Chương 3.2 Cấu trúc dữ liệu

CHƯƠNG 3.2 CẤU TRÚC DỮ LIỆU GIS for Everyone TRƯỜNG ĐẠI HỌCBÁCH KHOA TP.HCM TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ (DITAGIS) Trình bày: LƯU ĐÌNH HIỆP Tel: (84-8)864 72 56 ext 5383 Email: hiepld_gis@hcmut.edu.vn BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN 1. GIỚI THIỆU 2. CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN 3. CẤU TRÚC DỮ LIỆU THUỘC TÍNH 4. MỘT SỐ ĐỊNH DẠNG DỮ LIỆU GIS 5. CHUYỂN ĐỔI ĐỊNH DẠNG DỮ LIỆU NỘI DUNG TRÌNH BÀY GIỚI THIỆU BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN 1. GIỚI THIỆU 2. CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN 3. CẤU TRÚC DỮ LIỆU THUỘC TÍNH 4. MỘT SỐ ĐỊNH DẠNG DỮ LIỆU GIS 5. CHUYỂN ĐỔI ĐỊNH DẠNG DỮ LIỆU NỘI DUNG TRÌNH BÀY GIỚI THIỆU HEÄ THOÁNG THOÂNG TIN ÑÒA LYÙ THEÁ GIÔÙI THÖÏC BAÛN ÑOÀ GIAÁY TÖ LIEÄU TREÂN GIAÁY BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN GIỚI THIỆU Thửa đất 1120 1121 1124 1123 200 Địa hình THẾ GIỚI THỰC Thủy hệ Giao thông - - Nhà  Tổ chức dữ liệu GIS BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN GIỚI THIỆU BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG K.GIAN  Các đối tượng không gian (spatial objects) khi biểu diễn bên trong máy tính được phân thành nhiều lớp. Thế giới thực (real world): chứa nhiều đối tượng không gian Lớp dữ liệu Layer; Coverage; Theme; Class Đối tượng Feature; Objects BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN GIỚI THIỆU  Dữ liệu GIS BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN GIỚI THIỆU  Dữ liệu GIS Dữ liệu thuộc tính Dữ liệu không gian BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN GIỚI THIỆU  Tổ chức dữ liệu GIS    Dữ liệu nền Dữ liệu chuyên đề Dữ liệu thuộc tính Dữ liệu không gian BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN GIỚI THIỆU BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN 1. GIỚI THIỆU 2. CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN 3. CẤU TRÚC DỮ LIỆU THUỘC TÍNH 4. MỘT SỐ ĐỊNH DẠNG DỮ LIỆU GIS 5. CHUYỂN ĐỔI ĐỊNH DẠNG DỮ LIỆU NỘI DUNG TRÌNH BÀY GIỚI THIỆU TOÅ CHÖÙC DÖÕ LIEÄU KHOÂNG GIAN • Döõ lieäu khoâng gian ñöôïc phaân chia thaønh nhieàu lôùp döïa treân thaønh phaàn, caáu truùc döõ lieäu vaø muïc ñích khai thaùc döõ lieäu Ñaát Soâng hoà     Ñòa vaät ñoäc laäp Giao thoâng Lôùp döõ lieäu Ñoái töôïng khoâng gian BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN MOÂ HÌNH VECTOR BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN Polygon CAÁU TRUÙC SPAGETTY BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN 1 2 A(x A ,y A ) B(x B ,y B ) (x 21 y 21 ) (x 22 y 22 ) (x 11 y 11 ) (x 12 y 12 ) Đối tượng Cấu trúc lưu trữ dữ liệu không gian Điểm A (xA, yA) Điểm B (xB, yB) Đoạn AB (xA, yA), (xB, yB) Đoạn A1B (xA, yA), (x11, y11), (x12, y12), (xB, yB) Đoạn A2B (xA, yA), (x21, y21), (x22, y22), (xB, yB) Vùng 1 (xA, yA), (x11, y11), (x12, y12), (xB, yB), (xA, yA) Vùng 2 (xA, yA), (x21, y21), (x22, y22), (xB, yB), (xA, yA) CAÁU TRUÙC TOPOLOGY  Cung laø ñôn vò sô caáp  Moãi cung ñöôïc xaùc ñònh bôûi hai nuùt (node)  Hai nuùt coù quy ñònh ñieåm ñaàu vaø ñieåm cuoái  Caùc ñieåm giöõa xaùc ñònh hình daïng cuûa cung goïi laø caùc ñænh (vertex) BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN CAÁU TRUÙC TOPOLOGY 0 10 30 20 40 50 60 70 0 70 40 30 60 50 20 10 A C B E D,a6,N5 a1 a2 a2 a3 a5 a7 a7 a7 a7 a2 a3 N2 N1 N3 N4 N6 BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN CAÁU TRUÙC TOPOLOGY 0 10 30 20 40 50 60 70 0 70 40 30 60 50 20 10 A C B E D,a6,N5 a1 a2 a2 a3 a5 a7 a7 a7 a7 a2 a3 N2 N1 N3 N4 N6 BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN MOÂ HÌNH RASTER BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN MOÂ HÌNH RASTER TOÅ CHÖÙC DÖÕ LIEÄU THEO MOÂ HÌNH RASTER BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN CAÁU TRUÙC DÖÕ LIEÄU RASTER BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN MOÂ HÌNH RASTER Döõ lieäu aûnh Döõ lieäu chuyeân ñeà CAÙC LOAÏI DÖÕ LIEÄU RASTER BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN MOÂ HÌNH RASTER MINH HOÏA DÖÕ LIEÄU RASTER BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN CAÁU TRUÙC DÖÕ LIEÄU RASTER BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN CAÁU TRUÙC DÖÕ LIEÄU RASTER ÑOÄ PHAÂN GIAÛI TREÂN DÖÕ LIEÄU RASTER BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN CAÁU TRUÙC DÖÕ LIEÄU RASTER Bieåu dieãn maõ run- length cuûa lôùp döõ lieäu aûnh raster hình beân: (10,A) (10,A) (4,A) (6,B) (3,A) (7,B) (4,D) (6,B) (5,D) (5,B) (5,D) (5,C) (5,D) (5,C) (5,D) (5,C) (5,D) (5,C). B 1 2 3 4 0 A B B A A A A 2 A A A A 1 A 6 A A 3 B B B A A 5 A 5 4 A A A A 8 7 0 B B A A A A 8 7 6 B 9 9 A A B A A B B B B B B B B B B B B B B D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C D D D D D Höôùng ñoïc caùc pixel theo maõ run-length LÖU TRÖÕ DÖÕ LIEÄU THEO PHÖÔNG PHAÙP MAÕ RUN-LENGTH BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN CAÁU TRUÙC DÖÕ LIEÄU RASTER LÖU TRÖÕ DÖÕ LIEÄU THEO PHÖÔNG PHAÙP MAÕ RUN-LENGTH BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN CAÁU TRUÙC DÖÕ LIEÄU RASTER LÖU TRÖÕ DÖÕ LIEÄU THEO PHÖÔNG PHAÙP MAÕ RUN-LENGTH BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN Morton (Z) Peano-Hilbert CAÁU TRUÙC DÖÕ LIEÄU RASTER LÖU TRÖÕ DÖÕ LIEÄU THEO PHÖÔNG PHAÙP CAÂY TÖÙ PHAÂN BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN (1,1) (1,2) (1,3) (2,1) (2,2) (3,1) (i,j) (1,1) (1,2) (1,3) (2,1) (2,2) (3,1) (i,j) (1,1) (1,2) (1,3) (2,1) (2,2) (3,1) (i,j) Band 1 Band 2 Band 3  Caáu truùc BSQ (Band Sequential). Band 1 Band 2 Band 3 Ñòa chæ cuûa Pixel: i: chæ soá doøng J: chæ soá pixel CAÁU TRUÙC DÖÕ LIEÄU RASTER CAÁU TRUÙC FULL RASTER BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN (1,1) (1,2) (1,3) (2,1) (2,2) (3,1) (i,j) (1,1) (1,2) (1,3) (2,1) (2,2) (3,1) (i,j) (1,1) (1,2) (1,3) (2,1) (2,2) (3,1) (i,j) Band 1 Band 2 Band 3  Caáu truùc BIL (Band Interleaved by Line) Band 1 Band 2 Band 3 Ñòa chæ cuûa Pixel: i: chæ soá doøng J: chæ soá pixel CAÁU TRUÙC DÖÕ LIEÄU RASTER CAÁU TRUÙC FULL RASTER BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN  Caáu truùc BIP (Band Interleaved by Pixel) (1,1) (2,1) (3,1) (1,2) (2,2) (1,3) (i,j) (1,1) (2,1) (3,1) (1,2) (2,2) (1,3) (i,j) (1,1) (1,2) (1,3) (1,2) (2,2) (1,3) (i,j) Band 1 Band 2 Band 3 Ñòa chæ cuûa Pixel: i: chæ soá doøng J: chæ soá pixel Band 1 2 3 CAÁU TRUÙC DÖÕ LIEÄU RASTER CAÁU TRUÙC FULL RASTER BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN SO SAÙNH MOÂ HÌNH RASTER - VECTOR  Coù caáu truùc döõ lieäu ñôn giaûn.  Caùc thuaät toaùn tính toaùn choàng gheùp ñöôïc thöïc hieän deã daøng vaø ñöôïc caøi ñaët höõu hieäu.  Moâ hình raster cho pheùp moâ taû chi tieát caùc bieán ñoåi khoâng gian coù taàn soá cao.  Coù theå söû duïng caùc thuaät toaùn xöû lyù aûnh ñeå thöïc hieän caùc baøi toaùn phaân tích trong khoâng gian.  Dung löôïng döõ lieäu lôùn ñoøi hoûi maùy tính coù caáu hình cao vaø thieát bò löu tröõ coù dung löôïng lôùn.  Khoù bieåu dieãn quan heä topology.  Caùc daïng ñöôøng neùt khoâng ñöôïc bieåu dieãn trôn maø bò gaáp khuùc. Ñieàu naày coù theå khaéc phuïc baèng caùch taêng ñoä phaân giaûi, nhöng buø laïi kích thöôùc teäp döõ lieäu gia taêng ñaùng keå.  Do dung löôïng döõ lieäu lôùn neân toác ñoä thöïc hieän caùc baøi toaùn phaân tích khoâng gian chaäm. ÖU ÑIEÅM KHUYEÁT ÑIEÅM BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN SO SAÙNH MOÂ HÌNH RASTER - VECTOR ÖU ÑIEÅM KHUYEÁT ÑIEÅM  Caáu truùc döõ lieäu phöùc taïp hôn nhieàu so vôùi caáu truùc raster.  Khoù caøi ñaët nhöõng thuaät toaùn choàng gheùp so vôùi caáu truùc raster.  Khoâng höõu hieäu trong tröôøng hôïp phaûi bieåu dieãn nhöõng thuoäc tính coù taàn khoâng gian cao.  Khoâng theå söû duïng caùc thuaät toaùn xöû lyù aûnh soá.  Dung löôïng döõ lieäu nhoû hôn nhieàu so vôùi moâ hình raster.  Coù theå maõ hoùa theo caáu truùc topology höõu hieäu vaø coù khaû naêng caøi ñaët nhöõng thuaät toaùn topology moät caùch höõu hieäu nhö phaân tích maïng.  Moâ hình vector thích hôïp cho vieäc söû duïng kyõ thuaät ñoà hoïa voán dó gaàn gioáng nhö veõ baûn ñoà giaáy.. BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN 1. GIỚI THIỆU 2. CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN 3. CẤU TRÚC DỮ LIỆU THUỘC TÍNH 4. MỘT SỐ ĐỊNH DẠNG DỮ LIỆU GIS 5. CHUYỂN ĐỔI ĐỊNH DẠNG DỮ LIỆU NỘI DUNG TRÌNH BÀY GIỚI THIỆU MOÂ TAÛ DÖÕ LIEÄU THUOÄC TÍNH  Döõ lieäu thuoäc tính laø moâ taû ñaëc ñieåm cuûa caùc ñoái töôïng ñòa lyù.  Döõ lieäu thuoäc tính trong caùc heä thoáng thoâng tin ñòa lyù ñeàu ñöôïc löu tröõ döôùi daïng baûng.  Moãi ñoái töôïng khoâng gian (ñieåm, ñöôøng, vuøng) töông öùng vôùi moät maåu tin (record) trong baûng thuoäc tính cuûa chuùng.  Caùc döõ lieäu thuoäc tính coù theå ñöôïc keát noái cuøng vôùi döõ lieäu khoâng gian hoaëc coù theå löu tröõ ñoäc laäp vôùi döõ lieäu khoâng gian. BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU THUỘC TÍNH MOÂ TAÛ DÖÕ LIEÄU THUOÄC TÍNH BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU THUỘC TÍNH MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU THUOÄC TÍNH  Moâ hình maïng  Moâ hình phaân caáp  Moâ hình quan heä Tröôøng Khoa Moân hoïc Giaûng vieân Sinh vieân Tröôøng Khoa Moân hoïc Giaûng vieân Sinh vieân Baûng ñaêng kyù Moâ hình phaân caáp Moâ hình maïng BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU THUỘC TÍNH MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU THUOÄC TÍNH Moâ hình quan heä BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU THUỘC TÍNH Moâ hình quan heä Döõ lieäu khoâng gian External table Attribute of layer LIEÂN KEÁT KHOÂNG GIAN-THUOÄC TÍNH MOÂ HÌNH VECTOR BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN LIEÂN KEÁT KHOÂNG GIAN-THUOÄC TÍNH MOÂ HÌNH RASTER BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN QUAÛN TRÒ CÔ SÔÛ DÖÕ LIEÄU Data file or P_GDB ArcView GIS Heä thoáng Desktop M_GDB ArcSDE ArcInfo ArcEditor ArcView GIS Heä thoáng nhieàu ngöôøi coäng taùc M_GDB ArcSDE ArcIMS Customize App. Browser ArcExplorer ArcInfo ArcEditor ArcView GIS Heä thoáng thöông maïi  Quaûn trò döõ lieäu khoâng gian  Quaûn trò döõ lieäu thuoäc tính  Lieân keát khoâng gian - thuoäc tính BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN CẤU TRÚC DỮ LIỆU THUỘC TÍNH BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN 1. GIỚI THIỆU 2. CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN 3. CẤU TRÚC DỮ LIỆU THUỘC TÍNH 4. MỘT SỐ ĐỊNH DẠNG DỮ LIỆU GIS 5. CHUYỂN ĐỔI ĐỊNH DẠNG DỮ LIỆU NỘI DUNG TRÌNH BÀY GIỚI THIỆU BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN 1. GIỚI THIỆU 2. CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN 3. CẤU TRÚC DỮ LIỆU THUỘC TÍNH 4. MỘT SỐ ĐỊNH DẠNG DỮ LIỆU GIS 5. CHUYỂN ĐỔI ĐỊNH DẠNG DỮ LIỆU NỘI DUNG TRÌNH BÀY GIỚI THIỆU GIS for Everyone TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ 1. Xaây döïng moâ hình döõ lieäu khoâng gian vaø caùc baûng Cung-Nuùt-Vuøng cho döõ lieäu ñöôïc moâ taû trong baûng sau: BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN BÀI TẬP 2. Xaây döïng döõ lieäu cung vaø caùc baûng Cung-Nuùt-Vuøng cho moâ hình döõ lieäu khoâng gian sau: BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN BÀI TẬP 3. .Moâ taû caáu truùc löu tröõ cuûa döõ lieäu raster döôùi ñaây theo phöông phaùp maõ run-length BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN BÀI TẬP 4. Söû duïng caây töù phaân ñeå bieåu dieãn döõ lieäu khoâng gian theo moâ hình raster sau: BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN BÀI TẬP 5. Lieät keâ moät soá ñònh daïng döõ lieäu maø Anh/Chò ñaõ bieát: Raster/Vector(Spagatty/Topology) BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN BÀI TẬP