地理数据建模.pptx

地理数据建模,目 录,2.1 地理表达 2.2 GIS数据模型,2.1 地理表达,(1) 引言 (2) 离散对象和连续场 (3) 栅格和矢量,2.1(1) 引言,Toblers First Law of Geography: Everything is related to everything else, but near things are more than distant things. 数字表达 地理数据关联了位置、时间和属性,2.1(1) 引言,属性的类型 Nominal(名称的) Ordinal(顺序的) Interval(间隔的) Ratio(比率的) Cyclic(循环的),High impact,Low impact,2.1(2) 离散对象和连续场,离散对象(discrete objects) 地理世界由具有定义良好边界的对象组成 地理对象的维数：0、1、2、3维 强调个体现象 一个对象必须符合三个条件 可被识别 重要(与问题相关) 可被描述(有特征),2.1(2) 离散对象和连续场,连续场(continuous fields) 将地理空间中的事物和现象作为连续的变量或体来看待 可以表示为二维、三维 模拟具有一定空间内连续分布的现象,2.1(3) 6栅格和矢量,栅格 空间被划分成一组规则格网 栅格中的每个像元(像素)是一个可量测的量 一般用于表达影像数据或连续数据,2.1(3) 栅格和矢量,矢量 以点、线、多边形表达特征,2.1(3) 栅格和矢量,矢量和栅格的比较,连续场的六种表达方式,(A)等间距采样点；(B)非等间距采样点；(C)规则格网； (D)不规则多边形；(E)不规则三角网；(F)等高线。

2.2 GIS数据模型,(1) 引言 (2) CAD，图形和影像GIS数据模型 (3) 栅格数据模型 (4) 矢量数据模型 (5) 对象数据模型 (6) 空间数据表达方式的选择,2.2(1) 引言,数据模型 GIS的核心 对客观世界中解决各种实际问题所依据的规律或过程的抽象或模拟,数据模型在GIS中的角色,2.2(2) CAD, 图形和影像GIS数据模型,GIS与CAD的区别 坐标参考系统 对空间对象的空间相关关系建立和处理 GIS与机助制图系统的区别 空间分析能力 GIS与RS处理系统的区别,2.2(3) 栅格数据模型,用单元格或像素阵列来表达真实世界对象,2.2(3) 栅格数据模型,地理实体的表示方法 点：用一个栅格单元表示 线：用沿线走向的一组相邻栅格单元表示 面：用相邻栅格单元的集合表示,2.2(3) 栅格数据模型,特点 属性明显：数据直接记录属性的指针或属性本身 定位隐含：位置根据行列号转换为相应的坐标,2.2(3) 栅格数据模型,决定栅格单元代码的方式 (1)中心点法 (2)面积占优法 (3)重要性法 (4)百分比法,2.2(3) 栅格数据模型,直接栅格编码 将栅格数据看作一个数据矩阵，逐行或逐列个记录代码。

2.2(3) 栅格数据模型,一些常用的栅格排列顺序,2.2(3) 栅格数据模型,栅格数据的应用 底图 土地利用 水文分析 环境分析 地形分析,2.2(4) 矢量数据模型,将现象看作原型实体的集合,点,线,面,2.2(4) 矢量数据模型,矢量数据模型中的点、线和面表达,2.2(4) 矢量数据模型,特点 定位明显：位置根据坐标直接存储的 属性隐含：一般存于文件头或数据结构中某些特定的位置上,2.2(4) 矢量数据模型,编码方法 无拓扑关系的编码方法：仅记录空间目标的位置和属性信息，而不记录拓扑关系 Spaghetti模型(独立实体法) 点位字典法 拓扑关系的编码方法：不仅记录空间目标的位置和属性信息，而且记录拓扑关系 网络模型(Network Model) 拓扑模型(Topological Model),Spaghetti模型,每个点、线、面目标都直接跟随它的空间坐标,优点：编码容易，数字化操作简单，数据编码直观，实现速度快； 缺点：相邻多边形的公共边界数字化两次，造成数据的冗余,2.2(4) 矢量数据模型,简单特征 拓扑特征 网络模型 TIN模型,2.2(4) 矢量数据模型简单特征,特征是点、线或面类型的矢量对象,2.2(4) 矢量数据模型拓扑特征,拓扑特征 是用拓扑规则结构化的简单特征。

拓扑关系 不考虑度量和方向的空间物体之间的空间关系 当对象的地理空间变形，拓扑关系保持不变,2.2(4) 矢量数据模型拓扑特征,2.2(4) 矢量数据模型拓扑特征,七种空间拓扑关系 等价(Equal) 包含(Contains) 内含(Within) 相交(Crosses) 相离(Disjoint) 覆盖(Overlaps) 切触(Touches),2.2(4) 矢量数据模型拓扑特征,等价关系,2.2(4) 矢量数据模型拓扑特征,包含关系,2.2(4) 矢量数据模型拓扑特征,内含关系,2.2(4) 矢量数据模型拓扑特征,相交关系,2.2(4) 矢量数据模型拓扑特征,相离关系,2.2(4) 矢量数据模型拓扑特征,覆盖关系,2.2(4) 矢量数据模型拓扑特征,切触关系,2.2(4) 矢量数据模型拓扑特征,八种拓扑算子 缓冲(Buffer) 裁剪(Clip) 凸包(Convex Hull) 切割(Cut) 差集(Difference) 交集(Intersect) 异集(Symmetric Difference) 并集(Union),2.2(4) 矢量数据模型网络模型,网络数据模型是一种特殊的拓扑特征模型 网络类型 平面网络：除节点外，网络链不相交，如公路网； 非平面网络：网络链可相交，如航空网络,2.2(4) 矢量数据模型网络模型,尺度上划分： 精细尺度网络，如街道网络 中尺度网络，如交通规划 粗尺度网络，如高速公路网,,,,2.2(4) 矢量数据模型网络模型,网络的两种视角,2.2(4) 矢量数据模型网络模型,网络的要素,2.2(4) 矢量数据模型网络模型,网络数据模型,2.2(5) 对象数据模型,每个对象是几何体、属性和方法的整体 类是创建对象的模板 三个关键特征 多态性(polymorphism) 封装性(encapsulation) 继承性(inheritance),2.2(5) 对象数据模型,water-facility对象数据模型,2.2(6) 空间数据表达方式的选择,着重于表现特征还是表现位置？ 什么样的数据可以利用？ 什么是定位特征必要的精度？ 需要什么类型的特征？ 需要什么类型的拓扑关系？ 需要什么类型的分析？ 需要产生什么类型的地图？,Questions?,。