课件：空间数据的定位特征与三维建模.ppt

(三)时空数据库 2.时空数据模型 空间,属性和时间是地理实体的三个最基本特征，描述这三个基本特征的数据模型就是时空数据模型。时间概念涉及事件时间和系统时间。 事件时间：地理实体在现实时间中发生变化的时间； 系统时间：数据库中用来跟踪记录变化的时间； (三)时空数据库 2.时空数据模型 时态GIS?的关键是建立时空数据模型,以及时空数据的表示、存储、操作、查询和时空分析.时空数据库模型有两种,基于矢量的时空数据库模型和基于栅格的时空数据库模型,它们是在传统的矢量数据模型和栅格数据模型基础上派生的。这两种模型均可处理6?种时间和空间的变化类型并对其建模,?这6?种变化是: 属性变化(?attributechanges)?, 静态空间分布(static?spatial?distribution)?, 静态时间变化(static?temporal?changes)?, 动态的空间变化(dynamic?spatial?changes)?, 过程的转换(mutation?of?aprocess)?, 实体的运动(movement?of?an?entity)?。 (三)时空数据库 2.时空数据模型 矢量型时空数据库模型建立在矢量数据模型的基础上。代表性的模型有STC和STO。STC-?Space?-?Time?Composite?模型认为在空间上和时间上相同的内容为一个STC?,所有属性的变化都用离散时间记录,它以对象在空间(及属性)?的最大相同部分表示时间性,但不能表示物体的空间变化,如运动等。STO?-?Spatio?-?temporal?Object?模型认为世界是由一个时空原子(Spatio?-?temporal?Atom)?组成,时空原子为时间、空间和属性相同的均质实体,该模型中时间维是与空间维(在此模型中为二维)?垂直的,它可表示实体在空间和属性上的变化,但没有涉及对渐变实体(如连续的天气观测等)?的表示。STC?模型在每一次变化时均须重新建立拓扑关系,当变化很多时,将使拓扑关系的建立十分复杂,最终的多边形和弧段太多。STO?模型则需建立当时的拓扑结构,弧段和多边形的变化则采用连接表的形式表示。???? THANK YOU SUCCESS * * 可编辑 (三)时空数据库 2.时空数据模型 栅格型时空数据库模型建立在栅格数据模型的基础上。典型模型有基于事件的时空模型Event?-based?Spatiotemporal?Data?Model?(?ESTDM)?和Oogeomorph等。ESTDM?对栅格数据加上时间标尺来表示,该模型用一个头文件来存储栅格数据的专题信息,指向基础栅格数据的指针以及指向起始时间和结束事件列表的指针,用一个事件系列表示某一区域的空间动态信息,每一个事件都有一个时间以及该事件的内容并且该事件对应一个指定的区域,Oogeomorph?则采用面向对象的思想建模。 (三)时空数据库 2.时空数据库模型 时间的表达并不是时态GIS?的目标,时态GIS?强调的是利用时空分析的工具和技术来模拟动态过程,探究和挖掘隐含于时空数据中的信息和规律,因此必须建立规范化的时空数据模型,而关于规范化时空数据模型的建立方法,目前还处在探索阶段。 张祖勋曾提出使用分级索引方法来对基本修正法进行改进.这种方法就是不存贮研究区域中每个状态的全部信息，而只存贮某个时间的数据状态(称为基态)以及相对于基态或邻近状态的变化量.在此基础上，建立分级索引，以便于快速找到所需的时空过程的数据. 　 (三)时空数据库 3.时空数据模型的建立 时空数据模型的形式化模型是对所研究对象的抽象和简化。时空数据模型就是要建立空间属性随其驱动力的时间变化而变化的数学表达.反映空间现象从一个分布状态到另一个分布状态的变化,可用公式表示如下: S?(?t?+?1)?=?f?(?S?(?t)?,?I?(?t)?)?,其中,?S?表示空间分布,?I?为影响空间变化的输入函数,?t?表示时间,?f?(?S?(?t?)?,I?(?t)?)?表示空间随时间变化过程函数。 (三)时空数据库 3.时空数据模型的建立 时间空间离散化 目前GIS对空间离散化表达的数据模型有3?类,即上述的对象(要素)?(Feature)?的模型、场(Field)?模型以及网络(Network)?模型。关于使用何种数据模型进行空间离散化的表达,一直存在着很多争论。由于场模型可以作为空间连续变化的函数,从语义上非常接近于空间模型的概念模型,而且目前GIS?绝大多数空间分析是基于栅格数据结构的,因