矢量数据编码

4.3.2　矢量数据编码

矢量数据结构主要以点、线、面为单元来表现空间实体，矢量数据编码也是以点、线、面为单位进行存储。从点实体到面实体，实体构成要素逐步增多，空间表现形式和数据组织也越来越复杂。

1.点实体编码

点实体的数据组织和存储是数据管理的基本单元，也是矢量数据结构的组织方式之一。在空间信息表达中，点是空间上不能再分的地理实体，只有位置、没有大小，它是由单独的一对x，y坐标定位的地理或制图实体，既可以是具体的点，如地物点;也可以是抽象的点，如文本位置点或线段网络的结点等(图4-3)。

图4-3　点实体的矢量数据编码

在矢量数据结构中，除点实体的x，y坐标外还应存储其他一些与点实体有关的数据来描述点实体的类型、制图符号和显示要求等。例如，对于一个具有实际意义的点实体，矢量数据结构中将记录其在特定坐标系下的坐标和属性代码;如果点是一个与其他信息无关的符号，则记录该符号类型、大小、方向等有关信息;如果点是文本实体，则应记录字体类型、大小、排列方式、比例、方向以及与其他非图形属性的联系方式等信息，对其他类型的点实体也应做相应的处理。

2.线实体编码

线实体是由连续的直线段组成的曲线，它由一系列点组成，是n个坐标对的集合，可用坐标串(x₁y₁，x₂y₂，…，x_ny_n)来记录，组成曲线的x，y坐标数量越多，就越逼近于一条真正的曲线。线实体可以用来表示具有位置和长度几何特性的空间要素，如公路、水系、山脊线等，也包括符号线和多边形边界等线状实体。

在线实体编码中，一般包括位置、标识、显示符号及属性等信息。其中唯一标识码是系统排列序号;线标识码可以标识线的类型;起始点和终止点号可直接用坐标表示;显示信息是显示时线的粗细和颜色等信息;与线相联系的非几何属性可以直接存储于线文件中，也可单独存储，而由标识码连接查找。有时候，线实体可以通过某种形式表现，但其数据组织存储仍然按一般线实体方式进行，例如，有些线实体在其显示信息里指定其以虚线形式显示，则该线实体虽然没有以虚线形式存储，但仍可用虚线形式输出。

对线实体的组织编码，除了表现线实体的基本空间位置，有时还需要表现线实体的网络结构。线实体的网络结构是指线或链携带彼此互相连接的空间信息，而这种连接信息又是供水网、排水网和道路网分析中必不可少的信息。因此要在数据结构中建立指针系统才能让计算机在复杂的线网结构中逐线跟踪每一条线，指针系统包括结点指向线的指针，及每条线汇于结点处的角度等，从而完整地定义线网络的拓扑关系，因此，网络结构的表现往往以结点为基础，如建立道路网中每条道路之间连接关系必须记录结点及和其相连接线的信息。

另外，为了既节省存储空间，又较为精确地描绘一条曲线，可在线实体的记录中加入一个指示字，当启动显示程序时，这个指示字传递信息，要求程序运行数学内插函数(例如样条函数)来加密数据点且与原来的点匹配，于是在输出设备上能得到更加精确的曲线。

3.面实体编码

面实体也称为多边形或区域，在地理信息系统中是指一个任意形状、边界完全闭合的空间区域，是由一系列线段构成的且具有大小和周长几何特性的空间要素。它是描述地理空间信息的最重要的一类数据，一般不会形成像栅格结构那样的简单而标准的基本单元。在记录面状实体时，通常通过记录面状实体的边界来表现，而面状实体一般又可分为名称属性实体(如行政区划)及分类属性实体(如土地类型、植被分布等)两种形式。

多边形矢量编码，不但要表示位置和属性，更重要的是能表达区域的拓扑特征，如形状、邻域和层次结构等，地理分析要求的数据结构应能够记录每个多边形的邻域关系，其方法与记录线实体网的连接关系具有相似性。另外，“岛”或“洞”也是多边形关系中较难处理的问题，如湖中的小岛就是面状实体中的“洞”。由于多边形的运算复杂，多边形矢量编码比点和线实体矢量编码也更为复杂、更为重要。在此，根据面状实体在不同系统中的使用要求，将面状实体存储方式分为简单矢量数据表示法和拓扑矢量数据表示法两种。