[GIS笔记] 模型篇-数据模型、空间数据模型、GIS数据模型、逻辑数据模型的种类

曾经终败给现在 2023-06-19 01:56 1阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  模型篇
 *   *  数据模型、空间数据模型、GIS数据模型
     *  数据模型（逻辑数据模型）的种类

# 模型篇 #

## 数据模型、空间数据模型、GIS数据模型 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>数据模型</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>是什么</td> 
   <td>为了将复杂的地理事物和现象重载到计算机世界中，如何对其进行简化和抽象成为了GIS的基础性问题，而对现实世界进行抽象建模的结果就是数据模型，其包含着现实世界中空间实体及其相互联系的概念</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>三个层次</td> 
   <td>空间数据模型可归纳为概念数据模型、逻辑数据模型和物理数据模型三个层次<br>1. [概念数据模型] 是连接现实世界到概念世界的桥梁，是地理事物与现象的抽象概念的集合，是地理数据的语义解释<br>2. [逻辑数据模型] 是概念世界到计算机世界的桥梁（数据世界），其描述概念数据模型中实体及之间关系的逻辑结构，是系统抽象的中间层。通过所说空间数据模型的狭义就是逻辑数据模型<br>3. [物理数据模型] 是逻辑数据模型在计算机内部具体的存储形式和操作机制，即在物理磁盘上是如何存放和存取的，是系统抽象的最底层</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>概念数据模型</td> 
   <td>GIS传统的概念数据模型包含三种：用于描述空间中连续分布现象的场模型；用于描述各种空间地物的对象模型；模拟现实世界中各种网络的网络模型</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>逻辑数据模型</td> 
   <td>即是狭义的空间数据模型，通过所说的空间数据模型即是指逻辑数据模型。GIS传统的数据模型有：矢量、栅格、矢栅一体化、镶嵌数据模型等</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>传统GIS模型的缺点</td> 
   <td>传统GIS模型是按计算机的方法对客观世界地理空间不自然的分割和抽象，其难以准确、完整的表达复杂的地理实体及其之间的关系，更难满足客观世界的整体特征要求，这直接导致地理信息失去了很多它本身的特点，独立性差、受制于计算机的发展。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>未来</td> 
   <td>①面向对象模型在一定程度上解决了传统GIS模型的某些不足，其也符合人的思维。但还尚未成熟无法产业化，产商也不愿承担风险作出大的变革，绑架了整个产业的发展。<br>②面向几何代数模型（南师提出）是用代数的方法描述客观世界，解决几何问题。其统一了几何与代数、时间与空间、多维和高维、时间与空间的表达与计算，非常切合地学的本质，能够直接支撑地理分析模型，并支持并行计算，有很大的应用前景。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 数据模型（逻辑数据模型）的种类 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>介绍</th> 
   <th>优点</th> 
   <th>缺点</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>矢量数据模型</td> 
   <td>采用坐标与属性来表达空间实体</td> 
   <td>1. 数据结构严密，冗余度小，数据量小<br>2. 空间拓扑关系清晰，易于网络分析<br>3. 面向对象目标的，不仅能表达属性编码，而且能方便记录每个目标的具体的属性描述信息，能够实现图形数据的恢复、更新和综合<br>4. 图形显示质量好、精度高</td> 
   <td>1. 数据结构处理算法复杂<br>2. 叠置分析与栅格图组合比较难<br>3. 数学模拟比较困难<br>4. 空间分析技术上比较复杂，需要更复杂的软硬件条件<br>5. 显示与绘图成本比较高</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>栅格数据模型</td> 
   <td>对面域或空域进行枚举</td> 
   <td>1. 数据结构简单，易于算法实现<br>2. 空间数据叠置和组合容易，有利于遥感数据的匹配应用和分析<br>3. 各类空间分析，地理现象模拟均较为容易<br>4. 输出方法快速简易，成本低廉</td> 
   <td>1. 图形数据量大，用大像元减少数据量时，精度和信息受损失<br>2. 难以建立空间网络连接关系<br>3. 投影变化实现困难<br>4. 图形数据质量低，地图输出不精美</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>矢栅一体化</td> 
   <td>同时用矢量、栅格数据结构来表达</td> 
   <td>1. 集矢量、栅格两者的优点<br>2. 建立了栅格与实体的联系，明确了栅格与实体的对应关系</td> 
   <td>1. 对空间实体及其关系描述的数据量增大<br>2. 两者生硬的结合，没有实质性的进展</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>镶嵌数据模型</td> 
   <td>用小面块逼近自然界表面</td> 
   <td>1. 规则格网系统：容易叠置分析，存储的数据具有隐式坐标，无需对坐标进行数字化<br>2. 不规则格网：消除数据冗余，格网的结构本身适应于数据的实际分布，可表示不连续的地理现象</td> 
   <td>数据量大，算法实现比较复杂和困难，数据表示方面容易产生不协调</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>面向对象数据模型</td> 
   <td>基于面向对象思想</td> 
   <td>可得到复杂地理对象的逻辑数据模型</td> 
   <td>1. 复杂属性只能拆分成并列的单一属性，不利于查找、更新和删除<br>2. 无法表示变长的属性<br>3. 无法表示嵌套表</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>基于几何代数的数据模型</td> 
   <td></td> 
   <td>统一了几何与代数、时间与空间、多维度与高维度、时间与空间的表达与计算，可以直接支撑地理分析模型</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>