矢量数据

数理科学领域术语

矢量数据是在直角坐标中，用x、y坐标表示地图图形或地理实体的位置和形状的数据。矢量数据一般通过记录坐标的方式来尽可能地将地理实体的空间位置表现得准确无误。

定义

计算机中以矢量结构存贮的内部数据。是跟踪式数字化仪的直接产物。在矢量数据结构中，点数据可直接用坐标值描述；线数据可用均匀或不均匀间隔的顺序坐标链来描述；面状数据（或多边形数据）可用边界线来描述。矢量数据的组织形式较为复杂，以弧段为基本逻辑单元，而每一弧段以两个或两个以上相交结点所限制，并为两个相邻多边形属性所描述。在计算机中，使用矢量数据具有存储量小，数据项之间拓扑关系可从点坐标链中提取某些特征而获得的优点。主要缺点是数据编辑、更新和处理软件较复杂。

简介

矢量又称为向量，是指既有大小又有方向的量。在力学中，矢量用来表达力的大小和方向，在物理学中称作矢量，在数学中称作向量。在数学直角坐标系中，通常用点位的坐标对表示图形。

矢量数据是计算机中以矢量结构存贮的内部数据，它是跟踪式数字化仪的直接产物。在矢量数据结构中，点数据可直接用坐标值描述；线数据可用均匀或不均匀间隔的顺序坐标链来描述；面状数据（或多边形数据）可用边界线来描述。

点用一个坐标对（x、y）或（x、y、z）来表示；线作为点之间的连线，用一系列坐标对来表达线的转折位置，在程序中依据点连接成线；多边形与线的区别是多边形是首尾相连的线，因此与线的表达方式相同，也用一系列转折位置的坐标表示，同时，其最后一个坐标与首点坐标相同。这样，用点、线、多边形构成的图形称为矢量图。

矢量数据是记录图形坐标特征点位置的数据。虽然线和面在数据形式上直观上看不出差别，实质上在数据内部，还是有区别的。对于多边形，要表达一个内部点，这个内部点作为多边形位置识别的标识，也作为多边形符号绘制的定位点。对于线，不存在内点问题。

矢量数据的组织形式较为复杂，以弧段为基本逻辑单元，而每一弧段以两个或两个以上相交结点所限制，并为两个相邻多边形属性所描述。在计算机中，使用矢量数据具有存储量小，数据项之间拓扑关系可从点坐标链中提取某些特征而获得的优点。主要缺点是数据编辑、更新和处理软件较复杂。

特点

1、用离散的线或点来描述地理现象及特征

点用来描述地图上的各种标志点，如监控点、居民点；线包括直线和曲线，曲线又包括一般曲线和封闭曲线，分别用来表示河流、道路及行政边界等，此外，还包括一些特殊曲线，如等高线；面用来描述一块连续的区域，如湖泊、林地、居民地等。

2、用拓扑关系来描述矢量数据之间的关系

在矢量数据系统中，常用几何信息描述空间几何位置，用拓扑信息来描述空间的相连、相邻及包含等关系，从而清楚地表达空间地物之间结构。

3、面向目标的操作

对矢量数据的操作，更多地面向目标，从而使精度高、数据冗余度小、运算量少，如对区域面积的计算和道路长度的量算，分别用计算区域多边形面积及道路长度而获得。这样直接根据目标几何形状用坐标值计算的方法，使计算精度大大提高。另外，由于矢量数据是以点坐标为基础来记录数据，不仅便于对图形放大、缩小，而且还便于将数据从一个投影系统转换到另一个投影系统。

4、数据结构复杂且难以同遥感数据结合

矢量数据系统不仅难以同DEM模型数据相结合，而且也难以同遥感数据相结合，从而限制了矢量数据系统的功能和效率。在目前基于矢量数据结构的地理信息系统中，为了解决同遥感结合的问题，往往是将矢量数据转换成栅格数据，再进行分析，然后，根据需要再转换回去。这是矢量数据结构在地理信息应用中的最大不足。

5、难以处理位置关系（如求交、包含等）

在矢量数据结构中，给出的是地物取样点坐标，判断地物的空间位置关系时，往往需要进行大量求交运算。例如，当已知某一土壤类型图和某一积温图，要叠置获取新分类图时，需进行多边形求交运算，组成新多边形，建立新的拓扑关系。因此，矢量数据结构解决这类问题是相当复杂的。

矢量

矢量又称“向量”。既有大小、又有方向的量。例如，力、速度、电场强度等物理量都是矢量。只有大小、没有方向的量称为标量。例如，距离、面积、温度等。

应用——矢量图

矢量图

计算机中显示的数字图像可以分为两大类——矢量图和位图。

矢量图使用直线和曲线来描述图形，这些图形的元素是一些点、线、矩形、多边形、圆和弧线等等，它们都是通过数学公式计算获得的。由于矢量图形可通过公式计算获得，所以矢量图形文件体积一般较小。矢量图形最大的优点是无论放大、缩小或旋转等不会失真。

矢量图像

也称为面向对象的图像或绘图图像，在数学上定义为一系列由线连接的点。矢量文件中的图形元素称为对象。每个对象都是一个自成一体的实体，它具有颜色、形状、轮廓、大小和屏幕位置等属性。既然每个对象都是一个自成一体的实体，就可以在维持它原有清晰度和弯曲度的同时，多次移动和改变它的属性，而不会影响图例中的其它对象。这些特征使基于矢量的程序特别适用于图例和三维建模，因为它们通常要求能创建和操作单个对象。基于矢量的绘图同分辨率无关。这意味着它们可以按最高分辨率显示到输出设备上。

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