地理空間數據為什麼要分層

❶ ARCGIS空間要素分層管理是什麼意思

不同軟體對於矢量數據的組織方式不同的。

對於ArcGIS而言，首先，數據需要按照不同幾何類型進行組織，即同一個數據，比如要素類或shapefile，裡面只能存儲一種幾何類型，要麼只存點，要麼只存線或面。

其次，對於都是線數據，不同類型的對象描述其特徵的屬性是不同的，那麼就需要分開來存儲。比如道路數據與河流都可以以線shp存儲，但是其屬性特徵不同，需要分層來管理，這就是要素的分層管理。

在ArcGIS中要素=圖形+屬性。

❷ gis中數據為何分層和如何分層

CAD制圖數據到GIS 數據的加工
一、現有基礎測繪數據的生產狀況：
基礎測繪數據成果的情況，取決於當時生產所採用的設備情況和當時的技術要求。設備包括硬體和軟體，當沒有電子設備和計算機軟硬體出現時，我們的成果只是一張白紙圖。後來出現了電子設備，也出現了計算機軟硬體，這時數據的成果很大程度上是取決於軟體。目前，我們正處於這樣的狀況。現在，在我們基礎測繪數據生產部門，一般使用兩種軟體，一種是CAD設計制圖軟體，如：AUTOCAD和MICROSTATION等，另一種是GIS軟體，如ARCINFO、MAPINFO等，實際上這兩種軟體從底層設計上，都不是為空間數據所設計，而且兩者有很大的差異。設計制圖軟體很注重於微觀的事物，他更多的是考慮制圖的精美，而很少考慮數據的結構化問題，他可以製作出精美的圖，但只是為了看而已，計算機如何記錄，如何分析，他沒有太多的考慮。而GIS軟體恰好相反，他比較注重於宏觀，他是要做宏觀的分析，要有好的拓撲結構，要為很多行業所應用，而沒有太多考慮精美製圖。故兩者都沒有辦法做到空間數據的制圖和GIS要求的統一。由於沒有一套在全世界都流行的專注於空間數據的軟體，因此，很多人只好把CAD設計制圖軟體拿來做二次開發，想盡辦法來適應空間數據的要求，尤其是GIS的要求。結果，在制圖方面沒有問題，在適應GIS方面，很難走下去，實現起來實在是困難，或著效率很低。但目前這是我們大部分城市基礎測繪數據生產部門的現狀。再加上，以前的要求也低，因此現在的基礎測繪數據，尤其是城市基礎測繪數據大部分還是一個制圖數據。
以上我們所談到，大部分城市基礎測繪數據目前還是處於一種初級的制圖數據。但隨著GIS技術的發展，許多部門如：土地、規劃、水利、交通、電力、電信等都開始廣泛的使用GIS技術，隨之而來的是對數據提出了更高的要求，基礎數據不但能夠制圖，而且能夠符合GIS的要求，做GIS應用。然而，我們現在大部分基礎數據生產部門還是不能提供GIS數據，因為沒有做從制圖數據到GIS數據的加工。因而，使用者只能自己去加工數據，要花費大量的人力、財力和時間。如某特大型城市防汛部門，花100萬元買了城市的基礎圖，又花了30多萬元進行數據加工，用了半年多的時間，而且數據更新時會更麻煩。單一家不要緊，然而要用到GIS數據的部門很多，每家都從基礎做起，都是些重復性的工作，這實在是社會資源的浪費，而且會在時間上耽誤很多工作。實際上，最需要做這個工作的是基礎數據生產部門，因為基礎數據生產部門只須做一次，應用部門就不會再做那麼多的重復性工作，大大節省資金和時間。對於基礎數據生產部門也有很大的好處，因為提供了非常好的數據，就會得到很多部門的認可，提高自己的知名度，更多的單位會購買，而且，可以提高一些價格，這客戶完全是會接受，會帶來很大的收益。我們可以把制圖數據看作是一個粗加工的產品，GIS數據看作是一個精加工的產品，往往精加工的產品會帶來更高的收益。現在城市基礎數據也不一定具有壟斷地位，很多城市，規劃、土地都有基礎數據，這也形成了一種競爭，那更需要提高數據產品的質量，有更強的競爭力。除了以上的原因，制圖數據加工成GIS數據也是為建立大型省級或城市基礎地理信息庫做前期的數據預備。因此，制圖數據向GIS 數據的加工，是基礎測繪數據生產部門迫切要做的事情，搶占這個先機，會帶來很大收獲。
很多對數據不是很了解的人認為，制圖數據到GIS數據是一個簡單的工作，他認為不就是一個數據格式轉換嗎？但實際上，這種理解是十分狹隘的，他提的是一個轉換，而我們提的是一種加工。這兩者有著很大區別，加工包括了數據轉換，更重要的是要根據要求做大量的編輯工作，這是因為GIS數據要求更為嚴格一些，因為他是要讓電腦利用數據去分析，必須要有嚴格的數據模型，而制圖只是人看看而已。在GIS數據中要求有代碼、有屬性、有嚴格的分層，實體要保持是一個整體，不能有不合理的懸掛點和偽節點，要構面、提取中心線等等嚴格的要求，因此他絕對不僅僅是一項數據轉化那樣簡單的工作。舉一個不太恰當的例子，但比較形象，對於GIS分析應用來說，制圖數據簡直就象是一堆垃圾，稱之為垃圾，是因為不經加工，他是沒有用的。數據轉化，似乎是給這堆垃圾換了一個地方，但他本質的東西還是沒有變化，還是沒有價值，只有給他做了回收，進行再加工，他才能變成有用的，GIS所要求的數據。具體來講：制圖數據到GIS數據加工主要要做以下工作：1、 數據格式轉換：由於受CAD制圖軟體和GIS軟體數據結構差異的影響，想直接在CAD軟體上加工GIS數據，非常困難，而且效率很低，一般是採用別的加工軟體。數據轉換首先是圖的轉換，這個比較簡單，一般都能轉過去，但要注重不能有丟失現象。假如CAD軟體中已經有了編碼（由於CAD軟體不支持編碼，故很多都把線形的編碼放在厚度值中或用線形等來表示，點符號用塊來表示），那要通過製作對照表，直接讓軟體把代碼轉換過來，按照新的方案，放入各自的層中。2、 進行圖形檢查、編輯處理，這主要有：① 檢查沒有代碼或代碼錯誤的地物，並處理② 檢查給錯層的地物，並處理③ 斷線的連接，如等高線、水系、道路等④ 電力線、通訊線等的連通⑤ 檢查懸掛點和偽節點，並處理⑥ 檢查是否有重點和重線、線條是否有自相交或打折，並處理⑦ 道路中心線的提取⑧ 構面的建築物要閉合⑨ 要構面的植被、水系等，周邊的線條所圍成的圖形不能「漏氣」⑩ 對於打散成基本圖元的圖形，要重新畫，假如軟體有矢量跟蹤提取的功能，進行矢量提取3、 錄入屬性或注記轉屬性GIS數據要求是有屬性的，可以通過人工錄入，也可以對那些已有的注記，如房屋的結構、層數，高程點的注記，通過注記轉屬性的方法，（假如軟體提供此功能）快速轉換。4、 屬性檢查：根據數據的要求，檢查屬性值，如屬性是否為空值，是否具有唯一性等。5、 拓撲構面 構面也是工作量比較大的工作，一般的是房屋、水系、植被構面，這里房屋、水系構面較為簡單，只要閉合就可以了。最難處理的是植被構面，因為植被是由不同層不同地物所圍成的，最傳統的方法是再畫一遍，這樣效率太低，好的軟體可以自動搜索周邊的線條，會自動拷貝一些構面輔助線到植被層，從而直接構面。6、 拓撲檢查檢查有沒有標識點，還是多於一個，並做處理；檢查小於一定面積的拓撲面，並做處理；檢查懸掛線，並做處理。7、 接邊為了能形成無縫的地圖，需要進行接邊。接邊的工作量也較大。不同的軟體效率差別很大，要選擇高效率的軟體。8、 根據後端數據的要求，進行轉換或入庫以上為一般的制圖數據到GIS數據加工的大致步驟，數據加工會因為標准要求不同，會在某些細節上有差別，但工作量的差別比較大。四、GEOWAY是制圖數據到GIS 數據加工的良好選擇
GEOWAY是由北京吉威數源信息技術有限公司經過多年的積累在GEOSCAN（國內聞名的掃描矢量化軟體）基礎上開發的一套空間數據生產、加工軟體。此套軟體從底層結構上就專門為空間數據而設計，綜合考慮了空間數據的制圖和GIS應用，吸取了CAD軟體、GIS軟體的優點，實現了一套數據，既可以做GIS應用，又可以製作精美的國家標准圖和專題圖的雙重用途，解決了空間數據面臨的一個巨大難題。 制圖數據到GIS 數據加工是GEOWAY軟體其中的一項功能，他的主要優勢表現在以下幾個方面：1、 GEOWAY有非常強的數據交換能力：GEOWAY不但可以和AUTOCAD（DXF）、MICROSTATION（DGN）、ARCINFO（E00）、ARCVIEW（SHP）、MAPINFO（MIF）、中國空間數據交換格式（VCT）、JX4（VTR）、VirtuoZo（XYZ）等常用數據格式進行圖形無損交換，而且可以利用對照表，實現代碼和屬性的無損交換，這為數據加工奠定了一個良好的基礎。2、 GEOWAY有很好的矢量跟蹤能力： GEOWAY可以用矢量跟蹤的方法把碎化的點、線符號快速提取出來，並賦予代碼和屬性，再不需要人工重新去畫，大大提高工作效率。3、 GEOWAY有非常強大的編輯功能：GEOWAY的編輯功能是經過多年大量實踐，而專門針對空間數據設計出來的，具有人性化和高效性。如等高線的連接，他不是簡單的把兩條線按距離連接起來，這樣一方面可能會連錯，把高程不同的連在一起，另外也不符合等高線是按高程點內插出來的弧線的要求。GEOWAY的做法是用構TIN的辦法，把等高線反演出來，實現正確連接。4、 GEOWAY有非常強大的質檢和處理能力：質檢，以前的辦法是通過人工來檢查，這種檢查只適用於制圖數據的檢查，而且非常費時，對於GIS數據，這種辦法在很多時候不能解決問題，如：屬性、拓撲、重線、重點、偽節點等的檢查 。 GEOWAY 提供了強大的軟體質檢功能，檢查的項目有很多：對圖形的有：自相交和打折、兩線相交、重線和重點、懸掛點和偽節點等;對屬性的檢查有：唯一性、長度、面積、高程、屬性內容、空值等；對拓撲的檢查有：標識點、拓撲面、懸掛線等；還有的檢查有：等高線、凹地高程、編碼、點線矛盾等。除了高效的檢查出問題，還提供了批處理和人工交互的方法來快速處理這些問題。5、 GEOWAY可方便地實現注記轉屬性和屬性轉注記： 很多GIS要求的簡單屬性，如高程、建築物結構和層數等，都在制圖數據中的注記就有，假如我們把這些屬性再重新人工錄入一遍，那工作量之大可想而知。GEOWAY引入注記轉屬性的功能，經過一些設置，軟體會自動把那些注記轉到屬性中。另外，假如錄入了屬性，也可以把他轉為注記。6、 GEOWAY有很好的拓撲構面功能：現在大家公認的最好的拓撲結構就是：ESRI公司ARCGIS的拓撲結構，採用弧段的方式。GEOWAY的拓撲結構也是採用這一方法。此法構面工作量小，而且不是填充面，是真正的拓撲面。對較難的植被構面，GEOWAY提供了自動搜索邊界，自動添加輔助線構面的功能。7、 GEOWAY有很好的接邊功能：GEOWAY可實現多圖幅同時帶屬性約束的智能接邊，可以實時對接邊對象進行編輯和處理。

❸ 為什麼地理數據的表達過程需要概念,邏輯和物理三個不同層次

地理信息系統是以數字形式表達的現實世界，是對特定地理環境的抽象和綜合性表達。在現實世界與數字世界轉換過程中，數據模型起著極其重要的作用。對現實世界進行抽象和綜合後，首先必須選擇一數據模型來對其進行數據組織，然後選擇相應的數據結構和相應的存儲結構，將現實世界對應?
地理信息系統是以數字形式表達的現實世界，是對特定地理環境的抽象和綜合性表達。在現實世界與數字世界轉換過程中，數據模型起著極其重要的作用。對現實世界進行抽象和綜合後，首先必須選擇一數據模型來對其進行數據組織，然後選擇相應的數據結構和相應的存儲結構，將現實世界對應的信息映射為實際存儲的比特數據。
一般而言，GIS空間數據模型由概念數據模型、邏輯數據模型和物理數據模型三個不同的層次組成。其中概念數據模型是關於實體和實體間聯系的抽象概念集，邏輯數據模型表達概念模型中數據實體（或記錄）及其間關系，而物理數據模型則描述數據在計算機中的物理組織、存儲路徑和資料庫結構。

❹ 地理信息系統的數據存儲採用「分層」技術，廣泛應用於地理學研究。下圖提供了我國某區域的地理位置、河流