摘要: 数据模型需要依赖一定的数据结构来实现，如果数据模型 只是停留在概念与逻辑阶段，难以通过一定的数据结构来 物理实现，这个数据模型一定是缺乏生命力的。事实上，数据建模的过程就是通过特定的计算机代码实现数据模型的 过程。GIS数据结构与其它信息系统数据结构不同之处在...
数据模型需要依赖一定的数据结构来实现，如果数据模型 只是停留在概念与逻辑阶段，难以通过一定的数据结构来 物理实现，这个数据模型一定是缺乏生命力的。事实上，数据建模的过程就是通过特定的计算机代码实现数据模型的 过程。GIS数据结构与其它信息系统数据结构不同之处在于 空间数据与时态数据的处理，由此需要设计不同的数据结构 来完成几何数据、专题数据、语义关系、拓扑关系及时态数据的表达。
数据结构的形式化定义：
DataStructure=（D,S）
其中是数据元素的有限集，S是D关系的有限集。
此定义中‘关系，描述的是数据元素之间的逻辑关系，因此上述定义又称为数据的逻辑结构。数据结构在计算机 中的表示称为数据的物理结构，又称存储结构。
空间数据结构是‘数据结构’概念在空间信息科学中的拓展，即空间数据结构是带有结构的空间数据单元的集合。
GIS空间数据建模中的4个基本要素是几何特征、语义特征、专题属性（包括时态属性）及空间关系。在空间数据结构中 可分别用几何数据结构与非几何数据结构来表达。通常谈到的 空间数据结构实际上只是几何数据结构。几何数据结构用以 表达几何特征的空间几何分布及相互之间的空间关系（集中在 拓扑关系上），而非几何数据结构用以表达特征的包括 时态在内的属性信息及其语义关系。
GIS几何数据结构可分为基于矢量的几何数据结构与基于 栅格的几何数据结构两种，分别介绍如下：
（1）基于矢量的几何数据结构
①面条结构 所有特征以x、y坐标串存贮，对交叉节点不做处理；
②简单弧一点结构 所有交叉弧段须分享同一点，但不存贮拓扑关系；
③层次结构 不显示存贮多边形之间关系，但可以推导出来；
④拓扑有向结构 最简单的拓扑数据结构，不做弧段索引，DIME采用此结构；
⑤拓扑复合结构 目前最普及的数据结构，其原型为POLYVRT结构。ARC/INFO与GENAMAP等采用此结构，与非几何数据结构中的网络结构类似；
⑥面向对象的结构 一些GIS软件平台可用面向对象的方法表达 复合多边形，如System9。但这样的复合信息一般存贮在属性数据库中。
（2）基于栅格的几何数据结构
①普通无结构 无索引元素值的矩阵；
②简单结构 通过行程编码、Morton码、方向码等对数据进行 压缩，IDRISI、ERDAS等采用此结构；
③嵌套结构 主要指四叉树结构；
④无规则结构 如Thiessen多边形与不规则三角网TIN等。
除此之外，近年来，矢量栅格一体化结构也取得了较快的发展。
