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如何選擇地理空間的表達方式

發布時間:2022-12-18 16:23:19

㈠ 請概述地理空間實體表達方式

1矢量表達法
2柵格表達法

㈡ 什麼是地理空間

GIS是世界上獨一無二的一種資料庫――空間資料庫(Geodatabase)。它是一個「用於地理的信息系統」。從根本上說,GIS是基於一種使用地理術語來描述世界的結構化資料庫。

這里我們來回顧一些在空間資料庫中重要的基本原理。

· 地理表現形式

作為GIS空間資料庫設計工作的一部分,用戶要指定要素該如何合理的表現。例如,地塊通常用多邊形來表達,街道在地圖中是中心線(centerline)的形式,水井表現為點等等。這些要素會組成要素類,每個要素類都有共同的地理表現形式。

每個GIS數據集都提供了對世界某一方面的空間表達,包括:

· 基於矢量的要素(點、線和多邊形)的有序集合

諸如數字高程模型和影像的柵格數據集

網路

地形和其它地表

測量數據集

其他類型數據,諸如地址、地名和制圖信息

描述性的屬性
除了地理表現形式以外,地理數據集還包括傳統的描述地理對象的屬性表。許多表和空間對象之間可以通過它們所共有的欄位(也常稱為「關鍵字」)相互關聯。就像它們在傳統資料庫應用中一樣,這些以表的形式存在的信息集和信息關系在GIS數據模型中扮演著非常關鍵的角色。

空間關系:拓撲和網路
空間關系,比如拓撲和網路,也是一個GIS資料庫的重要部分。使用拓撲是為了管理要素間的共同邊界、定義和維護數據的一致性法則,以及支持拓撲查詢和漫遊(比如,確定要素的鄰接性和連接性)。拓撲也用於支持復雜的編輯,和從非結構化的幾何圖形來構建要素(例如,用線來構建多邊形)。

地理要素共享幾何形狀。可以使用節點、邊、面的關系來描述要素的幾何形狀

在這個網路示例中,街道要素代表連接它們的端點(稱為「連接」)的邊。
轉向模型可用於控制從一邊到另一邊的通行能力

· 專題圖層與數據集

GIS將空間數據組織成一系列的專題圖層和表格。由於GIS中的空間數據集具有地理參考,因此它們具有現實世界的位置信息並互相疊加。

GIS集成了多種類型的空間數據
在一個GIS中,同類型的地理對象集合被組織成圖層,例如地塊、水井、建築物、正射影像以及基於柵格的數字高程模型(DEM)。明確定義的地理數據集對於一個實用的地理信息系統是相當重要的,同時專題信息集合使用層來組織,這樣的思想也是GIS數據集一個關鍵的思想。

數據集可以用於表達:

原始量測值(例如衛星影像)
經過解譯的信息 l 通過空間分析和建模處理而得來的數據
通過層之間共同的地理位置,我們可以很容易地得到多個層之間的空間關系。

GIS使用普通的對象類來管理這些簡單的圖層,同時憑借一套功能豐富的工具獲取數據層之間的關鍵聯系。

GIS會使用通常是來自不同組織機構,並且具有各種表現方式的大量數據集。因此對於GIS數據集很重要的是:

· 使用簡單並易於理解
· 易於同其他的地理數據集結合使用
· 能夠被有效地編輯與校驗
· 能夠形成具有內容詳實,使用和目標描述明確的清晰文檔
任何的GIS資料庫或者用基於文件的數據組織方式都遵循這些共同的原則與概念。每個GIS都需要有一個機制依據這些原則來描述地理數據,並且通過一套綜合的工具來使用和管理此信息。

㈢ 簡述地理事物及地理現象在地理信息系統中的表達方法

簡單的幾句話,是不能解釋地理信息系統概念的.這里僅僅是泛泛的介紹.首先,GIS是一種計算機系統,它具備一般計算機系統所具有的功能,如採集、管理、分析和表達數據等功能.其次,GIS處理的數據都和地理信息有著直接間接的關系.地理信息是有關地理實體的性質、特徵、運動狀態的表徵和一切有用的知識,而地理數據則是各種地理特徵和現象間關系的符號化表示,包括空間位置、屬性特徵(簡稱屬性)及時域特徵三部分.空間位置數據描述地物或現象所在位置;屬性數據有時又稱作非空間數據,是屬於一定地物或現象、描述其特徵的定性或定量指標;時域特徵是指地理數據採集或地理現象發生的時刻或時段.由此,可以簡單地定義地理信息系統為用於採集、模擬、處理、檢索、分析和表達地理空間數據的計算機信息系統.地理信息系統是有關空間數據管理和空間信息分析的計算機系統.依照其應用領域,地理信息系統可分為土地信息系統、資源管理信息系統、地學信息系統等;根據其使用的數據模型,可分為矢量、柵格和混合型信息系統;根據其服務對象,可分為專題信息系統和區域信息系統等等.

與一般的管理信息系統相比,地理信息系統具有以下特徵:(1)地理信息系統在分析處理問題中使用了空間數據與屬性數據,並通過資料庫管理系統將兩者聯系在一起共同管理、分析和應用,從而提供了認識地理現象的一種新的思維方法;而管理信息系統則只有屬性資料庫的管理,即使存儲了圖形,頁往往以文件形式等機械形式存儲,不能進行有關空間數據的操作,如空間查詢、檢索、相鄰分析等,更無法進行復雜的空間分析.(2)地理信息系統強調空間分析,通過利用空間解析式模型來分析空間數據,地理信息系統的成功應用依賴於空間分析模型的研究與設計.

地理信息系統理解的歧意

目前,對地理信息系統的定義還存在分歧.這種分歧起因於地理信息系統本身誕生歷史不長、發展速度很快、應用領域廣泛等因素.因此,地理信息系統的定義可能基於系統具備的功能,也可能基於應用或其它方面.
David J.Cowen(1988)在分析現有地理信息系統定義的基礎上,將其歸結為以下四類:

(l)面向數據處理過程的定義.認為地理信息系統由地理數據的輸入、存儲、查詢、分析與輸出等子系統組成.過程定義本身很清楚,強調數據的處理流程,但其外延太廣泛,不利於將地理信息系統與其它地理數據自動化處理系統分開.

(2)面向專題應用的定義.在面向過程定義的基礎上,按其分析的信息類型來定義地理信息系統,如土地利用信息系統、礦產資源管理信息系統、投資環境評估信息系統、城市交通管理信息系統等.應用定義有助於描述地理信息系統的應用領域范疇.

(3)工具箱定義.這種定義基於軟體系統分析的觀點,認為地理信息系統包括各種復雜的處理空間數據的計算機程序和各種演算法.工具箱定義系統地描述了地理信息系統軟體應具備的功能,為軟體系統的評價提供了基本的技術指標.

(4)資料庫定義.在工具箱定義的基礎上,更加強調分析工具和資料庫間的聯接.一個通用的地理信息系統可看成是許多特殊的空間分析方法與數據管理系統的結合.

另外,從地理信息系統在實際應用中的作用與地位來看,目前對地理信息系統的認識可歸納為三個相互獨立又相互關聯的觀點.一是地圖觀點,強調地理信息系統作為信息載體與傳播媒介的地圖功能,認為地理信息系統是一種地圖數據處理與顯示系統,在此,每個地理數據集可看成是一張地圖,通過地圖代數實現數據的操作與運算,其結果仍然表現為一張具有新內容的地圖.測繪及各種專題地圖部門非常重視地理信息系統的快速生產高質量地圖的能力.第二種觀點稱為資料庫觀點,多為具有計算機科學背景的用戶所接納,強調資料庫系統在地理信息系統中的重要地位,認為一個完整的資料庫管理系統是任何一個
成功的地理信息系統不可缺少的部分.第三種觀點則是分析工具觀點,強調地理信息系統的空間分析與模型分析功能,認為地理信息系統是一門空間信息科學.第三種觀點普遍地為地理信息系統界所接受,並認為這是區分地理信息系統與其它地理數據自動化處理系統的唯一特徵.

綜上所述,地理信息系統可定義為:由計算機系統、地理數據和用戶組成的,通過對地理數據的集成、存儲、檢索、操作和分析,生成並輸出各種地理信息,從而為土地利用、資源管理、環境監測、交通運輸、經濟建設、城市規劃以及政府各部門行政管理提供新的知識,為工程設計和規劃、管理決策服務.

地理信息系統與地圖學及電子地圖

地圖作為記錄地理信息的一種圖形語言形式,最為古老,久負盛譽.從歷史發展看,地理信息系統脫胎於地圖,並成為地圖信息的又一種新的載體形式,它具有存儲、分析、顯示和傳輸的功能,尤其是計算機制圖為地圖特徵的數字表示、操作和顯示提供了成套方法,為地理信息系統的圖形輸出設計提供了技術支持;同時,地圖仍是目前地理信息系統的重要數據來源之一.但二者間有著一定的差別:地圖強調的是數據分析、符號化與顯示,而地理信息系統則注重於信息分析.同時,地圖學理論與方法對地理信息系統的發要的影響,並成為地理信息系統發展的根源之一.

地理信息系統與制圖系統的關系存在兩種看法.其一,計算機輔助制圖系統是地理信息系統的一部分;其二,地理信息系統是機助制圖系統之上的超結構(Superconstructure).從地理信息系統的發展過程可以看出,地理信息系統的產生、發展與制圖信息系統存在著密切的聯系,兩者的相通之處是基於空間資料庫的空間信息的表達、顯示和處理.

從系統組成和功能上,一個地理信息系統擁有機助制圖系統的所有組成和功能,並且地理信息系統還有數據處理的功能.但隨著電子制圖系統(Electronic
manning
system,EMS)的出現和發展,出現了電子圖集.與傳統地圖集相比,電子地圖集有許多新的特徵:①聲、圖文和數據多媒體集成,把圖形的直觀性、數字的准確性、聲音的引導性和親切感相結合,充分利用了讀者的各種感官;②查詢檢索和分析決策功能,能夠支持從地圖圖形到屬性數據和從屬性數據到圖形的雙向檢索;③圖形動態變化功能,從開窗縮放、創覽閱讀等基本功能到地圖動畫功能、多維動畫圖形模擬等;④具有良好的用戶界面,使讀者介入地圖的生成過程;⑤多級比例尺之間的相互轉換,由於計算機屏幕幅面的限制和計算機潛在的計算功能和巨大的存貯能力,要求具有多級比例尺不同程度的制圖綜合功能.與地理信息系統相比,由於電子制圖系統具有電子地圖集的功能,因此它所擁有的表達與顯示空間信息的功能更強.好的電子制圖系統應具有地理信息系統的所有功能,並且具有在電子媒體上應用各種不同的格式來創建、存貯和表達資料信息的能力.

㈣ 說說地理空間模型是怎樣建立的

建模的基本思路:確定區域范圍-建立概念模型-邏輯模型-物理模型-空間資料庫
首先,對現實世界進行區域選擇,確定區域范圍,對其進行抽象簡化表達,建立概念模型。
其次,對概念模型中的地理事物與現象的抽象概念集進行數據編碼,表達和建立空間邏輯結構關系。
最後,對邏輯結構中的空間數據進行組織,建立空間資料庫並存放於計算機內部。

㈤ 描述地理空間的兩種基本方法的異同

地理空間數據包括空間數據(spatial data)和屬性數據(attribute data)。前者描述地理事物的空間幾何特性的數據(如:x,y,z。如果是矢量拓撲的還有拓撲數據)。後者描述空間要素特性的數據(如:一個點所代表的意義……)。說白了就是普通事物數據加上它的坐標。存儲於不同的資料庫或同一資料庫不同層的數據的總和。詳見地理信息系統教材。《introction to infromation systems》thrid edition很給力。看看就知道了

㈥ 什麼是地理場景的三維空間表達其包含的空間實體有哪些

什麼是地理場景的三維空間表達,它其中包含的空間實體有哪一些呢,希望有學過這種地理物理化學的朋友們可以表達下。

㈦ 地理空間現象表達的三種語言

矢量表達法 柵格表達法 面向對象的表達方法
地理空間是物質、能量、信息的數量及行為在地理范疇中的廣延性存在形式。特指形態、結構、過程、關系、功能的分布方式和分布格局同時在某一靜止時刻的延續。

㈧ 什麼是地理空間數據,它有哪些表現形式

地理空間數據,英文名稱:Geospatial data,定義:面向主題的、集成的、動態更新的、持久的空間數據集合。所屬學科:地理學(一級學科);地理信息系統(二級學科)空間數據:是數據的一種特殊類型。它是指凡是帶有空間坐標的數據。地理空間數據:是空間數據的一種特殊類型。它是指帶有地理坐標的數據,包括資源、環境、經濟和社會等領域的一切帶有地理坐標的數據,是地理實體的空間特徵和屬性特徵的數字描述。
科技名詞定義中文名稱:地理實體的空間特徵表現為地理實體的幾何(定位)特徵(地理實體的位置、形狀、大小及其分布特徵)和實體間的空間關系。地理實體的屬性(定性)特徵表現為實體的數量特徵、質量特徵和時間特徵。定位是指一個坐標系裡空間實體都具有唯一的空間位置。定性是指有關空間實體的自然屬性,它伴隨著空間實體地理位置。時間特徵是指空間實體隨時間的變化而變化。

㈨ 地理空間數據可抽象為哪三類各有什麼特徵知道的告訴下。謝謝

空間數據是GIS的操作對象,是現實世界經過模型抽象的實質性內容確良。圖3展示了GIS對現實世界的信息表達與分層。
一個GIS應用系統必須建立在准確合理的地理數據基礎上。數據來源包括室內數字化和野外採集,以及從其他數據的轉換。數據包括空間數據和屬性數據,空間數據的表達可以採用柵格和矢量兩種形式。空間數據表現了地理空間實體的位置、大小、形狀、方向以及幾何拓撲關系。 屬性數據表現了空間實體的空間屬性以外的其他屬性特徵,屬性數據主要是對空間數據的說明。如一個城市點,它的屬性數據有人口,GDP,綠化率等等描述指標。
數據的有效組織與管理,是GIS系統應用成功與否的關鍵。主要提供空間與非空間數據的存儲、查詢檢索、修改和更新的能力。矢量數據結構、光柵數據結構、矢柵一體化數據結構是存儲 GIS的主要數據結構。數據結構的選擇在相當程度上決定了系統所能執行的功能。
數據結構確定後,在空間數據的存儲與管理中,關鍵是確定應用系統空間與屬性資料庫的結構以及空間與屬性數據的連接。目前廣泛使用的GIS軟體大多數採用空間分區、專題分層的數據組織方法,用GIS管理空間數據,用關系資料庫管理屬性數據。

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