《GIS数据建模》课件

数据建模GIS数据建模的重要性GIS提高数据质量增强数据共享12统一数据结构，减少数据冗余建立标准化数据模型，方便不和错误，提高数据的准确性和同部门和系统之间的数据交换可靠性和共享促进数据分析3为空间分析、数据挖掘等操作提供统一的框架和基础，提高分析效率和准确性数据建模的基本概念GIS数据模型GIS数据模型是现实世界中事物的抽象表示，描述数据的组织结构和相互关系是专门针对地理空间数据的模型，它描述了地理实体的几何形状、属性特征以及相互之间的空间关系数据建模的内容与特点GIS数据采集与预处理空间数据模型构建数据质量、数据清理、格式转换、坐矢量、栅格、网络、TIN、三维等模型标系统一等的构建，根据应用需求选择合适的模型拓扑关系建立空间分析与应用空间实体之间的拓扑关系建立，保证基于空间数据模型进行空间分析，解数据的逻辑完整性和一致性决实际问题，如路径规划、资源管理、环境监测等数据获取与预处理GIS数据源GIS数据源包括遥感影像、地图、数据库、文本文件等数据采集数据采集方式包括遥感、地面测量、数字化等数据预处理数据预处理包括几何校正、投影转换、数据融合等数据质量控制确保数据准确性、完整性、一致性空间数据格式与存储矢量数据格式栅格数据格式主要包括点、线、面等几何要素将空间划分为网格，每个网格单，常用于表示离散的空间对象元包含一个值，用于表示连续的空间现象数据存储方式常见的有文件型数据库、关系型数据库和面向对象数据库等空间数据编码与转换数据压缩数据加密格式转换减少数据存储量，提高传输效率保护数据安全，防止信息泄露将数据从一种格式转换为另一种格式，例如从shapefile转换为geojson空间数据的拓扑关系连接包含12表示两个几何对象之间相接，表示一个几何对象完全包含于如一条道路与一个建筑物相连另一个几何对象内，如一个城市位于一个省份内相交3表示两个几何对象有共同的部分，但不完全包含于另一个几何对象内，如两条道路相交空间数据模型的分类矢量模型栅格模型三维模型以点、线、面等几何要素来表示地理空间实将空间划分为规则的网格单元，每个单元格将空间实体用三维坐标来表示，适用于表示体，适用于表示离散的空间特征，如道路、存储一个属性值，适用于表示连续的空间特立体的空间特征，如地形、建筑物等河流、建筑物等征，如温度、降水量等矢量模型的数据结构点线面用经纬度坐标表示单个点，例如城市、交用一系列点连接而成，表示道路、河流、由闭合曲线或多条线段围成的区域，表示通枢纽、兴趣点等边界等线性特征湖泊、森林、建筑物等栅格模型的数据结构每个栅格单元存储一个值，代表该位栅格单元的位置由其行列号确定置的属性栅格数据通常以矩阵形式存储，方便计算机处理三维模型的数据结构点模型线模型以点集表示空间对象，每个点用由一系列有序点连接而成，适用坐标表示，适用于点状地理要素于线性地理要素，如河流、道路面模型体模型由封闭的线段或曲线组成，适用由多个面构成封闭的空间体，适于面状地理要素，如土地覆盖、用于三维空间要素，如建筑物、湖泊地下管道时空模型的数据结构时间维度空间维度时空模型将时间作为重要维度，它保留了传统空间模型的空间信考虑数据的动态变化息，并结合时间属性数据结构时空数据可以以多种结构表示，如时间序列、时空立方体等属性数据模型的设计数据类型数据关系12属性数据类型通常包括数值属性数据之间可能存在各种关型、字符型、日期型等选择系，例如一对

一、一对多、合适的数据类型，可以提高数多对多设计良好的数据关系据存储效率和查询速度，可以避免数据冗余，提高数据完整性数据约束3数据约束用于保证数据的准确性和一致性常见的数据约束包括主键约束、外键约束、唯一性约束等数据质量控制与评价12准确性完整性数据与现实世界的一致性数据的完整程度和完整性34一致性及时性数据内部的一致性数据更新的频率和速度空间分析的基本操作123缓冲区分析叠加分析邻近分析确定目标要素周围一定距离范围内的区将两个或多个图层叠加在一起，分析不分析目标要素周围的邻近要素，例如，域，例如，分析道路两侧的缓冲区范围同要素之间的空间关系，例如，土地利计算每个学校周围的居民点数量用与土壤类型叠加空间分析的高级方法空间统计1用于分析空间数据的统计特性，例如空间自相关性、空间分布模式和空间聚类空间插值2根据已知数据点预测未知位置的值，例如创建等高线图空间建模3使用数学模型描述和模拟空间过程，例如预测污染物的扩散空间优化4找到最佳的位置或路线，例如规划配送路线或选址数据挖掘与模式识别数据挖掘过程模式识别技术地理空间数据分析从海量数据中提取隐藏的知识、模式和趋势识别和分类数据中的模式，例如图像识别、利用数据挖掘和模式识别技术，发现空间数，并进行分析和预测语音识别和文本分类据的隐藏模式，例如空间聚类、热点分析和空间关联分析网络分析与路径选择网络分析路径选择网络分析侧重于对交通网络、通信网路径选择是指根据特定条件，在网络络等进行分析，以确定最佳路线、物中找到最优路径，例如最短路径、最流配送方案等快路径等应用场景网络分析与路径选择广泛应用于交通规划、物流配送、应急救援等领域影像分析与解译影像数据分析影像解译运用图像处理技术，对遥感影像进行分析，提取目标信息识别影像中的地物，判断其类型、属性、位置等地理仿真与建模模拟现实世界中的地理现象和过程创建地理模型，用于预测和分析运用数学和统计方法，构建模型地理信息系统数据库数据存储与管理空间数据集成GIS数据库用于存储、管理和组织它允许将来自不同来源的地理空地理空间数据间数据整合在一起数据分析与可视化GIS数据库为空间分析、制图和可视化提供支持数据共享与服务GIS数据开放数据服务协同合作推动数据共享，促进数据应用，促进可持续提供数据访问、查询、分析、可视化等服务促进不同机构、部门之间的数据共享与协同发展应用应用案例分享GIS数据建模在城市规划、资源管理、环境监测、交通运输、公共安全等领域发挥着重要作用•城市规划土地利用规划、基础设施建设、交通网络优化•资源管理水资源、矿产资源、森林资源管理•环境监测污染物排放、生态环境评估、灾害预警数据建模的挑战与展望GIS数据集成数据质量12整合来自不同来源的数据，保确保数据的准确性、完整性、持数据一致性，克服数据格式及时性和一致性，提高数据质和标准差异量模型复杂度应用领域扩展34构建复杂的空间模型，应对多拓展GIS数据建模的应用领域源数据、多尺度分析和动态变，如智慧城市、精准农业和环化境监测典型行业应用实践城市规划环境监测农业生产GIS数据建模帮助城市规划者进行区域规利用GIS数据建模进行环境监测、污染源通过GIS数据建模，进行精准农业生产、划、交通规划和基础设施建设，优化城市识别和环境影响评估，保护生态环境农作物病虫害防治和农业资源管理布局小组讨论与交流分享案例提出问题每个小组选择一个感兴趣的GIS数据建模应用场景，进行案例分析在讨论过程中，鼓励大家积极提问，并与其他组员进行互动，以和讨论，并分享各自的见解和成果加深对GIS数据建模的理解与总结QA欢迎大家积极提问！我们将针对本次课程内容进行总结，并分享一些学习资源和未来发展趋势。