要素模型
要素模型
點對象,由特定位置、維數為零的物體;線對象,維度為一的空間組成部分;多邊形對象,即面狀實體,通常用封閉曲線加內點來表示。矢量模型即是基於要素的,將現象看成原型實體的集合,矢量模型的表達源於空間實體的本身,通常以坐標來定義。
例圖
在地理信息系統的學習中,可能最重要的兩個概念就是矢量和柵格,而在概念模型層面,就是場(Field)和要素(Feature)模型了。
地理信息系統的目的就是為了管理現實的地理世界,並在此基礎上進行分析和模擬,以服務於我們的空間決策。其中最為基礎的一點就是對現實世界進行抽象建模。在該抽象過程中,我們可以比較容易的識別出兩類地理現象,一種是連續的分佈在所要表達的地理空間中,比如氣溫,在地理空間中每一個點上,都可以度量得到一個氣溫數值。而不能說這裡有一個氣溫,那裡也有一個氣溫;另一個是可以辨識的一個個地理實體,如城市、河流、道路等等,每個實體都有其空間分佈和屬性特徵。對於這兩類現象,可以分別用場模型以及要素模型來概括之。前者實際上是借鑒於物理學的概念,如電磁場等,可以抽象為空間到數值的一個映射。而要素模型,有時也叫對象模型或者實體模型,其組織更像關係資料庫中的一條記錄。
場和要素模型的較早提出,應該是Goodchild在1992年發表的一篇文章,Couclelis也有相關論述。另外,在Interoperable and Distributed Processing in GIS和Spatial Databases: a Tour兩本書中,也對場和要素模型進行了較為全面的介紹。值得指出的是,場和要素,同柵格和矢量並非是對應的。場模型也可以通過矢量方式表達,有6種常見的場模型表達方式:規則離散點、不規則離散點、等值線、三角網、柵格點、不規則多邊形。其中第一和第五種可以表示為柵格數據。
後來一些學者開展了試圖建立場和要素模型統一表達的研究。Galton的工作較早,在數學形式上作了論述,給出了場和要素的相似表達,Cova and Goodchild從映射的角度建立對象場的概念。Kjenstad側重於建立一致的邏輯模型,Goodchild, Yuan, and Cova在2007年的工作顧及了對象提取中的語義相似性。