5.2 Coverage数据模型(地理相关模型)
5.2.1 Coverage及其组成
5.2.3 属性数据的管理
5.2.5 Coverage数据模型的优缺点
5.2.4 图形--属性数据的关联
Coverage 数据模型源于ESRI 公司于1981 年推出的第一个商业GIS 软件-- ARC/INFO 。Coverage数据模型,也被称为地理相关模型( Georelational Data Model) 。
ARC/INFO采用一种混合数据模型定义和管理地理数据。
空间数据使用拓扑数据模型来表示,而属性数据则使用关系数据模型。
在Coverage中,主要用弧段、节点、标识点和多边形来表示地图上的点、线、面,除此之外,还有控制点、覆盖范围、注记和链。
在 ARC/INFO中,"ARC"是指用于定义地物空间位置和关系的拓扑数据结构,"Info"是指用于定义地物属性的表格数据(关系数据)结构,"ARC/INFO"则是两种混含数据模型及其处理过程的关系。
要素的位置信息用XY坐标表示,相互关系用拓扑结构表示,属性信息用二维关系表存贮。
从文件管理的角度来看,一个Coverage就是包含存贮上述要素的一组文件的一个目录.一组相关的Coverage、INFO数据库和其他数据文件一起构成ARC/INFO的工作空间(Workspace) 。
ARC/INFO以Coverage作为矢量数字地图的基本存贮单元。一个Coverage存贮指定区域内地理要素的位置信息及其专题属性。
每个Coverage一般只猫述一种类型的地理要素(一个专题),如道路、河流、居民点或土壤单元等。
其空间数据管理属于"文件与关系数据库混合管理模式"。
Coveragec文件组织
INFO是一个完全的关系数据库管理系统。它管理着与Coverage中的地理要素相联系的表格数据。
2. 矢量数据间的拓扑关系得以保存:由此拓扑关系信息,可以得知多边形由哪些弧段组成、弧段由哪些点组成、两条弧段是否相连以及一条弧段的左或右多边形是谁?这就是通常所说的"平面拓扑"。
2. Coverage用点、线、面相互关联的拓扑结构记录空间数据,对于多边形的公共边,它不会重复存储,因而节省存储空间。这在内外存介质价格昂贵的年代,是十分突出的优点。随着硬件价格呈几何级数的下降,我们已不再将存储空间的节省与否作为考虑问题的重心。
由此看来,Coverage模型可取的方面,有的已经可以不再继续作为强调的因素,有的可以找到代替的、同时也是高效的途径来完成。
以文件方式保存空间数据,而将属性数据放在另外的DBMS系统中。这种方式对于日益趋向企业级和社会级的GIS应用而言,已很难适应。
当然,可以通过"二次开发",用程序来定义和处理不同"空间对象"的不同操作,把矛盾和困难"后推",交到不得不解决问题的应用开发阶段去完成。按"面向对象"的观点,更好的办法应该是将空间要素与其行为相关联,建立"空间对象"或"地理对象"模型。而这正是Coverage力所不能及的。
现实世界中不同的领域对象被强行地抽象成了"点"、"线"、"面"等简单空间要素。无法区别对待同是"点"类型的"电杆"和"水井"。在Coverage数据模型中,可以将"电杆"和"水井"同样定义为"点",因而也可以有同样的操作——"移动"。现实世界中,"移动电杆"是个合理的动作,而"移动水井"则显得牵强。如果能将"电杆"和"水井"表达成两个不同的空间要素类,它们各自有不同的"行为",则不会出现"移动水井"这样不合理的操作。
Coverage数据模型有一个明显的缺陷:空间数据不能很好地与其行为相对应。
"面向对象"的技术和方法已日趋成熟,并广泛应用。这促使我们从"面向对象"的角度去看Coverage。
3. 对于象邻接、连通和包含等空间分析功能,基于拓扑关系记录是一种不错的选择。但现在的计算机运算能力已经有了成千上万倍的提高,在普通配置的PC机上,已经可以实时地通过计算直接获得分析结果。
1. 用Coverage模型,在数据采集、编辑时,Arc/Info可以严格地检查多边形是否封闭、是否存在悬挂节点等,以保证建立正确的拓扑关系。但是,如果不以逐点、逐线追踪的方式进行空间数据"数字化",而是按面向对象的方式,明确地输入点、线或面类型的空间要素对象,这样的检查就可以由系统自动保证了。
在新的技术条件下,Coverage的这些优点是否还能得以保持?
ARC/INFO依靠INFO模块管理地理要素的属性数据。
图4-5-3 ARC/INFO中的拓扑定义
5.2.2 ARC/INFO中的拓扑定义
1. 空间数据与属性数据关联:空间数据存储在建立了索引的二进制文件中,属性数据则存储在DBMS表(TABLES)中,二者以公共的标识编码关联。
ARC/INFO用四个不同INFO数据文件贮存特征属性数据,它们是:
Coverage数据模型,通过以下两个方面的优势,确立了它在此后近二十年中空间数据模型标准的地位:
(1) Coverage数据模型的优势
(2) Coverage数据模型的局限性
海量数据的管理、并发操作、安全控制和访问效率等,都是我们将目光转向Geodatabase的原因。
一个控制点(TIC)文件;
一个边界(BND)文件;
一个多边形属性或点属性表(PAT);
一个弧段属性麦(AAT)。
图4-5-1 Coverage主要要素
图4-5-2 Coverage逻辑结构
图4-5-4 图形-属性数据的关联
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