【文章內(nèi)容簡介】 類、關(guān)系類、注記類、修飾類、動態(tài)類、幾何網(wǎng)絡(luò)； (3) 具備類視圖概念，可通過屬性條件、空間條件和子類型條件定義要素類視圖、對象類視圖、注記類視圖和動態(tài)類視圖。 (4) 要素可描述任意幾何復(fù)雜度的實體，如水系。 (5) 完善的關(guān)系定義，可表達實體間的空間關(guān)系、拓撲關(guān)系和非空間關(guān) 系?？臻g關(guān)系按照 9 交模型定義；拓撲關(guān)系支持結(jié)構(gòu)表達方式和空間規(guī)則表達方式；完整地支持 4類非空間關(guān)系，包括關(guān)聯(lián)關(guān)系、繼承關(guān)系 (完全繼承或部分繼承 )、組合關(guān)系（聚集關(guān)系或組成關(guān)系）、依賴關(guān)系。 (6) 支持關(guān)系多重性，包括 1－ 1－ M、 N－ M。 (7) 支持有效性規(guī)則的定義和維護，包括定義域規(guī)則、關(guān)系規(guī)則、拓撲規(guī)則、空間規(guī)則、網(wǎng)絡(luò)連接規(guī)則。 (8) 支持多層次數(shù)據(jù)組織，包括地理數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)集、數(shù)據(jù)包、類、幾何元素、幾何實體、幾何數(shù)據(jù)，如圖 31 所示。 (9) 幾何數(shù)據(jù)支持向量表示法和解析表示法，包括折線、圓、橢圓、弧、矩形、樣條、bezier 曲線等形態(tài)。能夠支持規(guī)劃設(shè)計等應(yīng)用領(lǐng)域。 13 要素數(shù)據(jù)集域集 規(guī)則集 柵格數(shù)據(jù)集 T I N 數(shù)據(jù)集要素類 對象類幾何網(wǎng)絡(luò)關(guān)系類地理數(shù)據(jù)庫空間參照系要素注記類 動態(tài)類邏輯網(wǎng)絡(luò)弧段（T O P ） 點( n o d D a t )塊維10..*1*1*11111..*10..*10..*111*1*10..*10..*連通性連接邊連接點1*10..*10..*10..* 幾何實體幾何形態(tài)1111屬性轉(zhuǎn)角元素10..*11..*區(qū) 線 點11..*11..*11..*坐標(biāo)點1*坐標(biāo)點1110..*靜態(tài)注記10..*1111屬性注記10..*1*1*指北針圖框修飾類1*1*模版庫**貼片1*圖例接圖表幾何圖形1*1*1*1*1*軌跡10..*10..* *包1*柵格目錄1*11 . 空間參照系 空間參照系（ SpatiaI Reference System）是平面坐標(biāo)系和高程系的統(tǒng)稱，用于確定地理目標(biāo)的平面位置和高程。這包含兩方面的內(nèi)容：一是在把大地水準(zhǔn)面上的測量成果 換 算到橢球體面上的計算工作中，所采用的橢球的大??；二是橢球體與大地水準(zhǔn)面的相關(guān)位置不同，對同一點的地理坐標(biāo)所計算的結(jié)果將有不同的值。因此，選定了一個一定大小的橢球體，并確圖 31 MAPGIS7 面向?qū)嶓w的空間數(shù)據(jù)模型 14 定了它與大地水準(zhǔn)面的相關(guān)位置，就確定了一個坐 標(biāo)系。 一個要素要進行定位，必須嵌入到一個空間參照系中。地面上任一點的位置，通常用經(jīng)度和緯度來決定。經(jīng)線和緯線是地球表面上兩組正交（相交為 90 度）的曲線，這兩組正交的曲線構(gòu)成的坐標(biāo)，稱為地理坐標(biāo)系。因為 GIS所描述是位于地球表面的信息，所以根據(jù)地球橢球體建立的地理坐標(biāo)（經(jīng)緯網(wǎng)）可以作為所有要素的參照系統(tǒng)。 地球表面是不可展開的曲面，地理坐標(biāo)是一種球面坐標(biāo)，也就是說曲面上的各點不能直接表示在平面上。為了能夠?qū)⑵浔砻娴膬?nèi)容顯示在平面的顯示器或紙面上，因此必須運用地圖投影的方法，建立地球表面和平面上點的函數(shù)關(guān)系 ，使地球表面上任一點由地理坐標(biāo)確定的點，在平面上必有一個與它相對應(yīng)的點，即建立地球表面上的點與投影平面上點之間的一一對應(yīng)關(guān)系。地圖投影的使用保證了空間信息在地域上的聯(lián)系和完整性，在各類地理信息系統(tǒng)的建立過程中，選擇適當(dāng)?shù)牡貓D投影系統(tǒng)是首先要考慮的問題。 MAPGISK9提供了不同類型的地圖投影以及相互轉(zhuǎn)換的功能。使用者可根據(jù)需要方便的建立不同的坐標(biāo)系并進行相互之間的轉(zhuǎn)換。 . 實體表達及分類 . 對象 在 MAPGISK9 中，對象是現(xiàn)實世界中實體的表示。諸如房子、湖泊或顧客之類的實體，均可用對象表示。對象有屬性、 行為和一定的規(guī)則，以記錄的形式存儲對象。對象是各種實體一般性的抽象，特殊性對象包括要素、關(guān)系、注記、修飾符、軌跡、連接邊、連接點等。 . 對象類型、子類型 根據(jù)對象的行為和屬性可以將對象劃分成不同的類型，具有相同行為和屬性的對象構(gòu)成對象類，特殊的對象類包括要素類、關(guān)系類、注記類、修飾類、動態(tài)類、幾何網(wǎng)絡(luò)。不特別聲明的情況下，對象類指沒有空間特征的同類對象集。 子類型是對象類的輕量級分類，以表達相似對象，如供水管網(wǎng)中區(qū)分鋼管、塑料管、水泥管。不同類或子類型的對象可以有不同的屬性缺省值和屬性域。 . 對象類 對象類是具 有相同行為和屬性的對象的集合。在空間數(shù)據(jù)模型中，一般情況下，對象類是指沒有幾何特征的對象（如房屋所有者、表格記錄等）的集合；在忽略對象特殊性的情況下，對象類可以指任意一種類型的對象集。 15 . 要素類 要素是具有幾何特征的對象，要素包括屬性、幾何元素和圖示化信息，幾何元素是點、線、多邊形等幾何實體的組合。要素類是具有相同屬性的要素的集合，是一種特殊的對象類，往往用于表達某種類型的地理實體，如道路、學(xué)校等。 . 關(guān)系類 現(xiàn)實世界中的各種現(xiàn)象是普遍聯(lián)系的，而聯(lián)系本身也是一種特殊現(xiàn)象，具有多種表現(xiàn)形式。在面向?qū)嶓w的空間數(shù)據(jù) 模型中，對象之間的聯(lián)系被稱作關(guān)系，是一種特殊的對象。 房屋所有者和房屋之間的產(chǎn)權(quán)關(guān)系，具有公共邊界的行政區(qū)之間的相鄰關(guān)系，甲乙雙方之間的合同關(guān)系，都是對象之間關(guān)系的實例。 在該模型中，關(guān)系被分為空間關(guān)系和非空間關(guān)系。其中： (1) 空間關(guān)系與對象的位置和形態(tài)等空間特性有關(guān)，包括距離關(guān)系和拓撲關(guān)系。拓撲關(guān)系如水管和閥門的連接關(guān)系、兩條道路的相交關(guān)系； (2) 非空間關(guān)系是對象屬性之間存在的關(guān)系，如甲乙方之間的合同關(guān)系。 關(guān)系類是關(guān)系的集合，一般在對象類、要素類、注記類、修飾類的任意兩者之間建立關(guān)系類。 . 注記類 注記是一種標(biāo)識 要素的描述性文本，分為靜態(tài)注記、屬性注記和維注記。其中： (1) 靜態(tài)注記是一種內(nèi)容和位置固定的注記，包括注記和版面。 (2) 屬性注記的內(nèi)容來自要素的屬性值，顯示屬性注記時，動態(tài)地將屬性值填入注記模板。因此也稱為動態(tài)注記，屬性注記直接和它要標(biāo)注的要素相關(guān)聯(lián)，移動要素時，注記跟隨移動，注記的生命期受該要素的生命期控制。 (3) 維注記是一種特殊類型的地圖注記，僅用來表示特定的長度和距離。維分為平行維和線性維，平行維與基線平行，表示真實距離；線性維可以是垂直、水平或旋轉(zhuǎn)的，并不表示真實距離。 注記的集合構(gòu)成注記類。 . 修飾類 修飾類用 于存儲修飾地圖或者輔助制圖的要素，包括幾何圖形、接圖表、圖例、指北針、圖框、比例尺、貼片和塊。其中： 16 (1) 幾何圖形包括點、線、多邊形。線和多邊形邊界可以是下列類型之一：折線、弧線、圓、橢圓、弧、矩形、樣條、 bezier 曲線。幾何圖形主要考慮圖面的要求、對平面拓撲和形態(tài)沒有嚴格要求，如多邊形的端點不要求嚴格重合，線可以自相交。 (2) 圖框分為內(nèi)圖框和外圖框。 (3) 貼片是一種帶圖示化信息的矩形框，用于遮蓋不需要顯示的圖形。 (4) 塊 是 修飾類要素的組合，可以自由組合或拆散。 . 動態(tài)類 動態(tài)類是一種特殊的對象類，是空間位置隨時間變化的動 態(tài)對象的集合。動態(tài)對象的位置隨時間變化形成軌跡，動態(tài)類中記錄軌跡的信息，包括 x、 y、 z、 t 和屬性。 . 幾何網(wǎng)絡(luò) 幾何網(wǎng)絡(luò)是邊要素和點要素組成的集合，邊要素和點要素相互聯(lián)系，一條邊連接兩個點，一個點可以連接大量的邊。邊要素可以在二維空間交叉而不相交，如立交橋。幾何網(wǎng)絡(luò)中的要素表示網(wǎng)絡(luò)地理實體，如道路、車站、航線等。 每一個幾何網(wǎng)絡(luò)都有一個邏輯網(wǎng)絡(luò)與之對應(yīng)，邏輯網(wǎng)絡(luò)依附于幾何網(wǎng)絡(luò)，由邊元素、結(jié)點元素、轉(zhuǎn)角元素以及連通性元素組成。 邏輯網(wǎng)絡(luò)中的元素沒有空間特性，即沒有坐標(biāo)值。邏輯網(wǎng)絡(luò)存儲網(wǎng)絡(luò)的連通信息，是網(wǎng)絡(luò)分析的 基礎(chǔ)。 . 要素類的數(shù)據(jù)組織方式 要素類由要素組成，每個要素包含屬性、幾何元素和圖示化信息這三部分內(nèi)容。幾何元素有兩種數(shù)據(jù)組織方式： (1) 直接存儲簡單點、簡單線、簡單多邊形。這種組織方式使得該模型與傳統(tǒng)的簡單要素模型兼容； (2) 按照幾何元素－幾何實體－幾何數(shù)據(jù)三個層次組織和存儲空間信息。這種組織方式使該模型與傳統(tǒng)的拓撲數(shù)據(jù)模型兼容，但表達能力更強，可描述幾何形態(tài)較為復(fù)雜的地理實體，如水系。在三個層次中： 幾何數(shù)據(jù)包含點和弧段，弧段可以是折線、圓、橢圓、弧、矩形、樣條、 bezier 曲線之一，是地理實體的特征點或邊界線。 幾何實體分為點狀、線狀、面狀。點狀幾何實體由幾何數(shù)據(jù)層的 1 個點或多個點組成；線狀幾何實體由 1 到多條弧段有序組成；面狀幾何實體由 1 到多條弧段有序構(gòu)成的多邊形表示。 17 幾何元素由任意多個點狀、線狀和面狀幾何實體組成，共同表達要素的幾何特征。 幾何元素的這種組織方式使得用戶能夠在同一個要素類中存儲空間重疊的不同要素，如“鐵路”要素類中京漢線和京廣線；使用戶能夠按照語義對要素進行分類和組織，而不是按照幾何形態(tài)對要素進行分類和組織。 通過在要素類上施加空間規(guī)則，可以限制要素類中一條弧段是否只能有左右多邊形各一個 。 . 視圖 視圖展現(xiàn)給用戶的是對應(yīng)類中的部分空間數(shù)據(jù)，部分屬性數(shù)據(jù)，或者兩者之一。MAPGISK9 視圖具有以下特點： (1) MAPGIS 提供要素類、對象類、注記類、動態(tài)類的視圖； (2) 視圖是根據(jù)給定的空間條件、屬性條件在原始類中選擇數(shù)據(jù)，但是這些數(shù)據(jù)本 身并沒有復(fù)制，僅僅是邏輯上的拷貝； (3) 視圖本身僅存儲創(chuàng)建這個視圖的空間條件和屬性條件。空間條件包括矩形范圍、類和子類型，屬性條件包括縱向條件和橫向條件，縱向條件限制視圖所包含的字段，橫向條件通過條件表達式（如：“面積 500”）限制視圖的記錄范圍； (4) MAPGISK9 將視圖分為只讀視圖和可讀寫視圖。 . 關(guān)系定義 根據(jù)空間相關(guān)性，可將關(guān)系劃分為空間關(guān)系和非空間關(guān)系。關(guān)系可以僅僅表示對象之間的聯(lián)系，除此之外，沒有其它含義，即關(guān)系沒有屬性；關(guān)系也可以有特定的含義，有屬性的，如合同關(guān)系中每一條關(guān)系都與一份合同對應(yīng)。 MAPGISK9 提供了完整的關(guān)系支持，包括齊全的空間關(guān)系和非空間關(guān)系。 . 空間關(guān)系 (1) 距離關(guān)系 距離關(guān)系是最常見的空間關(guān)系之一，一般采用歐式距離。 (2) 拓撲關(guān)系 拓撲關(guān)系是另一類空間關(guān)系，這種關(guān)系不隨距離、角度的變化而變化。如相鄰多邊形與公共弧段之間的關(guān)系，幾何網(wǎng)絡(luò)中邊 －邊的連接關(guān)系。 MAPGISK9按照九交模型定義拓撲關(guān)系，其中有現(xiàn)實意義的拓撲關(guān)系包括：相交、相接、相等、分離、包含、包含于、覆蓋、被覆蓋、交疊等九種。 18 MAPGISK9完全支持基于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和基于空間規(guī)則的拓撲關(guān)系表達方式?；跀?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的拓撲關(guān)系表達方式只能表達要素類內(nèi)部要素之間的平面拓撲關(guān)系，但比較 適 用于地藉管理等應(yīng)用領(lǐng)域?；诳臻g規(guī)則的拓撲關(guān)系表達方式靈活，容易表達同類要素之間的關(guān)系，也容易表達不同要素類之間的拓撲關(guān)系，如縣級行政區(qū)必須包含于省級行政區(qū)。 . 非空間關(guān)系 非空間關(guān)系是對象屬性之間存在的 關(guān)系，與對象的語義有關(guān)，包括：關(guān)聯(lián)關(guān)系、繼承關(guān)系、組合關(guān)系、依賴關(guān)系。其中： (1) 關(guān)聯(lián)關(guān)系是最一般的關(guān)系，關(guān)系兩端的對象相互獨立，不存在依賴； (2) 繼承關(guān)系包括完全繼承和部分繼承，完全繼承是指子類繼承父類的所有屬性，部 分繼承是指子類只繼承父類的部分屬性，實際應(yīng)用中，子類往往是父類的特例， 如某地區(qū)屬于沉積巖，也屬于砂巖，砂巖繼承了沉積巖的屬性。 (3) 組合關(guān)系是部分與整體的關(guān)系，組合關(guān)系分為聚集和組成。聚集是指組合體與各部分具有不同的生命期；組成則是指組合體與各部分具有相同的生命期，也就是同生共死。聚集關(guān)系如：計算機和它的 外圍設(shè)備，一臺計算機可能連接到零臺或者多臺打印機，即使沒有所連接的計算機，那臺打印機也可以生存；組成關(guān)系如：電線桿（原始對象）和變壓器（目的對象）之間可以構(gòu)成一對多的組成關(guān)系，一旦電線桿被刪除，變壓器也要被刪除； (4) 依賴關(guān)系由對象的語義引起，如某段行政邊界以河流中心線為準(zhǔn)。依賴關(guān)系也稱 為引用關(guān)系。 . 關(guān)系多重性 非空間關(guān)系具有多重性，具體表現(xiàn)為 1－ 1－ M、 N－ M。 . 有效性規(guī)則 對象特性的一個特殊表現(xiàn)是某些屬性的取值往往存在邊界條件，對象之間的關(guān)系（包括空間關(guān)系）甚至關(guān)系本身存在某種約束條件。所有這些限 制條件統(tǒng)稱為有效性規(guī)則。MAPGISK9中，有效性規(guī)則分為 4 種類型：屬性規(guī)則，空間規(guī)則，連接規(guī)則，關(guān)系規(guī)則。有效性規(guī)則可以作用在類上，也可以作用在子類型上。 19 . 屬性規(guī)則與定義域 屬性規(guī)則用于約定某個字段的缺省值，限定取值范圍，設(shè)置合并和拆分策略。屬性規(guī)則通過“定義域”來表達，取值范圍分連續(xù)型和離散型，相應(yīng)地把定義域分為范圍域和編碼域。 范圍域適用于數(shù)值型、日期型、時間型等可連續(xù)取值的字段類型，編碼域除了可以適用于連續(xù)取值類型外，還可用于字符串等類型的字段。 合并和拆分策略定義要素合并和拆分時屬性字段的變化規(guī) 則