Cấu trúc dữ liệu trong GIS

Ch­¬ng II
cÊu tróc d÷ liÖu trong GIS

Các vấn đề cơ bản

Các loại dữ liệu cơ bản của dữ liệu không
gian

Dữ liệu dạng Vector

Dữ liệu dạng Raster

So sánh hai loại cấu trúc Raster và Vector

Tỷ lệ và độ phân giải

Các loại dữ liệu cơ bản của dữ liệu không gian

Điểm: là đối tượng vô hướng, có vị trí trong không
gian. Là sự thể hiện hình học đơn giản nhất. Tuy nhiên
tỷ lệ của bản đồ có thể quyết định một đối tượng là
dạng điểm hay không.


Đường: là đối tượng
một chiều, có vị trí, có
chiều dài, ví dụ: sông,
suối, đường, ranh giới
hành chính, đường
điện, dây cáp, các loại

đường ống
Các loại dữ liệu cơ bản của dữ liệu không gian

Vùng: là đối tượng hai chiều, có vị trí, có chiều dài, và
có cả chiều rộng (hay có diện tích)
Các loại dữ liệu cơ bản của dữ liệu không gian

Có hai mô hình cơ bản để lưu trữ dữ liệu địa lý:
- Mô hình Vector
- Mô hình Raster
Mô hình Vector lưu trữ các cặp toạ độ
của các đối tượng.
Mô hình Raster sử dụng mạng lưới
của các ô hình vuông để thể hiện
các đối tượng của thế giới thực.
Dữ liệu trong GIS được tổ chức như thế nào?

Mô hình Vector
Kiểu Vị trí
Điểm 3,2
Đường 1,5; 3,5; 5,7; 8,8; 11,7
Vùng 5,3; 6,5; 7,4; 9,5; 11,3;
8,2; 5,3
Điểm: Được thể hiện bằng một cặp toạ độ
Đường: Được thể hiện bằng một chuỗi các cặp toạ độ
Vùng: Được thể hiện bằng một chuỗi các cặp toạ độ và cặp toạ độ đầu
và cặp toạ độ cuối trùng nhau.

Sự thể hiện dữ liệu dạng Vector
Mỗi điểm được thể hiện

bằng 1 cặp tọa độ
Mỗi đường thể hiện bằng 1
chuỗi các cặp tọa độ
Mỗi vùng được thể hiện
bằng 1 chuỗi các cặp tọa
độ, có cặp tọa đầu và cặp
tọa cuối trùng nhau.

Mô hình Raster

Dữ liệu trong mô hình Raster được tổ chức thành ma
trận các cell (ô).

Điểm: Được thể hiện bằng một pixel.

Đường: Được thể hiện bằng một chuỗi các pixel.

Vùng: Được thể hiện bằng một nhóm các pixel.

•
¶nh viÔn th¸m, ¶nh quÐt (scanner) lu«n ë d¹ng Raster
M« h×nh Raster

Pixell

Cell là một đơn vị
cơ bản cho một lớp
dạng Grid

Cell có hình vuông

Vị trí của cell được
xác định bằng số
dòng và số cột.


Mỗi cell được gán một giá
trị số

Những cell có giá trị giống
nhau mô tả cùng một đối tư
ợng.

Giá trị của cell có thể là số
nguyên, số thập phân hay là
không có giá trị (no data)
Pixell
1: Rừng
2: Nước
Số nguyên
Số thập phân
Giá trị về lượng mưa

KÝch th­íc pixel
•
Cell size 
Cell size represents the area covered by a single grid cell. All grid cells
are square and identical in size. Typical resolutions for grids projected
in metric coordinate systems are 30 meters (in other words, 30 meters
by 30 meters) or 100 meters. A detailed grid covering a small area may

have a resolution of 10 meters. A general grid covering a large area,
such as a state, may have a resolution of 1,000 meters. Unprojected
grids are measured in geographic coordinates, so they may have a
resolution such as 3 arc seconds by 3 arc seconds. Because each grid
cell holds a single value, cell size is a measure of how detailed data is. A
grid with a resolution of 30 meters holds one value for every 900 square
meters (30 x 30). A grid with a resolution of one kilometer holds one
value for every million square meters.

Thay ®æi kÝch th­íc cña pixel

Dữ liệu raster thể hiện được cả các giá trị rời rạc dạng số nguyên
và cả các giá trị liện tục dạng thập phân.
Các loại hình sử dụng đất
thể hiện các giá trị rời rạc
dạng số nguyên.
Độ cao thể hiện các giá trị
liên tục dạng thập phân.
Mô hình Raster


Dữ liệu trong mô hình Raster
luôn được lưu trữ trong một
bảng thuộc tính (VAT)

Mức độ khái quát hoá phụ
thuộc vào kích thước của pixel.

Sẽ bị mất thông tin nếu kích
thước của pixel lớn

Sẽ bị tốn dung lượng của bộ
nhớ nếu để kích thước của pixel
quá nhỏ.
Mô hình Raster

KÝch th­íc pixel :100m
DiÖn tÝch bao trïm bëi mét pixel:
100x100=10000
KÝch th­íc pixel :50m
DiÖn tÝch bao trïm bëi mét
pixel:
50x50=2500
M« h×nh Raster

D¹ng Vector, che phñ
diÖn tÝch 9000km2
KÝch th­íc file=21MB
D¹ng Raster,
KTPX=100m2
KÝch th­íc
file=8MB

Khi Phãng to
Vector
Raster

ChuyÓn ®æi d÷ liÖu
tõ d¹ng Vector sang
d¹ng Raster

ChuyÓn ®æi d÷ liÖu tõ
d¹ng Vector sang d¹ng
Raster

M« h×nh vector
•
D÷ liÖu ë d¹ng Vector ®­îc tæ chøc ë 2 m« h×nh:
–
M« h×nh Spagheti
–
M« h×nh quan hÖ kh«ng gian Topology

Mô hình dữ liệu Vector Spaghetti
- Là mô hình dữ liệu đơn giản, các đối tượng chỉ được lưu trữ
bằng các cặp toạ độ.
-
Thông tin về quan hệ không gian.
-
Thông tin thuộc tính.

Mô hình dữ liệu Vector Spaghetti
Không mô tả được mối quan hệ không gian giữa các đối
tượng, vì thế các phép phân tích, tính toán không gian
đều thực hiện khó khăn.
-
Đối với dữ liệu dạng vùng, đường ranh giới giữa 2 vùng
được ghi nhận 2 lần, mỗi lần cho một vùng.
-
ưu điểm của mô hình là đơn giản, dễ trình bày, biên

tập, in ấn...vì vậy vẫn được sử dụng rộng rãi để thành
lập bản đồ.
-
Phần mềm điển hình là Mapinfo.

Mô hình dữ liệu Vector Topology
- Mô hình dữ liệu Vector topology là một mô hình phức tạp, các
đối tượng được quản lý không chỉ bởi toạ độ mà còn bằng cả
mối quan hệ không gian giữa các đối tượng.
-
Mô hình dữ liệu Vector topology mô tả trọn vẹn các thông tin
của các đối tượng không gian bao gồm:
- Thông tin về vị trí không gian (Spatial data): Thông tin được
thể hiện theo mô hình vector, bằng các tọa độ mô tả vị trí,
hình dạng, đường biên của các đối tượng.
- Thông tin về quan hệ không gian (Relational Spatial data
Topology). Mô hình dữ liệu Topology thể hiện QHKG dưới 3
kiểu quan hệ là:
+ Liên thông với nhau: thể hiện dưới dạng file đường -
điểm nối (Arc-Node topology)
+ Kề nhau: thể hiện dưới dạng file mô tả đường bao
(Polygon-Arc topology)
+ Nằm trong nhau, phủ nhau.