空间数据库3.ppt

* 第3章 空间数据模型 3.1 空间关系 3.2 面向对象空间数据模型 3.3 二维空间对象模型 3.4 数字表面模型 3.5 三维空间数据模型 3.6 网络结构模型 3.1 空间关系 3.1.1 空间拓扑关系 拓扑关系：空间目标在拓扑变换下保持不变的空间关系。 拓扑变换：拉伸、扭曲、旋转、偏移、缩放等。 具体表现：邻接、关联、包含、相离、相交、重合等。 在拓扑关系、度量关系以及顺序关系这三种空间关系之中，拓扑关系是最本质的关系。 二维空间拓扑关系： 4元组 9元组 三维空间拓扑关系： 可以用相离、相等、相接、相交、包含于、包含、叠加、覆盖、被覆盖、进入、穿越、被穿越共12种基本空间关系表达3D空间中的点-点、点-线、点-面、点-体、线-线、线-面、线-体、面-面、面-体、体-体这10类空间拓扑关系，共10类54种。具体地 点-点空间关系：2种 点-线空间关系：3种 点-面空间关系：3种 点-体空间关系：3种 线-线空间关系：7种 线-面空间关系：5种 线-体空间关系：5种 线-面空间关系：10种 面-体空间关系：8种 体-体空间关系：8种 3.1.2 空间度量关系 度量关系是在欧式空间和度量空间上进行的操作，是一切空间数据定量化的基础。具体有长度、周长、面积、距离等定量的度量关系。 距离的定义有欧几里德距离、曼哈顿距离、广义距离以及统计学中的斜交距离、马氏距离等。 欧几里德距离： 曼哈顿距离： 3.1.3 空间顺序关系 顺序关系是描述空间对象在空间里的某种排序关系。在GIS种应用最为广泛的是方位关系。 方位关系分为绝对的、相对目标的和相对观察者的。 方向关系需要定义合适的间隔。 方位的概略描述可采用不同的方案。如八方向、十六方向。 3.2 面向对象空间数据模型 对象、面向对象、封装、面向对象数据库 四个抽象概念：分类、概括、聚集、联合。 两个语义模型工具：继承、传播。 3.2.1 面向对象数据模型基本概念 对象、类、实例、消息、属性和方法 3.2.2 面向对象数据模型核心技术 分类、概括、聚集、联合。 继承、传播。继承与传播的区别 3.3 二维空间对象模型 3.3.1 二维基本空间对象模型 1. 空间地物的几何数据模型 点状地物、线状地物、面状地物、复杂地物 每种几何地物又可能由一些更简单的图形元素构成。 2. 拓扑关系与面向对象模型 拓扑关系、数据共享 3. 面向对象的属性数据模型 面向对象数据模型是在关系数据库管理系统的基础上，增加了面向对象数据模型的封装、继承、信息传播等功能。 地理对象 属性—数据 行为—方法 3.3.2 OGC二维空间几何对象模型 空间参考系、几何、几何集、点、多点、曲线、多曲线、折线、直线段、线性环、多折线、面、多面、多边形、多个多边形 3.3.3 Geodatabase空间对象模型 工作空间、数据集、对象、对象类、要素、要素类、要素数据集、关系类、地理数据集、图、几何网络 3.4 数字表面模型 3.4.1 TIN模型 1. TIN 2. TIN数据结构 不仅要存储每个点的高程，还要存储其平面坐标、结点连接的拓扑关系、三角形及邻接三角形等。 3. 不规则离散点生成TIN 自动构网、最佳三角形 Delaunay三角网：唯一性、空圆特性、最大最小角特性 局部优化过程LOP: 四边形的对角线互换 TIN生成算法：逐点插入法、分治算法、三角形状生长法 3.4.2 Grid模型 1. Grid(规则网格)模型 网格取值：网格栅格观点、点栅格观点 2. 网格的创建方法 规则网格采样法 等高线生成法 TIN转换为栅格（网格）法 3.5 三维空间数据模型 构模方法：面模型、体模型、混合模型 三维矢量、三维体元、混合或集成模型、面向实体模型 3.5.1 三维矢量模型 1. 3D FDS模型 显示地表达目标几何组成和矢量元素之间的拓扑关系。 缺点： ① 仅考虑空间目标表面的划分和边界表达，没有考虑目标的 内部结构，只适用于形状规则的简单空间目标； ② 没有对空间实体间的拓扑关系进行严格的定义和形式化描述 ③ 显示地存储几何元素间的拓扑关系，使操作不便。