空间数据模型课件.pptVIP

空間對象的定義取決於嵌入式空間的結構。常用的嵌入式空間類型有：（1）歐氏空間，它允許在對象之間採用距離和方位的量度，歐氏空間中的對象可以用座標組的集合來表示；（2）量度空間，它允許在對象之間採用距離量度（但不一定有方向）；（3）拓撲空間，它允許在對象之間進行拓撲關係的描述（不一定有距離和方向）；（4）面向集合的空間，它只採用一般的基於集合的關係，如包含、合併及相交等。3．要素模型1）歐氏平面上的空間對象類型對象繼承等級圖圖3-8：連續空間對象類型的繼承等級3．要素模型2）離散歐氏平面上的空間對象歐氏空間的平面因連續而不可計算，必須離散化後才適合於計算。圖3-8中所有的連續類型的離散形式都存在。圖3-9表示了部分離散一維對象繼承等級關係。3．要素模型圖3-9：離散一維對象的繼承等級3．要素模型基於場的模型和基於要素的模型各有長處，應該恰當地綜合運用這兩種方法來建模。在地理資訊系統應用模型的高層建模中、數據結構設計中及地理資訊系統應用中，都會遇到這兩種模型的集成問題。圖3-10描述了要素模型和場模型的比較。3．要素模型圖3-10：要素模型和場模型的比較3．要素模型3．3向量數據模型向量方法（圖3-11）強調了離散現象的存在，由邊界線（點、線、面）來確定邊界，因此可以看成是基於要素的。3．要素模型圖3-11：向量數據模型3．要素模型向量數據模型將現象看作原形實體的集合，且組成空間實體。在二維模型內，原型實體是點、線和麵；而在三維中，原型也包括表面和體。3．要素模型4．基於要素的空間關係分析4．1空間關係的基本概念在地理資訊系統中集中存儲了以下的內容：空間分佈位置資訊屬性資訊拓撲空間關係資訊。地理要素之間的空間區位關係可抽象為點、線（或弧）、多邊形（區域）之間的空間幾何關係，其關係如下，如圖3-12示圖3-12：地理要素之間的部分拓撲空間關係4．基於要素的空間關係分析1）點——點關係相合分離一點為其他諸點的幾何中心；一點為其他諸點的地理重心。4．基於要素的空間關係分析2）點——線關係點線上上：可以計算點的性質，如拐點等；線的端點：起點和終點；線的交點；點與線分離：可計算點到線的距離。4．基於要素的空間關係分析3）點——面關係點在區域內，可以記數和統計；點為區域的幾何中心；點為區域的地理重心；點在區域的邊界上；點在區域外部。4．基於要素的空間關係分析4）線——線關係重合；相接：首尾環接或順序相接；相交：相切；並行。4．基於要素的空間關係分析5）線——面關係區域包含線：可計算區域內線的密度；線穿過區域：線環繞區域：對於區域邊界，可以有哪些信誉好的足球投注网站其左右區域名稱；線與區域分離。4．基於要素的空間關係分析6）面——面關係包含：如島的情形；相合：相交：可以劃分子區，並計算邏輯與、或、非和異或；相鄰：計算相鄰邊界的性質和長度；分離：計算距離、引力等。4．基於要素的空間關係分析4．2拓撲空間關係分析4．2．1拓撲屬性假設歐氏平面是一張高質量無邊界的橡皮，該橡皮能夠伸長和縮短到任何理想的程度。想像一下基於這張橡皮所繪製的圖形，允許這張紙伸長但是不能撕破或者重疊，這樣原來圖形的一些屬性將保留，而有些屬性將會失去。例如，在橡皮表面有一個多邊形，多邊形內部有一個點。無論對橡皮進行壓縮或拉伸，點依然存在於多邊形內部，點和多邊形之間的空間位置關係不改變，而多邊形的面積則會發生變化。前者則是空間的拓撲屬性，後者則不是拓撲屬性。4．基於要素的空間關係分析表3-2：歐氏平面上實體對象所具有的拓撲和非拓撲屬性4．基於要素的空間關係分析圖3-13為拓撲空間關係的形式化表達。圖3-13：拓撲空間中的點和鄰域4．基於要素的空間關係分析4．2．2拓撲描述的數學基礎——點集拓撲學拓撲學是幾何學分支之一，是研究圖形在拓撲變化下不變的性質，拓撲學已成為地理資訊系統空間關係的理論基礎，為空間點、線、面之間的包含、覆蓋、相離和相接等空間關係的描述提供直接的理論依據。4．基於要素的空間關係分析4．2．3拓撲空間關係描述——9交模型設有現實世界中的兩個簡單實體A、B，B(A)、B(B)表示A、B的邊界，I(A)、I(B)表示A、B的內部，E(A)、E