武汉大学 地理信息系统 重点

间。

完整描述地理空间对象，应从以下几个方面进行： 1、编码 2、位置 3、行为 4、属性

5、说明：元数据 6、关系

地理空间数据模型：通过数据对象对真实世界实体或现象的抽象表达和建模的结果，以支持对数据对象的地图显示、编辑等 CAD：无拓扑 Coverage：先进性在于用户具有自定义属性表的能力，可添加字段和建立与外部数据库表的联系。存储拓扑改善了分析性能，提高了数据实体精度。缺点是特征被聚集成具有通用行为的点、线和多边形同性质的数据集合，表达一条道路的线的行为与表达一条河流的线的行为是一样的 关键点：

1、空间数据与属性数据结合 2、存储矢量特征之间的拓扑关系

Geodatabase：不需要编写代码，通过软件实现功能，数据模型使物理模型和逻辑模型更接近，模型中的数据对象与逻辑中的数据对象很大程度可认为是相同的对象

面向对象的优点：

1、统一地理数据库：所有数据存在一个数据库中

2、添加和编辑特征：遵循规则：域约束，允许值范围，邻接应满足约束条件，特征集合应符合自然分布，满足逻辑约束 3、用户操作更直观的数据对象 4、特征具有更丰富的上下文联系 5、特征之间的空间关系 6、地理显示 7、空间数据分析

8、地图上显示的特征是动态的 9、特征形状可被更好地定义 10、特征连续

11、支持多用户编辑

特征建模优点：

1、有助于建立一个丰富的模型以获取一组地理特征的完整信息 2、有助于GIS软件的空间操作 3、特征可按照任意颜色线宽等绘制

特征适合对人工对象建模，如道路房屋等

特征表达的基础是它的几何元素或形状，每个特征都有与之联系的几何或形状

几何元素类型：特种形状定义，形状组合定义

面向对象的数据模型与面向特征的数据模型：

1、简单几何元素和复杂几何元素可以组合为一个特征类，即复合对象。 2、一个折线的特征类可以由多个部分的折线组成

3、一个多边形的特征类可以由多个部分的多边形组成。

4、这对特征形状的建模提供了极大的灵活性，并简化了数据结构。

几何元素：点，折线，多边形，外接矩形，线段（直线段，圆弧，椭圆弧，Beizer曲线），链（由多种线段连接），环

Beizier曲线：四个控制点定义的曲线，常用于表达光滑的特征。

面向对象的数据模型：

数据集、特征类、对象类和关系类的集合，按照无缝图层管理数据。 数据集的三种基本类型：

1、特征数据集：矢量数据，特征类的集合，共同坐标系统。 2、栅格数据集：栅格，简单数据集，多波段组合。

3、TIN 数据集：TIN 数据，由一组具有三维坐标顶点组成的不规则三角形构成的，用于表达连续表面

对象类，特征类（简单特征类，拓扑特征类），关系类

Coverage：空间数据、属性数据和与特征有联系的拓扑关系的集合体。包含组合特征如路径，区域等。

Shapfile：

简单特征类：用点、线、多边形存储特征形状，不存储拓扑关系。 优点：简单、显示快速。 缺点：不能强化空间约束。 优缺点都与简单特征类有关。

Coverage与Shapefile：

1、前者具有拓扑关系，后者没有拓扑关系 2、前者有多个类，后者只有一个类

栅格数据两个基本类型：专题数据和影像数据。

1、专题数据用于土地利用的专题分析，专题栅格数据的每个单像素值可能是一个测量值或分类值

2、影像数据可能用于其他地图和导出专题数据

专题地图包括空间连续数据和离散数据

影像数据：由成像系统记录的栅格数据，基于光谱辐射值 相片：记录红、绿、蓝波段的光谱反射值

卫星影像：更宽的光谱辐射范围，用于分析地学表面或植被

栅格数据：主要用于底图、地表覆盖分类、水文、环境、地形分析等。 栅格单元的数值类型：名义型、序数型、区间型、比率型等。

在GIS数据库中，对于分层的栅格数据的存储结构有三种基本方式： 1、基于像元

2、基于层：以层为基础，每层又以像元为序 3、基于多边形：以层为基础，每层以多边形为序 栅格数据建模： 1、直接编码顺序

2、特定编码顺序

栅格数据存储：多采用影像相同的格式存储 优点：

1、支持的数据格式更多

2、不必为栅格数据设计特殊算法，可以使用图像处理的算法完成操作 3、GIS与图像处理系统的集成更容易、更紧密

格网(Grid)数据：按照采样的位置或Z值的插值将表面表达为规则的格网。对Z值位置均匀间隔形成栅格，将表面表达为格网，值的位置是格网中心，是数据矩阵形式。适合小尺度制图，空间分析功能强大（邻近性，最小距离，坡度等） 格网数据(Grid)缺点：

1、谷底线、山脊线等特性线不能很好地融入表面不连续性的表达中

2、一些重要的特征点(如山峰)，在采样时可能丢失，会影响表面的精细表达。

TIN的定义：

构成TIN的每个三角形由具有(x, y, z)坐标的三个点组成，是一个空间三角面。这些三角面相互连接，不重叠地构成三角网络。

TIN：连续的、不重叠的三角面表达。采样的原则：由于地形变化，采样点不规则

两条采样原则：

1、对数值变化剧烈的区域密集采点 2、变化平缓区域采集稀疏采点

保留了原始表面特征的形状和精确位置。

1、区域特征：如湖泊和岛，通过闭合三角形表达

2、线性特征：谷底线、山脊线等，通过连接的三角形边界表达。 山峰可以表达为三角形的顶点，特征元素可以作为表面建模的约束条件，实现表面模型的精细建模。

缺点：不是即时即得，需要数据采集

适合大尺度制图，需要精确表达的场合，支持各种表面数据分析，不同方法构建TIN网精度不同，不仅存储顶点坐标，还存储拓扑关系

狄罗尼构建规则：对任意一个三角形，根据三个顶点绘制一个圆，内部不包含任何其它的三角形顶点。

精细化建模：

1、点特征：具有测量的Z值，构网化后作为三角形的顶点，原位置和植被保留 2、线特征：自然的线性特征线。 两种类型: 硬线和软线。

硬线是坡度不连续的分界线，如河流的中心线、山脊线、谷底线等。硬线保留了表面的剧烈变化特征，改善了对TIN的分析和显示。

软线允许添加线性特征的边界，但不代表它是表面的坡度不连续性的变化的地方，如添加一条道路到TIN，但它不会明显改变表面的局部坡度。坡度变化不受它的影响，不参与构网。

3、面特征：置换多边形（替换表面某点）、擦除多边形（标记多边形内部区域）、填充多边形（多边形整体赋值，不能替换）和剪裁多边形（标记多边形外部区域）

网络模型：

1、几何网络：线性系统特征组成，边界和连接点为网络特征元素 2、逻辑网络：与几何网络联系，定义非图形化的网络关系

1、简单边界连接：几何特征和逻辑元素一对一 2、复杂

流向：逻辑网络的边界元素表中，可能的取值只有两种可能,同向、反向 网络的其它属性： 1、网络元素的权重

2、网络标志点(网络分析路线的必经点) 3、网络障碍点(网络元素失效的位置)等

动态分段数据模型：表达不同属性时，不用去分割实际的地理数据，而是动态计算出该属性对应的地理位置

前40公里为交警2大队管辖，后60公里为交警4大队管辖