地理信息系统中最基本的两种数据模型：矢量模型和栅格模型

地理信息系统中最基本的两种数据模型：矢量模型和栅格模型。

1.矢量模型

矢量数据采用一系列x，y位置来存储信息。基本矢量对象有三种：点、线和多边形（面），这些对象在ArcGIS中称之为要素（Feature）。点（Point）要素用于表示0唯独的对象（例如井或者采样点），线（Line）要素表示一维维度对象（如道路或者公共设施管道），多边形（Polygon）要素表示二维区域（如地块或者国家）。在所有这些情况下，要素都采用一个或更多x,y坐标位置进行表达，点由单个x,y坐标对所组成，线包括两对或更多对坐标（线的端点称为节点，每一个中间点称为拐点），多边形是定义闭合区域的一组拐点。

GIS通常将要素分组到成为要素类（Feature Class）的数据集，一个要素只能存储一种几何形状，可以包括点要素、线要素或者多边形要素，但是绝对不能包括这几种要素的组合。另外，要素类中的对象存储了关于它们的信息（例如名称或者人口数量），这种信息称为属性，存储在属性表（Attribute Table），如图二。没个要素对应于且只对应于表中的一行（记录），并且每一列为不同类型的信息。

图一：矢量数据

图二：属性表

要素类可以存储在几种不同的格式中，有些数据格式（如Shape文件）只包含一个要素类，而要素集能够包含以某种方式彼此关联到一起的多个要素类，例如名为“交通”的要素数据集可能会包含道路、红绿灯、铁路和隧道等要素类。

矢量数据模型优点很多。首先，它能够存储高精度的单一要素，如道路和地块。其次，在每个要素可存储的属性数量和类型方面，链接属性表提供了非常高的灵活性。第三，由于能够取得高度准确和详细的要素，适量模型非常适合于地图制作。一般来讲，存储相似信息矢量数据模型大约需要栅格数据模型十分之一的存储空间。最后，矢量模型非常适合于某些类型的分析问题，如确定周长和面积、探究要素的邻接特征及对网络流量进行建模等。

但是，矢量模型有一些先天缺陷。首先，在存储高程或降水量等持续变化的表面时，矢量模型显得有点力不从心。其次，在执行某些类型的分析时，采用矢量模型可能会耗费更多的时间。

2.栅格模型

栅格模型的优势在于简单，将空间数据表示为一系列像元（cell）或像素（Pixel）的小方格，每个像元具有表明一种属性的数字编码，整个栅格存储为一个数字阵列。

对于代表离散对象（道路、管线、土地利用多边形），采用栅格格式存储矢量要素的栅格有时称为离散栅格。但是，栅格的存储对象不仅限于要素，还可以存储地图数量，例如地球表面变化的数值或变量，例如数字高程模型可以存储高程值。像元未必与其周围的全部像元具有相同的高程，数值范围可以从一个像元平滑地过渡到另一个像元，从而形成连续的表面或区域，因此通常称之为连续栅格。

栅格数据集作为一系列行与列展布开来，每个像元有一个“地址”通过其在阵列中的位置进行标示，可以基于行列位置计算出各像元的坐标。

栅格模型弥补了矢量模型的某些缺陷，适合存储连续信息和快速变化的非连续信息，因为每个单位都拥有完全不同于相邻单元的数值，很多解释操作因而简单而快速。在分析工具的配备方面，栅格数据远超过矢量数据。

栅格数据的缺点主要有两方面。首先，与矢量数据相比，栅格数据必须要承受精度与存储空间超大之间的平衡协调。其次，栅格数据不能存储多个属性。对比而言，矢量文件能够为每个空间要素存储成百上千各属性值，并且能够更为有效地处理文本数据。

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