从真实世界到GIS世界

2017-11-30 作者: xuzhiping 浏览: 123 次 Help edit

摘要: 现实世界又称“真实世界”,是所有事物或事实的集合,无论人们是否知道、了解、认识这些事物或现象,它们 依然客观存在。要正确地认识、掌握与应用这些广泛而 复杂的信息,需要进行去粗取精、去伪存真的加工。从真实世界到GIS世界,经过了由感性认识到理性认识的 一个抽象过....

现实世界又称“真实世界”,是所有事物或事实的集合,无论人们是否知道、了解、认识这些事物或现象,它们 依然客观存在。要正确地认识、掌握与应用这些广泛而 复杂的信息,需要进行去粗取精、去伪存真的加工。从真实世界到GIS世界,经过了由感性认识到理性认识的 一个抽象过程。现实世界在人们头脑中的反映称为概念世界,人类能对其所认识的事物用人类自然语言命名,因而也称为 “语言世界”。将概念世界中信息数据化的结果即为数据世界,即将概念世界中信息进行编码、表达、建立空间关系。GIS世 界必定是数据世界,但数据世界不一定是GIS世界。GIS并 非关注概念世界中的所有事物,在GIS中只有概念世界中 一个简化的子集才是其兴趣所在。针对真实世界,每个人都 在创建他自己的主观模型,而在GIS中需要为真实世界创建 一个通用模型,同时中将概念世界中复杂的形状、样式、细节用简单浅显的抽象替代。尽管人们越来越追求对现实 世界的逼真模拟,但GIS更多的时候将这些事物在时间以及 空间上进行静态的抽象,并用点、线、面、体及其组合代替,在此基础上加上空间参照系统或相对坐标完成对空间对象的描述。

在计算机中,现实世界是以各种符号形式来表达和记录的。计算机在对数字和字符这些符号进行操作时,又将它们表示 为二进制形式。因此,基于计算机的地理信息系统不能直 接作用于现实世界,必须对现实世界进行数据建模。

数据建模是指将现实世界的数据组织为有用且能反映真实 世界信息数据集的过程。根据一定方案建立的数据逻辑组 织方式称为数据模型。数据建模过程分为三步:首先,选择 一种数据模型>对现实世界的数据进行组织;然后,选择一 种数据结构来表达数据模型;最后,选择一种适合于记录 该数据结构的文件格式。

一般而言,GIS空间数据模型由概念数据模型、逻辑数据模 型和物理数据模型三个有机联系的层次所组成。概念数据模 型是抽象地描述空间实体及实体间联系,它不需要考虑计算环 境,由于各领域专家对现实世界的描述和抽象的方法不一样,于是形成了基于离散对象的数据模型和基于连续铺盖的场(域)模型。实体-关系模型和对象模型等方法常用于描述概念数据模型。例如,在供电领域,像供电站、变压器、电压计等被表示为 具有一定属性和行为的对象类型,并且这些对象类型之间存在 着一定的关系,通常概念数据模型由计算机科学和实际 应用领域的专家合作建立。

逻辑数据模型是根据概念数据模型确定的空间数据库信息 内容(空间实体及其关系)进行整体数据结构设计,并将数 据项、记录等具体地表达出来。层次数据模型、网络数据模 型和关系数据模型等都是常用的逻辑数据模型。信息系统设 计者负责建立这样的模型。

物理数据模型则是描述数据在计算机中的物理组织、存储路径和 数据库结构,它由系统开发者构建,它使上述模型在特定的计 算机系统和平台上得到实现。

良好的数据模型是GIS应用程序设计成败的关键。一旦确定了 数据模型,如何在计算机中对它进行实现就是技术上的问题了。目前市场上已经有很多可以与GIS应用程序很好兼容的数据库产品。选择一个合适的数据库需要考虑数据库的结构、存储、数据更新 与改变、数据的输入与输出的方便程度、分析处理功能、获取、表达等方面的问题。数据库中的数据,通过地图形式表现实体,直观、全面,有利于为用户提供决策咨询。

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