第4講-空間數(shù)據(jù)模型-邏輯模型與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(已修改)
2025-08-17 09:37 本頁面
【正文】 2022/8/20 1 地理信息系統(tǒng)原理 第四講 空間數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 本講內(nèi)容 1. 空間數(shù)據(jù)邏輯模型 2. 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 三大基本特征：空間、時間、專題屬性 SAGA System for Automated Geoscientific Analyses 空間數(shù)據(jù)邏輯模型 空間數(shù)據(jù)邏輯模型作為概念模型向物理模型轉(zhuǎn)換的橋梁，根據(jù)概念模型確定的空間信息內(nèi)容，以計(jì)算機(jī)能理解和處理的形式具體地表達(dá)空間實(shí)體及其關(guān)系。 空間數(shù)據(jù)邏輯模型 1. 針對對象模型和場模型兩類概念模型，一般采用： ? 矢量數(shù)據(jù)模型 ? 柵格數(shù)據(jù)模型 ? 鑲嵌數(shù)據(jù)模型 ? 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型 2. 另外，還有三維空間數(shù)據(jù)模型、時空數(shù)據(jù)模型等 空間對象（實(shí)體）類型 空間對象一般按地形維數(shù)進(jìn)行歸類劃分 ? 點(diǎn)：零維 ? 線：一維 ? 面：二維 ? 體：三維 ? 時間：通常以第四維表達(dá)，但目前 GIS還很難處理時間屬性。 空間對象的維數(shù)與比例尺是相關(guān)的 道路的維數(shù)與尺度 道路的維數(shù)與尺度 矢量數(shù)據(jù)模型 矢量數(shù)據(jù)模型起源于“ Spaghetti模型 ” —— 一種計(jì)算機(jī)制圖模型 電力塔 5610000 5810000 楊樹林 6575000 6555000 松樹林 2 3 1 4 河流 5 6 實(shí)體類型 實(shí)體 ID 類別 位置 點(diǎn) 5 電力塔 x1, y1 點(diǎn) 6 電力塔 x1, y1 線 4 河流 x1, y1； x2, y2； … ； xn, yn 多邊形 1 楊樹林 x1, y1； x2, y2； … ； xn, yn。 x1, y1 多邊形 2 楊樹林 x1, y1； x2, y2； … ； xn, yn。 x1, y1 多邊形 3 松樹林 x1, y1； x2, y2； … ； xn, yn。 x1, y1 矢量表達(dá)法 矢量拓?fù)湫蛿?shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 以上圖為例，列出拓?fù)鋽?shù)據(jù)的弧段文件格式 柵格數(shù)據(jù)模型 點(diǎn) 面 線 柵格數(shù)據(jù)模型：柵格單元的定義 一個完整的柵格模型需要以下幾個參數(shù)： 柵格形狀； 柵格單元尺寸大小 /分辨率； 柵格原點(diǎn) ； 柵格的傾角 ； 列 行 西南角格網(wǎng)坐標(biāo) （ XWS， YWS） 格網(wǎng)分辨率 X 柵格形狀 Y 空間對象的柵格數(shù)據(jù)模型 柵格數(shù)據(jù)模型：數(shù)據(jù)分層 土壤 地貌 森林 建筑物 Z Y X 1. 柵格數(shù)據(jù)模型中 ， 點(diǎn)實(shí)體是一個柵格單元 （ cell） 或像元 ， 線實(shí)體由一串彼此相連的柵格構(gòu)成 ， 面實(shí)體則由一系列相鄰的柵格構(gòu)成；每個柵格對應(yīng)于一個或一組表示該實(shí)體的類型 、 等級等特征 。 2. 柵格單元的形狀通常是正方形，有時也采用矩形。柵格的行列信息和原點(diǎn)的地理位置被記錄在每一層中 。 3. 柵格的空間分辨率確定了描述空間現(xiàn)象的精細(xì)程度 。 4. 若需要描述統(tǒng)一地理空間的不同屬性，則按不同的屬性將數(shù)據(jù)分層，每層描述一種屬性。 例圖： 土地類型（柵格） 柵格數(shù)據(jù)模型：柵格單元大小 SL21?L 柵格數(shù)據(jù)模型：單元值確定 P41 C A B 重 要 性 A 連續(xù)分布地理要素 C 具有特殊意義 的較小地物 A 分類較細(xì)、 地物斑塊較小 ?氣溫 ? ?針葉林、闊葉林 ? ?礦產(chǎn) ? ?…… ?如何避免混合像元 ? ?縮小柵格面積 ? ?增加?xùn)鸥窨倲?shù) ? ?…… 鑲嵌數(shù)據(jù)模型 鑲嵌（ Tessellation）數(shù)據(jù)模型采用規(guī)則或不規(guī)則的小面塊集合來逼近自然界不規(guī)則的地理單元，適合于用場模型抽象的地理現(xiàn)象； 通過描述小面塊的幾何形態(tài)、相鄰關(guān)系及面塊內(nèi)屬性特征的變化來建立空間數(shù)據(jù)的邏輯模型； 小面塊之間不重疊且能完整鋪滿整個地理空間； 根據(jù)面塊的形狀，鑲嵌數(shù)據(jù)模型可分為 1. 規(guī)則鑲嵌數(shù)據(jù)模型 2. 不規(guī)則鑲嵌數(shù)據(jù)模型 規(guī)則鑲嵌數(shù)據(jù)模型 David, 2022 Dutton, 2022 TIN 不規(guī)則鑲嵌數(shù)據(jù)模型 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 最大空圓準(zhǔn)則 方案一 方案二 Delaunay三角網(wǎng) TIN和 Voronoi多邊形數(shù)據(jù)模
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