3、空间数据
3.1 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;
1. 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。 场经常被视为由一系列等值线组成,一个等值线就是地面上所有具有相同属性值的点的有序集合。
2. 栅格数据模型
栅格数据模型是基于连续铺盖的, 它是将连续空间离散化。
3.2 要素模型
1.欧氏空间
带坐标的空间模型,它把空间特性转换成实数的元组(Tuples)特性,两维的模型叫做欧氏平面。欧氏空间中,最经常使用的参照系统是笛卡尔坐标系(Cartesian Coordinates),它是由一个固定的、特殊的点为原点,一对相互垂直且经过原点的线为坐标轴。
2.点对象
点是有特定的位置,维数为零的物体。
- 点实体(Point Entity):用来代表一个实体;
- 注记点:用于定位注记;
- 内点(Label Point):用于记录多边形的属性,存在于多边形内;
- 结点(节点)(Node):表示线的终点和起点;
- 角点(Vertex):表示线段和弧段的内部点。
3.线对象
线对象是 GIS 中非常常用的维度为 1 的空间组分,表示对象和它们边界的空间属性,由一系列坐标表示,并有如下特征:
- 实体长度:从起点到终点的总长;
- 弯曲度:用于表示像道路拐弯时弯曲的程度;
- 方向性:水流方向是从上游到下游,公路则有单向与双向之分。 线状实体包括线段、边界、链、弧段、网络等。
4.多边形对象
面状实体也称为多边形,是对湖泊、岛屿、地块等一类现象的描述。通常在数据库中由一封闭曲线加内点来表示。面状实体有如下空间特性:
- 面积范围;
- 周长;
- 独立性或与其它的地物相邻,如中国及其周边国家;
- 内岛或锯齿状外形,如岛屿的海岸线封闭所围成的区域等;
- 重叠性与非重叠性,如报纸的销售领域,学校的分区,菜市场的服务范围等都有可能出现交叉重叠现象,一个城市的各个城区一般说来相邻但不会出现重叠。
3.3 空间关系
在地理信息系统中集中存储了以下的内容:
- 空间分布位置信息
- 属性信息
- 拓扑空间关系信息。
空间关系包含三种基本类型,即拓扑关系、方向关系、度量关系。