地理信息系统第3章空间数据模型.pdf

第3章 空间数据模型 为了能够利用地理信息系统解决实际问题，首先要将复杂 的地理事物和现象简化和抽象到计算机中进行表示、处理 和分析。 本章从空间认知的角度讲述了对现实世界进行抽 象建模的过程，其结果就是空间数据模型 。 第3章 空间数据模型 1. 地理空间与空间抽象 2. 数据概念模型 3. 空间数据与空间关系 4. 空间逻辑数据模型 3.1地理空间与空间抽象 ◼ 3.1.1地理空间与空间实体 ◼ 地理空间 （Geographic Space）：是指地 球表面及近地表空间。 ◼ 地理空间实体：是对复杂地理事物和现象进 行简化抽象得到的结果，简称空间实体。 ◼ 它们典型特征是与一定的地理空间位置有关， 都具有一定的几何形态，分布状况以及彼此 之间的相互关系。 空间实体的基本特征 ◼ 1.空间位置特征 ，空间实体在一定的坐标系中的 空间位置或几何定位 ，包括空间实体的位置、大小、形 状和分布状况等。 ◼ 2.属性特征，是与空间实体相联系的、表征空间实 体本身性质的数据或数量 ，定性属性包括名称、类型、 特性等；定量属性包括数量、等级等。 ◼ 3.时间特征 ，是指空间实体随着时间变化而变化的 特性。 ◼ 4.空间关系特征 ，空间实体相互联系的特性就是空 间关系 ，包括拓扑关系 （topological spatial relation）、顺序 关系 （order spatial relation）和度量关系 （metric spatial relation）等。 3.1.2 空间认知和抽象 ◼ 数据模型是对现实世界进行认知、简化和 抽象表达，并将抽象结果组织成有用、能 反映形式世界真实状况数据集的桥梁，是 地理信息系统的基础。 3.1.2 空间认知和抽象 ◼ 概念模型是地理空间中地理事物与现象的抽象概 念集，是地理数据的语 释，从计算机系统的 角度来看，它是抽象的最 。 ◼ 逻辑数据模型是GIS描述概念数据模型中实体及 其关系的逻辑结构，是系统抽象的中间层。 ◼ 物理数据模型是概念数据模型在计算机内部具体 的 形式和操作机制，即在物理磁盘上如何存 放和存取，是系统抽象的最底层。 3.2 空间数据概念模型 ◼ 概念模型只能体现地理空间的某一方面 。 ◼ 目前地理空间数据的逻辑模型大体上分为三类， 即对象模型、网络模型和场模型。 3.2.1 对象模型 ◼ 对象模型，也称作要素模型，将研究的整个地理 空间看成一个空域，地理现象和空间实体作为独 立的对象分布在该空域中。 ◼ 对象模型强调地理空间中的单个地理现象。任何 现象，不论大小，只要能从概念上与其相邻的其 他现象分离开来，都可以被确定为一个对象。 ◼ 对象模型一般适合于对具有明确边界的地理现象 进行抽象建模 。 ◼ 一个空间要素必须同时符合三个条件： ◼ （1）可被标识； ◼ （2）在观察中的重要程度； ◼ （3）有明确的特征且可被描述。 点实体 •有位置，无宽度和长度； •抽象的点 佛罗里达洲 监测站2002年9月该洲 可能的500个 位置 线实体 •有长度，但无宽度和高度 •用来描述线状实体，通常在网络分析中使用较多 •度量实体距离 城市道路网分布 面实体 •具有长和宽的目标 •通常用来表示自然或人工的封闭多边形 •一般分为连续面和不连续面 中 地利用分布图 （不连续面） 空间对象：面 （续） 不连续变化曲面，如土壤、 森林、草原、土地利用等， 属性变化发生在边界上，面