地球空間與空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課件

地球空間與空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)12.1地球空間、地理空間與地理空間描述1.地球空間地球空間是指靠近地球的、受太陽輻射變化直接影響的空間區(qū)域。2.地理空間—GIS的主要研究對(duì)象地理空間是地球上大氣圈、水圈、生物圈、巖石圈和土壤圈交互作用的區(qū)域，主要涉及到地球空間的表層部分。地理空間是物質(zhì)、能量、信息的數(shù)量及行為在地理范疇中的廣延性存在形式。特指形態(tài)、結(jié)構(gòu)、過程、關(guān)系、功能的分布方式和分布格局同時(shí)在“暫時(shí)”時(shí)間的延續(xù)（抽象意義上的靜止態(tài)），討論所表達(dá)出的“斷片圖景”。地理空間的研究是地理學(xué)的基本核心之一。22.1地球空間、地理空間與地理空間描述3.地理空間抽象過程客觀世界的現(xiàn)象劃分為5類：可精密觀測的對(duì)象（如建筑物邊界）受采樣限制的自然對(duì)象（如礦體）受定義限制的自然對(duì)象（如植被覆蓋率大小和范圍）不規(guī)則的人為對(duì)象（如行政區(qū)、TIN、Voronoi多邊形）規(guī)則的人為對(duì)象（柵格、立方體元）32.1地球空間、地理空間與地理空間描述3.地理空間抽象過程抽象：從具體事物抽出、概括出它們共同的方面、本質(zhì)屬性與關(guān)系等，而將個(gè)別的、非本質(zhì)的方面、屬性與關(guān)系舍棄，這種思維過程，稱為抽象。為什么要對(duì)地理空間抽象？42.1地球空間、地理空間與地理空間描述3.地理空間抽象過程抽象的結(jié)果——（空間）實(shí)體（spatialentity）對(duì)復(fù)雜地理事物和現(xiàn)象進(jìn)行簡化抽象得到的不可再分割的同類對(duì)象，就是地理空間實(shí)體，簡稱空間實(shí)體（承載地理信息）。如何抽象？——空間認(rèn)知52.1地球空間、地理空間與地理空間描述3.地理空間抽象過程空間認(rèn)知是研究人門對(duì)周圍地理事物的位置、形狀、空間分布、相互關(guān)系及其動(dòng)態(tài)變化認(rèn)識(shí)過程的科學(xué)，它研究人們在認(rèn)識(shí)空間事物的過程中，大腦是如何進(jìn)行信息加工的，屬于思維過程研究。67認(rèn)知(cognition)

是一個(gè)人認(rèn)識(shí)和感知他生活于其中的世界時(shí)所經(jīng)歷的各個(gè)過程的總稱，包括感受、發(fā)現(xiàn)、識(shí)別、想像、判斷、記憶、學(xué)習(xí)等。奈瑟爾把認(rèn)知定義為“感覺輸入被轉(zhuǎn)換、簡化、加工、存儲(chǔ)、發(fā)現(xiàn)和利用諸過程”。所以，可以說認(rèn)知就是“信息獲取、存貯轉(zhuǎn)換、分析和利用的過程”，簡言之就是“信息的處理過程”。8地理(地球)空間認(rèn)知，是研究人們怎樣認(rèn)識(shí)自己賴以生存的環(huán)境(即地球的四大圈層及其相互關(guān)系)，包括其中的諸事物、現(xiàn)象的相互位置、空間分布、依存關(guān)系，以及它們的變化和規(guī)律。我們之所以強(qiáng)調(diào)“空間”這一概念，是因?yàn)槲覀冋J(rèn)知的對(duì)象是多維的、多時(shí)相的，它們存在于地球空間之中。9地球空間認(rèn)知通常是通過描述地理環(huán)境的地圖或圖像來進(jìn)行的，這就是所謂“地圖空間認(rèn)知”。地圖空間認(rèn)知中的兩個(gè)重要概念：一是認(rèn)知制圖(cognitivemapping)；二是心象地圖(mentalmap)。10認(rèn)知制圖，它可以發(fā)生在地圖的空間行為過程中，也可以發(fā)生在地圖使用過程中。所謂空間行為，是指人們把原先已經(jīng)知道的(長期記憶)和新近獲取的信息結(jié)合起來后的決策過程的結(jié)果。地圖的空間行為如利用地圖進(jìn)行定向(導(dǎo)向)、環(huán)境覺察和環(huán)境記憶等行為。地理信息系統(tǒng)的功能表明，人的認(rèn)知制圖能力是能夠用計(jì)算機(jī)模擬的，當(dāng)然這只是一種功能模擬，模擬結(jié)果的正確程度完全取決于模擬模型和輸入數(shù)據(jù)是否客觀地、正確地反映現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。

11心象地圖，是不呈現(xiàn)在眼前的地理空間環(huán)境的一種心理表征，是在過去對(duì)同一地理空間環(huán)境多次感知的基礎(chǔ)上形成的。所以，它是間接的和概括的，具有不完整性、變形性、差異性(當(dāng)然也有相似性)和動(dòng)態(tài)交互性。心象地圖可以通過實(shí)地考察、閱讀文字材料、使用地圖等方式來建立。12地理(地球)空間認(rèn)知包括感知過程、表象過程、記憶過程和思維過程等基本過程。地理空間認(rèn)知的感知過程，是研究地理實(shí)體或地圖圖形(刺激物)作用于人的視感覺器官產(chǎn)生對(duì)地理空間的感覺和知覺的過程。地理空間認(rèn)知的表象過程，是研究在知覺基礎(chǔ)上產(chǎn)生表象的過程，它是通過回憶、聯(lián)想，使在知覺基礎(chǔ)上產(chǎn)生的映像再現(xiàn)出來。地理空間認(rèn)知的記憶過程，是人的大腦對(duì)過去經(jīng)驗(yàn)中發(fā)生過的地理空間環(huán)境的反映，分為感覺記憶、短時(shí)記憶、長時(shí)記憶、動(dòng)態(tài)記憶和聯(lián)想記憶。13地理空間認(rèn)知的思維過程，是地理空間認(rèn)知的高級(jí)階段，它提供關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界客觀事物的本質(zhì)特性和空間關(guān)系的知識(shí)，在地理空間認(rèn)知過程中實(shí)現(xiàn)著“從現(xiàn)象到本質(zhì)”的轉(zhuǎn)化，具有概括性和間接性。14地球表層地理知覺地圖地理意象地理概念實(shí)踐驗(yàn)證地理理論體系地理觀測地理信息符號(hào)加工圖解地理邏輯分析地理意向正確錯(cuò)誤指導(dǎo)地理認(rèn)知圖式[魯學(xué)軍]15地理學(xué)研究對(duì)象認(rèn)知科學(xué)認(rèn)知心理學(xué)地理學(xué)研究方法地理認(rèn)知理論地理問題解決方法的概念模型空間行為決策空間決策模型空間信息模型地理信息系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型實(shí)例驗(yàn)證地理學(xué)理論162.1地球空間、地理空間與地理空間描述3.地理空間抽象過程172.1地球空間、地理空間與地理空間描述3.地理空間抽象過程182.1地球空間、地理空間與地理空間描述3.地理空間抽象過程192.1地球空間、地理空間與地理空間描述3.地理空間抽象過程概念數(shù)據(jù)模型地理空間中地理事物與現(xiàn)象的抽象概念集，是地理數(shù)據(jù)的語義解釋；考慮用戶需求的共性，用統(tǒng)一的語言描述和綜合、集成各用戶視圖；構(gòu)造概念模型應(yīng)該遵循的基本原則：語義表達(dá)能力強(qiáng)；作為用戶與GIS軟件之間交流的形式化語言，應(yīng)易于用戶理解（如E-R模型）；獨(dú)立于具體計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)；盡量與系統(tǒng)的邏輯模型保持同一的表達(dá)形式，不需要任何轉(zhuǎn)換，或者容易向邏輯數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。202.1地球空間、地理空間與地理空間描述3.地理空間抽象過程邏輯數(shù)據(jù)模型GIS描述概念數(shù)據(jù)模型中實(shí)體及其關(guān)系的邏輯結(jié)構(gòu)，是系統(tǒng)抽象的中間層。邏輯數(shù)據(jù)模型的建立既要考慮用戶易理解，又要考慮易于物理實(shí)現(xiàn)，易于轉(zhuǎn)換成物理數(shù)據(jù)模型，例如UML建模通常所稱的空間數(shù)據(jù)模型其實(shí)是空間數(shù)據(jù)的邏輯模型。物理數(shù)據(jù)模型

邏輯數(shù)據(jù)模型在計(jì)算機(jī)內(nèi)部具體的存儲(chǔ)形式和操作機(jī)制，即在物理磁盤上如何存放和存取，是系統(tǒng)抽象的最底層。212.1地球空間、地理空間與地理空間描述4.地理空間認(rèn)知模型基于對(duì)象（目標(biāo)）的模型基于網(wǎng)絡(luò)的模型基于域（場）的模型22對(duì)象模型場模型網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)象模型/要素模型將研究的整個(gè)地理空間看成一個(gè)空域，地理現(xiàn)象和空間實(shí)體作為獨(dú)立的對(duì)象分布在該空域中,對(duì)象模型強(qiáng)調(diào)地理空間中的單個(gè)地理現(xiàn)象。按照其幾何（空間）特征分為點(diǎn)、線、面、體四種基本對(duì)象;對(duì)象也可能由其他對(duì)象構(gòu)成復(fù)雜對(duì)象，并且與其他分離的對(duì)象保持特定的關(guān)系，如點(diǎn)、線、面、體之間的拓?fù)潢P(guān)系;每個(gè)對(duì)象對(duì)應(yīng)著一組相關(guān)的屬性以區(qū)分各個(gè)不同的對(duì)象;對(duì)象模型把地理現(xiàn)象當(dāng)作空間要素（Feature）或空間實(shí)體（Entity）,一個(gè)空間要素必須同時(shí)符合三個(gè)條件：可被標(biāo)識(shí)在觀察中的重要程度有明確的特征且可被描述傳統(tǒng)的地圖是以對(duì)象模型進(jìn)行地理空間抽象和建模的實(shí)例。2324對(duì)象模型對(duì)空間要素的描述地理空間

空間要素分類幾何坐標(biāo)非空間屬性子部分

超部分空間關(guān)系非空間關(guān)系時(shí)間關(guān)系子類超類2.1地球空間、地理空間與地理空間描述4.地理空間的描述形式點(diǎn)狀要素線狀要素面狀要素25網(wǎng)絡(luò)模型網(wǎng)絡(luò)是由歐氏空間R2中的若干點(diǎn)及它們之間相互連接的線（段）構(gòu)成。網(wǎng)絡(luò)是由一系列節(jié)點(diǎn)和環(huán)鏈組成的，在本質(zhì)上，網(wǎng)絡(luò)模型可看成對(duì)象模型的一個(gè)特例，它是由點(diǎn)對(duì)象和線對(duì)象之間的拓?fù)淇臻g關(guān)系構(gòu)成的。262.1地球空間、地理空間與地理空間描述4.地理空間的描述形式場/域（field）模型把地理空間中的現(xiàn)象作為連續(xù)的變量或體來看待，如大氣污染程度、地表溫度、土壤濕度、地形高度以及大面積空氣和水域的流速和方向等;根據(jù)不同的應(yīng)用，場可以表現(xiàn)為二維或三維;一個(gè)二維場就是在二維空間R2中任意給定的一個(gè)空間位置上，都有一個(gè)表現(xiàn)某現(xiàn)象的屬性值，即

A＝f(x，y)一個(gè)三維場是在三維空間R3中任意給定一個(gè)空間位置上，都對(duì)應(yīng)一個(gè)屬性值，即

A＝f(x，y，z)

二維空間場一般采用6種具體的場模型來描述:2728

規(guī)則分布的點(diǎn)不規(guī)則分布的點(diǎn)規(guī)則矩形區(qū)不規(guī)則多邊形區(qū)不規(guī)則三角形區(qū)等值線292.1地球空間、地理空間與地理空間描述4.地理空間的描述形式場模型的典型：遙感影像302.1地球空間、地理空間與地理空間描述4.地理空間的描述形式地理信息的數(shù)字化表述3132概念模型的選擇許多地理現(xiàn)象既可采用對(duì)象模型也可采用場模型來建模。

“松樹”，0≤x≤4；4≤y≤7f(x,y)=

“冷杉”，0≤x≤3；0≤y≤4

“槐樹”，3≤x≤7；0≤y≤4按對(duì)象模型的林分建模按場模型的林分建模松樹冷杉槐樹（0,0）（0,4）（0,7）（3,0）（7,0）x多種林分的森林y區(qū)域ID主要林分區(qū)域/邊界FS1松樹(0,4),(7,4),(7,7),(0,7)FS2冷杉(0,0),(3,0),(3,4),(0,4)FS3槐樹(3,0),(7,0),(7,4),(3,4)2.2地理空間坐標(biāo)系與地圖投影1.地理坐標(biāo)系地理坐標(biāo)系：為球面坐標(biāo)。參考平面是橢球面，坐標(biāo)單位：經(jīng)緯度；投影坐標(biāo)系：為平面坐標(biāo)。參考平面是水平面，坐標(biāo)單位：米、千米等；地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到投影坐標(biāo)的過程可理解為投影。（投影：將不規(guī)則的地球曲面轉(zhuǎn)換為平面）332.2地理空間坐標(biāo)系與地圖投影1.地理坐標(biāo)系地理坐標(biāo)系的定義，即參考橢球面的標(biāo)準(zhǔn)，地球是一個(gè)不規(guī)則的球形，因此若用經(jīng)緯度去定義地球上的位置，一定會(huì)對(duì)地球做了相應(yīng)的抽象。投影坐標(biāo)系的定義，在小范圍內(nèi)可以認(rèn)為大地是平面的，而整體上來說地球是球形的，因此大地坐標(biāo)對(duì)于不同的地區(qū)肯定是不一樣的。一個(gè)坐標(biāo)系肯定會(huì)涉及到坐標(biāo)原點(diǎn)、坐標(biāo)軸的位置，這也是大地坐標(biāo)系需要考慮的問題。從地理坐標(biāo)到投影坐標(biāo)是將不規(guī)則的球面展開為平面的過程，因此也是一個(gè)將曲面拉平的過程。從生活經(jīng)驗(yàn)中可以看出這是一個(gè)無法精確處理的問題（例如，在剝桔子的時(shí)候，如果不破壞橘子皮是無法從原來的“曲面”展開為平面的），這就涉及到了投影方法的問題342.2地理空間坐標(biāo)系與地圖投影1.地理坐標(biāo)系直接建立在球體上的地理坐標(biāo)，用經(jīng)度和緯度表達(dá)地理對(duì)象位置建立在平面上的直角坐標(biāo)系統(tǒng)，用（x，y）表達(dá)地理對(duì)象位置投影坐標(biāo)參考系統(tǒng)—平面系統(tǒng)352.1地理空間坐標(biāo)系與地圖投影1.地理坐標(biāo)系——經(jīng)緯度362.2地理空間坐標(biāo)系與地圖投影1.地理坐標(biāo)系——高程地表以最近似平均海平面的地球重力等勢面作為高度為零的大地水準(zhǔn)面（Geoid)，以大地水準(zhǔn)面為參考測量得到的高度H被用于地形制圖，它是一種正射（視）高度。如果將大地水準(zhǔn)面換成一個(gè)橢球面，人們也可以計(jì)算一個(gè)幾何高度h或以橢球面為參考的高度。H-h即是大地水準(zhǔn)面和橢球面在基點(diǎn)的高度差。37地球表面任意水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面鉛垂線地球橢球體地球模型3839任意水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面HAHA鉛垂線AHBHBhAB坐標(biāo)系統(tǒng)—高程系統(tǒng)B401932年南京大石橋———海福特橢球體1954年北京坐標(biāo)系———從1953年起采用克拉索夫斯基橢球體。（參心坐標(biāo)系）1980年國家大地坐標(biāo)系（參心坐標(biāo)系）1978年我國決定采用新橢球體GRS（1975），對(duì)應(yīng)ArcGIS里面的Xian_1980橢球體；從1980年開始采用新橢球體GRS（1980）2000國家大地坐標(biāo)系——這個(gè)橢球體參數(shù)與ArcGIS中的CGCS2000橢球體相同。（地心坐標(biāo)系）411956年黃海高程系1985年國家高程基準(zhǔn)水準(zhǔn)原點(diǎn)1985國家高程基準(zhǔn)。29mm黃海海面1952-1979年平均海水面為0米422.2地理空間坐標(biāo)系與地圖投影2.投影坐標(biāo)系將地球橢球面上的點(diǎn)映射到平面上的方法，稱為地圖投影。為什么要進(jìn)行投影？地理坐標(biāo)為球面坐標(biāo)，不方便進(jìn)行距離、方位、面積等參數(shù)的量算。地球橢球體為不可展曲面。地圖為平面，符合視覺心理，并易于進(jìn)行距離、方位、面積等量算和各種空間分析。43442.2地理空間坐標(biāo)系與地圖投影2.投影坐標(biāo)系——地圖坐標(biāo)系統(tǒng)的建立由投影幾何特征建立平面直角坐標(biāo)系;自行規(guī)定坐標(biāo)系(原點(diǎn)/橫、縱軸)。45462.2地理空間坐標(biāo)系與地圖投影3.地理信息系統(tǒng)與地圖投影的關(guān)系472.2地理空間坐標(biāo)系與地圖投影4.

GIS中地圖投影設(shè)計(jì)與配置的原則各國家的GIS所采用的投影系統(tǒng)與該國的基本地圖系列所用的投影系統(tǒng)一致；各比例尺的GIS中的投影系統(tǒng)與其相應(yīng)比例尺的主要信息源地圖所用的投影一致；各地區(qū)的GIS中的投影系統(tǒng)與其所在區(qū)域適用的投影系統(tǒng)一致；各種GIS一般以一種或兩種投影系統(tǒng)為其投影坐標(biāo)系統(tǒng)，以保證地理定位框架的統(tǒng)一。統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)是GIS的基礎(chǔ)，不同地區(qū)不同的坐標(biāo)系統(tǒng)會(huì)造成什么問題？482.3空間數(shù)據(jù)特征和類型1.空間數(shù)據(jù)的基本特征實(shí)體所謂“實(shí)體”（entity）是指自然界、自然現(xiàn)象和社會(huì)經(jīng)濟(jì)事件中不能（或不需要）再分割的單元49空間特征屬性特征時(shí)間特征點(diǎn)：位置（x，y）屬性：符號(hào)，顏色線:位置(x1,y1)，(x2,y2)….屬性:符號(hào),顏色,形狀,尺寸面:位置(x1,y1)，(x2,y2)，…，(xi,yi)

，…(xn,yn)

屬性:符號(hào),顏色,形狀,尺寸5051遙感傳感器平臺(tái)傳感器空間對(duì)象(實(shí)體)的遙感影像表達(dá)（pixel）52現(xiàn)實(shí)世界空間數(shù)據(jù)地圖遙感影像特征關(guān)系行為觀察選擇抽象綜合測量：位置編碼：屬性建立關(guān)系：表達(dá)2.3空間數(shù)據(jù)特征和類型1.空間數(shù)據(jù)的基本特征——空間特征地理實(shí)體一般按地形維數(shù)進(jìn)行歸類劃分點(diǎn)：零維，節(jié)點(diǎn)node(線的起點(diǎn)、終點(diǎn)和交點(diǎn))、頂點(diǎn)Vertex(線的中間點(diǎn)）線：一維，Arc(兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的線)，有可能還有方向面：二維體：三維時(shí)間：通常以第四維表達(dá)，但目前GIS還很難處理時(shí)間屬性空間對(duì)象的維數(shù)與比例尺（空間分辨率）是相關(guān)的5354起點(diǎn)終點(diǎn)中間點(diǎn)弧段1弧段3弧段2弧段4點(diǎn):面:線:

有位置，無寬度和長度；抽象的點(diǎn)美國佛羅里達(dá)洲地震監(jiān)測站2002年9月該洲可能的500個(gè)地震位置

點(diǎn)實(shí)體55香港城市道路網(wǎng)分布

有長度，但無寬度和高度；用來描述線狀實(shí)體,通常在網(wǎng)絡(luò)分析中使用較多;

度量實(shí)體距離;

線實(shí)體56

具有長和寬的實(shí)體

通常用來表示自然或人工的封閉多邊形一般分為連續(xù)面和不連續(xù)面中國土地利用分布圖(不連續(xù)面)

面實(shí)體57有長、寬、高的目標(biāo)通常用來表示人工或自然的三維目標(biāo)，如建筑、礦體等三維目標(biāo)體實(shí)體K9砂巖K7砂巖K4灰?guī)rK1砂巖2煤3煤10煤K2灰?guī)r582.3空間數(shù)據(jù)特征和類型1.空間數(shù)據(jù)的基本特征——屬性特征（時(shí)間作為屬性值）實(shí)體標(biāo)識(shí)符空間位置空間性質(zhì)屬性特征功能學(xué)校名稱點(diǎn)坐標(biāo)與道路有段距離學(xué)生數(shù)…教學(xué)鐵路編碼一組坐標(biāo)連接連接兩個(gè)城市運(yùn)量…營運(yùn)中鉆孔鉆孔號(hào)空間坐標(biāo)深度孔徑…取樣蓄水池名字地面坐標(biāo)容積水質(zhì)…水位變化5960612.3空間數(shù)據(jù)特征和類型2.空間數(shù)據(jù)的空間關(guān)系描述空間對(duì)象之間的空間相互作用關(guān)系方法絕對(duì)關(guān)系:坐標(biāo)、角度、方位、距離等；相對(duì)關(guān)系：相鄰、包含、關(guān)聯(lián)等相對(duì)關(guān)系類型拓?fù)淇臻g關(guān)系：描述空間對(duì)象的相鄰、包含等順序空間關(guān)系：描述空間對(duì)象在空間上的排列次序，如前后、左右、東、西、南、北等。度量空間關(guān)系：描述空間對(duì)象之間的距離等。2.3空間數(shù)據(jù)特征和類型2.空間數(shù)據(jù)的空間關(guān)系地圖、遙感影象上的空間關(guān)系是通過圖形識(shí)別的，在GIS中的空間關(guān)系則必須進(jìn)行顯式的定義和表達(dá)?？臻g關(guān)系的描述多種多樣，目前尚未有具體的標(biāo)準(zhǔn)和固定的格式，但基本原理一致。不同的GIS可能采用不同的方法進(jìn)行描述62

拓?fù)湓兀?/p>

點(diǎn)：孤立點(diǎn)、線的端點(diǎn)、面的首尾點(diǎn)、鏈的連接點(diǎn)線：兩結(jié)點(diǎn)之間的有序弧段，包括鏈、弧段和線段面：若干弧段組成的多邊形

基本拓?fù)潢P(guān)系鄰接：相同拓?fù)湓刂g的關(guān)系關(guān)聯(lián)：不同拓?fù)湓刂g的關(guān)系包含：面與其他元素之間的關(guān)系

連通關(guān)系：空間圖形中弧段之間的拓?fù)潢P(guān)系。層次：相同拓?fù)湓刂g的層次關(guān)系點(diǎn)、線、面之間的拓?fù)潢P(guān)系

空間對(duì)象的拓?fù)淇臻g關(guān)系6364鄰接關(guān)系：面：P1/P2，P4；P2/P1，P4；P3/P4；P4/P1，P2，P4點(diǎn)：N1/N2，N3……線：A1/A2，A6，A7；A2/A1，A3，A5，A7……N1N2N3N5A3P3P2P4A1N4P1A2A4A5A6A765關(guān)聯(lián)關(guān)系：點(diǎn)/線：N1/A1,A2,A3；N2/A1,A6,A7……線/面：A1/P1;A2/P1,P2;A3/P2,P4;A4/P3,P4…線/點(diǎn)：A1/N1,N2；A2/N1,N3;A4/N4,N4……面/線：P1/A1,A2,A7;…P4/A2,A3,A5;-A4……N1N2N3N5A3P3P2P4A1N4P1A2A4A5A6A766包含關(guān)系：P4包含P3；或P3包含于P4N1N2N3N5A3P3P2P4A1N4P1A2A4A5A6A767連通關(guān)系：A1與A2連通；A3與A5連通……N1N2N3N5A3P3P2P4A1N4P1A2A4A5A6A768節(jié)點(diǎn)－鏈（弧段）－多邊形拓?fù)涿枋鲇袝r(shí)會(huì)產(chǎn)生歧意：

解決方法：鏈具有方向性，沿著鏈運(yùn)動(dòng)時(shí)，多邊形對(duì)象總是位于鏈的右側(cè)，此時(shí)鏈的方向?yàn)檎较?。?dāng)鏈運(yùn)動(dòng)到某節(jié)點(diǎn)時(shí)，以節(jié)點(diǎn)為軸按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，選取尚未走過的鏈的正方向離開節(jié)點(diǎn)的若干鏈的第一個(gè)鏈，依以上規(guī)則跟蹤完。（算法哦）69除結(jié)點(diǎn)、弧段和多邊形來描述圖形要素的拓?fù)潢P(guān)系外，不同類型的空間實(shí)體間也存在著拓?fù)潢P(guān)系。對(duì)于點(diǎn)、線、面三種類型的空間實(shí)體，它們兩兩之間存在著分離、相鄰、重合、包含或覆蓋、相交5種可能的關(guān)系。70鄰接相交重合相離包含點(diǎn)－點(diǎn)點(diǎn)－線點(diǎn)－面線－面面－面線－線關(guān)系

地理實(shí)體的空間相互關(guān)系

拓?fù)潢P(guān)系：描述時(shí)不需考慮空間坐標(biāo)和距離因素。1）拓?fù)溧徑樱嚎臻g圖形中同類元素之間的拓?fù)潢P(guān)系2）拓?fù)潢P(guān)聯(lián)：空間圖形中不同類元素之間的拓?fù)潢P(guān)系3）拓?fù)浒嚎臻g圖形中同類不同等元素之間的拓?fù)潢P(guān)系V7V6V5V8V9V10V1V11V12V4V2V3V13V16V15V14L1L2L3L4L5L6L7P4P1P2P3拓?fù)溧徑樱篜1和P2、L2L3L5拓?fù)潢P(guān)聯(lián)：V9和L3、L5、L6拓?fù)浒篜1包含P471節(jié)點(diǎn)（node）：V1，V4，V6，V9，V13頂點(diǎn)（Vertex）：V2，V3，V5，V7，V8，V10,V11,v12,V14,V15,V16線段（Arc）：L1，L2，L3，L4，L5，L6，V7V7V6V5V8V9V10V1V11V12V4V2V3V13V16V15V14L1L2L3L4L5L6L7P4P1P2P3多邊形（Area）：P1，P2，P3，P4空間拓?fù)潢P(guān)系表達(dá)—關(guān)系表7273ebc41325ABC76Dada:結(jié)點(diǎn)號(hào)A:多邊形號(hào)1:弧段號(hào)弧段數(shù)字化方向P1P2P3P4利用關(guān)系表來表達(dá)右圖的空間拓?fù)潢P(guān)系。利用關(guān)系表來表達(dá)右圖的空間拓?fù)潢P(guān)系。ebc41325ABC76Dada:結(jié)點(diǎn)號(hào)A:多邊形號(hào)1:弧段號(hào)弧段數(shù)字化方向P1P2P3P474面域弧段P12，5，7，-6P23，4，5P31，2，3P46弧段起結(jié)點(diǎn)終結(jié)點(diǎn)1ca2bc3ba4da5db6ee7dc結(jié)點(diǎn)弧段a3，1，4b2，3，5c7，1，2d5，4，7e6弧段左鄰面右鄰面1P3P02P3P13P2P34P0P25P2P16P1P47P1P0結(jié)點(diǎn)與弧段的拓?fù)潢P(guān)系弧段與結(jié)點(diǎn)的拓?fù)潢P(guān)系面域與弧段的拓?fù)潢P(guān)系75空間數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系，對(duì)數(shù)據(jù)處理和空間分析具有重要的意義：拓?fù)潢P(guān)系能清楚地反映實(shí)體之間的邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系，它比幾何坐標(biāo)關(guān)系有更大的穩(wěn)定性，不隨投影變換而變化。利用拓?fù)潢P(guān)系有利于空間要素的查詢?？梢愿鶕?jù)拓?fù)潢P(guān)系重建地理實(shí)體。例如根據(jù)弧段構(gòu)建多邊形，實(shí)現(xiàn)道路的選取，進(jìn)行最佳路徑的選擇等。76面—面關(guān)系：與某個(gè)面狀地物相鄰的所有多邊形；77

點(diǎn)—點(diǎn)關(guān)系：如與某個(gè)水井相距小于3Km的其它井；

線—線關(guān)系：如與某個(gè)河流關(guān)聯(lián)的所有支流；78線—面關(guān)系：如檢索某國道經(jīng)過的所有縣市；面—線關(guān)系：如檢索某縣境內(nèi)所有公路；79點(diǎn)—線關(guān)系：如檢索某公路邊的加油站；點(diǎn)—面關(guān)系：如檢索某縣范圍內(nèi)銀行分布情況；80

空間對(duì)象的順序關(guān)系順序空間關(guān)系是基于空間實(shí)體在地理空間的分布，采用上下、左右、前后、東南西北等方向性名詞來描述；同拓?fù)淇臻g關(guān)系的形式化描述類似，也可以按點(diǎn)－點(diǎn)、點(diǎn)－線、點(diǎn)－面、線－線、線－面和面－面等多種組合來考察不同類型空間實(shí)體間的順序關(guān)系；順序空間關(guān)系必須是在對(duì)空間實(shí)體間方位進(jìn)行計(jì)算后才能得出；實(shí)體間的順序空間關(guān)系隨著空間數(shù)據(jù)的投影、幾何變換，順序空間關(guān)系也會(huì)發(fā)生變化在目前的GIS中，并不對(duì)順序空間關(guān)系進(jìn)行描述和表達(dá)。81基準(zhǔn)方向基準(zhǔn)方向基準(zhǔn)方向點(diǎn)－點(diǎn)順序關(guān)系點(diǎn)－線順序關(guān)系點(diǎn)－面順序關(guān)系線－線順序關(guān)系線－面順序關(guān)系面－面順序關(guān)系基準(zhǔn)方向基準(zhǔn)方向基準(zhǔn)方向不同類型實(shí)體間的順序關(guān)系82度量空間關(guān)系度量空間關(guān)系主要指空間實(shí)體間的距離關(guān)系；按照拓?fù)淇臻g關(guān)系中建立點(diǎn)－點(diǎn)、點(diǎn)－線、點(diǎn)－面、線－線、線－面和面－面等不同組合來考察不同類型空間實(shí)體間的度量關(guān)系；距離的度量可以是定量的，如按歐幾里德距離計(jì)算得出A實(shí)體距離B實(shí)體500m，也可以應(yīng)用與距離概念相關(guān)的概念如遠(yuǎn)近等進(jìn)行定性地描述；與順序空間關(guān)系類似，距離值隨投影和幾何變換而變化。建立點(diǎn)－點(diǎn)的度量關(guān)系容易、點(diǎn)－線和點(diǎn)－面的度量關(guān)系較難，而線－線、線－面和面－面的度量關(guān)系更為困難，涉及大量的判斷和計(jì)算；在GIS中，一般也不明確描述度量空間關(guān)系。2.3空間數(shù)據(jù)特征和類型3.地理數(shù)據(jù)的類型幾何數(shù)據(jù)：描述空間對(duì)象空間特征的數(shù)據(jù)，也稱位置數(shù)據(jù)、定位數(shù)據(jù)，一般用經(jīng)緯度、坐標(biāo)表達(dá)屬性數(shù)據(jù)：描述空間對(duì)象屬性特征的數(shù)據(jù)，又稱非幾何數(shù)據(jù)，如類型、名稱、性質(zhì)等，一般通過代碼給予表達(dá)關(guān)系數(shù)據(jù)：描述空間對(duì)象的空間關(guān)系的數(shù)據(jù)，如鄰接、包含、關(guān)聯(lián)等，一般通過拓?fù)潢P(guān)系表達(dá)。83地理實(shí)體的類型