地理信息系统的时空观

地理信息系统的时空观

2017-01-25 作者: xuzhiping 浏览: 3558 次

摘要: 在GIS中有两大类特殊的概念,-是地理实体和地理现象,二是时空特征和时空关联特征。地理实体是相对永久存在的地理景观,地理现象是发生的偶然事件,前者是静态的,后者是动态的。GIS窬要对这两类概念进行完整表达,交叉研究。但就目前的GIS应用来讲,后者是有缺陷的。这...

在GIS中有两大类特殊的概念,-是地理实体和地理现象,二是时空特征和时空关联特征。地理实体是相对永久存在的地理景观,地理现象是发生的偶然事件,前者是静态的,后者是动态的。GIS窬要对这两类概念进行完整表达,交叉研究。但就目前的GIS应用来讲,后者是有缺陷的。这是所谓的第—层次的概念。

时空可用性观点是GIS关心的第二层次的概念。特别是地理实体和现象之间的时空关联性问题,即“何时何地”的问题。“何地”是地理学的经典问题,可有绝对位置或相对位置回答。但关于“何时”的时间维问题,远远超过简单的有关时钟和日期是“何时”的提问。这个问题可能更复杂,如何时变化?变化多快?同时发生了什么?什么先出现?等等。

时空观来源于传统的四门科学,即数学、物理学、哲学和地理学。GIS的时空观在此基础上增加了两个新观点,即认知论和社会文化观。作为信息技术的GIS,其目标不是为很多已经存在的应用增加新的时空方法或观点,而是帮助用户适当地表达手中工作的时空信息。由于GIS中同时存在多元时空观,事实让这个简单的要求变得非常复杂。

对上述复杂问题的解释是:

(1)对数据库建库者,受到对被量测地理实体或现象实际理解的限制;

(2)数据库的数据模型是图形方式的,必须符合计算机对时空的理解;

(3)数据库用户需要从系统表达的描述中,提取满足完成综合任务所需的信息;

(4)相对其他任务而言,与社会文化相关的任务,哪类问题可以问,什么形式的答案可以接受。

四个不同量化时空观与上述过程有关:

(1)经验主义观点(试图尽可能准确获取城市、湖泊、森林等的时空特点和其他性质);

(2)用点、线、面或像元的形式进行数字表达;

(3)实验方式,用空间图形或其他认知设备,将地理图形砰其他计算机生成的符号,转换成专家能理解的地理表达;

(4)基于社会学观点,集中査询和确定所感兴趣的对象。

从经验主义观点或实验观点,或社会观点,上述观点存在部分冲突。例如:矢量GIS的点、线、面数据模型不能满足对地理实体或地理现象中存在的模糊性或不确定性进行表达的需要。另外,栅格数据模型中,描述的离散域观点与实验中的两个基本观点冲突即地理空间是连续的,但空间却是由单个事物填充。

时空集成问题。GIS中的动态现象和变化特征的表达箱求是进行时空集成的主要原因。关于研究地理动态现象的时间本质问题,近几年才开始研究。用地图观点表达变化的权威方法是“时间片”模型,即在给定的时间间隔内,按不同时刻生成具有时间标志的地图组成。这个结果在GIS中可以用一组独立有序的图谱,或时空合成图谱或三维时空结构来赫。

尽管“时间片”模型能满足很多研究的需要,但动态表达方法却中断了地理现象的连续性,可能错失时序中包含联系舰轉的偶然因索,并因此中晰刻间发生的事件。很多与时间模型取得了巨大的成功,伹B控GIS仍然面临着一前所未有的挑战。

相对时空和非米制时空表达。很多地理现象是通过它与相关实体存在的关系进行定义的。这些关系可以是两个地方的液体流或人类或动物的迁移流,也可以是两个地方的关联影巧、通信、可达性'潜在的相互作用等,或者两个地方的可识别的序列性质类型、群落或差异性。上述关系可以认为是用相对空间定义的,相对空间也就是地理现象性质所依赖地理实体的相关关系结构。

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