数据涵义与数据类型

数据的涵义

数据

数据是用以载荷信息的载体。它可以是记录下来的某种可以识别的物理符号,数据的具体形式多种多样,如文本、图像、声音等都可以归入数据的范畴。虽然数据是信息的载体,但并非就是信息,只有理解了数据的含义、对数据做出解释,才能得到数据中所包含的信息。在计算机化的信息系统中,数据的格式往往与具体的计算机系统有关,随着载荷它的物理设备的形式而改变。信息系统对数据进行处理(运算、排序、编码、分类、增强等)就是为了得到数据中所包含的信息。

在地理信息系统中,由系统建立者输入、机器存储的各种专题地图和统计图表是数据;系统软件中所包含的代码是计算机系统中的二进制数据;用户对地理信息系统发出的各种指令也是数据,等等。因此,地理信息系统的建立和运行,就是信息或数据按一定的方式流动的过程。

数据的处理和解释是非常重要的环节。所谓数据处理,是指对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、检索、计算以及分析、模拟和预测的操作,其目的就是把数据转换成便于观察、分析、传输或进一步处理的形式;把数据加工成对正确管理和决策有用的数据;把数据编辑后存储起来,以供不断使用。数据处理是为了解释,而数据解释需要人的智慧、学识和经验。

地理数据(空间数据)的基本特征

地理数据一般具有三个基本特征:属性特征(非定位数据),表示实际现象或特征,例如变量、级别、数量特征和名称等等。空间特征(定位数据):表示现象的空间位置或现在所处的地理位置。空间特征又称为几何特征或定位特征,一般以坐标数据表示,例如笛卡尔坐标等。时间特征(时间尺度):指现象或物体随时间的变化,其变化的周期有超短期的、短期的、中期的、长期的等等(图5-1)。

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空间数据的基本特性[Jack Dangermond,1984]

空间数据的类型

在地理信息系统中,按照其特征,数据可分为三种类型:空间特征数据(定位数据)、时间属性数据(尺度数据)和专题属性数据(非定位数据)。对于绝大部分地理信息系统的应用来说,时间和专题属性数据结合在一起共同作为属性特征数据,而空间特征数据和属性特征数据统称为空间数据(或地理数据)。

空间特征数据

空间特征数据记录的是空间实体的位置、拓扑关系和几何特征,这是地理信息系统区别于其他数据库管理系统的标志。空间特征指空间物体的位置、形状和大小等几何特征,以及与相邻物体的拓扑关系。位置和拓扑特征是地理或空间信息系统所独有的,空间位置可以由不同的坐标系统来描述,如经纬度坐标、一些标准的地图投影坐标或是任意的直角坐标等。人类对空间目标的定位一般不是通过记忆其空间坐标,而是确定某一目标与其他更熟悉的目标间的空间位置关系,而这种关系往往也是拓扑关系。如一所学校位于哪个路口或哪条街道。

专题特征数据

专题特征指的是地理实体所具有的各种性质,如地形的坡度、坡向、某地的年降雨量、土地酸缄类型、人口密度、交通流量、空气污染程度等。这类特征在其他类型的信息系统中均可存储和处理。专题属性特征通常以数字、符号、文本和图像等形式来表示。

时间特征数据

时间属性是指地理实体的时间变化或数据采集的时间等。严格地讲,空间数据总是在某一特定时间或时段内采集得到或计算产生的。由于有些空间数据随时间变化相对较慢,因而有时被忽略;有些时候,时间可以被看成一个专题特征。

空间数据的表示方法

一般地,表示地理现象的空间数据可以细分为:

类型数据:例如考古地点、道路线和土壤类型的分布等;

面域数据:例如随机多边形的中心点、行政区域界线和行政单元等;

网络数据:例如道路交点、街道和街区等;

样本数据:例如气象站、航线和野外样方的分布区等;

曲面数据:例如高程点、等高线和等值区域;

文本数据:例如地名、河流名称和区域名称;

符号数据:例如点状符号、线状符号和面状符号(晕线)等(如图5-2所示)。

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地理信息系统中各种数据以及其表现