GIS数据模型的发展

GIS数据模型的发展


发布日期: 2017-05-12 更新日期: 2017-05-12 编辑:xuzhiping 浏览次数: 2909

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摘要: GIS的空间数据模型除了矢量、栅格基本模型之外,近年来又发展了关系模型和面向对象模型以及多维数据模型。 关系模型是一种数学化的模型,它将数据的逻辑结构归结为满足一定条件的二维表,表的行代表实体,列代表实体属性。可用下式表示:R(A1,A2,…,An),其中,及...

GIS的空间数据模型除了矢量、栅格基本模型之外,近年来又发展了关系模型和面向对象模型以及多维数据模型。

关系模型是一种数学化的模型,它将数据的逻辑结构归结为满足一定条件的二维表,表的行代表实体,列代表实体属性。可用下式表示:R(A1,A2,…,An),其中,及表示关系名,Ai(i=1,2,…,n),表示属性名。关系型模型发展较迅速,目前关系型数据库是使用较广泛的数据库。

面向对象模型是能够最自然地描述现实世界的数据模型。面向对象是当今GIS中所广泛运用的术语。它的基本思想是将现实世界看成一组彼此相关,并能互相通讯的对象,用更直观和自行的方法建立这些对象的模型,从而尽可能达到直接求解问题目的。这种思想提高了数据抽象化的程度,方便了用户使用。对象与常规程序中间变fi相似,而类则相似于数据类型,类的实例即是对象。面向对象模型将对象、类、方法等作为要素。面向对象的基本要素形成了模拟现实世界的新方法。实体及其行为视为对象,行为用对象中存放的方法与数据来实现。体现面向对象优势的三个主要概念是封装性、继承性和多态性。封装可以使有关对象的数据免于不相干的操作和运算。继承性使面向对象的系统呈现为一个层次结构,表达了复杂实体与简单实体的关系,还保证了同父类对象对公有数据的共享。多态性指同一消息被不同对象接收时被解释为不同含义的能力。

空间数据模型和空间数据结构是GIS设计的核心,也是推动GIS发展的关键,因此受到科技界的重视。加拿大GIS利用W维空间数据方法的模型,ARC/INFO则是以拓扑结构和关系数据库为基础,GenaMap以属性和图形一体化管理,Sgstem9采用面向目标的数据模型,法国地图数据库是在超图数据结构的基础上建立的,美国TIGER利用二维单元结构,美国三维GIS在八叉树数据结构为基础等等。

随着可持续发展对GIS的需求,和RS与GIS的结合,地理实体的时空观进一步受到重视。其实,地理空间的时空观在古代,人们早已意识时空并存,大文学家李白曾说“夫天地者,万物之逆旅也;光阴者,百代之过客也”。李白是个大文学家,但他也意识到四维空间,X、Y、、Z,再加上一个时间。(江泽民,1998)。整个地球自然环境的完整性取决于我们对环境结构、功能作用和动态变化的理解和尊重(R、福尔曼,M、戈德伦,1992),现实世界中的时空特性,不仅要求GIS模型静态信息,也要模拟动态过程。从而形成了数据模型和数据结构向时态发展的趋势(陈军,1997)。目前许多方面都在围绕时空模型进行研究。比如,基于特征时空超立方体的数据模型的研究(崔伟宏、李红旮1999)。

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