GIS的数据结构

以下整理自曾冰老师《区域经济分析与ArcGIS软件应用》一书。

地理信息系统的空间数据结构主要有矢量结构和栅格结构。

一、栅格数据

栅格结构是最简单最直观的空间数据结构，又称为网格结构或像元结构，是指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个像元或像素，由行、列号定义，并包含一个代码，表示该像素的属性类型或量值，或仅仅包含指向其属性记录的指针。遥感影像就属于典型的栅格结构，每个像元的数字表示影像的灰度等级。

二、矢量数据

矢量数据是面向地物的结构，即对于每一个具体的目标都直接赋有位置和属性信息以及目标之间的拓扑关系说明。矢量数据结构是通过记录坐标的方式来表示点、线、面等地理实体空间分布的一种数据组织方式。这种数据组织方式定位明显，属性隐含，能最好地逼近地理实体的空间分布特征，数据精度高，数据存储的冗余度低，便于进行地理实体的网络分析，但对于多层空间数据的叠合分析比较困难。

三、数据比较

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四、数据转换

在地理信息系统中栅格数据与矢量数据各具特点与适用性，为了在一个系统中可以兼容这两种数据，以便有利于进一步的分析处理，常常需要实现两种结构的转换。

1.栅格数据向矢量数据转换

栅格向矢量转换处理的目的有

• 将栅格数据分析的结果通过矢量绘图装置输出
• 数据压缩的需要，将大量的面状栅格数据转换为由少量数据表示的多边形边界

但是主要目的是为了能将自动扫描仪获取的栅格数据加入矢量形式的数据库。

由栅格数据可以转换为3种不同的矢量数据，分为点状、线状和面状的矢量数据。

操作步骤（以面数据为例）
地理处理→ArcToolbox→转换工具→由栅格转出→栅格转面

2.矢量数据向栅格数据转换

许多数据如行政边界、交通轴线、城市土地利用类型等都是用矢量数字化的方法输入计算机或以矢量的方式存在计算机中，表现为点、线、多边形数据。然而，矢量数据直接用于多种数据的复合分析等处理将比较复杂，特别是不同数据要在位置上一一配准，寻找交点并进行分析。相比之下利用栅格数据模式进行处理则容易得多。此外，如土地覆盖和土地利用等数据常常从遥感图像中获得，这些数据都是栅格数据，因此矢量数据与它们的叠置复合分析更需要把其从矢量数据的形式转变为栅格数据的形式。

操作步骤（以面数据为例）
地理处理→ArcToolbox→转换工具→转为栅格→要素转栅格

参考资料
《区域经济分析与ArcGIS软件应用》