矢量与栅格:GIS 空间数据类型之间的区别是什么?

空间数据类型:栅格与矢量

空间数据观察侧重于位置。

每一栋房子,每一棵树,每一座城市都有自己独特的经纬度坐标

GIS 中的两种主要空间数据类型是矢量数据和栅格数据。但是栅格数据和矢量数据有什么区别呢?

什么时候应该使用栅格特征,什么时候应该使用矢量特征?了解有关常用空间数据模型的更多信息。

矢量模型是点、线和多边形

矢量数据不是由像素网格组成的。相反,矢量图形由顶点和路径组成。

矢量数据的三种基本符号类型是点、线和多边形(面)。

由于制图师使用这些符号来表示地图中的真实世界要素,因此他们通常必须根据地图上的详细程度来做出决定。

点是XY坐标

点向量数据类型

矢量点只是 XY 坐标。通常,它们是具有空间参考框架的纬度和经度。

当要素太小而无法表示为多边形时,将使用点。

例如,您看不到全球范围内的城市边界线。在这种情况下,地图通常使用点来显示城市。

线连接顶点

矢量线将每个顶点与路径连接起来。基本上,您按照设定的顺序连接点,它变成一条矢量线,每个点代表一个顶点。

矢量数据类型行

线通常表示本质上是线性的特征。例如,地图将河流、道路和管道显示为矢量线。通常,繁忙的高速公路比废弃的道路有更粗的线条。

另一方面,网络是线数据集,但它们通常被认为是不同的。这是因为线性网络是拓扑连接的元素。它们由具有连通性的路口和转弯组成。

如果您要使用交通线路网络找到最佳路线,它将遵循既定规则。例如,它可以限制单行道上的转弯和移动。

多边形连接顶点并关闭路径

矢量数据类型多边形

当您以特定顺序连接一组顶点并将其关闭时,这现在是一个矢量多边形要素。创建多边形时,第一个和最后一个坐标对相同。

制图师使用多边形来显示边界,它们都有一个区域。例如,建筑占地面积为平方英尺,农田面积为面积。

栅格类型:离散与连续

栅格数据由像素(也称为网格单元)组成。它们通常是规则间隔和正方形的,但它们不是必须的。栅格通常看起来像素化,因为每个像素都有自己的值或类别。

例如:

卫星图像中的每个像素值都有一个红色、绿色和蓝色值。或者,高程图中的每个值代表一个特定的高度。它可以代表从降雨到土地覆盖的任何事物。

栅格模型对于存储连续变化的数据很有用。例如, 海拔表面、温度和铅污染。

栅格像元大小

栅格数据模型由两类组成——离散和连续。

离散栅格具有不同的值

离散栅格具有不同的主题或类别。例如,一个网格单元表示一种土地覆盖类别或一种土壤类型。

离散栅格

在离散栅格土地覆盖/利用地图中,您可以区分每个专题类别。每个类都可以在开始和结束的地方进行离散定义。

换句话说,每个土地覆盖单元都是可定义的,并且它填充了单元的整个区域。

离散数据通常由表示类别的整数组成。例如,值 1 可能代表城市地区,值 2 代表森林,等等。

连续栅格具有逐渐变化

连续栅格(非离散)是具有逐渐变化的数据(例如高程、温度或航空照片)的网格单元。

连续光栅

一个连续的光栅表面可以从一个固定的配准点导出。例如,数字高程模型使用海平面作为注册点。

每个单元格代表一个高于或低于海平面的值。作为另一个示例,方面单元格值具有固定方向,例如北、东、南或西。

现象可以沿着来自特定源的连续栅格逐渐变化。描绘漏油的光栅可以显示流体如何从高浓度移动到低浓度。在溢油源头,浓度较高,并随着距离的增加而向外扩散。

矢量数据的优点和缺点

使用矢量数据有什么好处?

因为矢量数据有顶点和路径,这意味着图形输出通常更美观。此外,它提供了更高的地理精度,因为数据不依赖于网格大小。

拓扑规则有助于矢量数据模型的数据完整性。不仅如此,网络分析和邻近运算都使用矢量数据结构。

使用矢量数据有什么缺点?

连续数据存储和显示为矢量很差。如果要将连续数据显示为矢量,则需要大量泛化。尽管拓扑对矢量数据很有用,但它通常是处理密集型的。任何功能编辑都需要更新拓扑。由于具有很多特征,向量操作算法很复杂。

你可知道?
意大利面条数据模型

意大利面条数据模型是第一个向 GIS 中的要素添加结构的概念模型。

这是一个简单的 GIS 模型,其中线可以交叉但不相交或拓扑没有属性。

栅格数据有什么优点?

栅格格式是卫星数据和其他遥感数据的数据模型。对于栅格位置,理解像元大小很简单。

具有栅格数据的地图代数通常快速且易于执行。总体而言,定量分析对于离散或连续栅格是直观的。

地图代数

栅格数据的缺点是什么?

因为单元格大小影响图形质量,所以它可以具有像素化的外观和感觉。举个例子,线性特征和路径很难显示。

您不能创建网络数据集或对栅格执行拓扑规则。此外,您没有栅格数据属性表的灵活性。

栅格数据集可能会变得非常大,因为它们记录图像中每个像元的值。随着分辨率的增加,单元格的大小会减小。但这是以处理速度和数据存储速度为代价的。

矢量与栅格:空间数据类型

您应该为地图使用哪种空间数据类型并不总是那么简单。

最后,这真的取决于制图师如何概念化他们地图上的特征。

  • 您要使用像素还是坐标?栅格数据使用像素。矢量数据由坐标组成。
  • 你的地图比例尺是多少?矢量可以将对象缩放到广告牌的大小。但是您无法通过栅格数据获得这种灵活性
  • 您对文件大小有限制吗?与具有相同现象和面积的矢量数据集相比,光栅文件的大小可能会更大。

在数据设计和概念化阶段,您必须考虑一些特性。

空间数据结构

空间数据类型提供计算机以数字形式重建空间数据所需的信息。

在光栅世界中,我们有代表真实世界特征的网格单元。在矢量世界中,我们有由顶点和路径组成的点、线和多边形。

矢量和栅格数据各有优缺点。

但不要出汗:

因为您可以将矢量转换为栅格。反之亦然。

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