栅格结构与矢量结构的比较

栅格结构与矢量结构似乎是两种截然不同的空间数据结构，栅格结构“属性明显、位置隐含”，而矢量结构“位置明显、属性隐含”，栅格数据操作总的来说比较容易实现，尤其 是作为斑块图件的表示更易于为人们接受；而矢量数据操作则比较复杂，许多分析操作（如两张地图的覆盖操作，点或线状地物的邻域搜索等）用矢量结构实现十分困难，矢量结 构表达线状地物是比较直观的，而面状地物则是通过对边界的描述而表达。无论哪种结构，数据精度和数据量都是一对矛盾，要提高精度，栅格结构需要更多的栅格单元，而矢量 结构则需记录更多的线段结点。一般来说，栅格结构只是矢量结构在某种程度上的一种近似，如果要使栅格结构描述的图件取得与矢量结构同样的精度，甚至仅仅在量值上接近，则数据也要比后者大得多。

栅格结构在某些操作上比矢量结构更有效更易于实现，如按空间坐标位置的搜索，对于栅格结构是极为方便的，而对矢量结构则搜索时间要长得多；在给定区域内的统计指标运算 ，包括计算多边形形状、面积、线密度、点密度，栅格结构可以很快算得结果，而采用矢量结构则由于所在区域边界限制条件难以提取而降低效率，对于给定范围的开窗、缩放栅 格结构也比矢量结构优越；

另一方面，矢量结构用于拓扑关系的搜索则更为高效，即诸如计算多边形形状搜索邻域、层次信息等；对于网络信息只有矢量结构才能完全描述；矢量 结构在计算精度与数据量方面的优势也是矢量结构比栅格结构受到欢迎的原因之一，假设坐标精度要求为万分之一，即5位数字，采用矢量结构需记录40个 结点，每个结点用两个双字节整数记录x、y坐标，加上对其他说明信息的描述，200个字节足够了，而若用基本栅格记录，则需10000*10000=108个字节，即 使采用单字节记录栅格代码（不超过255），也需约五百万个字节，当然实际图形的矢量结构记录采点一般要比图7-10密得多，但数据量仍大大少于栅格结构的数据量。

栅格结构除了可使大量的空间分析模型得以容易实现之外，还具有以下两个特点：

（1）易于与遥感相结合。遥感影像是以象元为单位的栅格结构，可以直接将原始数据或经过处 理的影像数据纳入栅格结构的地理信息系统。

（2）易于信息共享。目前还没有一种公认的矢量结构地图数据记录格式，而不经压缩编码的栅格格式即整数型数据库阵列则易于为 大多数程序设计人员和用户理解和使用，因此以栅格数据为基础进行信息共享的数据交流较为实用。

许多实践证明，栅格结构和矢量结构在表示空间数据上可以是同样有效的，对于一个GIS软件，较为理想的方案是采用两种数据结构，即栅格结构与矢量结构并存，对于提高地 理信息系统的空间分辨率、数据压缩率和增强系统分析、输入输出的灵活性十分重要。两种格式的比较如下：

• 优点

矢量数据

1. 数据结构紧凑、冗余度低

2. 有利于网络和检索分析

3. 图形显示质量好、精度高

栅格数据

1. 数据结构简单

2. 便于空间分析和地表模拟

3. 现势性较强

• 缺点

矢量数据

1. 数据结构复杂

2. 多边形叠加分析比较困难

栅格数据

1. 数据量大

2. 投影转换比较复杂