最新第3章空间数据模型资料教学讲义PPT课件.ppt

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1、第3章空间数据模型资料主要内容地理空间与空间抽象空间数据概念模型空间数据与空间关系空间数据逻辑模型地理空间与空间抽象地理空间与空间实体地理空间（GeographicSpace）是指地球表面及近地表空间，是地球上大气圈、水圈、生物圈、岩石圈和土壤圈交互作用的区域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空间实体的特征与地理空间位置有关，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位置特征属性特征时间特征空间关系地理空间与空间实体空间关系特征在地理空间中，空间实体一般都不是独立存在的，而是相互之间存在着密切的联系，这种相互联系的特性就是空间关系空间关系分类拓扑关系（topo

2、logicalspatialrelation）顺序关系（orderspatialrelation）度量关系（metricspatialrelation）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首先对地理事物进行观察，认知其类型、特征、行为和关系，再对它进行分析、判别归类、简化、抽象和综合取舍概念模型是地理空间中地理事物与现象的抽象概念集，是地理数据的语义解释，从计算机系统的角度来看，是抽象的最高层空间认知和抽象构造概念模型的基本原则语义表达能力强独立于具体计算机实现尽量与系统的逻辑模型保持同一的

3、表达形式，不需要任何转换，或者容易向逻辑数据模型转换逻辑数据模型是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，是用户通过GIS（计算机系统）看到的现实世界地理空间物理数据模型是概念数据模型在计算机内部的存储形式和操作机制，即在物理磁盘上如何存放和存取，是系统抽象的最底层观察和认知信息选择、综合、简化和抽象空间事物或现象概念模型ConceptialModel逻辑数据模型LogicalDataModel编码、表达、建立空间关系物理数据模型PhysicalDataModel数据结构对数据进行组织概念世界最高层数据世界（计算机）中间层空间数据库最底层现实世界空间数据概念模型根据

4、GIS数据组织和处理方式，地理空间数据的逻辑模型分为三类对象模型网络模型场模型对象模型网络模型场模型空间数据概念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按照空间特征分为点、线、面、体四种基本对象，对象也可能由其他对象构成复杂对象，并且与其他分离的对象保持特定的关系，如点、线、面、体之间的拓扑关系每个对象对应着一组相关的属性以区分各个不同的对象空间数据概念模型对象模型强调地理空间中的单个地理现象对象模型适合于对具有明确边界的地理现象进行抽象建模如建筑物、道路、公共设施和管理区域等人文现象湖泊、河流、岛屿和森林等自然现象对象模型把

5、地理现象当作空间要素（Feature）或空间实体（Entity）一个空间要素必须同时符合三个条件可被标识在观察中的重要程度有明确的特征且可被描述空间数据概念模型传统的地图以对象模型进行地理空间抽象和建模地理空间空间要素分类几何坐标非空间属性子部分超部分空间关系非空间关系时间关系子类/超类等效空间数据概念模型场模型场模型，也称作域（field）模型，把地理空间中的现象作为连续的变量或体来看待如大气污染程度、地表温度、土壤湿度、地形高度以及大面积空气和水域的流速和方向等场可以表现为二维或三维二维场就是在二维空间R2中任意给定的一个空间位置上，都有一个表现某现象的属性值，即A＝f(x，y)三维

6、场是在三维空间R3中任意给定一个空间位置上，都对应一个属性值，即A＝f(x，y，z)空间数据概念模型连续变化的空间现象难以观察，在研究实际问题中，往往在有限时空范围内获取足够高精度的样点观测值来表征场的变化二维空间场一般采用6种具体的场模型来描述规则分布的点。在平面区域布设数目有限、间隔固定且规则排列的样点，每个点都对应一个属性值，其他位置的属性值通过线性内插方法求得不规则分布的点。在平面区域根据需要自由选定样点，每个点都对应一个属性值，其他任意位置的属性值通过克里金内插、距离倒数加权内插等空间内插方法求得规则矩形区。将平面区域划分为规则的、间距相等的矩形区域，每个矩形区域称作格网单元（gri

7、dcell）。每个格网单元对应一个属性值，而忽略格网单元内部属性的细节变化空间数据概念模型不规则多边形区。将平面区域划分为简单连通的多边形区域，每个多边形区域的边界由一组点所定义；每个多边形区域对应一个属性常量值，而忽略区域内部属性的细节变化不规则三角形区。将平面区域划分为简单连通三角形区域，三角形的顶点由样点定义，且每个顶点对应一个属性值；三角形区域内部任意位置的属性值通过线性内插函数得到等值线