第4讲-空间数据模型-逻辑模型与数据结构.ppt

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1、2021/10/61地理信息系统原理第四讲空间数据模型与数据结构本讲内容空间数据逻辑模型空间数据结构三大基本特征：空间、时间、专题属性SAGA-SystemforAutomatedGeoscientificAnalyses3.4空间数据逻辑模型空间数据逻辑模型作为概念模型向物理模型转换的桥梁，根据概念模型确定的空间信息内容，以计算机能理解和处理的形式具体地表达空间实体及其关系。3.4空间数据逻辑模型针对对象模型和场模型两类概念模型，一般采用：矢量数据模型栅格数据模型镶嵌数据模型面向对象数据模型另外，还有三维空间数据模型、时空数据模型等空间对象（实体）类型空间对象一般

2、按地形维数进行归类划分点：零维线：一维面：二维体：三维时间：通常以第四维表达，但目前GIS还很难处理时间属性。空间对象的维数与比例尺是相关的道路的维数与尺度道路的维数与尺度1、矢量数据模型矢量数据模型起源于“Spaghetti模型”——一种计算机制图模型电力塔56100005810000杨树林65750006555000松树林2314河流56实体类型实体ID类别位置点5电力塔x1,y1点6电力塔x1,y1线4河流x1,y1；x2,y2；…；xn,yn多边形1杨树林x1,y1；x2,y2；…；xn,yn;x1,y1多边形2杨树林x1,y1；x2,y2；…；xn,yn;

3、x1,y1多边形3松树林x1,y1；x2,y2；…；xn,yn;x1,y1矢量表达法矢量拓扑型数据结构以上图为例，列出拓扑数据的弧段文件格式2、栅格数据模型点面线栅格数据模型：栅格单元的定义一个完整的栅格模型需要以下几个参数：栅格形状；栅格单元尺寸大小/分辨率；栅格原点；栅格的倾角；列行西南角格网坐标（XWS，YWS）格网分辨率X栅格形状Y空间对象的栅格数据模型栅格数据模型：数据分层土壤地貌森林建筑物ZYX栅格数据模型中，点实体是一个栅格单元（cell）或像元，线实体由一串彼此相连的栅格构成，面实体则由一系列相邻的栅格构成；每个栅格对应于一个或一组表示该实体的类型、

4、等级等特征;栅格单元的形状通常是正方形，有时也采用矩形。栅格的行列信息和原点的地理位置被记录在每一层中;栅格的空间分辨率确定了描述空间现象的精细程度;若需要描述统一地理空间的不同属性，则按不同的属性将数据分层，每层描述一种属性。例图：土地类型（栅格）栅格数据模型：栅格单元大小L栅格数据模型：单元值确定P41CAB面积占优重要性A连续分布地理要素C具有特殊意义的较小地物A分类较细、地物斑块较小中心点气温?针叶林、阔叶林?矿产?……如何避免混合像元?缩小栅格面积?增加栅格总数?……4、镶嵌数据模型镶嵌（Tessellation）数据模型采用规则或不规则的小面块集合来逼近

5、自然界不规则的地理单元，适合于用场模型抽象的地理现象；通过描述小面块的几何形态、相邻关系及面块内属性特征的变化来建立空间数据的逻辑模型；小面块之间不重叠且能完整铺满整个地理空间；根据面块的形状，镶嵌数据模型可分为规则镶嵌数据模型不规则镶嵌数据模型规则镶嵌数据模型David,2002Dutton,2000TIN不规则镶嵌数据模型12341234123412341234最大空圆准则方案一方案二Delaunay三角网TIN和Voronoi多边形数据模型5、面向对象数据模型面向对象数据模型应用面向对象方法描述空间实体及其相互关系，特别适合于采用对象模型抽象和建模的空间实体的

6、表达。地理空间的实体或现象可看作对象或其实例；一个对象是由描述该对象状态的一组数据和表达它的行为的一组操作（方法）组成的：例如，河流的坐标数据描述了它的位置和形状，而河流的变迁则表达了它的行为。面向对象技术将对象的属性和方法进行封装（encapsulation），另外还有分类（classification）、概括（generalization）、聚集（aggregation）、联合（association）等对象抽象技术以及继承（inheritance）和传播（propagation）等强有力的抽象工具；面向对象的要素描述编码：区别不同的实体，包括分类码和识别码。分

7、类码表识空间对象的类别，而识别码对每个空间对象进行表识，是唯一的。位置：坐标形式给出空间对象的空间位置类型：空间对象所属的实体类型，或有那些实体组成行为：空间对象所具备的行为和功能属性：空间对象所对应的非几何信息说明：实体数据来源、精度等关系：与其他实体之间的关系几何抽象类点曲线表面地理空间参考系几何集合线串类直线段线性环-1-多边形多边形集合曲线集合表面集合点集合-1--1-线串集合-1-1-1OpenGIS面向对象空间实体模型表示“isa”概括关系表示“hasa”聚集关系ArcGIS面向对象空间实体模型对象2对象1面向对象数据模型对象ID坐标几何属性方法对象