GIS空间分析的数据模型

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1、GIS空间分析Spatialanalysis第二章GIS空间分析的数据模型主要内容：地学模型概述GIS模型化空间数据及其表示场模型要素模型网络结构模型时空模型三维模型2.1地学模型概述2.1.1.模型对现实世界的抽象和模拟。模型是现实世界的简化，但模型必须注重关键变量，忽略不重要的信息，以求得对现实世界的抽象化和数字化，应该是为理解现实服务的。模型从某一个建模观点出发，抓住事物最重要的方面而简化或忽略其他方面。第二章GIS空间分析的数据模型现实世界到比特世界（数字世界）模型——对现实世界的实体或现象的抽象或简化抽象地模仿现实世界，有意的忽略某些特征。现实世界和坐标空间的联系第二

2、章GIS空间分析的数据模型2.1地学模型概述2.1.2.地学模型用语言的、数学的或其他方式描述地学（地理学、地质学、大气科学、环境科学等）要素之间的相互关系和客观规律。（人口）发展预测模型（一种定量预测模型）（一种数学模型）人口预测模型：Pt=P0e（λ-u）式中：Pt表示第t年的人口数P0表示基年的人口数λ表示人口出生率u表示人口死亡率t表示年份设根据研究地区一组人口统计数据分析，λ=12.5‰，u=6.5‰，1985年为基年，且1985年的P0=612.7万人，每年净迁到该地区的人口数W=5万人则P1=P0e（λ-u）+W:规划期人口预测数年份198519861987198

3、819891990增长速度人口数/万人612.7621.4630.1638.9647.7656.61.43‰解释为什么GIS要模型化？2.2GIS模型化GIS模型化的一般方法：XOY＝MX：某个体系，看作地理系统中被主观选取的一个局部Y：某种介体，即某种模型化方法O：代表X对Y产生作用M是体系X通过介体Y产生的作用O所建立的模型2.2GIS模型化1）逻辑模型（概念模型）——现实世界到数字世界的第一层抽象。数据项或地理实体之间的一种联系或关联或逻辑表达。通过对研究对象或现象的观察，抽象成有效的语言描述、图片、文字、基本符号等，提炼而得到的文字描述或逻辑表达式，常由此构成专家系统的

4、知识库计算机流程图等上升13下沉上升24下沉上升实体－联系模型“学生修课情况”E-R模型学生实体修课联系课程实体学号姓名系别课程号教师姓名课程名称年龄成绩mn属性“教师论文情况”E-R模型期刊名发表年月教师编号姓名简历职称系别性别生日论文论文名称作者作者角色索引名收录时间发表收录照片索引收录索引简介1mpq“银行客户存款”E-R模型存取1m存取金额客户姓名联系电话住址身份证号客户身份生日性别银行卡开户行名卡号存取时间2.2GIS模型化2）物理模型物理模拟过程的表达。是对现实世界在尺寸上的缩小或放大构成的一些相似体。其基础是相似理论，特点是相似性。（几何、时间、运动、动力上的相似

5、等等）例如：力学中的自由落体运动、匀速直线运动、简谐运动、弹性碰撞；电学中的稳恒电流、等幅振荡；热学中的等温变化、等容变化、等压变化等等都是物理过程和物理状态的模型化。例如：模拟风沙运动的风洞实验模型；模拟水流和泥沙运动的水槽实验模型模拟地表形态的沙盘模型建筑物的按比例缩小的建筑物模型物理模型主要有：地形模型、战场环境模拟模型、土木建筑表示模型、船舶飞机动力实验室等河北师大东校区电子沙盘一景2.2GIS模型化3）数学模型由常数、参数、变量和函数关系等组成的数学表达式。简单地说：数学模型就是对实际问题的一种数学表述。具体一点说：数学模型是关于部分现实世界为某种目的的一个抽象的简化

6、的数学结构。更确切地说：数学模型就是对于一个特定的对象为了一个特定目标，根据特有的内在规律，做出一些必要的简化假设，运用适当的数学工具，得到的一个数学结构。数学结构可以是数学公式，算法、表格、图示等。（前面接触的人口预测模型就是一个数学模型的例子）是运用数学方程（通常是一些代数方程或微分方程的组合）来描述现实世界结构和特征的模型。例如：空间数据的表达：栅格数据模型矢量数据模型根据模型涉及的层次：种群模型群落模型生态系统模型景观模型全球模型根据与时间有无关系：静态模型动态模型参考书目：地理建模原理与方法科学出版社韦玉春等编著现实世界与数学模型的关系现实世界的消息数学模型翻译、归纳

7、演绎推断数学的分析、预报、决策或控制现实世界的分析预报、决策或控制检验解释2.2GIS模型化4）图像模型有某种图像或图像的运算的集合表达。航片、地图、设计图（二维）地球仪、模型地图、三维图形等等（三维）克拉玛伊地区三维生态景观西气东输选线——局部观察2.2GIS模型化按建立的方法，地理分析模型类型（1）概念模型（2）数学模型（3）统计模型（包括经验模型）是通过数理统计方法和大量的观察实验得到的定量模型M=（0.19T+0.17D）（森林地区）M是融雪速度；T是空气温度；D是露点温度。综合方法