展现 符号地图
主要内容
一、场模型与栅格结构 （场模型、栅格结构） 二、实体模型与矢量结构（实体模型、矢量结构） 三、空间数据模型（重要性、逻辑数据单位） 四、空间数据库管理系统 （概念、构架、 功能扩展，
实现方式） 五、GEODATABASE的构架
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场模型（概念）
绝对空间的观点认为：地理空间是一个3维、连 续、非空的复杂空间场。空间场中每个位置都被一个 或多个空间现象占据着，具有一种或多种属性，或对 应着一个或多个空间要素的特征码，特征码集成了空 间要素的空间属性与主题属性。
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如图3-1(a)，研究区域有工业、商业和居 住区三种类型，粗线为边界。定义一个分段连 续函数f(x,y)，定义域为研究区域占据的空间范 围，值域为土地使用类型。
场模型（二维场）
图3-1 土地使用情况及其离散化表示
场模型（三维场）
三维场用三维连续函数或三维分段连续函数 ： R=f(x,y,h)、
或 R=f(B,L,H) 或 R=f(X,Y,Z) 表示体状分布的物体（如矿体构造等），其中 (x,y,h)、(B,L,H)、(X,Y,Z)为三维空间位置，R为该位 置的属性（如矿物属性）。
空间数据认知、表达、存储与管理
分类
地理空间
分类
连续空间现象集合
独立空间现象集合
抽象
抽象
场模型
实体模型
形式 F(x,y)--映---射---到----属性集
形式 空间要素集合
离散
栅格结构
主题属性 几何形状 时态属性
存储
展现
离散
栅格模型 栅格图像
包括 空间数据模型
包括
存储 矢量模型
矢量结构 展现 DLG
3、面状要素或区域：表示成它所覆盖的、 聚集在一起的相邻像素集合，每个栅格像素可有 多于两个相邻单元同属一个区域。给每个像素赋 予一个特征码来表示属性，用记有区域属性的相 邻栅格像素的集合表示区域。
栅格结构（表达独立空间现象）
栅格结构用有限个像素的集合近似表示一个空 间要素，分辨率越大精度越高，表示的要素可信度 越高，但占用空间越大，处理越复杂。
3、网格：选择一种网格（覆盖），将研究区域离散 化，网格分辨率代表离散化的精度。
场模型（组成）
4、场操作 场操作把一个场映射为另一个场（场之间的联系 和交互）。 1）点操作：新场的取值只依赖输入场（原场） 中相同位置单点的属性值，不受邻点属性和区域内一 般特征影响。常见的函数有加、减、乘、除等代数运 算；与、并、非、异或等逻辑运算；大于、小于等比 较运算；指数、对数、三角函数等。新场与原场属性 意义可完全不同。
图3-3 地形场的栅格表示
栅格结构（表达独立空间现象）
二维空间中的任何空间要素都可用其边界范
围内（覆盖像素，位置用行
列号表示； 2、线状要素：表示成其中心线方向上一组
连接成串的、单像素宽的相邻栅格像素的集合， 每个像素最多只有两个相邻像素在线上；
场模型（组成）
2）聚焦操作：指定位置的新场值，不仅依赖输入 场相同位置的属性值，还依赖与该位置有邻域关联 （直接或间接几何关联）的其他位置的属性值，如坡 度场依赖于同点一个小邻域的高程场。常见的函数有 平滑、离散点搜索、连续表面描述（坡度、坡向、可 视域分析）、点在多边形中的判断等。
3）区域操作：计算新场属性值时，要考虑输入场 在整个区域的属性值，即通过一个函数对某一区域内 的所有值进行综合，然后计算新属性值，如求平均高 程。常见函数有求区域平均值、众数，极值、求和、 归组、整体插值等方法。
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栅格结构（概念）
用平行于坐标轴的正方形网格将研究空间划分成 N*M个具有一定分辨率的、大小均匀的、紧密相邻的、 呈规则行列排列的正方形网格单元。每个网格单元称为 像素或像元，用一对（X,Y）坐标表示像素的位置（地 理空间中一个离散点位置），X≦N表示行， Y≦M表示列。 每个像元对应一个代码表示该像元的属性类型、量值或 指向属性记录的指针。具有相同属性的一组像元集合表 示同一个空间要素。
场值在空间上是自相关的（连续的），每个栅格像 元的值采用像元内所有场点的平均值表示，或者用像元 中心位置的属性值表示。
栅格结构（表达连续空间现象）
栅格结构适合表达 连续空间现象和空间现 象集合，如：地形表面、 天气和污染、温度表面、 土地使用情况等。图33为栅格形式的数字高 程模型，用数学上的矩 阵表示，实现为二维数 组。
场模型（覆盖结构）
覆盖指一些规则或不规则网格，用于将连续的场 离散化。常见的规则网格有正方形、正六边形、正三角 形网格。常用不规则网格有不规则三角形网格TIN和泰 森多边形网格。用规则或不规则网格将研究区域的空间 范围离散化，得到的几何数据结构称为覆盖结构（或镶 嵌结构），在计算机图形学中叫网格结构，覆盖结构是 场模型的离散化表示。
场模型将地理空间抽象为空间参照系中具有属性 的、连续的、不重合的、无穷个空间位置的集合，每 个位置表示成一个二维或三维坐标向量，坐标取值为 连续的实数值。
场模型将空间位置通过不同的函数（数学空间中 的连续函数或分段连续函数）映射到多种属性域上， 形成多个不同的场。
场模型（二维场）
二维场模型用二维坐标向量的连续函数或 分段连续函数表示空间表面（地形表面、温度 等），将研究区域内的每个点位映射成值域(属 性域)中一个具体值。
图3-2 (a) 三角形、方格和六角形 (b) TIN与Voronoi图
场模型（组成）
场模型由空间参照系统、场函数、网格（一定分辨率） 和场操作四部分组成。若函数为单值，参照系是欧氏平面， 场模型可用表面或等值线进行可视化表示。
1、空间参照系统：定义某种地理坐标系统，将地理 空间转换为数学空间。
2、场函数：场函数是场模型的连续、可视化表示形 式。在定义域（研究区域的所有网格单元）上有一个函数 集，分别将空间（网格单元）位置映射到不同的属性集 （不同图层）。如：地表高程、土地使用、温度等。