地理信息系统第三章

一、空间实体的特征

空间实体具有4个基本特征：空间位置特征、属性特征、时间特征和空间关系。

1、空间位置特征

表示空间实体在一定的坐标系中的空间位置或几何定位,空间位置特征也称为几何特征

2、属性特征

属性特征也称为非空间特征或专题特征，是与空间实体相联系的、表征空间实体本身性质的数据或数量。如实体的类型语义定义、量值等。属性通常分为定性和定量两种，定性属性包括名称、类型、特性等；定量属性包括数量、等级等。3、时间特征

时间特征是指空间实体随着时间变化而变化的特性。空间实体的空间位置和属性相对于时间来说，可能会存在空间位置和属性同时变化的情况，如旧城区改造中，房屋密集区拆迁新建商业中心；也存在空间位置和属性独立变化的情况，但属性发生变化，如土地使用权转让，或者属性不变而空间位置发生变化，河流的改道。

4、空间关系特征

在地理空间中，空间实体一般都不是独立存在的，而是相互之间存在着密切的联系。这种相互联系的特性就是空间关系。空间关系包括拓扑关系、顺序关系和度量关系等。

二、空间数据模型及种类

空间数据模型可以归纳为概念模型、逻辑数据模型和物理数据模型3个层次。概念模型包括：场模型，用于描述空间中连续分布的现象；对象模型，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。

常用的空间逻辑数据模型有矢量数据模型、栅格数据模型和面向对象模型等。物理数据模型是概念数据模型在计算机内部具体的存储形式和操作机制，即在物理磁盘上如何存放和存取，是系统抽象的最底层。

三、空间数据类型

地理信息中的数据来源和数据类型很多，概括起来主要有一下5种：

（1）几何图形数据：来源于各种类型的地图和实测几何数据。几何图形数据不仅反应空间实体的地理位置，还要反应是实体间的空间关系。

（2）影像数据：主要来源于卫星遥感、航空遥感和摄影测量等。

（3）属性数据：来源于实测数据、文字报告，和地图中的各类符号说明，以及从遥感影像数据通过翻译得到的信息等。

（4）地形数据：来源于地形图等高线的数字化，已建立的网格状的数据化的高程模型（DTM）或其他形式表示的地形表面（如TIN）等。

（5）元数据：对空间数据进行推理、分析和总结得到的关于数据的数据，如数据来源、数据权属、数据产生的时间、数据精度、数据分辨率、元数据比例尺、地理空间参考基准、数据空间转换方法等。

（在具有智能化的GIS中还应有规则和知识数据。）

四、理解空间拓扑关系

拓扑空间关系：用来描述实体间的相邻，联通包含相间的关系

地图网上的拓扑关系是指图形在保持连续状态的变形（缩放旋转拉伸）但图形关系不变的性质。地图网各种图形的形状、大小会随图形变化而变化。但是图形要素的相邻关系、关联关系、包含关系、联通关系保持不变。俗称拓扑关系是绘在橡皮上的图形关系。

五、矢量数据和栅格数据的关系

矢量数据模型起源于“Spaghetti”模型，这是一种产生于计算机地图制图的数据模型适合于用对象模型抽象的地理空间对象。

矢量数据模型中，点实体用一对空间坐标表示二维空间中对应为（x,y)

栅格数据模型比较适宜于用于场景模型抽象表达空间对象，采用面域或空域的枚举来直接描述空间实体。

栅格可以用数字矩阵来表示地理空间坐标隐含在矩阵的行列上。

(在矢量数据模型中，空间实体现象是由点、线和面等原型实体及其集合来表示。观察的尺度或者概括的程度影响着使用原型的种类。

栅格的空间分辨率是指一个像元在地面所代表的实际面积大小。对于一个面积为100km2的区域，以10m的分辨率来表示则需要有10000×10000个栅格，即1亿个像元。

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。)