【正文】 n）地理空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（物理模型2）地理空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（物理模型n）認知理論和方法建模角度與數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫條件條件條件文件 GIS空間數(shù)據(jù)模型的概念與分類 ?二、 GIS空間數(shù)據(jù)模型的概念與分類 ? GIS空間概念數(shù)據(jù)模型（基于要素的模型，網(wǎng)絡模型，場模型） （空間認知模型） ? 空間邏輯數(shù)據(jù)模型 （空間數(shù)據(jù)模型） ?傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型 – 結(jié)構(gòu)化邏輯數(shù)據(jù)模型 （層次、網(wǎng)絡） – 面向操作的邏輯數(shù)據(jù)模型 （關系） ?矢量模型，柵格模型，數(shù)字高程模型 ，面向?qū)ο竽Ｐ?，混合?shù)據(jù)模型 （ TIN與矢量的一體化模型，柵格與矢量一體化的多級格網(wǎng)模型 ） ? 物理數(shù)據(jù)模型 （ 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)） 設計空間數(shù)據(jù)的物理組織、空間存取方法、數(shù)據(jù)庫總體存儲結(jié)構(gòu)等。 GIS空間數(shù)據(jù)模型的概念與分類 三、空間數(shù)據(jù)模型 與 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 之間的區(qū)別與聯(lián)系： 空間數(shù)據(jù)模型： 是關于現(xiàn)實世界中空間實體及其相互間聯(lián)系的概念，它為描述空間數(shù)據(jù)的組織和設計空間數(shù)據(jù)庫模式提供著基本方法 。 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)： 是指對空間數(shù)據(jù)進行合理的組織，以便于進行計算機處理。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)模型和計算機文件格式之間的中間媒介。 區(qū)別與聯(lián)系： 兩者之間的區(qū)別很模糊，事實上，空間數(shù)據(jù)模型是空間數(shù)據(jù)表達的概念模型，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)表達的物理實現(xiàn)，后者是前者的具體實現(xiàn)。 空間數(shù)據(jù)模型 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 抽象概括與概念集合 代碼映射與具體操作 GIS空間數(shù)據(jù)模型的概念與分類 空間數(shù)據(jù)模型 是人們對客觀現(xiàn)實世界抽象表達的重要方式，處于對地理實體或現(xiàn)象抽象表達層次模式的中間層。它是由現(xiàn)實世界到計算機世界的必經(jīng)之路，是定義空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、建立空間數(shù)據(jù)庫的重要依據(jù)。 GIS空間數(shù)據(jù)模型的概念與分類 空間圖形 空間圖形的層次數(shù)據(jù)模型表示 四、傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型 層次模型 GIS空間數(shù)據(jù)模型的概念與分類 圖形的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)模型表示 四、傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)模型 GIS空間數(shù)據(jù)模型的概念與分類 四、 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型 關系數(shù)據(jù)模型 關系 4：節(jié)點坐標關系 節(jié)點 ID X Y Z V1 X1 Y1 Z1 V2 X2 Y2 Z2 V3 X3 Y3 Z3 V4 X4 Y4 Z4 GIS空間數(shù)據(jù)模型的概念與分類 四、 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型存在的主要問題 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型在描述空間信息方面還存在著一些問題。主要表現(xiàn)在： GIS空間數(shù)據(jù)模型的概念與分類 (1) 層次模型用于 GIS地理數(shù)據(jù)庫的局限性 層次模型反映了地理世界中實體之間的層次關系，在描述地理世界中自然的層次結(jié)構(gòu)關系時簡單、直觀，易于理解，并在一定程度上支持數(shù)據(jù)的重構(gòu)。它用于 GIS地理數(shù)據(jù)庫存在的主要問題是： 1176。 很難描述復雜的地理實體之間的聯(lián)系，描述多對多的關系時導致物理存儲上的冗余； GIS空間數(shù)據(jù)模型的概念與分類 2176。 對任何對象的查詢都必須從層次結(jié)構(gòu)的根結(jié)點開始，低層次對象的查詢效率很低，很難進行反向查詢； 3176。 數(shù)據(jù)獨立性較差，數(shù)據(jù)更新涉及許多指針，插入和刪除操作比較復雜，父結(jié)點的刪除意味著其下層所有子結(jié)點均被刪除； 4176。 層次命令具有過程式性質(zhì)，要求用戶了解數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)，并在數(shù)據(jù)操縱命令中顯式地給出數(shù)據(jù)的存取路徑； 5176。 基本不具備演繹功能和操作代數(shù)基礎。 GIS空間數(shù)據(jù)模型的概念與分類 ?(2)網(wǎng)狀模型用于 GIS地理數(shù)據(jù)庫的局限性 網(wǎng)狀模型是層次模型的一般形式，反映了地理世界中常見的多對多關系，在一定程度上支持數(shù)據(jù)的重構(gòu)，具有一定的數(shù)據(jù)獨立和數(shù)據(jù)共享特性，且運行效率較高。用于 GIS地理數(shù)據(jù)庫的主要問題如下： GIS空間數(shù)據(jù)模型的概念與分類 1176。 由于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的復雜性，增加了用戶查詢的定位困難，要求用戶熟悉數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，知道自己所處的位置； 2176。 網(wǎng)狀數(shù)據(jù)操作命令具有過程式性質(zhì)，存在與層次模型相同的問題； 3176。 不直接支持對于層次結(jié)構(gòu)的表達； 4176。 基本不具備演繹功能和操作代數(shù)基礎。 GIS空間數(shù)據(jù)模型的概念與分類 ?(3) 關系模型用于 GIS地理數(shù)據(jù)庫的局限性 關系模型表示各種地理實體及其間的關系，方式簡單、靈活，支持數(shù)據(jù)重構(gòu)；具有嚴格的數(shù)學基礎，并與一階邏輯理論密切相關，具有一定的演繹功能；關系操作和關系演算具有非過程式特點。 盡管如此，關系模型用于 GIS地理數(shù)據(jù)庫也還存在一些不足。主要問題是： GIS空間數(shù)據(jù)模型的概念與分類 1176。 無法用遞歸和嵌套的方式來描述復雜關系的層次和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，模擬和操作復雜地理對象的能力較弱； 2176。 用關系模型描述本身具有復雜結(jié)構(gòu)和涵義的地理對象時，需對地理實體進行不自然的分解，導致存儲模式、查詢途徑及操作等方面均顯得語義不甚合理； 3176。 由于概念模式和存儲模式的相互獨立性，及實現(xiàn)關系之間的聯(lián)系需要執(zhí)行系統(tǒng)開銷較大的聯(lián)接操作，運行效率不夠高。 不難看出，關系模型的根本問題是不能有效地管理復雜地理對象。 作業(yè)及思考題 ? 空間數(shù)據(jù)模型和空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概念的區(qū)別和聯(lián)系是什么？ ? 分析比較三種傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型存儲空間圖形數(shù)據(jù)的方法和特點，它們存在的問題是什么？ a23P15c1he6P2P3bfgM47d給出下圖的關系數(shù)據(jù)模型示意圖。 課 題： 空間數(shù)據(jù)模型 目的要求： 了解空間數(shù)據(jù)模型的類型及其特點，理解場模型 和要素模型，重點掌握矢量數(shù)據(jù)模型和柵格數(shù)據(jù)模型以及在 這兩種模型下空間實體表達的方式。理解基于要素空間關系 分析中九交模型的表達方式，理解網(wǎng)絡模型的特點。 教學重點： 矢量數(shù)據(jù)模型和柵格數(shù)據(jù)模型及空間實體的表 達、九交模型 教學難點： 空間關系分析中的九交模型表達 教學課時： 1課時 教學方法 : 講授 本次課涉及的學術前沿： 時空模型 三維模型 第 4 講（一） 第三章 空間數(shù)據(jù)模型 地理信息系統(tǒng) ——原理、方法和應用 學習目標 ?了解空間數(shù)據(jù)模型的類型及其特點 ?理解場模型和要素模型 ?重點掌握矢量數(shù)據(jù)模型和柵格數(shù)據(jù)模型以及在這兩種模型下空間實體表達的方式。 ?理解基于要素空間關系分析中九交模型的表達方式 ?理解網(wǎng)絡模型的特點 1. 空間數(shù)據(jù)模型的基本問題 ? 地理空間 (Geospatial)的概念 概念： 是指物質(zhì)、能量、信息的存在形式在形態(tài)、結(jié)構(gòu)過程、功能關系 上的分布方式和格局及其在時間上的延續(xù)。我們通常所說的地理空間即 地球表層，其基準是陸地表面和大洋表面，它是人類活動頻繁發(fā)生的區(qū) 域，是人地關系最為復雜、緊密的區(qū)域。 地理空間（ Geospatial）一般分為： 絕對空間 ：是具有屬性描述的空間位置的集合，它由一些列不同位置的 空間坐標值組成。 相對空間 ：是具有空間