成都信息工程学院资源环境学院《GIS原理》作业
章节第二章
空间数据模型
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《GIS原理》作业
1、空间数据结构在三层次地理空间认知中的作用和意义？
答：地理空间认知包括空间特征感知，空间对象认知和空间格局认知三个层次。

空间数据结构介于逻辑数据模型和物理数据模型中间媒介位置。

空间数据结构能有效的对逻辑数据模型描述的数据进行合理的组织，将逻辑关系和数据转化为物理的数据，实现了将现实世界的空间关系向计算机系统智能化转化
2、根据GIS数据组织和处理方式，空间数据的概念模型有为哪三类？如何进行选择？
答：空间数据的概念模型有要素（对象）模型、网络模型、场（域）模型。

模型的选择：
（1）基于要素模型强调了离散的对象。

一般认为，要素模型特别适用于描述地理空间中各种独立存在的地理特征，适合于那些具有完整边界的地理目标，如：建筑物、街区、道路、行政区划等人文现象、或者湖泊、河流、植被景观等自然现象。

（2）根据应用不同场模型可以表现为二维或三维，用于模拟具有一定空间内连续分布特点的现象。

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。

（3）网络模型表示了特殊对象之间的交互。

基于网络的地理认知模型与基于对象的地理认知模型有相似之处，都是描述不连续的地理目标。

如道路、地下管线、通讯线路、自然界的物质流、能量流等。

网络模型可以看成基于点对象和线对象
及其拓扑关系的集合描述。

3、什么是空间关系？空间关系主要包括哪些？在GIS中引入空间关系有何意义？
答：空间关系是指地理空间实体之间相互作用的关系。

空间关系包括以下三种：
（1）拓扑空间关系：用来描述实体间的相邻、连通和相交等关系；
（2）空间顺序关系：用于描述实体在地理空间上的排列顺序，如实体之间前后、上下、左右和东、南、西、北等方位关系；
（3）度量空间关系：主要是指空间对象之间的距离关系。

在GIS中引入空间关系的意义：在GIS中引入空间关系，空间关系能为GIS系统数据库提供有效的空间查询、空间分析、辅助决策等。

地理信息系统中集中存储了空间分布位置信息、属性信息、拓扑空间关系等空间关系信息。

因此，空间位置、关系与度量的描述在GIS中起非常重要的作用。

4、栅格数据模型、镶嵌数据模型是基于场的观点还是基于要素的观点？为什么？
答：基于场的。

栅格数据模型是基于栅格的空间模型把空间看作像元的划分，每个像元都与分类或者标识所包含的现象的一个记录有关；镶嵌数据模型采用规则或不规则的小面块集合来逼近自然界不规则的地理单元。

以上两种都适合于用场模型抽象的地理现象。

5、为什么栅格数据模型是将连续空间离散化？
答：基于栅格的空间模型把空间看作像元的划分，每个像元都与分类或者标识所包含的现象的一个记录有关。

像元与“栅格”两者都是来自图像处理的内容，其中单个的图像可以通过扫描每个栅格产生。

在每个图层中栅格像元记录了特殊的现象的存在。

每个像元的值表明了在已知类中现象的分类情况，因此栅格数据模型是将连续空间离散化的。

6、空间逻辑数据模型主要有哪些？分别使用哪种方式的逻辑结构对地理数据进行表示？
答：（1）栅格数据模型。

基于栅格的空间模型把空间看作像元的划分，每个像元都与分类或者标识所包含的现象的一个记录有关。

（2）矢量方法强调了离散现象的存在，由边界线（点、线、面）来确定边界，因此可以看成是基于要素的。

（3）矢量－栅格一体化数据模型：在矢量－栅格数据模型中，对地理空间实体同时按矢量数据模型和栅格数据模型来表述。

面状实体的边界采用矢量数据模型描述，而其内部采用栅格数据模型表达；线状实体一般采用矢量数据模型表达，同时将线所经过位置以栅格单元进行充填；点实体则同时描述其空间坐标以及栅格单元位置，这样则将矢量数据模型和栅格数据模型的特点有机地结合在一起。

（4）镶嵌数据模型采用规则或不规则的小面块集合来逼近自然界不规则的地理单元，适合于用场模型抽象的地理现象。

（5）面向对象数据模型应用面向对象方法描述空间实体及其相互关系，特别适合于采用对象模型抽象和建模的空间实体的表达。

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