GIS第三章空间数据的获取课件

用户界面系统和数据库管理产品生成产品输出空间数据处理空间数据分析数据输入数据库建立7/25/20231第三章空间数据的获取7/25/20232空间实体：

指自然界现象和社会经济事件中不能再分割的单元，它是一个具体有概括性，复杂性，相对意义的概念。地理空间的特征实体可抽象为点（point)、线(line)、面(polygon)、曲面(surface)、和体(volume)。空间数据的概念：是指用来表示空间实体的位置、形状、大小、分布特征、联系和规律的数字、文字、图像和图形等诸多方面信息数据的总称。一些基本概念：7/25/20233理解：

空间实体类别及实体内容的确定是从具体需要出发的，例如，在全国地图上由于比例尺很小，平顶山市就是一个点，这个点不能再分割，可以把平顶山市定为一个空间实体，而在大比例尺的平顶山市地图上，平顶山的许多房屋，街道都要表达出来，所以平顶山市必须再分割，不能作为一个空间实体，应将房屋，街道等作为研究的地理实体，由此可见，GIS中的空间实体是一个概括，复杂，相对的概念。7/25/202343.1GIS数据的内容P351、数字线化数据地形测图思想：点、线、面2、影像数据数据源丰富生产效率高直观详细记录地表自然现象3、数字高程模型4、属性数据是什么，判读和考察详细描述信息7/25/20235起点终点中间点弧段1弧段3弧段2弧段4点:面:线:1、数字线划数据7/25/20236点实体

有位置，无宽度和长度；抽象的点美国佛罗里达洲地震监测站2002年9月该洲可能的500个地震位置7/25/20237线实体

有长度，但无宽度和高度用来描述线状实体度量实体距离香港城市道路网分布7/25/20238面实体

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中国土地利用分布图7/25/20239点：位置：（x，y）

线：位置：(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn)

面：位置：(x1,y1),(x2,y2),…,(xi,yi),…,(xn,yn)

7/25/202310遥感传感器平台传感器2、影像数据7/25/202311数字摄影测量方法野外测量扫描数字化3、数字高程模型7/25/202312它是什么，具有什么特性，划分为地物的哪一类？实体的详细描述，如一栋房子的建造年限、住户、房主等。4、属性数据7/25/2023133.2空间数据及其特征7/25/202314空间数据的类型属性数据：描述空间对象属性特征的数据，又称非几何数据，如类型、名称、性质等，一般通过代码给予表达；几何数据：描述空间对象空间特征的数据，也称位置数据、定位数据，一般用经纬度、坐标表达；关系数据：描述空间对象的空间关系的数据，如邻接、包含、关联重合、相交等，一般通过拓扑关系表达。7/25/202315邻接相交重合相离包含点—点点—线点—面线—面面—面线—线7/25/202316二、地理（空间）数据的基本特征P361、位置特征(location)

位置特征又称空间特征，描述了事物所处的位置。通常以坐标数据形式来表示空间位置，以拓扑关系来表示空间位置关系。

7/25/202317空间特征是指空间对象的位置及与相邻对象的空间关系或拓扑关系；7/25/2023182、属性特征（attibution)

反应了空间事物的质量特征或数量特征。属性数据本身属于非空间数据，但它是空间数据中的重要数据成分。二、地理数据的基本特征7/25/202319属性特征是指空间对象的专题属性；7/25/202320二、地理数据的基本特征

3、时间特征（temporal)

反映了地理现象发生或存在的时刻或时段。实体随时间的变化具有周期性，其变化的周期有超短周期的、短期的、中期的、长期的和超长期的。

P377/25/202321这三个方面的基本特征及其组合可以形成千变万化的地理关系，从而得到丰富的空间地理信息。如：L1—L2L1(A1,A2,A3…）A1(L1,L2,L3…)A1A2A3(L1,L2,L3…)7/25/2023223.3空间数据的采集以数据为处理线索硬件∶软件∶数据=1∶2∶7汽油数据P377/25/2023231、

资料准备，区域标定1）基础原始数据的确定2）数据分类项目的确定3）数据标准的准确性的确定2、进行三个统一：（地理基础统一，即确定投影、比例尺、分类分级编码）3、所用软件的检查、试用菜单准备及其它辅助工作。4、硬件检查5、精度试验6、试验，样区、单项试验一、准备工作（记录）7/25/202324二、数据采集任务1、将现有的地图、外业观测成果、航空像片、遥感图片数据、文本资料等转换成GIS可以接受的数字形式。2、数据库入库之前进行验证、修改、编辑等处理，保证数据在内容和逻辑上的一致性。3、不同的数据来源要用到不同的设备和方法。数据的转换装载。4、数据处理：几何纠正、图幅拼接、拓扑生成等。（记录）7/25/202325三、数据源种类

图形图像数据：地图工程图规划图照片航空与遥感影像等文字数据：调查报告文件统计数据实验数据野外调查的原始记录等第一手数据第二手数据非电子数据电子数据全站仪、GPS数据地球物理、地球化学遥感数据地图专题地图统计图表平板测量数据工程测量数据笔记航空、遥感相片人口普查社会经济调查各种统计资料已建各种数据库GIS数据7/25/202326数据源与相应设备地图地面测量数据统计资料航空、遥感文字数据多媒体数字化仪扫描仪摄影测量系统键盘空间数据库编辑处理数据交换7/25/202327四、空间数据的采集：P37,381、属性数据的采集2、几何数据的采集3、图形数据的采集7/25/2023281、空间数据采集——属性数据的采集国家资源与环境信息系统规范在“专业数据分类和数据项目建议总表”中，将数据分为社会环境、自然环境和资源与能源三大类共14小项，并规定了每项数据的内容及基本数据来源。7/25/2023292、空间数据采集——几何数据的采集采集基本模式有两种：

①将地理信息实体以x,y坐标的形式，以顺时针或逆时针方法依次输入。

②用点、线、多边形和格网邻接的方法表示地理实体。特征数码位置点11x,y（点）线21x1,y1,x2,y2,...,xn,yn(线）面31x1,y1,x2,y2,...,xn,yn（面）7/25/202330几何数据采集方法：手扶跟踪数字化仪采集地图扫描数字化7/25/202331扫描转换拼接子图块剪裁地图矢量图合成、接边矢量图编辑纸质地图空间数据库（1）扫描参数设置：扫描模式的设置、分辨率的设置、扫描范围的设置（2）扫描矢量化处理流程：屏幕跟踪矢量化7/25/2023322、屏幕跟踪矢量化流程：准备扫描图像栅格图像配准新建数字化图层屏幕跟踪矢量化地图选择投影和单位输入控制点编辑控制点7/25/202333属性和几何数据的连接1、可手工输入2、由系统自动生成(如用顺序号代表标识符)标识码属性数据几何数据7/25/2023343、空间数据采集——图形数据的采集数字化设备：数字化仪、扫描仪、摄影测量设备特点：范围大，速度快使用范围：大面积GIS数据采集、资源普查等数字化仪扫描仪数字摄影测量工作站（记录P39）7/25/202335野外测量：大平板、全站仪、GPS、移动测绘系统特点：精度高、效率较低适合范围：小范围GIS数据采集或局部数据更新7/25/2023363.4空间数据的转换数据交换文件GISAGISAGISBGISB内部文件外部文件外部文件内部文件

GISAGISB数据交换标准OpenGISInternetP407/25/202337互操作地理信息处理，是指数字系统的这些能力：1）自由地交换所有关于地球的信息，即所有关于地表上的、空中的、地球表面以下的对象的信息。2）通过网络协作运行能够操作这些信息的软件。概括为自由交换地理空间信息及协作运行空间信息处理的软件。互相通信互相协作实体1数据功能实体

2数据功能互操作1、互操作含义

指异构环境下两个或两个以上的实体，尽管它们实现的语言、执行的环境和基于的模型不同，但它们可以互相通信和协作，以完成某一特定任务，这些实体包括程序、对象、系统运行环境等。7/25/2023382、GIS互操作类型1）软件的互操作，强调软件功能块间的相互调用；2）数据的互操作，强调数据集之间相互透明的访问；3）语义的互操作，强调信息的共享，在一定语义约束下（对地理现象共同的理解下）的互操作。7/25/2023393、GIS互操作问题目前，所建立的GIS均被认为是信息孤岛，不同系统之间存在互操作问题，因为：1）没有统一的标准，各自采用不同的数据格式、数据存储和数据处理方法；2）系统的开发均建立在具体、相互独立和封闭的平台，且不同应用部门对地理现象有不同的理解，导致对地理信息有不同的定义，使得不同应用系统之间在共同协作时无法进行信息交流和数据共享。7/25/2023405、GIS互操作现状目前，主要有两种方法初步实现互操作：1）OPENGIS规范，通过规定统一的系统设计和开发软件工具的框架，OGC（OpenGISConsortium）协会为实现GIS间的互操作制定了OPENGIS规范。2）构件（组件）技术，构件（组件）技术也是实现互操作的可行方法。程序设计中的组件技术，可以在许多不同平台下使用，受之启发，可将GIS某功能包装成独立的组件，使之可以在不同的系统环境下调用。这样可实现系统功能的相互调用。4、急需实现异构GIS间的互操作1）解决基础数据的共享问题的需要；2）GIS应用趋向多学科综合和集成化；3）GIS走向社会化的需要；4）也是InternetGIS发展的需要。7/25/202341

OpenGIS规范的作用

通过OpenGIS规范把商业部门、集成部门、用户、研究人员、数据提供商等连接到一起，通过必要的软件工具和通信技术，为各种用户提供对地理信息的共享和互操作。7/25/202342OpenGIS规范1、

含义：

OGIS，也叫开放式地理数据交换规程，它是由开放地理信息系统协会（OpenGISConsortium）制定的一系列开放标准和接口。OpenGIS规范是OGC规范的最高层次，是利用软件统一地表示地理数据和地理处理的规范系统。2、目的：在传统GIS软件与高带宽的异构地学处理环境中架起一座桥梁，具体通过信息基础设施，把地理空间数据和地理处理资源集成到主流的计算机技术中，促使可互操作的商业地理信息处理软件的广泛应用。3、特点：1）是一种统一的规范，使用户和开发者能进行互操作；2）能克服烦琐的批处理及导入、导出障碍，在分布操作系统异构数据库环境下获取数据及数据处理功能资源；3）由于OpenGIS独立于具体平台，它只能是抽象层的概念描述，而不是具体的实现。7/25/2023433.5空间数据模型3.6空间数据质量控制3.7空间数据标准7/25/202344现实世界认识抽象信息世界概念模型机器世界数据模型地理信息系统的开发和应用需要经历一个由现实世界到概念世界，再到计算机信息世界的转化过程。7/25/202345一、空间数据模型

1、定义数据模型：是数据库系统中关于数据和P42

联系的逻辑组织的形式表示。

是对现实世界部分现象的抽象，它描述了数据的基本结构及其相互之间的关系和在数据上的各种操作。7/25/2023462、数据模型的常用概念(了解)：(1)实体（Entity）

客观存在并可相互区别的事物称为实体。实体可以是具体的人、事、物，也可以是抽象的概念或联系。

(2)属性（Attribute）实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可以由若干个属性来刻画。例如,宗地有地号、坐落、四至、面积等属性。

(3)码（Key）唯一标识实体的属性集称为码。(4)域（Domain）属性的取值范围称为该属性的域。7/25/202347(5)实体型（EntityType）用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体，称为实体型。(6)实体集（EntitySet）

同型实体的集合称为实体集。(7)联系（Relationship）现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界中反映为实体内部的联系和实体之间的联系。7/25/2023483、数据的组织方式

数据库中的数据组织一般可以分为四级：

①数据项：是可以定义数据的最小单位，也叫元素、基本项、字段等。数据项有一定的取值范围，称为域。

②记录：由若干相关联的数据项组成。③文件：文件是一给定类型的(逻辑)记录的全部具体值的集合。④数据库：是比文件更大的数据组织。数据库是具有特定联系的数据的集合，也可以看成是具有特定联系的多种类型的记录的集合。数据库的内部构造是文件的集合，这些文件之间存在某种联系，不能孤立存在。

7/25/202349数据间的逻辑联系

实体之间的联系有两类，一是实体内部属性间的联系；另一是实体与实体之间的联系。

如果仅考虑实体间的逻辑关系,则只有一对一、一对多、多对多三种关系类型。

1、一对一的联系(1：1)

2、一对多的联系(1：N)

3、多对多的联系(M：N)

A

BAB7/25/202350

一对一联系（1:1）如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中至多有一个实体与之联系，反之亦然，则称实体集A与实体集B具有一对一联系。记为1：1。如：学生与学号。再如,在地下水灌区内,每眼机井负责灌溉一块农田,机井与农田地块之间的关系就是一种一对一的联系7/25/202351一对多联系（1:n）如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体（n≥0）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中至多只有一个实体与之联系，则称实体集A与实体B有一对多联系。记为1：n。如：学生与成绩。再如，河流与跨河桥梁之间就具有一对多的联系,一条河流上有多座桥梁,见图(b)。7/25/202352多对多联系（m:n）如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体（n≥0）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有m个实体（m≥0）与之联系，则称实体集A与实体B具有多对多联系。记为m：n。如：学生与教师，学生与课程。再如,泵站与河流之间有多对多联系,一个泵站可以属于不同的河流,一条河流又有多个泵站。地理环境与种植的作物之间有多对多联系,同一种地理环境可以生长不同的作物,同一种作物又可生长在不同地理环境中,见图(c)7/25/202353

指空间数据结构设计，结果是得到一个合理的空间数据模型，是空间数据库设计的关键。

空间数据库设计的实质是将地理空间实体以一定的组织形式在数据库系统中加以表达的过程，也就是地理信息系统中空间实体的模型化问题。现实世界地理实体逻辑模型物理模型概念模型需求分析结构设计4、数据结构模型设计P437/25/202354概念模型

是通过对错综复杂的现实世界的认识与抽象，最终形成空间数据库系统及其应用系统所需的模型。

表示概念模型最有力的工具是E—R模型，即实体—联系模型，包括实体、联系和属性三个基本成分。用它来描述现实地理世界，不必考虑信息的存储结构、存取路径及存取效率等与计算机有关的问题，比一般的数据模型更接近于现实地理世界，具有直观、自然、语义较丰富等特点，在地理数据库设计中得到了广泛应用。市区要素空间实体空间实体属性空间实体关系边线走向街道路面质量所属路段所属街道组成长度等m1模型E_R7/25/202355逻辑模型

逻辑模型的设计是将概念模型结构转换转换为具体DBMS可处理的地理数据库的逻辑结构(或外模式)，包括确定数据项、记录及记录间的联系、安全性、完整性和一致性约束等。从E-R模型向关系模型转换的主要过程为：①确定各实体的主关键字；②确定并写出实体内部属性之间的数据关系表达式（函数依赖关系），即某一数据项决定另外的数据项；③把经过消冗处理（规范化处理）的数据关系表达式中的实体作为相应的主关键字；④根据②、③形成新的关系。⑤完成转换后，进行分析、评价和优化。7/25/202356物理模型主要内容包括确定记录存储格式，选择文件存储结构，决定存取路径，分配存储空间。物理设计的好坏将对地理数据库的性能影响很大，一个好的物理存储结构必须满足两个条件：一是地理数据占有较小的存储空间；二是对数据库的操作具有尽可能高的处理速度。在完成物理设计后，要进行性能分析和测试。是指有效地将空间数据库的逻辑结构在物理存储器上实现，确定数据在介质上的物理存储结构，其结果是导出地理数据库的存储模式(内模式)。

物理设计在很大程度上与选用的数据库管理系统有关。设计中应根据需要，选用系统所提供的功能。7/25/2023575、数据模型的分类(重点)（记录）①传统数据模型②其他数据模型A.层次数据模型B.网状数据模型C.关系数据模型E.语义数据模型D.面向对象的数据模型7/25/202358A.层次数据模型1、用树结构表示实体之间联系的模型叫层次模型。2、树由节点和连线组成，节点代表实体型，连线表示两实体型间的一对多联系。3、树有以下特性：（1）每棵树有且仅有一个节点无父节点，此节点称为树的根（Root）。（2）树中的其它节点都有且仅有一个父节点。7/25/202359层次模型示意图大学研究所土木院教务处科1测绘系道路系研究室科2教研室1教研室27/25/2023607/25/202361层次模型的优点和缺点优点：结构简单，易于实现。缺点：支持的联系种类太少，只支持一对多联系。数据操纵不方便，子结点的存取只能通过父结点来进行。代表产品：IBM的IMS数据库，1969年研制成功。7/25/202362B、网状数据模型网状数据模型是一个满足下列条件的有向图：1、可以有一个以上的节点无父节点。2、至少有一个节点有多于一个的父节点（排除树结构）。沈阳北京南京上海广州西安重庆武汉7/25/202363网状模型的特点特点：表达的联系种类丰富。结构复杂。DBTG报告：

1969年，由美国CODASYC（ConferenceOnDataSystemLanguage，数据系统语言协商会）下属的DBTG（DataBaseTaskGroup）组提出，确立了网状数据库系统的概念、方法、技术。SDB中的网络模型7/25/202364cMIIIabdefg7/25/202365网状模型较层次模型扩充了实体之间联系的限制,可以较灵活地表示实体之间的多种关系,对确定的数据表示效率较高,数据冗余也较小,适合于表示关系较复杂的地理数据和具有网络状特征的地理实体,但网状模型的数据指针比较复杂,数据更新也较为繁琐。7/25/202366C、关系数据模型用二维表来表示实体及其相互联系。姓名性别出生日期职务张三男1957/12/01处长李四女1965/11/25科长王五男1978/04/08科员表头表格数据库的总体设计称作数据库的模式，如上面的“表头”。随着时间的推移，数据库中的数据会发生变化。特定时刻存储在数据库中信息的集合称作数据库的一个实例，如表中的“表格”。7/25/202367关系数据库模型是以记录组或数据表的形式组织数据，以便于利用各种地理实体与属性之间的关系进行存储和变换，不分层也无指针，是建立空间数据和属性数据之间关系的一种非常有效的数据组织方法。7/25/202368优点：存取方便且速度快结构清晰，容易理解数据修改和数据库扩展容易实现检索关键属性十分方便缺陷：结构呆板，缺乏灵活性同一属性数据要存储多次，数据冗余大（如公共边）不适合于拓扑空间数据的组织7/25/202369小结：传统数据模型的局限性①以记录为基础的结构不能很好的面向用户和应用。②不能以自然的方式表示客体之间的关系。③语义贫乏。④数据类型太少，难以满足需要。7/25/202370D、面向对象数据库系统

面向对象（object-oriented，oo）的概念起源于程序设计语言——面向对象的编程语言(简称OOPL)，强调对象概念的统—，引入对象、对象类、方法、实例等概念和术语。它以OOPL为核心，集各种软件开发工具为一体，建立OO的计算环境，配有很强的图形功能和多窗口用户界面。基本出发点就是以对象作为最基本的元素，尽可能按照人类认识世界的方法和思维方式来分析和解决问题。7/25/202371背景国外在研制一些大型软件系统时，遇到了许多困难，最著名的例子是IBM公司的OS／360系统和美国空军某后勤系统。这两个系统都花费了数千人几年的努力，历尽艰辛，但结果却令人失望。OS／360系统的负责人Brooks生动地描述了研制过程中的困难和混乱：“……像巨兽在泥潭中作垂死地挣扎，挣扎得越猛，就陷得越深，最后没有一个野兽能逃脱淹没的命运……程序设计就像这样一个泥潭……一批批程序员在泥潭中挣扎……没有料到问题竟会这样的棘手……”这就是所谓的“软件危机”现象。7/25/202372造成这种危机的根本原因是我们日前采用的冯·诺依曼机类型计算机的求解问题的方法空间结构与人们认识问题的问题空间结构很不一致。冯·诺依曼机的基本特征是顺序地执行指令，按地址访问线性的存储空间。在这种机器上所能直接接受的是面向过程的语言，这是一种比较难以理解的、与人们的自然语言相距甚远的语言。近20年来，人们为了克服软件危机、控制软件的开发质量和提高软件的生产效率，对软件开发的方法进行了大量深入的研究，提出了用管理工程项目的方法开发软件工程的方法。到目前为止，最典型的传统方法是结构化的需求分析、结构化的系统设计方法。这种方法从本质上看，仍具有冯·诺依曼机系统结构的特点，是软件开发人员从开发软件的立场出发而确定的，并不是从人们认识客观世界的过程和方法出发的。7/25/202373一、面向对象数据模型相关的基本概念（了解）1、对象：含有数据和操作方法的独立模块，可以认为是数据和行为的统一体。如一个城市、一棵树均可作为地理对象。注：①具有一个唯一的标识，以表明其存在的独立性；

②具有一组描述特征的属性，以表明其在某一时刻的状态——静态属性—数据；

③具有一组表示行为的操作方法，用以改变对象的状态。--作用、功能—函数、方法。

划分原则：找共同点，所有具有共性的系统成份就可为一种对象。地理对象属性—数据行为—方法7/25/2023742、类

共享同一属性和方法集的所有对象的集合构成类。如河流均具有共性，如名称、长度、流域面积等，以及相同的操作方法，如查询、计算长度、求流域面积等，因而可抽象为河流类。3、实例

被抽象的对象，类的一个具体对象，称为实例，如长江、黄河等。真正抽象的河流不存在，只存在河流的例子。类是抽象的对象，是实例的组合，类、实例是相对的，类和实例的关系为上下层关系。4、消息

对象之间的请求和协作（并不独立存在）。对象之间的关系，如鼠标点，就是消息，点某按纽，就是对按纽提出请求。类实例1实例2对象1对象2请求和协作消息7/25/202375二、四种核心技术1、分类分类是把一组具有相同属性结构和操作方法的对象归纳或映射为一个公共类的过程。如城镇建筑可分为行政区、商业区、住宅区、文化区等若干个类。2、概括将相同特征和操作的类再抽象为一个更高层次、更具一般性的超类的过程。子类是超类的一个特例。一个类可能是超类的子类，也可是几个子类的超类。所以，概括可能有任意多层次。概括技术避免了说明和存储上的大量冗余。这需要一种能自动地从超类的属性和操作中获取子类对象的属性和操作的机制，即继承机制。3、聚集聚集是把几个不同性质类的对象组合成一个更高级的复合对象的过程。

4、联合

相似对象抽象组合为集合对象。其操作是成员对象的操作集合。

7/25/202376三、面向对象数据库系统的实现方式

面向对象的数据模型从概念上将人们对GIS的理解提高到了一个新的高度。一方面，它巧妙地容纳了GIS中拓扑数据结构的思想，能有效地表达空间数据的拓扑关系。另一方面，面向对象数据模型在表达和处理属性数据时，又具有许多独特的优越性。目前，采用面向对象数据模型，建立面向对象数据库系统，主要有三种实现方式：①扩充面向对象程序设计语言(OOPL)，在OOPL中增加

DBMS的特性；②扩充RDBMS，在RDBMS中增加面向对象的特性；③建立全新的支持面向对象数据模型的OODBMS

。00pL:object-orientedprogramminglanguage7/25/202377四、面向对象地理数据模型的特点a)可充分利用现有数据模型的优点。b)具有可扩充性。由于对象是相对独立的，因此可以很自然和容易地增加新的对象，并且对不同类型的对象具有统一的管理机制。c)

可以模拟和操纵复杂对象。传统的数据模型是面向简单对象的，无法直接模拟和操纵复杂实体，而面向对象的数据模型具备对复杂对象进行模拟和操纵的能力。

在GIS中建立面向对象的数据模型时，对象的确定还没有统一的标准，但是，对象的建立应符合人们对客观世界的理解，并且要完整地表达各种地理对象，及它们之间的相互关系。7/25/202378E.语义数据模型E-R模型

（entity-relationshipmodel

）

GIS中的地物可根据国家分类标准或实际情况划分类型。如一个大学GIS的对象可分为建筑物、道路、绿化、管线等几大类，地物类型的每一大类又可以进一步分类，如建筑物可再分成教学楼、科研实验楼、行政办公楼、教工住宅、学生宿舍、后勤服务建筑、体育楼等子类，管线可再分为给水管道、污水管道、电信管道、供热管道、供气管道等，另一方面，几种具有相同属性和操作的类型可综合成一个超类。

7/25/202379一、主要的语义概念1、实体：实体是对客观存在的起独立作用的客体的一种象。在E-R模型中，用矩形符号表示实体，实体的命名标注于矩形符号之内。2、联系：联系是客体间有意义的相互作用或对应关系。一般可分为（1:1）、（1:N）、（M:N）三种类型。联系在E-R模型中用菱形符号表示，联系的名称同样标注于菱形之中。实体和联系之间用线段连接，并在线上注明连接的类型。3、属性：属性是对实体和联系特征的描述。每个属性都关联一个域（值的集合）。属性用一个椭圆形表示，椭圆中放置属性的名称，属性同实体和联系之间也用线段连接。7/25/202380二、采用E-R模型进行数据库的概念设计，可以分为以下三个步骤：设计局部的E-R模型设计全局的E-R模型全局E-R模型的优化7/25/2023814、数据模型的分类①传统数据模型②其他数据模型A.层次数据模型B.网状数据模型C.关系数据模型E.语义数据模型D.面向对象的数据模型7/25/202382

数据建模是指把现实世界的数据组织为有用且能反映真实信息的数据集的程。分为三步：①选择一种数据模型来对现实世界的数据进行组织；②选择一种数据结构来表达该数据模型；③选择一种适合于记录该数据结构的文件格式。５、数据建模的步骤（掌握）P427/25/2023836、GIS空间数据模型的层次组成：P43概念数据模型逻辑数据模型物理数据模型7/25/2023843.5空间数据模型3.6空间数据质量控制3.7空间数据标准7/25/202385计划调查编辑处理评价准备收集数字化7/25/202386一、数据质量的基本概念

数据质量是空间数据在表达空间位置、专题特征以及时间这三个基本要素时，所能够达到的准确性、一致性、完整性，以及它们三者之间统一性的程度。1.准确性：一个记录值（测量或观察值）与它的真实值之间的接近程度。2.精度：对现象描述的详细程度。3.空间分辨率：“分辨率”是两个可测量数值之间最小的可辨识的差异。空间分辨率可以看作记录变化的最小距离。P447/25/2023874.比例尺：比例尺是地图上一个记录的距离和他所表现的“真实世界的”距离之间的一个比值。图上距离：实地距离5.不确定性：地理信息系统的不确定性包括空间位置的不确定性、属性不确定性、时域不确定性、逻辑上的不确定性及数据的不完整性。6.误差：定义出一个所记录的测量和它的事实之间的准确性以后，很明显对于大多数目的而言，它的数值是不准确的。7/25/202388误差产生的主要原因(空间数据质量问题的来源)P45，46具体分析原因7/25/202389误差传播（记）

误差传播是指对有误差的数据，经过处理生成的GIS产品也存在误差，误差传播在GIS中可分为三类：1）代数（算术）关系下的误差传播指对有误差的数据进行代数运算后，如差、倍数、线性关系等所得结果的误差，有一套成熟的经典测量误差理论处理。2）逻辑关系下的误差传播指在GIS中对数据进行逻辑交、并等运算所引起的误差传播。如

叠置分析。逻辑关系下的误差传播正处于研究中，需要借用信息论，模糊数学、人工智能、专家系统等学科有望解决。3)

推理关系下的误差传播是指不精确推理关系造成的误差.

如专家系统中的不精确推理。

7/25/202390二、空间数据质量的控制

1、方法：

①传统的手工方法

②元数据方法

③地理相关法

P477/25/2023912、空间数据质量的控制环节

①数据预处理工作

②数字化设备的选用

③数字化对点精度(准确性)

④数字化限差

⑤数据的精度检查

7/25/2023923、空间数据质量评价（记录）

①数据情况说明

②时间精度(现势性)

③位置精度(几何精度)

④分类精度