【正文】 對(duì)于空間數(shù)據(jù)來說，主要就是能夠構(gòu)建一個(gè)系統(tǒng)的、完整的、精確的表達(dá)模型，有上述數(shù)據(jù)來表明，可以很好的滿足這一要求，空間數(shù)據(jù)的定義既是如此。3　 可以根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系重建地理實(shí)體。2　 利用拓?fù)潢P(guān)系有利于空間要素的查詢，例如某條鐵路通過哪些地區(qū)，某縣與哪些縣鄰接?？臻g數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系，對(duì)數(shù)據(jù)處理和空間分析具有重要的意義，因?yàn)椋?　 根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系，不需要利用坐標(biāo)或距離，可以確定一種空間實(shí)體相對(duì)于另一種空間實(shí)體的位置關(guān)系。5　 線—面關(guān)系：線和面得關(guān)系表現(xiàn)為線是否通過面或和面關(guān)聯(lián)或包含在面之內(nèi)。4　 線—線關(guān)系：線和線是否鄰接、相交是線和弦關(guān)系的主要表現(xiàn)形式。3　 點(diǎn)—面關(guān)系：點(diǎn)和面得關(guān)系主要是表現(xiàn)在空間包含關(guān)系上。2　 點(diǎn)—線關(guān)系：點(diǎn)和縣的關(guān)系主要表現(xiàn)在點(diǎn)和線的關(guān)聯(lián)關(guān)系上。分析點(diǎn)、線、面三種類型的數(shù)據(jù)，得出其可能存在的空間關(guān)系右以下幾種。表224中每一弧段的左、右節(jié)點(diǎn)分別作為始節(jié)點(diǎn)和終結(jié)點(diǎn)。例如表223對(duì)于網(wǎng)絡(luò)分析非常重要，而對(duì)于主要以面狀的管理系統(tǒng)來說則可以省略。例如多邊形中包含有多邊形。例如節(jié)點(diǎn)與弧段的關(guān)聯(lián)關(guān)系A(chǔ)與e、a、c；多邊形與弧段的關(guān)聯(lián)關(guān)系與e、c、f。例如多邊形之間的鄰接關(guān)系,，又如節(jié)點(diǎn)之間的鄰接關(guān)系A(chǔ)與D、C與D等。如圖 224所示：A,B,C,D為節(jié)點(diǎn)；a,b,c,d,e為線段（弧段）；，為面（多邊形）。這些關(guān)系就是指它們之間的鄰接關(guān)系、關(guān)聯(lián)關(guān)系和包含關(guān)系。此時(shí)，0維矢量就是表象為具有一定數(shù)值的柵格單元，一維矢量就是表現(xiàn)為按現(xiàn)行特征相連接的一組相鄰單元，二維矢量則表現(xiàn)為按二維形狀特征連續(xù)分布的一組單元。每個(gè)單元通過一定的數(shù)值表達(dá)方式（如顏色、灰度級(jí)），表達(dá)諸如環(huán)境污染程度、制備覆蓋類型等空間地理現(xiàn)象（圖 223）。柵格類似于矩陣。4　 空間拓?fù)潢P(guān)系：即是說對(duì)三維空間中的實(shí)體表達(dá)的相鄰或相互之間的邏輯關(guān)系。3　 體積：三維實(shí)體在三維歐式空間中所占的總的空間數(shù)。由于是可以看做由二維矢量圖形合并而成，所以這樣的體也不是真正的實(shí)體。從這方面來考慮，可以將空間矢量又稱為體，像建筑物、山體、獨(dú)立地物等的描述（圖 222）。4　 走向、傾角和傾向：在描述地形、地層的特征要素時(shí)常使用這些參數(shù)。3　 凹凸性：用于二維矢量的形態(tài)描述。翠玉三維歐式克難攻堅(jiān)中的空間曲面而言，還包括其在水平面上的的投影面積。后者是按一定的間距和剖面方向切割空間曲面，切割而成的多組剖面就完成了對(duì)空間曲面的描述。在三維歐式空間中二維矢量為空間曲面。（3） 二維矢量：二維矢量表示空間的一個(gè)面要素，在二維歐式平面上是指由一組閉合弧段所包圍的空間區(qū)域。3　 方向性：看食欲首節(jié)點(diǎn)，結(jié)束于末節(jié)點(diǎn)。1　 長(zhǎng)度：從起點(diǎn)到終點(diǎn)的總長(zhǎng)。在二維（式221）和三維（式222）歐式空間中用有序坐標(biāo)對(duì)表示，即： （221） （222）此外，一維矢量有折線和曲線之分。5　 角點(diǎn)（Vertex）或中間點(diǎn)：表示線段或弧段的內(nèi)部點(diǎn)。3　 內(nèi)點(diǎn)（Label point）：存在于多邊形內(nèi)，用于標(biāo)識(shí)多邊形的屬性。如鉆孔點(diǎn)、高程點(diǎn)、建筑物和公共設(shè)施。在數(shù)學(xué)上點(diǎn)沒有大小、方向。2） 空間對(duì)象的矢量數(shù)據(jù)：（1） 0維矢量：0維矢量維空間中的一個(gè)點(diǎn)（point）。當(dāng)然在三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也是必須要用到的，也就是說，將矢量結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)表現(xiàn)空間對(duì)象的形狀特征，用于三維空間則是要用矢量數(shù)據(jù)形成一組或多組空間曲面所包圍的空間對(duì)象，它具有體積、長(zhǎng)度、寬度、高度、空間曲面的面積、空間曲面的周長(zhǎng)等屬性；山歌數(shù)據(jù)主要表達(dá)的是空間對(duì)象的級(jí)別分布特征及其位置；除了要表達(dá)一些單個(gè)或一片地物之外，還需要表達(dá)一些地物和地物之間的拓?fù)潢P(guān)系，也就是空間關(guān)系的表達(dá)，這樣基本上就可以將空間實(shí)體數(shù)據(jù)定義為四個(gè)方面：1） 屬性、類型說明數(shù)據(jù)；2） 空間對(duì)象的矢量數(shù)據(jù)；3） 空間對(duì)象的柵格數(shù)據(jù)；4） 空間對(duì)象間的拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù)。但在真實(shí)空間中，這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)還是不足以來將復(fù)雜的城市空間對(duì)象一一詳細(xì)的表現(xiàn)出來，城市空間對(duì)象主要有地形地貌和城市設(shè)施建筑物對(duì)象（主要?jiǎng)澐忠姳?21），基于這種劃分，我們可以將這兩種數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行分開建模，分別進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)建。因此，人們努力的尋求對(duì)RDBMS進(jìn)行擴(kuò)展，引入面向?qū)ο蟮乃枷?，使之能夠有效地管理空間數(shù)據(jù)，進(jìn)而發(fā)展了對(duì)象關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，如Oracle 9i.第2節(jié) 城市空間對(duì)象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義在數(shù)字城市空間中，需要表達(dá)的無非就是人們都已經(jīng)習(xí)慣的環(huán)境中熟悉的建筑物群，以及城市中各種設(shè)施和地形地貌。近年來發(fā)展起來的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（如Jasmine），由于直接采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，可以采用面向空間數(shù)據(jù)模型實(shí)現(xiàn)對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，但其應(yīng)用領(lǐng)域還不夠廣泛。一個(gè)類可能是某一類的超類，也可以是某一超類甚至是多個(gè)超類的子類。類似對(duì)象的共性抽象，對(duì)象則是類的實(shí)例，表示為“isintanceof”的關(guān)系；對(duì)象具有類之外的自身特有的屬性和服務(wù)。屬性是一些數(shù)據(jù)項(xiàng)，用來描述對(duì)象的靜態(tài)特征；服務(wù)是一個(gè)操作序列，用來描述對(duì)像的動(dòng)態(tài)特征（行為），每個(gè)對(duì)象都有一個(gè)唯一的標(biāo)志號(hào)（ID）作為識(shí)別標(biāo)志。對(duì)象是指現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體和現(xiàn)象，是系統(tǒng)構(gòu)成的基本單位?，F(xiàn)實(shí)世界中無論多么復(fù)雜的實(shí)體或現(xiàn)象，采用面向思想發(fā)展起來的面向?qū)ο蠹夹g(shù)，是繼高級(jí)語言結(jié)構(gòu)化軟件設(shè)計(jì)之后的軟件生產(chǎn)新境界，已經(jīng)成為一種重要的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的軟件工程方法。圖21中的區(qū)域地理要素可以用以下4個(gè)關(guān)系表（表21~表24）來表述表211 關(guān)系1：邊界關(guān)系（）面域（多邊形）邊 界邊界長(zhǎng)/mP1L14123P1L24000P1L34123P1L42000P2L53041P2L64610P2L24000表212 關(guān)系2：邊界節(jié)點(diǎn)關(guān)系（）邊 界起端點(diǎn)（）終端點(diǎn)（）L1N1N2L2N2N3L3N3N4L4N4N1L5N2N5L6N5N3表213 關(guān)系3：面域關(guān)系（）面域（）面積/P1耕地P2開發(fā)區(qū)表214 關(guān)系4：節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)關(guān)系（）端 點(diǎn)xyN1N2N3N4N5目前，大多數(shù)GIS均采用關(guān)系型數(shù)據(jù)并使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）來管理屬性數(shù)據(jù)，有些GIS（如System 9）還采用RDBMS來管理幾何數(shù)據(jù)。關(guān)系模型具有以下基本特征：（1）、描述的一致性：目標(biāo)之間既不用指針也不用ID碼來聯(lián)系，而是數(shù)據(jù)本身通過公共值的隱含來表達(dá)其間的關(guān)系；（2）、操作的簡(jiǎn)單性：用關(guān)系代數(shù)和關(guān)系運(yùn)算來操作數(shù)據(jù)。一個(gè)實(shí)體有若干關(guān)系構(gòu)成，而關(guān)系表的集合就是構(gòu)成關(guān)系的模型。P1P2L1L2L3L4L5L6N5N4N3N2N1M圖213 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型的樹結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型的典型特征是不僅可以像層次模型一樣表達(dá)一對(duì)一、一堆多的關(guān)系，而且可以表達(dá)層次模型不能表達(dá)的多對(duì)多的關(guān)系，即：一個(gè)上級(jí)節(jié)點(diǎn)可以對(duì)應(yīng)多個(gè)下級(jí)節(jié)點(diǎn)（也稱葉節(jié)點(diǎn)或子節(jié)點(diǎn)）；一個(gè)下級(jí)節(jié)點(diǎn)也可以對(duì)應(yīng)多個(gè)上級(jí)節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)模型類似于層次數(shù)據(jù)模型，也是用記錄和系來表示數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。層次數(shù)據(jù)模型是一種描述該區(qū)域地理特征的倒掛樹形結(jié)構(gòu)（根在上，枝葉在下），如圖22所示。數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄被組織為數(shù)的集合。記錄表示數(shù)據(jù)，一個(gè)記錄表示多個(gè)數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)域表示一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)。 傳統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)模型在3種傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型中，層次數(shù)據(jù)模型和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型也成為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型，關(guān)系數(shù)據(jù)模型也成為面向操作的