【正文】 京航空航天大學學報 ,2022 9交模型所述拓撲關系 r0 3 1r2 7 9r2 2 0r2 8 5r4 7 6 51 1r2 8 7r1 7 9r4 0 0r4 3 5r0 3 1r2 5 5r2 8 5r0 6 3r4 1 2r1 9 1r3 1 9 r2 5 3r3 1 6r2 2 0r0 3 0 r2 8 4 r0 9 2r0 3 0 r0 9 2 r2 8 4r0 3 1r1 5 9 r2 5 5r4 3 5r4 0 0r0 9 5r2 8 7r2 7 7面 / 面關系面 / 線關系面 / 點關系線 / 點關系線 / 線關系5．基于要素的空間關系分析 5. 方向空間關系分析 ? 方向關系描述 ? 方向關系又稱方位關系、延伸關系，它定義了地物對象之間的方位。 ? 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(jīng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)中結(jié)點代表數(shù)據(jù)記錄，連線描述不同結(jié)點數(shù)據(jù)間的關系。有向圖（ Digraph）的形式化定義為： Digraph = (Vertex,{Relation}) 其中 Vertex為圖中數(shù)據(jù)元素（頂點）的有限非空集合；Relation是兩個頂點（ Vertex）之間的關系的集合。 6．網(wǎng)絡結(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，反映了多對多的關系 ? 存在的問題： 結(jié)構(gòu)復雜，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 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)模型設計的基本思想 ? 根據(jù)應用領域的特點（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。 ? 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）。 ? 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)顯式表達兩種地理事件：地理實體進化事件和地理實體存亡事件。 ? 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。 8．三維模型 ? 三維 GIS的功能 ?三維 GIS所研究的內(nèi)容和實現(xiàn)的功能主要有：數(shù)據(jù)編碼，數(shù)據(jù)的組織和重構(gòu)，變換，查詢 ，邏輯運算，計算，分析，建立模型， 視覺變換，系統(tǒng)維護 。 ? 三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ?八叉樹三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 用八叉樹來表示三維形體 。 8．三維模型 三維空間的數(shù)據(jù)模型： 對于一個二維系統(tǒng)，可以用表達式 V＝ f（ x, y）來表達。其中，（ x, y）是二維平面的坐標， V是對應于該點的屬性值。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）。 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, y變化的影響，即（ x, y, z）是在三維空間連續(xù)變化的。 ? 三維矢量數(shù)據(jù)模型 在三維空間中，地理實體分為點、線、面和體四種基本元素 (圖 )。由這四種元素構(gòu)成復雜的三維目標。由于處理三維數(shù)據(jù)的存儲和空間關系的表達遠遠比二維空間復雜，當前并沒有成熟的應用模型，但存在多種構(gòu)模的方法。 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。若某體元包含在實體之內(nèi)，則賦值 1，否則賦值 0。體元素的形狀通常是正立方體，也有四面體或其它非規(guī)則形狀等。 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。 通過“圍墻”狀的剖面表示三維數(shù)據(jù) 作業(yè)及思考題 下圖給出了兩個簡單面域的兩種拓撲關系類型， 請指出其拓撲關系，并用九交模型來表示。 A B A B 圖 a 圖 b 點線之間的空間關系的九交模型表達情況。 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(jié)描述三維模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有哪些，分析哪些適合地理空間數(shù)據(jù)的建模？