是：
能充分利用地貌的特征点和特征线，较好地表示复杂地形；
可根据不同的地形，选取合适的采样点数；
进行地形分析和绘制立体图也很方便。

其缺点是：由于数据结构复杂，因而不便于规范化管理，难以与矢量和栅格数据进行联合分析。格网DEM和TIN的对比2.3.3格网与不规则三角网结构混合结构由于特征线作为矢量数据具有比规则格网复杂得多的拓扑结构和属性内容，一般还是采用混合的数据结构分别进行处理。

当然也可以设计一个一体化的数据结构同时组织这些不同类型的数据，比如将所有矢量都栅格化。另外，考虑到混合结构将导致数据管理复杂化并降低数据检索的效率，根据研究区域的大小和软件性能，应用时常常将其实时地完全转换为TIN的数据结构。2.4DEM数据库管理
在一个关系数据库里最普通的对象是关系表，其他对象如索引、视图、序列、同义字和数据字典等都用来进行查询和数据存取。
表是基本的存储结构，是一个由若干行和列的数据元素组成的二维矩阵。
表的每一行包含了描述一个实体的所有信息，而其中的一列则表示这个实体的一个属性。
DEM数据库结构实质上是DEM的数据结构。对于TIN而言，一般是把三角形的顶点看作数据库中的基本实体，并在此基础上定义是三角形顶点、三角形边、三角形面之间的拓扑关系。
在DEM构建过程中，还有一类比较重要的数据，即地形特征数据，如地形断裂线、特殊边界线、山脊线、山谷线等，它们是高精度逼真再现地形的保证，同时也是信息复合的需要，一般在DEM数据库中也予以保留。它们的结构如下图所示。2.4.3DEM数据库数据组织

定义：DEM数据的管理和调度方式。
组织方式：“工程-工作区-图幅”
工程：是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二维划分是DEM数据采集、建立、操作和调度的基本单位，每一个图幅由若干行和若干列格网单元组成。
工作区：是当前感兴趣的研究区域，一般情况下工作区就是图幅，如果需要，也可将多个图幅定义为一个工作区。
图幅由坐标范围定义，通过记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。当一个工程具有不同的分辨率的DEM时，则形成细节层次模型（levelsoFDetailLOD）。图幅由坐标范围定义，例如，图幅H的范围是（270,120,280,130）。通过记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：
（1）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。
（2）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。DEM元数据2.4.5DEM数据库功能数据库的专业服务课后作业