空間數據是指用來表示空間實體的位置、形狀、大小及其分布特徵諸多方面信息的數據，它是數據的一種特殊類型，用點、線、面以及實體等基本空間數據結構來表示人們賴以生存的自然世界。空間數據轉換時將空間數據從一種表示形式轉變為另一種表示形式的過程。
基本介紹
- 中文名：空間數據轉換
- 外文名：spatial data transfer
- 學科：測繪學
- 數據結構：點、線、面以及實體
- 信息：位置、形狀、大小等
- 特徵：空間性、抽象性、多時空性等
簡介,空間數據的特徵,空間數據的拓撲關係,空間數據轉換方法選擇,總結,
簡介
空間數據是指用來表示空間實體的位置、形狀、大小及其分布特徵諸多方面信息的數據，它是數據的一種特殊類型，用點、線、面以及實體等基本空間數據結構來表示人們賴以生存的自然世界。
地理信息系統(GIS)主要處理那些直接、間接與地理空間位置的分布、時間的發展相關的自然、經濟與人文等方面的物體、事實、事件、現象和過程的地理空間信息數據，即地理實體的空間特徵和屬性特徵的數字描述。地理實體的空間特徵表現為地理實體的幾何(定位)特徵(地理實體的位置、形狀、大小及其分布特徵)和實體間的空間關係;地理實體的屬性(定性)特徵表現為實體的數量特徵、質量特徵和時間特徵。定位是指一個已知的坐標系裡空間目標都具有唯一的空間位置;定性是指有關空間目標的自然屬性，它伴隨著目標地理位置;時間是指空間目標是隨時間的變化而變化的。根據地理實體數字描述的不同方式，空間數據可分為矢量數據和柵格數據。這些數據區別於計算機輔助設計中的其他空間數據。
隨著信息技術以及GIS自身的發展，GIS已經從純粹的地學技術系統的圈子跳了出來，正在和IT行業完全融合，人們對空間信息的需求也越來越多。目前，地理信息系統已走向完全以純關係數據存儲和管理空間數據的發展道路。由於地理信息系統處理的數據對象是空間對象，有很強的時空特性，獲取數據的手段複雜多樣，這就會形成多種格式的原始數據，再加上地理信息套用系統長時間處於以具體項目為中心孤立發展狀態中，很多地理信息系統軟體都有自己的數據格式，地理信息要作為公共基礎信息廣泛發布與使用，必須真正實現共享，解決地理信息數據多格式、多源數據集成等瓶頸問題。
空間數據的特徵
空間數據除了具有一般數據的基本特徵之外，還具有一些區別於其他數據的特性。構成空間數據的特徵主要有:
(1)空間性
這是空間數據最主要的特性。空間數據描述了空間物體的位置、形態，甚至需要描述物體的空間拓撲關係。例如描述一條河流，一般數據側重於河流的流域面積，水流量，枯水期等。而空間數據則側重於河流的位置、長度、發源地等和空間位置有關的信息。複雜一點的還要處理河流與流域內城市間的距離、方位等空間關係。空間性是空間數據區別於其他數據的標誌特徵。
(2)抽象性
空間數據描述的是現實世界中的地物和地貌特徵，非常複雜，必須經過抽象處理。不同主題的空間資料庫，人們所關心的內容也有差別。所以空間數據的抽象性還包括人為地取捨數據。抽象性還使數據產生多語義問題。在不同的抽象中，同一自然地物的表示可能會有不同的語義。如河流既可以被表示為水系要素，如果它與境界共線還可以被表示為行政邊界，如省界，縣界等。
(3)多尺度與多態性
不同的觀察尺度具有不同的比例尺和不同的精度，同一地物在不同的情況下就會有形態差異。最典型的例子有:就形態而言，任何城市在地理空間中都占據著一定範圍的區域，因此可以認為它是面狀地物，但在比例尺比較小的空間資料庫中，城市是作為點狀地物來處理的。
(4)多時空性
地理信息系統中的空間數據具有很強的時空特性。一個地理信息系統中的數據源既有同一時間不同空間的數據系列;也有同一空間不同時間序列的數據。不僅如此，地理信息系統會根據系統需要而採用不同尺度對地理空間進行表達。地理信息系統中的空間數據是包括不同時空和不同尺度的數據源的集成。
(5)廣度性與連續性
空間數據在實際具體套用中，都是對一定區域或者一定時期內實體要素的數據採集，數據只有具有一定的分布廣度和連續性，這樣才具有實際套用的價值和基礎。
(6)海量性與標準化
空間數據是對實體要素的數字表述，不但包括位置信息還包括屬性信息，如一幢房屋的描述包括房屋的坐落(或坐標)、房屋的面積大小、房屋的層數、房屋的建造材質、房屋的隸屬單位、房屋的擁有人、使用人等大量信息，若要對一個城市、一個國家甚至於全球範圍內的所有房屋進行數據採集，數據量肯定很大，這些龐大的數據稱為海量數據。為了有效地管理使用空間數據，將其分類通過編碼科學地組織起來，也就是空間數據的標準化。
空間數據的拓撲關係
在地理信息系統中，不但要描述實體的空間位置、形狀、大小和其它所具有的屬性，還要反映實體與實體之間的相互空間關係，即拓撲關係。拓撲關係是指滿足拓撲幾何學原理的各空間數據間的相互關係，是明確定義空間關係的一種數學方法。
拓撲關係主要包括:鄰接關係、關聯關係和包含關係。
(1)鄰接關係:用以表示空間圖形中同類元素之間的拓撲關係，包括結點與結點、線與線以及面與面的鄰接關係，分別存在於同一弧段上相鄰的結點之間、具有公共結點的弧段之間、具有公共弧段的面之間。
(2)關聯關係:用以表示空間圖形中不同類型元素之間的拓撲關係，包括結點與弧段、弧段與面之間的關聯關係。
(3)包含關係:用以表示空間圖形中面中包含其它的點、線或面的關係。不需要各實體的具體位置信息，依據拓撲關係就可以確定實體之間相對空間位置。 拓撲關係不會受到投影關係、比例尺發生變化帶來的影響，總能反映實體之間的相對位置，較幾何數據有更大的穩定性。
二維矢量數據模型中，點、線、面是基本要素，點、線、面之間的關係，代表了空間實體之間的位置關係，其可能存在的空間關係有:點一點，點一線，點一面，線一線，線一面，面一面等多種形式，而每一種形式的空間關係又包含更多的子形式。
空間數據轉換方法選擇
(1) VCT格式和Shape格式的數據模型不同，對地理實體的描述也不一致。如果採用外部數據交換的方法進行轉換，轉換後的數據就不能準確地表達原數據的信息，會造成數據信息丟失，還會造成空間數據精度損失等其他問題。
(2)國家空間數據交換格式標準方法剛剛出台，本身還有很多問題沒有解決，而且經過驗證目前用這種轉換方法並不是太好。
(3)空間數據共享和互操作還處於起步階段，通用轉換工具FME轉換軟體價格太高，完全使用數據互操作模式和數據共享平台也是不現實的。
因此，經過考慮本文選用了直接數據轉換方法來解決VCT格式到Shape格式的數據轉換問題。以VCT為開發平台，採用ETL的技術方法，利用MapObjects組件將VCT檔案轉換為Shape檔案格式，並進行了轉換程式的編制。
總結
通過研究，得出幾點結論:
(1)要在地理信息系統建設中，能夠儘可能地節約時間、人力、物力，使用有效和快捷的數據格式交換方法對目前存在的地理信息數據進行處理是必需的。
(2)兩種數據在數據組織、數據結構等方面存在差異，在轉換前要對VCT檔案進行有效的組織和管理。也可在項目開展之前制定好一定範圍內的相關標準，包括軟體平台的選擇和數據格式的統一，儘可能避免數據轉換帶來的數據誤差。
(3)為儘量保持數據轉換前後的一致性，要及時檢查和糾正數據轉換後所出現的錯誤，修復丟失的信息，減少數據轉換造成的錯誤。
(4)實現不同GIS軟體的不同格式數據的完全轉換是複雜和困難的，而且目前的數據轉換方法都有其不足之處和需要完善的地方，對於轉換方法的選擇要以實際的情況來決定。
