地理数据模型
地理信息系统 第三章地理空间数据模型
同种属性表为一个层
按专题分层
每个图层对应一个专题，包含某一种 或某一类数据。如地貌层、水系层、道 路层、居民地层等。。
现实世界
获取
地形信息
+
水系信息
+
道路信息
+
植被信息等
存储
空间 数据库
按时间序列分层
即把不同 时间或不同时 期的数据分别 构成各个数据 层
图层i 图层j
点文件i 线文件i
代码有数字、字母、数字和字母混合三类表示形式。
数字型代码
用一个或若干个阿拉伯数字表示对象的代码。特点是结构 简单、使用方便、易于排序，但对对象的特征描述不直观。
字母型代码
用一个或若干个字母表示对象的代码。特点是比同样位数 的数字型代码容量大，还可提供便于识别的信息，易于记 忆，但比同样位数的数字型代码占用更多的计算机空间。
空间数据的分层和分区
地理信息本身具有层次性。分层和分区 是空间数据组织的高级形式，为管理和 使用提供了便利 分层依据地理实体性质 分区依据平面范围
分层
按专题
地貌、水系、植被、交通、居民地等
按时间
不同时间的数据成为不同层，便于对比、处理、表 现。如每年建的住宅用不同的颜色表现
按实体的几何类型
一般按点、线、面、注记
格网型空间索引
将区域用横竖线条划分大小相等和不等 的格网，记录每一个格网所包含的空间 实体。进行空间查询时，首先计算出查 询对象所在格网，然后再在该网格中快 速查询所选空间实体。
一条河流、一个湖泊和一条省界，它们的关键字分别为5，11和 23。河流穿过的栅格为2，34，35，67，68；湖泊覆盖的栅格为 68，69，100，101；省界所通过的栅格为5，37，36，35，67， 99，98，97。
gis中地理数据模型的概念
gis中地理数据模型的概念
地理数据模型是一种用于描述和组织地理信息的概念框架。
它定义了地理数据的存储方式、维护规则和查询方式，以及地理实体之间的关系和属性。
地理数据模型通常由几何模型和属性模型组成。
1. 几何模型：几何模型定义了地理实体的空间位置和形状。
它包括点、线、面和体等几何要素，并提供一套操作方法，如距离计算、空间关系判断和空间分析。
2. 属性模型：属性模型描述了地理实体的非空间属性。
它包括属性的名称、数据类型和取值范围等信息，以及属性之间的关系。
属性模型通常使用表格或数据库来存储和管理属性数据。
除了几何模型和属性模型，地理数据模型还可以包括拓扑模型、网络模型和地理关系模型等。
拓扑模型描述了地理实体之间的拓扑关系，如连接和相邻关系。
网络模型描述了地理实体之间的网络连接关系，如道路、管道和电力线路等。
地理关系模型描述了地理实体之间的空间关系，如邻近、包含和交叉等。
常见的地理数据模型有层次模型、对象模型、栅格模型和面向行为模型等。
不同的地理应用场景和需求可以选择适合的数据模型，或者将多个数据模型结合起来使用。
dem数据是什么
dem数据是什么DEM数据是什么摘要：高程数据模型（Digital Elevation Model，DEM）是地理空间数据的重要组成部分，它描述了地球表面的海拔高度和地形特征。
本文将详细介绍DEM数据的定义、获取方法、应用领域以及常见的DEM数据源，旨在帮助读者更好地理解和利用DEM数据。
一、定义：DEM数据是一种以离散点的方式描述地球表面高程的数学模型。
简单来说，它将地球表面划分为一系列规则的网格或栅格，每个网格点都对应一个海拔高度值。
根据DEM数据的精度不同，这些高度值可以表示数米到数百米之间的范围。
二、获取方法：1. 激光雷达测量：激光雷达是获取高精度DEM数据的主要工具之一。
它通过发射激光束并测量返回的反射时间来计算地表距离，进而确定地表的高程数据。
2. 光学影像测量：利用航空和卫星遥感技术获取的光学影像也可以用来生成DEM数据。
通过对影像进行几何校正和高程解算处理，可以得到地表的高程信息。
3. 陆地测量：地理测量工程师的陆地测量测量技术也可用于获取DEM数据。
通过使用全站仪、GPS等设备进行测量，再通过数据处理生成DEM数据。
三、应用领域：DEM数据在地理信息系统（GIS）和遥感应用中有着重要的作用，广泛应用于以下领域：1. 地形分析：DEM数据可以用来分析地形特征，如山脉、河流、湖泊等。
通过对DEM数据进行计算和建模，可以获得水文模型、洪水模型等，为地质灾害的预测和防范提供支持。
2. 地质勘探：DEM数据可以用于地质勘探，帮助揭示地下的地质构造和地下水资源分布情况。
通过对DEM数据进行分析和解译，可以确定矿产资源的潜力，为矿产勘探和开采提供指导。
3. 城市规划：DEM数据可以用来构建城市数字地形模型，为城市规划和基础设施建设提供支持。
通过对DEM数据进行可视化和分析，可以评估城市的景观特征，优化城市的道路和建筑布局。
4. 农业和生态研究：DEM数据可以用来研究农田的排灌系统和土地利用规划。
如何进行地理数据的空间分析与建模
如何进行地理数据的空间分析与建模地理数据的空间分析与建模是一项重要的技术，它提供了对地理信息的深入理解和应用。
通过空间分析与建模，我们可以更好地了解地理现象、预测未来趋势，并为决策提供支持。
一、地理数据的收集与整理地理数据的收集是进行空间分析与建模的第一步。
现在，我们可以通过各种方式获取地理数据，如传感器、遥感、GPS等技术。
然而，收集到的数据往往包含了大量的噪声和冗余信息。
因此，在进行空间分析和建模之前，我们需要对数据进行整理和清洗。
这可以通过数据清理和数据集成等方法来实现。
二、地理数据的空间分析在进行地理数据的空间分析时，我们可以运用多种方法和技术。
其中，地理信息系统（GIS）是最常用的工具，它能够处理、存储和分析地理数据。
通过GIS，我们可以进行空间查询、空间模式识别、空间插值等操作。
这些操作可以帮助我们找出地理数据的规律和模式。
除了GIS，还有其他一些方法和技术可以用来进行地理数据的空间分析。
例如，空间统计分析可以帮助我们理解地理现象的统计特征和空间关系。
地理数据挖掘可以帮助我们发现隐藏在数据中的模式和规律。
机器学习算法可以帮助我们构建预测模型和分类模型等。
这些方法和技术的选择取决于具体问题和需求。
三、地理数据的建模在进行地理数据的建模时，我们可以利用收集到的地理数据来创建模型。
地理数据的建模可以用于模拟和预测地理现象的发展趋势。
例如，可以通过地理数据的建模来预测人口分布、自然灾害发生的概率等。
建模过程涉及到对数据进行拟合和参数估计，以及对模型的验证和评估。
建模过程一般分为几个步骤。
首先，需要选择合适的模型类型和算法。
其次，需要对数据进行预处理和特征选择。
然后，根据选择的模型和算法，进行参数估计和模型的训练。
最后，对模型进行验证和评估，并进行模型的修正和改进。
四、地理数据的可视化展示地理数据的可视化展示是地理数据分析与建模的重要环节。
通过可视化展示，我们可以更直观地了解地理现象和模型的结果。
地理空间的表达数据模型
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3.1.3 空间数据
1）空间数据的基本特征
第 3 章 空间数据模型 空间数据的基本特性（ Jack Dangermond，1984）
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3.1.3 空间数据
2）空间数据的类型
（1）几何图形数据 （2）遥感影像
（3）地形数据
（4）属性数据
（5）元数据
第 3 章 空间数据模型
如何表达一个点，有两种方法： 矢量表示法：采用没有大小的点来表达基本点元素； 栅格表示法：采用有固定大小的点（像元）来表达基本点元素。
道 路
湖泊
河 流
居民地
第 3 章 空间数据模型
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3.1.3 空间数据
GIS空间数据代表着现实世界（Geospace）的空间实体在信息世界中 的映射，它反映的特征包含空间实体向我们传递的基本信息。
香港城市道路网分布
面(polygon)实体
• 具有长和宽的目标
• 通常用来表示自然或人工的封闭多边形 • 一般分为连续面和不连续面
数据描述方式：(x1,y1) (x2,y2) (x3,y3) (x4,y4)… (x1,y1)
中国土地利用分布图（不连续面）
3.2.2 网络模型
网络（Network）是由欧式空间R2中的 若干点及它们之间相互连接的线段构成， 如：道路网、水系网、管网等。 网络由一系列节点（Node）和弧段 （Arc）所组成，在本质上，网络模型 可看作是对象模型的一个特例，由点对 象和线对象之间的拓扑关系构成，它更 侧重于对象间的连通性。 水系网
规则分布的点
不规则分布的点
规则矩形区
不规则多边形区
第 3 章 空间数据模型 不规则三角形区
等值线
地理信息系统的数据模型设计与构建
地理信息系统的数据模型设计与构建地理信息系统是一种利用电脑技术管理、分析和展示地理信息的软件系统。
它已经成为了现代城市规划、自然资源管理、国土安全和海洋开发等领域的重要工具。
而地理信息系统的核心是数据模型，而数据模型的设计和构建是地理信息系统开发的关键步骤。
本文将介绍地理信息系统的数据模型设计和构建步骤。
一、地理信息系统数据模型的基本概念地理信息系统的数据模型是描述地理现象或对象和它们的空间关系的计算机化数据结构。
每一个地理现象或对象都可以看做是由多个地理属性组成的，如图形、位置、面积、长度、高度、重量等等，这些属性数据需要以某种方式被存储和管理，以便于地理信息系统的分析和展示工作。
地理信息系统数据模型主要有三种类型：基于要素、基于栅格、基于对象。
其中基于要素数据模型是应用最为广泛而且最流行的数据模型。
二、地理信息系统数据模型设计的流程地理信息系统数据模型的设计主要包括以下基本步骤。
1.需求分析需求分析是地理信息系统数据模型设计的第一步骤。
它是为了确保系统在设计过程中能够满足用户的需求。
在进行需求分析的时候，需要充分调查、了解使用地理信息系统的用户或客户群体的工作流程和信息需求，确定系统所支持的功能和数据需求以及技术限制等因素，以此为依据，为接下来的各个步骤提供参考。
2.概念设计系统概念设计是地理信息系统数据模型设计的一个重要步骤，是将需求转化为一个可以理解的、系统的框架。
通过概念设计，可以识别摸索到系统中所有的要素、属性信息，以及它们之间的关系。
概念设计阶段设计出的数据模型通常是一些原始、简单的概念，不包括最终设计中所有的细节和报告，只是为后面的详细设计提供指导。
3.逻辑设计逻辑设计是地理信息系统数据模型设计的下一步，也是比较重要的一步。
在逻辑设计中，需要确定基本的逻辑关系、属性和方法。
这个阶段中设计出来的数据模型通常会包含表、字段、索引、视图等重要的信息。
逻辑设计可是最终确定系统的数据结构模型，为后续详细设计提供了概括性的指导，也可是。
地理信息系统中的数据模型研究
地理信息系统中的数据模型研究1.引言地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是将地理空间数据与属性数据相结合的系统，是基于数据、地图和人机交互的计算机信息系统。
在GIS中，数据模型是地理数据存储与处理的核心，决定了GIS的功能、性能和适用范围。
2.GIS数据模型概述GIS数据模型是GIS系统中，用于描述地理空间数据和属性数据结构的理论模型，对GIS系统中的地理数据的操作和管理起着至关重要的作用。
GIS数据模型的主要研究内容包括：数据结构，数据组织，数据处理等方面，也是GIS数据处理和分析的基础。
3.GIS数据模型的分类和发展历程GIS数据模型的分类是根据GIS数据模型的理论基础、数据组织方式等方面进行的划分。
目前GIS数据模型的分类有3种：（1）向量数据模型，它是以点、线和面为基本要素，将空间数据表示为向量的坐标值；（2）栅格数据模型，它是以像素为基本要素，将空间数据表示为图像的方式；（3）TIN（三角不规则网格）数据模型，它是以三角形为基本要素，将空间数据表示为三角网格的方式。
GIS数据模型的发展历程概括为3个阶段：（1）单一数据模型阶段，以向量数据模型为代表。
此阶段的GIS系统数据模型采用的是简单的向量模型，该模型由于其较为简单的数据结构，适合处理的数据相对简单，因此受到了广泛的应用。
（2）其他数据模型阶段，以栅格数据模型为代表。
该阶段的GIS系统数据模型除向量数据模型外还涉及到其他数据模型，如栅格模型、数据库模型、特征模型等等。
（3）统一数据模型阶段，以GML为代表。
该阶段的GIS系统数据模型以各种数据模型为基础，通过标准化规范达到了数据的协调和一致，这极大地方便了GIS数据交换和共享。
4.GIS数据模型应用GIS数据模型可以应用于以下方面：（1）土地利用变化分析；（2）城市规划；（3）生态环境监测；（4）地理遥感图像分类与解译；（5）地震、火山等自然灾害的预测与评估。
如何对地理空间数据进行模型分析与模拟
如何对地理空间数据进行模型分析与模拟随着科技的发展和数据的快速积累，地理空间数据的分析与模拟变得愈发重要和复杂。
在各个领域中，包括城市规划、环境保护、资源管理等等，地理空间数据模型的分析与模拟可以为决策者提供更准确、可靠的数据支持。
本文将探讨如何对地理空间数据进行模型分析与模拟，以及这一过程中需要注意的问题。
首先，对于地理空间数据的模型分析与模拟，一个关键的问题是数据的准确性和完整性。
只有在数据基础准确无误的情况下，才能获得合理、可信的模型分析结果。
因此，在进行数据模型之前，需要仔细对地理空间数据进行审核和校验。
这包括检查数据来源、数据收集方法、数据处理过程等等。
只有在有保障的数据基础上，才能进行准确的模型分析与模拟。
其次，选择合适的模型是进行地理空间数据模型分析与模拟的关键。
不同的问题需要不同的模型来解决。
例如，在城市规划领域，常用的模型包括城市增长模型、交通流模型等等。
而在环境保护领域，可以采用气候模型、水文模型等等。
选择合适的模型需要对问题进行充分的分析和理解，了解模型的适用范围和局限性，才能得出准确的分析结果。
另外，在进行地理空间数据模型分析与模拟时，需要注意数据的空间和时间尺度。
地理空间数据通常具有不同的空间和时间尺度，因此在进行模型分析时需要进行数据的统一。
这可以通过插值方法、空间和时间插值等技术手段进行处理。
统一数据尺度可以保证模型分析结果的可比性和可信度。
在模型分析与模拟的过程中，还需要注意模型的参数和数据的不确定性。
地理空间数据模型往往伴随着各种参数，这些参数对模型结果的影响非常重要。
因此，在进行模型分析与模拟时，需要对参数进行敏感性分析和不确定性分析。
这可以通过蒙特卡洛模拟、灵敏度分析等方法进行。
同时，对输入数据的不确定性也需要进行评估和处理。
这可以通过误差传播模拟、统计分析等方法进行。
另一个需要注意的问题是模型的可解释性和可视化。
地理空间数据模型分析与模拟通常产生大量的数据和结果。
测绘技术中的地理信息模型与数据模型
测绘技术中的地理信息模型与数据模型在测绘技术领域中，地理信息模型（Geographic Information Model，简称GIM）和数据模型（Data Model）起着至关重要的作用。
这两种模型的使用，使得测绘数据在地理空间上得以准确描述，并能够实现数据的有效管理和分析。
本文将对地理信息模型和数据模型进行详细探讨，并探究它们在测绘技术中的应用及其相互关系。
一、地理信息模型地理信息模型是一种描述现实世界地理对象与地理属性之间关系的模型。
它基于对地理实体的特征进行抽象，以及地理实体之间的拓扑和关系，实现对地理空间数据的表达与存储。
地理信息模型主要包括图形模型和属性模型。
1. 图形模型图形模型是以地理实体的几何形状为基础，描述地理空间数据的空间分布特征。
在图形模型中，地理实体被描述为点、线、面等几何形状，通过空间关系（如相邻、相交等）和拓扑关系（如包含、被包含等）来构建地理实体之间的关系。
图形模型的常见实现包括矢量模型和栅格模型。
矢量模型利用几何对象（如点、线、面）的坐标信息和属性信息来描述地理实体。
它适用于描述离散对象，如建筑物、河流等。
栅格模型则将空间分为规则网格，在每个网格单元中存储地理属性值。
这种模型适用于描述连续分布的地理现象，如温度、降雨等。
2. 属性模型属性模型是描述地理实体的属性信息，如名称、面积、人口等。
在地理信息模型中，属性模型可以用关系型数据库、面向对象数据库等形式来存储和管理。
通过属性模型，可以根据实体的属性特征进行查询、分析和可视化。
二、数据模型数据模型是一种用于描述数据结构和数据之间关系的模型。
在测绘技术中，数据模型起到组织和管理地理信息数据的作用。
数据模型可以分为概念模型、逻辑模型和物理模型。
1. 概念模型概念模型是对现实世界中某个领域的概念和规则进行抽象和定义的模型。
在测绘技术中，概念模型用于描述地理数据的逻辑结构和特征。
常见的概念模型包括层次模型、关系模型、对象模型等。
地理空间数据分析与模型构建
地理空间数据分析与模型构建地理空间数据分析与模型构建是地理信息科学领域的重要内容，它通过对地理空间数据的整理、分析和建模，为地理问题的决策和规划提供科学依据和工具支持。
本文将从数据分析、模型构建两个方面对地理空间数据分析与模型构建进行探讨。
首先，地理空间数据分析是基于地理空间数据的整理和处理，通过统计分析方法来揭示地理现象和问题的内在规律。
地理空间数据主要包括地理位置、地物特征、地物属性等信息，可以通过传感器、遥感技术、GPS 等手段获得。
比如利用遥感数据获取的地表温度、植被覆盖等数据，通过统计分析可以研究城市热岛效应、生态环境变化等问题。
地理空间数据分析常用的方法包括地理空间统计分析、地理空间插值分析、地理空间聚类分析等。
地理空间数据分析的目的是为了建立地理问题的数学模型，进而实现对地理现象进行模拟和预测。
模型构建是对地理问题进行抽象和建模的过程，将地理现象的复杂性简化为可计算的数学模型。
模型构建可以分为确定性模型和随机模型两种类型。
确定性模型适用于具有明确规律的地理问题，如城市交通流模型、地表水循环模型等；随机模型适用于地理现象的不确定性分析，如自然灾害风险模型、旅游流动模型等。
地理空间数据分析与模型构建的应用领域广泛，例如城市规划、环境保护、资源开发等。
在城市规划方面，可以基于地理空间数据进行交通规划、土地利用规划等，提高城市的可持续发展水平。
在环境保护方面，可以通过地理空间数据分析和模型构建，研究污染源分布、生态系统破坏等问题，为环境保护决策提供科学依据。
在资源开发方面，可以通过地理空间数据分析和模型构建，研究矿产资源分布、水资源利用等问题，提高资源开发的效率和可持续利用能力。
总之，地理空间数据分析与模型构建是地理信息科学领域的重要内容，它通过对地理空间数据进行处理和分析，建立数学模型，为地理问题的决策和规划提供科学依据和工具支持。
通过地理空间数据分析与模型构建，可以研究地理现象和问题的内在规律，为解决实际问题提供科学支撑。
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Usi ng ArcCatalog》、《Usi ng ArcMap》及《Using ArcToolbox Building a Geodatabase
《Modeling Our W orld》与《The ESRI Guide to GI S Analysis》两本书分别介绍了关于GIS数据模型和空间分析的知识。
地理数据模型:
矢量(vector);coverage，shape 文件和地理数据库(geodatabase) 栅格(raster):影像和格网，栅格模型特别适合存储和分析空间连续的数据
不规则三角网(TIN)：一种存储和分析表面的有效方法
要素数据格式：
基于文件的要素模型：coverage和shape文件
Coverage：标注点(label point)、弧(arc)和多边形(polygon) Coverage中主要有三种拓扑关系：连通性(connectivity)、区域定义(area definition)和邻接性(contiguity)
叠加分析：联合（uni on ）、相交（int er se ct ）、合并（merge）、消除（dissolve）和裁剪（clip）
Create Layer：可以创建图层作为读取数据的快捷方式，而不用复制这些数据到Project 文件夹中。
Create Thumbnail：创建缩略图
图层中保存了数据源的快捷方式，以及数据如何在地图上显
示的有关信息。
由于地图存储了数据源和与之相关的符号体
系，每次将数据集添加到ArcMap地图中时，就创建了一个
图层。
当保存地图时，也就保存了图层信息
Projected coordinate system：投影坐标系
Geographic coordinate system;地理坐标系
投影shape 文件有两个步骤：首先必须为shape 文件定义一个坐标系，然后定义输出坐标系和投影文件。
可以用T o o l b o x 来实现。
1．定义坐标系：双击A rcToolbox 目录树中的D at a Management Tools ；
双击Projections and Transformations，然后再双击Define Projection 工具
2．投影：在ArcToolbox的Data Management 工具中，双击Projections and Transformations 下的Feature，然后双击Project。
合并地块层：先新建一个feature class，设置投影坐标系，与要合并的地块层投影一样，再对新建的feature class用load、load data，把要合并的图层分别载入。
缓冲区分析：ArcToolbox目录中Analysis Tools，然后双击Proximity，再双击Buffer tool
叠加：Intersect工具？。