地理信息系统的一个重要部分就是数据。从数据结构上来说,栅格数据结构是描述空间地理信息的最简单的结构,又称为网格结构(raster或grid cell)或象元结构(pixel)。栅格数据结构实际就是像元阵列,每个像元由行列确定它的位置。在栅格结构中,点用一个栅格单元表示;线状地物则用沿线走向的一组相邻栅格单元表示;面或区域用记有区域属性的相邻栅格单元的集合表示。任何以面状分布的对象(土地利用、土壤类型、地势起伏、环境污染等),都可以用栅格数据逼近表示。尽管目前已经有许多种栅格近似的空间连接算法,但空间连接运算的代价估计和查询优化仍然有待进一步研究。本课题在仔细研究目前多种空间数据库查询方法的基础上,提出了一种新的空间对象的近似—栅格近似。这种新的近似方法在MSQP中作为一种过滤器来处理空间连接,包括两种基本数据类型和它们之间不同的空间连接。论文提出了四色偏移栅格图(4CDRS—Four-Color Directional Raster Signature)。4CDRS实质就是将对象进行分段,判断分段与单元的相交类型。当分段与单元横向相交时,用水平单元类型来表示;当分段与单元纵向相交时,用垂直单元类型来表示;当分段与单元不相交时,用空单元类型来表示;而其余的分段与单元相交的情况,用不确定单元类型来表示。当计算一个4CDRS时,仅需要判断单元与对象相交的类型。因此,每一种单元类型都很快被计算,但仅有线类型这样的对象才可以用4CDRS来表示。4CDRS的优点是加快产生时间而且可以用于表示空间线对象。同时,可以用算法来评估这种数据结构的性能。分析了4CDRS单元格的基本类型,给出了4CDRS的生成算法和标度变化算法。最后,给出了基于4CDRS的空间连接测试算法。同时对其进行了分析实验,分析实验结果表明本文所提方法是有效的。