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如何选择地理空间的表达方式

发布时间:2022-12-18 16:23:19

㈠ 请概述地理空间实体表达方式

1矢量表达法
2栅格表达法

㈡ 什么是地理空间

GIS是世界上独一无二的一种数据库――空间数据库(Geodatabase)。它是一个“用于地理的信息系统”。从根本上说,GIS是基于一种使用地理术语来描述世界的结构化数据库。

这里我们来回顾一些在空间数据库中重要的基本原理。

· 地理表现形式

作为GIS空间数据库设计工作的一部分,用户要指定要素该如何合理的表现。例如,地块通常用多边形来表达,街道在地图中是中心线(centerline)的形式,水井表现为点等等。这些要素会组成要素类,每个要素类都有共同的地理表现形式。

每个GIS数据集都提供了对世界某一方面的空间表达,包括:

· 基于矢量的要素(点、线和多边形)的有序集合

诸如数字高程模型和影像的栅格数据集

网络

地形和其它地表

测量数据集

其他类型数据,诸如地址、地名和制图信息

描述性的属性
除了地理表现形式以外,地理数据集还包括传统的描述地理对象的属性表。许多表和空间对象之间可以通过它们所共有的字段(也常称为“关键字”)相互关联。就像它们在传统数据库应用中一样,这些以表的形式存在的信息集和信息关系在GIS数据模型中扮演着非常关键的角色。

空间关系:拓扑和网络
空间关系,比如拓扑和网络,也是一个GIS数据库的重要部分。使用拓扑是为了管理要素间的共同边界、定义和维护数据的一致性法则,以及支持拓扑查询和漫游(比如,确定要素的邻接性和连接性)。拓扑也用于支持复杂的编辑,和从非结构化的几何图形来构建要素(例如,用线来构建多边形)。

地理要素共享几何形状。可以使用节点、边、面的关系来描述要素的几何形状

在这个网络示例中,街道要素代表连接它们的端点(称为“连接”)的边。
转向模型可用于控制从一边到另一边的通行能力

· 专题图层与数据集

GIS将空间数据组织成一系列的专题图层和表格。由于GIS中的空间数据集具有地理参考,因此它们具有现实世界的位置信息并互相叠加。

GIS集成了多种类型的空间数据
在一个GIS中,同类型的地理对象集合被组织成图层,例如地块、水井、建筑物、正射影像以及基于栅格的数字高程模型(DEM)。明确定义的地理数据集对于一个实用的地理信息系统是相当重要的,同时专题信息集合使用层来组织,这样的思想也是GIS数据集一个关键的思想。

数据集可以用于表达:

原始量测值(例如卫星影像)
经过解译的信息 l 通过空间分析和建模处理而得来的数据
通过层之间共同的地理位置,我们可以很容易地得到多个层之间的空间关系。

GIS使用普通的对象类来管理这些简单的图层,同时凭借一套功能丰富的工具获取数据层之间的关键联系。

GIS会使用通常是来自不同组织机构,并且具有各种表现方式的大量数据集。因此对于GIS数据集很重要的是:

· 使用简单并易于理解
· 易于同其他的地理数据集结合使用
· 能够被有效地编辑与校验
· 能够形成具有内容详实,使用和目标描述明确的清晰文档
任何的GIS数据库或者用基于文件的数据组织方式都遵循这些共同的原则与概念。每个GIS都需要有一个机制依据这些原则来描述地理数据,并且通过一套综合的工具来使用和管理此信息。

㈢ 简述地理事物及地理现象在地理信息系统中的表达方法

简单的几句话,是不能解释地理信息系统概念的.这里仅仅是泛泛的介绍.首先,GIS是一种计算机系统,它具备一般计算机系统所具有的功能,如采集、管理、分析和表达数据等功能.其次,GIS处理的数据都和地理信息有着直接间接的关系.地理信息是有关地理实体的性质、特征、运动状态的表征和一切有用的知识,而地理数据则是各种地理特征和现象间关系的符号化表示,包括空间位置、属性特征(简称属性)及时域特征三部分.空间位置数据描述地物或现象所在位置;属性数据有时又称作非空间数据,是属于一定地物或现象、描述其特征的定性或定量指标;时域特征是指地理数据采集或地理现象发生的时刻或时段.由此,可以简单地定义地理信息系统为用于采集、模拟、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机信息系统.地理信息系统是有关空间数据管理和空间信息分析的计算机系统.依照其应用领域,地理信息系统可分为土地信息系统、资源管理信息系统、地学信息系统等;根据其使用的数据模型,可分为矢量、栅格和混合型信息系统;根据其服务对象,可分为专题信息系统和区域信息系统等等.

与一般的管理信息系统相比,地理信息系统具有以下特征:(1)地理信息系统在分析处理问题中使用了空间数据与属性数据,并通过数据库管理系统将两者联系在一起共同管理、分析和应用,从而提供了认识地理现象的一种新的思维方法;而管理信息系统则只有属性数据库的管理,即使存储了图形,页往往以文件形式等机械形式存储,不能进行有关空间数据的操作,如空间查询、检索、相邻分析等,更无法进行复杂的空间分析.(2)地理信息系统强调空间分析,通过利用空间解析式模型来分析空间数据,地理信息系统的成功应用依赖于空间分析模型的研究与设计.

地理信息系统理解的歧意

目前,对地理信息系统的定义还存在分歧.这种分歧起因于地理信息系统本身诞生历史不长、发展速度很快、应用领域广泛等因素.因此,地理信息系统的定义可能基于系统具备的功能,也可能基于应用或其它方面.
David J.Cowen(1988)在分析现有地理信息系统定义的基础上,将其归结为以下四类:

(l)面向数据处理过程的定义.认为地理信息系统由地理数据的输入、存储、查询、分析与输出等子系统组成.过程定义本身很清楚,强调数据的处理流程,但其外延太广泛,不利于将地理信息系统与其它地理数据自动化处理系统分开.

(2)面向专题应用的定义.在面向过程定义的基础上,按其分析的信息类型来定义地理信息系统,如土地利用信息系统、矿产资源管理信息系统、投资环境评估信息系统、城市交通管理信息系统等.应用定义有助于描述地理信息系统的应用领域范畴.

(3)工具箱定义.这种定义基于软件系统分析的观点,认为地理信息系统包括各种复杂的处理空间数据的计算机程序和各种算法.工具箱定义系统地描述了地理信息系统软件应具备的功能,为软件系统的评价提供了基本的技术指标.

(4)数据库定义.在工具箱定义的基础上,更加强调分析工具和数据库间的联接.一个通用的地理信息系统可看成是许多特殊的空间分析方法与数据管理系统的结合.

另外,从地理信息系统在实际应用中的作用与地位来看,目前对地理信息系统的认识可归纳为三个相互独立又相互关联的观点.一是地图观点,强调地理信息系统作为信息载体与传播媒介的地图功能,认为地理信息系统是一种地图数据处理与显示系统,在此,每个地理数据集可看成是一张地图,通过地图代数实现数据的操作与运算,其结果仍然表现为一张具有新内容的地图.测绘及各种专题地图部门非常重视地理信息系统的快速生产高质量地图的能力.第二种观点称为数据库观点,多为具有计算机科学背景的用户所接纳,强调数据库系统在地理信息系统中的重要地位,认为一个完整的数据库管理系统是任何一个
成功的地理信息系统不可缺少的部分.第三种观点则是分析工具观点,强调地理信息系统的空间分析与模型分析功能,认为地理信息系统是一门空间信息科学.第三种观点普遍地为地理信息系统界所接受,并认为这是区分地理信息系统与其它地理数据自动化处理系统的唯一特征.

综上所述,地理信息系统可定义为:由计算机系统、地理数据和用户组成的,通过对地理数据的集成、存储、检索、操作和分析,生成并输出各种地理信息,从而为土地利用、资源管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府各部门行政管理提供新的知识,为工程设计和规划、管理决策服务.

地理信息系统与地图学及电子地图

地图作为记录地理信息的一种图形语言形式,最为古老,久负盛誉.从历史发展看,地理信息系统脱胎于地图,并成为地图信息的又一种新的载体形式,它具有存储、分析、显示和传输的功能,尤其是计算机制图为地图特征的数字表示、操作和显示提供了成套方法,为地理信息系统的图形输出设计提供了技术支持;同时,地图仍是目前地理信息系统的重要数据来源之一.但二者间有着一定的差别:地图强调的是数据分析、符号化与显示,而地理信息系统则注重于信息分析.同时,地图学理论与方法对地理信息系统的发要的影响,并成为地理信息系统发展的根源之一.

地理信息系统与制图系统的关系存在两种看法.其一,计算机辅助制图系统是地理信息系统的一部分;其二,地理信息系统是机助制图系统之上的超结构(Superconstructure).从地理信息系统的发展过程可以看出,地理信息系统的产生、发展与制图信息系统存在着密切的联系,两者的相通之处是基于空间数据库的空间信息的表达、显示和处理.

从系统组成和功能上,一个地理信息系统拥有机助制图系统的所有组成和功能,并且地理信息系统还有数据处理的功能.但随着电子制图系统(Electronic
manning
system,EMS)的出现和发展,出现了电子图集.与传统地图集相比,电子地图集有许多新的特征:①声、图文和数据多媒体集成,把图形的直观性、数字的准确性、声音的引导性和亲切感相结合,充分利用了读者的各种感官;②查询检索和分析决策功能,能够支持从地图图形到属性数据和从属性数据到图形的双向检索;③图形动态变化功能,从开窗缩放、创览阅读等基本功能到地图动画功能、多维动画图形模拟等;④具有良好的用户界面,使读者介入地图的生成过程;⑤多级比例尺之间的相互转换,由于计算机屏幕幅面的限制和计算机潜在的计算功能和巨大的存贮能力,要求具有多级比例尺不同程度的制图综合功能.与地理信息系统相比,由于电子制图系统具有电子地图集的功能,因此它所拥有的表达与显示空间信息的功能更强.好的电子制图系统应具有地理信息系统的所有功能,并且具有在电子媒体上应用各种不同的格式来创建、存贮和表达资料信息的能力.

㈣ 说说地理空间模型是怎样建立的

建模的基本思路:确定区域范围-建立概念模型-逻辑模型-物理模型-空间数据库
首先,对现实世界进行区域选择,确定区域范围,对其进行抽象简化表达,建立概念模型。
其次,对概念模型中的地理事物与现象的抽象概念集进行数据编码,表达和建立空间逻辑结构关系。
最后,对逻辑结构中的空间数据进行组织,建立空间数据库并存放于计算机内部。

㈤ 描述地理空间的两种基本方法的异同

地理空间数据包括空间数据(spatial data)和属性数据(attribute data)。前者描述地理事物的空间几何特性的数据(如:x,y,z。如果是矢量拓扑的还有拓扑数据)。后者描述空间要素特性的数据(如:一个点所代表的意义……)。说白了就是普通事物数据加上它的坐标。存储于不同的数据库或同一数据库不同层的数据的总和。详见地理信息系统教材。《introction to infromation systems》thrid edition很给力。看看就知道了

㈥ 什么是地理场景的三维空间表达其包含的空间实体有哪些

什么是地理场景的三维空间表达,它其中包含的空间实体有哪一些呢,希望有学过这种地理物理化学的朋友们可以表达下。

㈦ 地理空间现象表达的三种语言

矢量表达法 栅格表达法 面向对象的表达方法
地理空间是物质、能量、信息的数量及行为在地理范畴中的广延性存在形式。特指形态、结构、过程、关系、功能的分布方式和分布格局同时在某一静止时刻的延续。

㈧ 什么是地理空间数据,它有哪些表现形式

地理空间数据,英文名称:Geospatial data,定义:面向主题的、集成的、动态更新的、持久的空间数据集合。所属学科:地理学(一级学科);地理信息系统(二级学科)空间数据:是数据的一种特殊类型。它是指凡是带有空间坐标的数据。地理空间数据:是空间数据的一种特殊类型。它是指带有地理坐标的数据,包括资源、环境、经济和社会等领域的一切带有地理坐标的数据,是地理实体的空间特征和属性特征的数字描述。
科技名词定义中文名称:地理实体的空间特征表现为地理实体的几何(定位)特征(地理实体的位置、形状、大小及其分布特征)和实体间的空间关系。地理实体的属性(定性)特征表现为实体的数量特征、质量特征和时间特征。定位是指一个坐标系里空间实体都具有唯一的空间位置。定性是指有关空间实体的自然属性,它伴随着空间实体地理位置。时间特征是指空间实体随时间的变化而变化。

㈨ 地理空间数据可抽象为哪三类各有什么特征知道的告诉下。谢谢

空间数据是GIS的操作对象,是现实世界经过模型抽象的实质性内容确良。图3展示了GIS对现实世界的信息表达与分层。
一个GIS应用系统必须建立在准确合理的地理数据基础上。数据来源包括室内数字化和野外采集,以及从其他数据的转换。数据包括空间数据和属性数据,空间数据的表达可以采用栅格和矢量两种形式。空间数据表现了地理空间实体的位置、大小、形状、方向以及几何拓扑关系。 属性数据表现了空间实体的空间属性以外的其他属性特征,属性数据主要是对空间数据的说明。如一个城市点,它的属性数据有人口,GDP,绿化率等等描述指标。
数据的有效组织与管理,是GIS系统应用成功与否的关键。主要提供空间与非空间数据的存储、查询检索、修改和更新的能力。矢量数据结构、光栅数据结构、矢栅一体化数据结构是存储 GIS的主要数据结构。数据结构的选择在相当程度上决定了系统所能执行的功能。
数据结构确定后,在空间数据的存储与管理中,关键是确定应用系统空间与属性数据库的结构以及空间与属性数据的连接。目前广泛使用的GIS软件大多数采用空间分区、专题分层的数据组织方法,用GIS管理空间数据,用关系数据库管理属性数据。

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