【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(zhǎng)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(diǎn)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(jì)算機(jī)程序迅速高效地完成。當(dāng) V表示的是高程時(shí)，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(diǎn)數(shù)據(jù)間沒有明確的從屬關(guān)系，一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以與其他多個(gè)結(jié)點(diǎn)建立聯(lián)系，反映了多對(duì)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(duì)于層次結(jié)構(gòu)的表達(dá) 基本不具備演繹功能 基本不具備操作代數(shù)基礎(chǔ) 7．時(shí)空模型 ?時(shí)空數(shù)據(jù)模型概述 ?研究概述 ? SGIS與 TGIS ? TGIS的特點(diǎn)是語義更豐富、對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的描述更準(zhǔn)確其物理現(xiàn)實(shí)的最大困難在于海量數(shù)據(jù)的組織和存取 ?本質(zhì)特點(diǎn)是時(shí)空效率 ? TGIS模型有 空間時(shí)間立方體模型 序列快照模型（概念模型，無實(shí)用價(jià)值） 基圖修正模型 空間時(shí)間組合體模型 ? TGIS的研究思路 ：綜合模型和分解模型 7．時(shí)空模型 ? 時(shí)空數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)的基本思想 ? 根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的特點(diǎn)（如宏觀變化觀測(cè)與微觀變化觀測(cè)）和客觀現(xiàn)實(shí)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(shí)空數(shù)據(jù)的空間 /屬性內(nèi)聚性和時(shí)態(tài)內(nèi)聚性的強(qiáng)度，選擇時(shí)間標(biāo)記的對(duì)象。 5．基于要素的空間關(guān)系分析 4. 拓?fù)淇臻g關(guān)系分析 ? 拓?fù)鋵傩? 拓?fù)鋵傩?:在拓?fù)渥儞Q下能夠保持不變的幾何屬性，它描述了兩個(gè)對(duì)象之間的關(guān)系，因此又稱為拓?fù)潢P(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(diǎn)的軌跡，以 (x， y)坐標(biāo)隊(duì)的集合表示，坐標(biāo)隊(duì)的排列順序不影響面的形態(tài)、其內(nèi)部點(diǎn)可以有多于三個(gè)的鄰點(diǎn)，面內(nèi)點(diǎn)具有相同屬性。 不連續(xù)變化曲面 連續(xù)變化曲面 體 ?有長(zhǎng)、寬、高的目標(biāo)； ?通常用來表示人工或自然的三維目標(biāo)，如建筑、礦體等三維目標(biāo) ?矢量表達(dá) 在矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，地理實(shí)體的形狀和位置是由一組坐標(biāo)對(duì)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?fù)淇臻g（拓?fù)潢P(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(duì)象類型 空間對(duì)象 延伸對(duì)象 零維對(duì)象點(diǎn) 二維對(duì)象 一維對(duì)象 環(huán) 弧 簡(jiǎn)單環(huán) 簡(jiǎn)單弧 面對(duì)象 面域?qū)ο? 域單位對(duì)象 3．要素模型 2）離散歐氏平面上的空間對(duì)象 離散一維對(duì)象B 樣條曲線多邊線線段3．要素模型 3）要素模型和場(chǎng)模型的比較 現(xiàn)實(shí)世界 選擇要素 選擇一個(gè)位置 要素模型 場(chǎng)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(diǎn)坐標(biāo)文件線坐標(biāo)文件面坐標(biāo)文件點(diǎn)屬性表文件線屬性表文件面屬性表文件點(diǎn)坐標(biāo)文件線坐標(biāo)文件面坐標(biāo)文件點(diǎn)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(dú)立存儲(chǔ)圖元素非獨(dú)立存儲(chǔ)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?fù)鋽?shù)據(jù)包含拓?fù)鋽?shù)據(jù)(a)Spaghetti模型(b)拓?fù)淠Ｐ褪噶繑?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(shí)體表達(dá)的方式。 相對(duì)空間 ：是具有空間屬性特征的實(shí)體的集合，由不同實(shí)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(duì)象。 不直接支持對(duì)于層次結(jié)構(gòu)的表達(dá)； 4176。 對(duì)任何對(duì)象的查詢都必須從層次結(jié)構(gòu)的根結(jié)點(diǎn)開始，低層次對(duì)象的查詢效率很低，很難進(jìn)行反向查詢； 3176。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)模型和計(jì)算機(jī)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(duì)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(jì) GIS空間數(shù)據(jù)庫模式，設(shè)計(jì)在計(jì)算機(jī)中的物理組織、存儲(chǔ)路徑和數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)等。 （ 1）地理空間認(rèn)知 地理空間認(rèn)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(gè)過程，借助圖像或者地圖（心像地圖和認(rèn)知制圖）來實(shí)現(xiàn)的。心像地圖 是人類對(duì)地理空間多次感知的基礎(chǔ)上（實(shí)地考察、地圖參考、文獻(xiàn)閱讀）綜合形成的一種印象或者心理表征；認(rèn)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(jìn)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(shí)空間世界 空間數(shù)據(jù)模型的三個(gè)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(shí)上，空間數(shù)據(jù)模型是空間數(shù)據(jù)表達(dá)的概念模型，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)表達(dá)的物理實(shí)現(xiàn)，后者是前者的具體實(shí)現(xiàn)。 數(shù)據(jù)獨(dú)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(diǎn)的刪除意味著其下層所有子結(jié)點(diǎn)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(chǔ)空間圖形數(shù)據(jù)的方法和特點(diǎn)，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(shí)世界中空間實(shí)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(jì)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(dá)方式，理解網(wǎng)絡(luò)模型的特點(diǎn)。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)地理實(shí)體的描述類似于地圖對(duì)地理信息的描述，一般也把地理實(shí)體分為點(diǎn)、線、面、體等四種，每種實(shí)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(diǎn)集拓?fù)鋵W(xué) 點(diǎn)集拓?fù)鋵W(xué)是拓?fù)涿枋龅臄?shù)學(xué)基礎(chǔ) ? 空間關(guān)系數(shù)據(jù) 主要是指點(diǎn) 點(diǎn)、點(diǎn) 線、點(diǎn) 面、線 線、線 面、面 面之間的相互 關(guān)系 。 ? 同時(shí)提供靜態(tài)（變化不活躍）、動(dòng)態(tài)（變化活躍）數(shù)據(jù)建模手段（靜態(tài)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)類型和操作）。 8．三維模型 ? 對(duì)于一個(gè)真正的三維數(shù)據(jù)模型，可以用表達(dá)式 V＝ f（ x, y, z）來描述，其中 z是自變量，不受 x,