【正文】 8．三維模型 體元形式的三維數(shù)據(jù) 線性八叉樹編碼 編碼 8．三維模型 （a）立方體 （b）長方體（c）四面體柵格數(shù)據(jù)模型基本元素 8．三維模型 借助三維顯示技術(shù)，通過離散的高程點形成等高線圖、截面圖、多層平面和透視圖，可以把這些最初都是人工完成的工作，用各種計算機程序迅速高效地完成。當 V表示的是高程時，就可以用來產(chǎn)生數(shù)字高程模型（ DEM）。 6．網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型 ? 網(wǎng)狀模型的基本特征是： 結(jié)點數(shù)據(jù)間沒有明確的從屬關(guān)系，一個結(jié)點可以與其他多個結(jié)點建立聯(lián)系，反映了多對多的關(guān)系 ? 存在的問題： 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加了查詢和定位的難度 操作命令具有過程式性質(zhì) 不直接支持對于層次結(jié)構(gòu)的表達 基本不具備演繹功能 基本不具備操作代數(shù)基礎(chǔ) 7．時空模型 ?時空數(shù)據(jù)模型概述 ?研究概述 ? SGIS與 TGIS ? TGIS的特點是語義更豐富、對現(xiàn)實世界的描述更準確其物理現(xiàn)實的最大困難在于海量數(shù)據(jù)的組織和存取 ?本質(zhì)特點是時空效率 ? TGIS模型有 空間時間立方體模型 序列快照模型（概念模型，無實用價值） 基圖修正模型 空間時間組合體模型 ? TGIS的研究思路 ：綜合模型和分解模型 7．時空模型 ? 時空數(shù)據(jù)模型設(shè)計的基本思想 ? 根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的特點（如宏觀變化觀測與微觀變化觀測）和客觀現(xiàn)實變化規(guī)律（同步變化與異步變化、頻繁變化與緩慢變化），折中考慮時空數(shù)據(jù)的空間 /屬性內(nèi)聚性和時態(tài)內(nèi)聚性的強度，選擇時間標記的對象。 5．基于要素的空間關(guān)系分析 4. 拓撲空間關(guān)系分析 ? 拓撲屬性 拓撲屬性 :在拓撲變換下能夠保持不變的幾何屬性，它描述了兩個對象之間的關(guān)系，因此又稱為拓撲關(guān)系 。 二維 面：多邊形 一組閉合弧段所包圍的空間區(qū)域 所有具有相同屬性點的軌跡，以 (x， y)坐標隊的集合表示，坐標隊的排列順序不影響面的形態(tài)、其內(nèi)部點可以有多于三個的鄰點，面內(nèi)點具有相同屬性。 不連續(xù)變化曲面 連續(xù)變化曲面 體 ?有長、寬、高的目標； ?通常用來表示人工或自然的三維目標，如建筑、礦體等三維目標 ?矢量表達 在矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，地理實體的形狀和位置是由一組坐標對所確定。 ? 常用的嵌入式空間類型： ? 歐式空間（距離、方位） ? 量度空間（距離） ? 拓撲空間（拓撲關(guān)系） ? 面向集合的空間（只采用一般的基于集合的關(guān)系） 3．要素模型 1） 歐氏平面上的空間對象類型 空間對象 延伸對象 零維對象點 二維對象 一維對象 環(huán) 弧 簡單環(huán) 簡單弧 面對象 面域?qū)ο? 域單位對象 3．要素模型 2）離散歐氏平面上的空間對象 離散一維對象B 樣條曲線多邊線線段3．要素模型 3）要素模型和場模型的比較 現(xiàn)實世界 選擇要素 選擇一個位置 要素模型 場模型 它在哪里 那里怎么樣 數(shù)據(jù) 3．要素模型 ?2. 矢量數(shù)據(jù)模型 101102201202203 301302101102201202203 301302點坐標文件線坐標文件面坐標文件點屬性表文件線屬性表文件面屬性表文件點坐標文件線坐標文件面坐標文件點屬性表文件線屬性表文件面屬性表文件其它圖形關(guān)系文件圖元素獨立存儲圖元素非獨立存儲通過FID連接通過FID連接空間圖形空間數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)不包含拓撲數(shù)據(jù)包含拓撲數(shù)據(jù)(a)Spaghetti模型(b)拓撲模型矢量數(shù)據(jù)模型 第 4講 課 題：空間數(shù)據(jù)模型（二） 目的要求： 掌握矢量數(shù)據(jù)模型和柵格數(shù)據(jù)模型下空間實體表達的方式。 相對空間 ：是具有空間屬性特征的實體的集合，由不同實體間的空間關(guān) 系構(gòu)成。 不難看出，關(guān)系模型的根本問題是不能有效地管理復(fù)雜地理對象。 不直接支持對于層次結(jié)構(gòu)的表達； 4176。 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)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。 GIS空間數(shù)據(jù)建模 GIS空間數(shù)據(jù)建模的基本任務(wù) :針對所研究的空間現(xiàn)象或問題，描述 GIS的空間數(shù)據(jù)組織，設(shè)計 GIS空間數(shù)據(jù)庫模式，設(shè)計在計算機中的物理組織、存儲路徑和數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)等。 （ 1）地理空間認知 地理空間認知過程： 經(jīng)過地理感知、表象再現(xiàn)、地理記憶和地理思維四個過程，借助圖像或者地圖（心像地圖和認知制圖）來實現(xiàn)的。心像地圖 是人類對地理空間多次感知的基礎(chǔ)上（實地考察、地圖參考、文獻閱讀）綜合形成的一種印象或者心理表征；認知制圖 通常發(fā)生在人類使用地圖的過程中，把新近獲得的信息與地圖信息綜合起來進行決策，如：定位、定向、導(dǎo)航等。 外模式 1 物理數(shù)據(jù)模型 邏輯數(shù)據(jù)模型 空間概念數(shù)據(jù)模型 外模式 2 外模式 3 現(xiàn)實空間世界 空間數(shù)據(jù)模型的三個層次 GIS空間數(shù)據(jù)模型的概念與分類 一、空間數(shù)據(jù)模型的發(fā)展與數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。 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)。 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(fù)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。 基本不具備演繹功能和操作代數(shù)基礎(chǔ)。 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(guān)系數(shù)據(jù)模型示意圖。 1. 空間數(shù)據(jù)模型的基本問題 ? 空間數(shù)據(jù)模型 ?概念：是關(guān)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(shè)計空間數(shù)據(jù)庫模式提供著基本方法。理解基于要素空間關(guān)系分析中九交模型的表達方式，理解網(wǎng)絡(luò)模型的特點。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對地理實體的描述類似于地圖對地理信息的描述，一般也把地理實體分為點、線、面、體等四種，每種實體有不同的編碼方法。 土壤、植被、巖石分類區(qū)、行政區(qū)劃等。 ? 點集拓撲學(xué) 點集拓撲學(xué)是拓撲描述的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) ? 空間關(guān)系數(shù)據(jù) 主要是指點 點、點 線、點 面、線 線、線 面、面 面之間的相互 關(guān)系 。 ? 同時提供靜態(tài)（變化不活躍）、動態(tài)（變化活躍）數(shù)據(jù)建模手段（靜態(tài)、動態(tài)數(shù)據(jù)類型和操作）。 8．三維模型 ? 對于一個真正的三維數(shù)據(jù)模型，可以用表達式 V＝ f（ x, y, z）來描述，其中 z是自變量，不受 x,