【正文】 大腦） 設計 實現(xiàn) 認知、抽象與概念模型化 ?三層次模式 3．比特世界 ? 比特世界 現(xiàn)實世界的信息數(shù)學的分析、預報、決策或控 制現(xiàn) 實 世 界 的 分析、預報、決策或控制數(shù)學模型翻譯、歸納解譯檢驗演繹推斷現(xiàn)實世界與數(shù)學模型的關系 GIS空間數(shù)據(jù)建模 數(shù)據(jù)建模相關的概念 (1)模型： 是對現(xiàn)實世界的模擬和抽象，是將系統(tǒng)的各個要素通過適當?shù)暮Y選，用一定的表現(xiàn)規(guī)則描寫出來的簡明映像 (2)數(shù)據(jù)模型： ◇也是一種模型，它是現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)特征的抽象，表示實體以及實體間的聯(lián)系。第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要特點是數(shù)據(jù)庫技術和其他技術相結合，表現(xiàn)為分布式數(shù)據(jù)庫、工程數(shù)據(jù)庫、演繹數(shù)據(jù)庫、多媒體數(shù)據(jù)庫、地理數(shù)據(jù)庫等新技術層出不窮，進而帶動了 GIS超圖數(shù)據(jù)模型的研究和發(fā)展。它是由現(xiàn)實世界到計算機世界的必經之路，是定義空間數(shù)據(jù)結構、建立空間數(shù)據(jù)庫的重要依據(jù)。 基本不具備演繹功能和操作代數(shù)基礎。 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。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。 ? 三維空間數(shù)據(jù)模型 ：三維矢量模型和體模型 ? 分布式空間數(shù)據(jù)模型：分布式空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和聯(lián)邦空間數(shù)據(jù)庫 ? CASE工具（計算機輔助軟件工程工具） :發(fā)展 GIS空間數(shù)據(jù)建模與系統(tǒng)設計的專用功能，提高 GIS空間數(shù)據(jù)建模及其應用系統(tǒng)設計的自動化程度和技術水平 2. 場模型 場模型： ?適合用來描述具有一定空間內連續(xù)分布特點的對象 ?根據(jù)應用的不同場可以表現(xiàn)為二維或三維場 ?場的表現(xiàn)形式 ?通常由一系列等值線組成，等值線就是地面上所有具有相同屬性值的點的有序集合 ? 舉例：覆蓋 Coverage，對現(xiàn)象建模如溫度，土壤分布等等。 空間實體類型 任何地理實體都可以抽象為點、線、面、體等基本類型，以表示它的位置、形狀、大小、高低等特征。這種數(shù)據(jù)結構和遙感圖象的數(shù)據(jù)相同，因而數(shù)字遙感圖象就是柵格數(shù)據(jù)結構。 ? 結點可以位于任何地方 ,但是結點布置得好壞 ,直接影響到連續(xù)面模型的精度，好的結點應位于表面形狀發(fā)生顯著變化的地方。 Egenhofer【 1993】 構造出一個由邊界、內部、余的點集組成的 9交空間關系模型（ 9intersection Model， 9IM）如下 : B(A) ∩B(B) B(A) ∩ I(B) B(A) ∩ E(B) I(A) ∩ B(B) I(A) ∩ I(B) I(A) ∩ E(B) E(A) ∩ B(B) E(A) ∩ I(B) E(A) ∩ E(B) 5．基于要素的空間關系分析 1 B(A) ∩B(B) 2 I(A) ∩ I(B) 3 B(A) ∩ I(B) 4 I(A) ∩ B(B) 5 E(A) ∩ E(B) 6 E(A) ∩ B(B) 7 E(A) ∩ I(B) 8 B(A) ∩ E(B) 9 I(A) ∩ E(B) 表 32中九交模型矩陣的排列順序如左表所示。 ? 時空拓撲關系一般指地理實體空間拓撲關系的拓撲事件間的時態(tài)關系。由這四種元素構成復雜的三維目標。 空間實體有什么特點？ 矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)是如何定義的？區(qū)別是什么？ 什么是拓撲關系？在 GIS中的作用是什么？ 查閱資料，總結描述三維模型的數(shù)據(jù)結構有哪些，分析哪些適合地理空間數(shù)據(jù)的建模？ 。 ZYXZYXZYXZYXp(x,y,z)p1(x1,y1,z1)p2(x2,y2,z2)p3(x3,y3,z3)p1(x1,y1,z1)p2(x2,y2,z2)p3(x3,y3,z3)p4(x4,y4,z4)p5(x5,y5,z5)三位點特征三位點特征三維面特征三維面特征三維線特征三維線特征三維體特征三維體特征三維矢量模型的基本元素 8．三維模型 數(shù)字表面高程模型 8．三維模型 三維復合面模型 8．三維模型 ?三維柵格數(shù)據(jù)模型 三維柵格數(shù)據(jù)模型是將地理實體的三維空間分成細小的單元稱之為體元或體元素。 ? 三維數(shù)據(jù)結構 ?八叉樹三維數(shù)據(jù)結構 用八叉樹來表示三維形體 。 ? 8種關系（正東，正西，正南，正北，北西、北東、南西、南東） ? 擴充之后得出 4種關系 – 東方（正東 or北東 or南東） – 南方 – 北方 – 西方 ? 方向關系識別 (首先判斷 MBR) 5．基于要素的空間關系分析 6. 度量空間關系分析 基本空間對象度量關系包含點 點、點 線、點 面、線 線、線 面、面 面 之間的距離 ?空間指標量算 區(qū)域空間指標包括： ?幾何指標 :位置、長度、面積、方位等 ?自然地理參數(shù)：坡度、坡向、河網(wǎng)密度、地形起伏度等 ?人文地理指標：差異指數(shù)、人口密度、交通便利度等 5．基于要素的空間關系分析 6. 度量空間關系分析 ?地理空間的距離度量的幾種形式： ?大地測量距離：地球大圓中兩地中心的距離 ?曼哈頓距離：緯度差加上經度差 ?旅行時間距離：用一系列指定航線表示 ?辭典距離：在一固定地名冊中城市位置的絕對差值 6．網(wǎng)絡結構模型 ?1. 網(wǎng)絡空間 (a) (b) Konigsberg Park中的圖形理論模型 6．網(wǎng)絡結構模型 2. 網(wǎng)絡模型 ? 網(wǎng)狀模型將數(shù)據(jù)組織成有向圖結構。 矢量表達和柵格表達 湖泊 河 道 居民地 流 路 5．基于要素的空間關系分析 1. 基本概念 地理要素之間的空間區(qū)位關系可抽象為點、線（或弧）、多邊形（區(qū)域）之間的空間幾何關系 。 水井、污染源等。 線實體 ?有長度，但無寬度和高度，維數(shù)為 1； ?用來描述線狀實體，通常在網(wǎng)絡分析中使用較多 香港城市道路網(wǎng)分布 線實體 有如下特性： 實體長度：從起點到終點的總長； 彎曲度：用于表示像道路拐彎時彎曲的程度； 方向性：水流方向是從上游到下游，公路則有單向與雙向之分。下表 給出了地理研究中一些場模型的例子 [A. Vckovski]。 ?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、能量、信息的存在形式在形態(tài)、結構過程、功能關系 上的分布方式和格局及其在時間上的延續(xù)。 無法用遞歸和嵌套的方式來描述復雜關系的層次和網(wǎng)狀結構，模擬和操作復雜地理對象的能力較弱； 2176。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。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