2、基本特征
空间特征： 地理位置和 空间关系 属性特征— 名称、等级、 类别等
时间特征
3、数据类型
几何数据（空 间数据、图形 数据）
关系数据—实 体间的邻接、 关联包含等相 互关系
属性数据—各 种属性特征和 时间
元 地表或特殊 造型）
RDBMS属性表 ----采用MIS 较成熟
空间数据模型
• 拓扑元素：
• 点：
• 孤立点、线的端点、面的首尾点、链的连接点
• 线：
• 两结点之间的有序弧段，包括链、弧段和线段
• 面：
• 若干弧段组成的多边形
空间数据模型
点、弧、面的表现形式
空间数据模型
欧氏平面上实体对象所具有的拓扑和非拓扑属性
一个点在一个弧段的端点
一条弧段是一个简单弧段
一个点在一个区域的边界上
一个点在一个区域的外部
拓扑属性 一个点在一个区域的内部
一个点在一个环的内部
一个面是一个简单面（没有岛）
一个面的连续性（给定面上任意两点，从一点 可以完全在面的内部沿任意路径走向另一点）
两点之间的距离
非拓扑属性
一个点指向另一个点的方向 弧段的长度
一个区域的周长
一个区域的面积 空间数据模型
• 拓扑属性是描述的两个对象之间的关系，故又称拓扑关系 • 拓扑关系就是描述几何特征元素的非几何图形元素之间的逻辑关系。 • 即拓扑关系只关心几何图形元素之间的关系，而忽略几何图形元素的形状、
西、南、北等。 • 空间度量关系：描述空间对象之间的距离等。
空间数据模型
• 拓扑关系
• 拓扑(Topology)一词来自于希腊文，意思是形状的研究。 • 拓扑学是几何学的一个分支，研究在拓扑变换下能够保
持不变的几何属性—拓扑属性。 • “橡皮板几何学”：可以设想一块高质量的橡皮板，它的
表面是欧式平面，这块橡皮可以任意弯曲、拉伸、压缩， 但不能扭转和折叠，表面上有点、线、多边形等组成的 几何图形。
空间元数据
空间数据模型
• 几何数据
• 根据空间实体的几何特征，空间对象可分为点对象、线对象、面对象和 体对象。
• 点定义为因太小不能描述为线状或面状的地理特征要素的离散位置。 • 线定义为因太细不能描述为面状的地理特征要素的形状和位置 • 多边形定义为封闭的区域面，多边图形用于描述均匀特征的位置和形状
• 空间实体类型 • 空间实体一般按地形维数进行归类划分：
• 点：零维 • 线：一维 • 面：二维 • 体：三维
空间数据模型
空间实体类型 :点实体
•有位置，无宽度和长度； •抽象的点
2015年全国地震分布图
空间数据模型
空间实体类型 :线实体
• 有长度，但无宽度和高度 • 用来描述线状实体，通常在网络分析中使用较多 •有一定范围的点元素集合，表示相同专题点的连 续轨迹
• 邻接、相交、相离、包含、重合等
空间数据模型
点—点 点—线 点—面 线—线 线—面 面—面
邻接
点、线、面之间的拓扑关系
相交
相离
包含
空间数据模型
重合
3.3地理实体的描述——空间数据
1、描述的内容
位置、形状、 尺寸
识别码（名 称）实体的 角色、功能、 行为、实体 的衍生信息
时间
测量方法、 编码方法、 空间参考系 等
在对现实世界的观察过程中，除了会对事物进行选择， 还会进行抽象和综合，通过抽象便于事物在GIS中进行建模、 分析和应用，实现现实世界在GIS中的表达。
空间数据
现实世界
特征 关系 行为
观察
选择 抽象 综合
测量：位置 编码：属性 建立关系： 表达
地理信息对空现间实数据世模界型 的抽象过程
地图 遥感影像
大 学 校 园 建 筑
空间数据模型
3.2.2 空间实体的特征 • 空间特征 • 空间特征表达了地理事物和现象的客观存在性、几何 形态的多样性和空间相关性，相应的空间特征又包括 空间位置特征、空间几何特征、空间关系特征等。 • 属性特征 • 属性特征也称为专题特征或功能特征，通过属性数据 表达空间实体内在的性质和相关关系。 • 时间特征 • 时间特征指空间实体随着时间变化而动态变化的过程。
香港城市道路网分布
空间数据模型
空间实体类型 :面实体
• 具有长和宽的目标 •表示平面区域大范围连续分布的特征 •有些面状目标有确切的边界，有些面状目标 在实地上没有明显的边界
空间数据模型
中国土地利用分布图
空间实体类型 :体实体
•具有长、宽、高的目标； •通常用来表示人工或自然的三维目标，如建
筑、矿体等三维目标。
大小、距离和长度等几何特征信息。基本拓扑关系
• 关联：不同类图形之间的拓扑关系 • 邻接：同类图形元素之间的拓扑关系 • 连通：由节点和弧段构成的有向图网络图形中，节点之间是否存在通达的路径，即是
否具有连接性，是一种隐含于网络中的关系 • 包含：多边形内是否包含了其他弧段或多边形
• 拓扑关系涉及的术语有：
3.2 空间实体（地理实体） 3.2.1空间实体的概念
• 定义：
• 空间实体是存在于自然世界中地理实体，与地理空间位 置或特征相关联，在空间数据中不可再分的最小单元现 象称为空间实体。
• 理解：
• 空间实体类别及实体内容的确定是从具体需要出发的， GIS中的空间实体是一个概括，复杂，相对的概念。
空间数据模型
空间数据模型
3.2.3 空间关系
• 空间关系：指地理空间特征或对象之间存在的与空间特征有关的 关系；
• 绝对关系: 坐标、角度、方位、距离等； • 相对关系：邻接、关联、包含等； • 相对关系类型
• 拓扑关系：描述空间对象的邻接、关联、连通和包含等 • 空间方位关系：描述空间对象在空间上的排列次序，如前后、左右、东、
编码
度量语言 定位
度量
局部度量接口
工程世界； 信息团体
测量 定位
点世界； 几何坐标
构造
实例 实现
地理空间世 界；GIS语
言
选择
GIS学科接 口
概念世界； 自然语言
几何世界； WKT
空间属性
要素世界； 要素
命名 认知接口
现实世界；
基本语言 OGC地理信息空间的数九据模层型抽象模型
成员
要素集世界; 要素集合
第三章 空间数据模型
空间数据模型
本章内容
• 现实世界的抽象 • 空间实体 • 空间数据 • 空间数据结构 • 面向对象的空间数据模型 • 时空数据模型
空间数据模型
2.1 现实世界的抽象
空间数据模型是现实世界的一个抽象，它通过使用一个 数据对象集合来支持对空间信息的显示、查询、编辑和分析。
维度世界；