【正文】 盡管如此，關(guān)系模型用于 GIS地理數(shù)據(jù)庫也還存在一些不足。它是由現(xiàn)實(shí)世界到計(jì)算機(jī)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)。 （ 4）地理客體的科學(xué)認(rèn)知 ? 地理認(rèn)知：制圖過程，讀圖過程 ? 地理認(rèn)知是地理模型的基礎(chǔ)，是制圖概括的基礎(chǔ) ? 地理認(rèn)知貫穿于制圖概括的整個(gè)過程（設(shè)計(jì)階段，編繪階段） 2．現(xiàn)實(shí)世界的抽象 OGC 九層次抽象 尺度世界 Dimensional world 地理空間世界 Geospatial world 地理點(diǎn)列 point 幾何特征 geometry 地理要素 feature 地理要素集合 Feature collections 概念世界 Conceptual world 現(xiàn)實(shí)世界 Real world 項(xiàng)目世界 Project world 感知世界 工程世界 現(xiàn)實(shí)世界 概念世界 地理空間世界 維度世界 項(xiàng)目世界 2．現(xiàn)實(shí)世界的抽象 物理數(shù)據(jù)模型 邏輯數(shù)據(jù)模型 概念模型 現(xiàn)實(shí)世界 地里實(shí)體或現(xiàn)象 最高層 中間層 最低層 數(shù)據(jù)世界 （機(jī)器） 概念世界 （大腦） 設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn) 認(rèn)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(shí)世界的信息數(shù)學(xué)的分析、預(yù)報(bào)、決策或控 制現(xiàn) 實(shí) 世 界 的 分析、預(yù)報(bào)、決策或控制數(shù)學(xué)模型翻譯、歸納解譯檢驗(yàn)演繹推斷現(xiàn)實(shí)世界與數(shù)學(xué)模型的關(guān)系 GIS空間數(shù)據(jù)建模 數(shù)據(jù)建模相關(guān)的概念 (1)模型： 是對現(xiàn)實(shí)世界的模擬和抽象，是將系統(tǒng)的各個(gè)要素通過適當(dāng)?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(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象，表示實(shí)體以及實(shí)體間的聯(lián)系。 GIS空間數(shù)據(jù)建模 數(shù)據(jù)建模相關(guān)的概念 (3)數(shù)據(jù)建模： 是指把現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)組織為有用且能反映真 實(shí)信息的數(shù)據(jù)集的過程。它用于 GIS地理數(shù)據(jù)庫存在的主要問題是： 1176。 用關(guān)系模型描述本身具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和涵義的地理對象時(shí)，需對地理實(shí)體進(jìn)行不自然的分解，導(dǎo)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。 場模型 定義域維數(shù) 值域維數(shù) 自變量 因變量 T(z) 1 1 空間坐標(biāo)（高程） 高度 z處的氣溫 E(t) 1 3 時(shí)間坐標(biāo) 某時(shí)刻的靜電力 H(x,y) 2 1 空間坐標(biāo) 地表高程 P(x,y,z) 3 1 空間坐標(biāo) 土壤的孔隙度 v(λ,φ,z) 3 3 空間坐標(biāo)（ λ,φ經(jīng)緯度，z高度） 風(fēng)速（三維矢量） σ(x,y,z) 3 9 空間坐標(biāo) 壓力張量 Θ(λ,φ,p,t) 4 1 p壓力面， t時(shí)間 潛溫 Θt(λ,φ,p) 3 ∞ p壓力面 時(shí)間序列的潛溫 I(x,y,z,t,λ) 5 1 x,y,z,t時(shí)空坐標(biāo)， λ波長 波長 λ的電磁波在 x,y,z,t處的輻射強(qiáng)度 2. 場模型 ?場的特征： ?空間結(jié)構(gòu)特征和屬性域 (歐幾里德空間，屬性域 ) ?連續(xù)的、可微的、離散的 ?各向同性和各向異性（ 其場內(nèi)性質(zhì)與方向有關(guān)或無關(guān) ） ?空間自相關(guān)（對場中的數(shù)值聚集程度的一種度量） 在各向同性與各向異性場中的旅行時(shí)間面 強(qiáng)空間正負(fù)自相關(guān)模式 2. 場模型 ? 柵格數(shù)據(jù)模型 ? 柵格數(shù)據(jù)模型是基于連續(xù)鋪蓋的，它是用二維鋪蓋或劃分覆蓋整個(gè)連續(xù)空間；鋪蓋可以分為規(guī)則的和不規(guī)則的，后者可當(dāng)做拓?fù)涠噙呅翁幚? 三角形、方格和六角形劃分 柵格數(shù)據(jù)模型 3．要素模型 1. 基本概念 ? 歐氏空間：帶坐標(biāo)的可測量點(diǎn)之間的距離和方向的空間模型 ? 歐氏平面：把空間特性轉(zhuǎn)換成實(shí)數(shù)的元組特性，而形成的二維模型即歐氏平面 ? 地理實(shí)體：分布于地球表面的人文和自然現(xiàn)象的總稱 實(shí)體必須符合三個(gè)條件： ?可被識別 ?重要（與問題有關(guān)） ?可被描述（有特征） 3．要素模型 ? 嵌入式空間：是指空間對象存在于“空間”之中。 一維 線：弧、鏈 一組離散化的實(shí)數(shù)點(diǎn)對 具有相同屬性的點(diǎn)的軌跡，由坐標(biāo)對序列表示，坐標(biāo)對的順序與線的形狀有關(guān)，線上每個(gè)點(diǎn)有不多于二個(gè)的鄰點(diǎn)。結(jié)構(gòu)中結(jié)點(diǎn)代表數(shù)據(jù)記錄，連線描述不同結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)間的關(guān)系。若某體元包含在實(shí)體之內(nèi)，則賦值 1，否則賦值 0。 ? 三維矢量數(shù)據(jù)模型 在三維空間中，地理實(shí)體分為點(diǎn)、線、面和體四種基本元素 (圖 )。 5．基于要素的空間關(guān)系分析 ? 九交模型 ：設(shè)現(xiàn)實(shí)世界中的兩個(gè)簡單實(shí)體 A,B， B(A),B(B)表示 A、 B的邊界，I(A),I(B)表示 A、 B的內(nèi)部， E(A),E(B)表示 A、 B的余。 ?柵格表達(dá) 在柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，整個(gè)地理空間被規(guī)則地分為一個(gè)個(gè)小塊（通常為正方形），地理實(shí)體的位置是由占據(jù)小塊的橫排與豎列的位置決定，小塊的位置則由其橫排豎列的數(shù)碼決定，每個(gè)地理實(shí)體的形態(tài)是由柵格或網(wǎng)格中的一組點(diǎn)來構(gòu)成。 ?類型： ?基于對象（要素）（ Feature）的模型：離散對象描述 ?網(wǎng)絡(luò)（ Network）模型：交通、水系等網(wǎng)絡(luò)狀對象描述 ?場（ Field）模型：連續(xù)對象的描述（二維，三維） 1. 空間數(shù)據(jù)模型的基本問題 ?GIS空間數(shù)據(jù)模型的學(xué)術(shù)前沿 ? 時(shí)空數(shù)據(jù)模型：核心問題是研究如何有效地表達(dá)、記錄和管理現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)體及其相互關(guān)系隨時(shí)間不斷發(fā)生的變化。 GIS空間數(shù)據(jù)模型的概念與分類 ?(3) 關(guān)系模型用于 GIS地理數(shù)據(jù)庫的局限性 關(guān)系模型表示各種地理實(shí)體及其間的關(guān)系，方式簡單、靈活，支持?jǐn)?shù)據(jù)重構(gòu)；具有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，并與一階邏輯理論密切相關(guān)，具有一定的演繹功能；關(guān)系操作和關(guān)系演算具有非過程式特點(diǎn)。 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(shí)世界抽象表達(dá)的重要方式，處于對地理實(shí)體或現(xiàn)象抽象表達(dá)層次模式的中間層。 制圖活動過程 思維客觀現(xiàn)實(shí)世界感知系統(tǒng)制圖綜合與內(nèi)容選取信息處理系統(tǒng)信息表達(dá)系統(tǒng)地圖客觀世界抽象地圖編制者的認(rèn)識模型 地圖所表達(dá)的客觀世界地圖使用者的知識背景形象思維與再現(xiàn)綜合與分析被認(rèn)識的客觀世界感知系統(tǒng)地圖使用者的認(rèn)識模型 （ 2）地圖認(rèn)知模型 （ 3）地圖是客觀世界的形象 —— 符號 —— 概括模型 ? 地圖具有形象性，能對實(shí)際對象做出完整的、清晰的、和直觀的圖形描述和說明 ? 地圖是采用專門設(shè)計(jì)和事先規(guī)定的符號來反映地物、現(xiàn)象和地理過程 ? 地圖是通過地圖制圖工作者通過對地物進(jìn)行取舍、圖形化簡、數(shù)量和質(zhì)量概括、抽象出來的模型。 數(shù)據(jù)建模過程 第一步， 選擇一種數(shù)據(jù)模型來對現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)進(jìn)行組織；