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第二章空间数据结构和空间数据库学习要求：掌握以下基本概念和内容：1、地理信息系统的操作对象——地理实体的概念2、空间数据结构问题3、空间数据库模型问题。
§2.1 地理实体及其描述一、地理系统和地理实体地理系统是一个开放的复杂巨系统。
所谓开放性是指地理系统与其它系统有关联，有物质和信息的交往，不是一个封闭系统；复杂巨系统是指地理系统有成千上万的种类繁多的子系统。
将地理系统中复杂的地理现象进行抽象得到的地理对象称为地理实体或空间实体、空间目标，简称实体(Entity)。
二、实体的描述及存储三、实体的空间特征空间特征是地理实体所特有的特征，是GIS数据组织、处理和维护的难点所在，可以从空间维数，空间特征类型和实体类型组合三个方面来考察。
四、实体间的空间关系空间关系是指各空间实体之间的空间关系，包括拓扑空间关系，顺序空间关系和度量空间关系。
由于拓扑空间关系对GIS查询和分析具有重要意义，在GIS 中，空间关系一般指拓扑空间关系。
1、定义拓扑关系是一种对空间结构关系进行明确定义的数学方法。
是指图形在保持连续状态下变形，但图形关系不变的性质，这种变换称为拓扑变换或橡皮变换。
2、拓扑关系的种类点(结点)、线(链、弧段、边)、面(多边形)三种要素是拓扑元素。
它们之间最基本的拓扑关系是关联和邻接。
1)关联：不同拓扑元素之间的关系。
如结点与链，链与多边形等。
2)邻接：相同拓扑元素之间的关系。
如结点与结点，链与链，面与面等。
邻接关系是借助于不同类型的拓扑元素描述的，如面通过链而邻接。
在GIS的分析和应用功能中，还可能用到其它拓扑关系，如：3)包含关系：面与其它拓扑元素之间的关系。
如果点、线、面在该面内，则称为被该面包含。
如某省包含的湖泊、河流等。
4)几何关系：拓扑元素之间的距离关系。
如拓扑元素之间距离不超过某一半径的关系。
5)层次关系:相同拓扑元素之间的等级关系。
如国家由省(自治区、直辖市)组成，省(自治区、直辖市)由县组成等。
§2.1 地理实体及其描述地理信息系统是以地理实体作为描述、反映现实世界中空间对象的单体。
在地理信息系统中需要描述地理实体的名称、位置、形状、功能等内容，这些内容反映了地理实体的时间、空间和属性三种特性，其中空间特性是地理信息所特有的，也是造成空间数据结构和数据库模型异常复杂的原因所在。
此外，实体间的空间关系对空间查询和分析具有重要意义。
一、地理系统和地理实体介绍地理系统和地理实体的概念。
二、实体的描述及存储介绍空间实体描述的内容，空间数据的基本特征、空间数据类型和空间数据存储方式。
三、实体的空间特征空间特征是地理实体所特有的特征，是GIS数据组织、处理和维护的难点所在，可以从空间维数，空间特征类型和实体类型组合三个方面来考察。
四、实体间的空间关系实体间空间关系对于地理信息系统查询和空间分析具有重要意义。
在此阐述空间关系的类型，和拓扑空间关系的定义、种类、表达及意义。
一、地理系统和地理实体地理信息来源于地理系统。
著名数学家钱学森曾指出：地理系统是一个开放的复杂巨系统。
所谓开放性是指地理系统与其它系统有关联，有物质和信息的交往，不是一个封闭系统；复杂巨系统是指地理系统有成千上万的种类繁多的子系统。
抽象是人们观察和分析复杂事物和现象的常用手段之一。
将地理系统中复杂的地理现象进行抽象得到的地理对象称为地理实体或空间实体、空间目标，简称实体(Entity)。
实体现实世界中客观存在的，并可相互区别的事物。
实体可以指个体，也可以指总体，即个体的集合.抽象的程度与研究区域的大小、规模不同而有所不同，如在一张小比例尺的全国地图中，武汉市被抽象为一个点状实体，抽象程度很大；而在较大比例尺的武汉市地图上，需要将武汉市的街道、房屋详尽地表示出来，武汉市则被抽象为一个由简单点、线、面实体组成的庞大复杂组合实体，其抽象程度较前者而言较小。
所以说，实体是一个具体有概括性、复杂性、相对意义的概念。
返回二、实体的描述和存储从实体需要描述的内容到计算机具体如何存储实体的过程见图2-1-1。
《地理信息系统概论》课程笔记第一章地理信息系统基本概念1.1 数据与信息数据是原始的、未经处理的素材，它是信息的表现形式。
信息是从数据中提取的有意义的内容，它能够帮助人们做出决策。
在地理信息系统中，数据主要指的是空间数据，而信息则是通过对空间数据进行分析和处理得到的结果。
例如，一个地区的土地利用数据是原始数据，而通过分析这些数据得出的土地利用分布情况就是信息。
1.2 地理信息与地理信息系统地理信息指的是与地球表面位置相关的信息，包括自然地理信息（如地形、气候等）和人文地理信息（如人口、交通等）。
地理信息系统（GIS）是一种专门用于获取、存储、管理、分析和展示地理信息的计算机系统。
GIS能够将空间数据与属性数据结合起来，为用户提供强大的空间分析和决策支持功能。
例如，GIS可以用来分析城市交通拥堵情况，帮助规划交通路线。
1.3 地理信息系统的基本构成GIS由硬件、软件、空间数据、应用人员和应用模型五个基本部分组成。
硬件包括计算机、输入输出设备（如扫描仪、打印机等）；软件包括操作系统、数据库管理系统、GIS软件等；空间数据是GIS的核心，包括地图数据、遥感数据等；应用人员是使用GIS进行空间分析和决策的主体；应用模型则是根据实际问题构建的模型，用于解决具体问题。
例如，一个GIS系统可能包括一台计算机、GIS软件、地图数据和应用模型，用于分析土地利用变化。
1.4 地理信息系统的功能简介GIS的基本功能包括数据采集、数据管理、空间分析、可视化表达和输出等。
数据采集主要是获取空间数据和属性数据，可以通过遥感、野外调查等方式获取；数据管理主要是对数据进行存储、查询、更新和维护，确保数据的准确性和完整性；空间分析主要包括空间查询、空间叠合、空间邻近度分析等，用于解决实际问题；可视化表达主要是将空间数据以图形或图像的形式展示给用户，增强数据的可读性和可理解性；输出则是将分析结果以报表、地图等形式输出，为决策提供支持。
