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要素模型-云南师范大学地理空间信息技术虚拟仿真试验中心


2. 场模型 2.1场的特征
(三)与方向无关的和与方向有关的(各向同性和 各向异性)空间场内部的各种性质是否随方向的变
化而发生变化,是空间场的一个重要特征。如果一 个场中的所有性质都与方向无关,则称之为各向同 性场(Isotropic Field) ,否则为异性场。
2. 场模型 2.1场的特征
(四)空间自相关空间自相关是空间场中的数值聚集
2. 场模型
对于模拟具有一定空间内连续分布特点的现象来 说,基于场的观点是合适的。例如,空气中污染 物的集中程度、地表的温度、土壤的湿度水平以 及空气与水的流动速度和方向。根据应用的不同, 场可以表现为二维或三维。一个二维场就是在二 维空间中任何已知的地点上,都有一个表现这一 现象的值;而一个三维场就是在三维空间中对于 任何位置来说都有一个值。一些现象,诸如空气 污染物在空间中本质上讲是三维的,但是许多情 况下可以由一个二维场来表示。
1.空间数据模型的基本问题 1.3GIS空间数据模型的学术前沿
(四)CASE工具
CASE工具是计算机信息系统结构化分析、数据流 程描述、数据实体关系表达、数据字典与系统原 型生成、原代码生成的重要工具,在非空间型计 算机信息系统的设计与建立中有着较为广泛的应 用。当前国际上的一个重要发展方向是,根据GIS 空间数据建模的特点和CASE工具的原理,在现有 CASE软件平台上,发展GIS空间数据建模与系统 设计的专用功能,这将有效地提高GIS空间数据建 模及其应用系统设计的自动化程度和技术水平。
空间数据模型
本章描述的是整个GIS理论中最为核心的内容。 为了能够利用信息系统工具来描述现实世界,并 解决其中的问题,必须对现实世界进行建模。对 于地理信息系统而言,其结果就是空间数据模型。 空间数据模型可以分为三种: 场模型:用于描述空间中连续分布的现象; 要素模型:用于描述各种空间地物; 网络模型:可以模拟现实世界中的各种网络;
(二)连续的、可微的、离散 的
如果空间域函数连续的话,空间域也 就是连续的。只有在空间结构和属性 域中恰当地定义了“微小变化”, “连续”的意义才确切; 当空间结构是二维(或更多维)时, 坡度——或者称为变化率——不仅取 决于特殊的位置,而且取决于位置所 在区域的方向分布(如图)。连续与 可微分两个概念之间有逻辑关系,每 个可微函数一定是连续的,但连续函 数不一定可微。
1.空间数据模型的基本问题 1.3GIS空间数据模型的学术前沿
时空数据模型 三维数据模型 分布式空间数据管理 GIS设计的CASE工具
1.空间数据模型的基本问题 1.3GIS空间数据模型的学术前沿
(一)时空数据模型 时空数据模型的核心问题是研究如何有效地表达、 记录和管理现实世界的实体及其相互关系随时间 不断发生的变化。这种时空变化表现为三种可能 的形式: 属性变化,其空间坐标或位置不变; 空间坐标或位置变化,而属性不变; 空间实体或现象的坐标和属性都发生变化。
在GIS中与空间信息有关的信息模型有三个: 基于对象(要素)(Feature)的模型 网络(Network)模型 场(Field)模型。 基于对象(要素)的模型强调了离散对象,根据 它们的边界线以及组成它们或者与它们相关的其 它对象,可以详细地描述离散对象。网络模型表 示了特殊对象之间的交互,如水或者交通流。场 模型表示了在二维或者三维空间中被看作是连续 变化的数据。
1.空间数据模型的基本问题 1.3GIS空间数据模型的学术前沿
(二)三维空间数据模型
国际上关于三维空间数据模型的研究大体上可分 为两个方向:
三维矢量模型:用一些基元及其组合去表示三 维空间目标; 体模型:以体元(Voxel)模型为代表,这种体 元模型的特点是易于表达三维空间属性的非均衡 变化,其缺点是所占存储空间大、处理时间长。
2. 场模型 2.1场的特征
(一)空间结构特征和属性域 “空间”经常是指可以进行长度和角度测量的 欧几里德空间。空间结构可以是规则的或不规 则的。 属性域的数值可以包含以下几种类型:名称、 序数、间隔和比率。属性域的另一个特征是支 持空值,如果值未知或不确定则赋予空值。
2. 场模型 2.1场的特征
1.空间数据模型的基本问题 1.1概念
空间数据模型是关于 现实世界中空间实体 及其相互间联系的概 念,它为描述空间数 据的组织和设计空间 数据库模式提供着基 本方法。因此,对空 间数据模型的认识和 研究在设计GIS空间 数据库和发展新一代 GIS系统的过程中起 着举足轻重的作
1.空间数据模型的基本问题 1.2空间数据模型的类型
程度的一种量度。距离近的事物之间的联系性强于 距离远的事物之间的联系性。如果一个空间场中的 类似的数值有聚集的倾向,则该空间场就表现出很 强的正空间自相关;如果类似的属性值在空间上有 相互排斥的倾向, 2.2栅格数据模型
栅格数据模型是基于连续覆盖的,它是将连续 空间离散化,即用二维覆盖或划分覆盖整个连 续空间。 规则覆盖 不规则覆盖 在边数从3到N的规则覆盖(Regular Tesselations) 中,方格、三角形和六角形是空间数据处理中 最常用的。三角形是最基本的不可再分的单元, 根据角度和边长的不同,可以取不同的形状, 方格、三角形和六角形可完整地铺满一个平面 。
1.空间数据模型的基本问题 1.3GIS空间数据模型的学术前沿
(三)分布式空间数据模型
分布式空间数据模型的两个主要研究方向。 分布式空间数据库管理系统 将空间数据库技术与计算机网络技术相结合,利用计 算机网络实现相关联的空间数据库进行数据和程序的 分布处理,以实现集中与分布的统一。其主要问题包 括空间数据的分割、分布式查询、分布式并发控制。 联邦空间数据库(Federated Spatial Database) 是在不改变不同来源的各空间数据库管理系统的前提 下,将非均质的空间数据库系统联成一体,形成联邦 式的空间数据库管理体系,并向用户提供统一的视图。
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