地理建模原理与方法-矢量数据建模课件

地理建模原理与方法地理建模原理与方法4.1要素的性质4.2智能化要素的步骤4.3geodatabase设计4.4在表格中存储数据4.5要素的形状和范围4.6属性：对象的性质4.7使用子类添加行为4.8属性验证4.9对象之间的关联第四章矢量数据建模4.1要素的性质第四章矢量数据建模（1）Geodatabase数据模型中的要素要素具有形状要素具有空间参考要素具有属性要素具有子类要素具有关联（1）Geodatabase数据模型中的要素要素具有形状（1）Geodatabase数据模型中的要素要素具有子类要素的集合便成为要素类。要素类是一组同类要素的集合，当然要素类中，要素之间肯定会存在一定的差异。例如，由建筑物组成的要素类可以被逻辑地分成居民地、商业用地和工业用地等子类。使用子类，你可以细化控制要素的属性，如属性域或属性规则等。（1）Geodatabase数据模型中的要素要素具有子类（1）Geodatabase数据模型中的要素要素具有关联所有地理对象都与其它对象存在关联。你可以在不同的要素类中定义地理对象之间的关联。可以定义非空间对象的关联，如房屋与其主人的关系。（1）Geodatabase数据模型中的要素要素具有关联（1）Geodatabase数据模型中的要素要素属性可以被限制为加强数据录入的准确性，还可以制定属性域对要素的属性进行限定。属性域，表现为一个数值范围或合法值的列表，也可以在要素创建之时为其属性自动分配一个缺省值。你可以在要素类中为不同的子类设置不同的属性域和缺省值。（1）Geodatabase数据模型中的要素要素属性可以被限（1）Geodatabase数据模型中的要素要素能用规则来验证现实世界中的对象存在或改变都是必须遵循一定规则的。你可以用这样的规则来限制几何网络中元素的制约规则，或者定义这些元素的关联的对应基数。（1）Geodatabase数据模型中的要素要素能用规则来验（1）Geodatabase数据模型中的要素要素具有拓扑关系各类型要素之间具有精确的空间位置关系就叫做拓扑。例如，宗地的二级小分块必须是彼此严格毗邻的，不允许有缝隙和重叠。这种二维关系称为平面拓扑。几何网络中的线和应用设施必须是不间断连接的，并且这种连接关系必须明确定义。这样的一维关系图可称为几何网络。（1）Geodatabase数据模型中的要素要素具有拓扑关系（1）Geodatabase数据模型中的要素要素具有复杂的行为要素的简单行为是通过选择要素类型和拓扑关系来实现的，并且建立关联、指定属性域以及属性验证规则等。更多复杂的要素行为的实现是通过扩展标准要素和为自定义要素编写代码。自定义要素允许复杂的行为，如定制编辑交互、内置分析功能和复杂的图形符号化。（1）Geodatabase数据模型中的要素要素具有复杂的行4.1要素的性质4.2智能化要素的步骤4.3geodatabase设计4.4在表格中存储数据4.5要素的形状和范围4.6属性：对象的性质4.7使用子类添加行为4.8属性验证4.9对象之间的关联第四章矢量数据建模4.1要素的性质第四章矢量数据建模（1）智能化要素Geodatabase中的要素具有这样的一个框架。在这个框架中，要素具有属性、几何形状、空间参考、关联、域、验证规则、拓扑关系和定制的其它对象属性等。在这一框架中，除了复杂行为都不需要编写程序，geodatabase已经实现了足以满足很多应用需求的功能。使用Geodatabase要素，你会获得相当丰富的表现手法，得以更自然的表现自然世界。（1）智能化要素Geodatabase中的要素具有这样的（1）智能化要素设计和创建

geodatabase

时，需要循序渐进的给要素添加“智慧”。可以有选择的进行要素的功能选择。依据实际应用的需求及其复杂程度，有可能只需要上述那些步骤方法的一部分。例如，大部分实践应用不需要自定义对象。另外一些应用中，并不需求建立要素和对象之间的关联，拓扑关系也不一定是每个要素类都需要的。（1）智能化要素设计和创建geodatabase时，需（2）

智能化要素的步骤选择要素类型和拓扑关系在实施数据建模之前，你应该制作一个详细的清单，用于记录你的geodatabase中需要创建的所有的对象类型。从清单中，你可以将带有空间参考、拓扑关系和相似制图内容的要素类组织到要素集中。另外，对于不同的对象采用不同的处理方式。对于非空间对象，创建对象类。而对于空间对象，用点、线和面来创建简单要素类。对于拓扑要素，在要素集中，创建拓扑要素类的列表。（2）智能化要素的步骤选择要素类型和拓扑关系（2）

智能化要素的步骤设置属性和子类完成对象或要素类的类型的定义后，便可以为你的对象添加属性字段了。对象和要素可以包含“子类”（subtype）这个特殊的属性字段。子类用于将对象进行逻辑再分组，可以利用子类字段来表达相似对象（或要素）组之间的差异。需要指出，这样的子类并不需要添加新的对象或要素类，只是在逻辑上把它们进行了归类。比如道路要素中，使用子类可以将道路分为泥路、居住区道路和高速公路等。子类通过属性域、缺省值、连通规则和关联规则来增强数据的完整性。（2）智能化要素的步骤设置属性和子类（2）

智能化要素的步骤定义属性域和验证规则属性域，是一个指定的合法的属性值集合或范围。使用属性域可以避免在属性赋值的时候出现操作失误。缺省值为每一个新创建的对象赋予预先设定的默认属性值。这样，可以对要素进行批量的赋值，减少数据录入时间。连通规则用于网络中的要素，这些规则用以检验某一类型要素是否与另一类型要素正确相连通。（2）智能化要素的步骤定义属性域和验证规则（2）

智能化要素的步骤建立对象关联对象之间存在相互作用。对象之间不能通过拓扑关系获取的联系，可以使用关联来实现。关联存储在关联类（Relationshipclass）中，在关联类中可以控制、定义对象（要素）的创建、修改和删除等。你可以在关联类中定义关联规则，进一步定义要素或对象之间的关联关系。（2）智能化要素的步骤建立对象关联（2）

智能化要素的步骤建立对象关联对象类、域、缺省值、验证规则和关联可以表达一个对象所需的大部分行为。当然，有时可能需要更多的复杂行为如绘制、编辑或检查对象，这需要另外编写代码。ArcInfo的对象和要素类集合可以由程序员编写代码扩展，以创建得到复杂且高度专业化的对象和要素。（2）智能化要素的步骤建立对象关联（3）

智能化要素的总结在ArcInfo中，用户对要素和对象的大部分需求都可以由geodatabase这个数据模型来完成，并不需要额外编写程序代码。作为一个数据建模者，最主要的目标是在数据模型框架内获取对象尽可能多的自然行为。自定义对象和要素及编写代码只有在高级的专业化应用中才会使用。（3）智能化要素的总结在ArcInfo中，用户对要素和4.1要素的性质4.2智能化要素的步骤4.3geodatabase设计4.4在表格中存储数据4.5要素的形状和范围4.6属性：对象的性质4.7使用子类添加行为4.8属性验证4.9对象之间的关联第四章矢量数据建模4.1要素的性质第四章矢量数据建模地理要素存在于现实世界中，与周围环境存在丰富联系，包括拓扑关系、空间参考和关联等等，在geodatabase设计的时候，建模者是有很多方案的。 以下说明geodatabase设计过程中需要注意的事项。地理要素存在于现实世界中，与周围环境存在丰富联系（1）创建

geodatabase你可以在ArcInfo中创建多个geodatabase。通常，根据应用的不同，将要素集组合或分离组织到geodatabase中，效果会更好。如果遇到以下情况，需要将要素组合组织到同一个geodatabase中：如果一组对象或要素具有关联，那么它们必须存放在同一个geodatabase中。具有拓扑关系的要素必须存放在同一个geodatabase的同一个要素集中。如果你要并发编辑一组要素，它们必须存放在同一geodatabase中。你可以在ArcMap中同时浏览多个geodatabase，但是一次只能编辑一个geodatabase。（1）创建geodatabase你可以在ArcInfo（1）创建

geodatabase以下是将要素分离组织到不同

geodatabase

中的一些原因：企业拥有很多部门，拥有不同的数据，并且这些数据有不同部门负责，这时可以将要素类分离组织到不同的Geodatabase中。如果你操作的是personalgeodatabase，因为有规模限制，所以需要对geodatabase做专题或空间上的相应分割。（1）创建geodatabase以下是将要素分离组织到不（2）要素集（feature

dataset）和要素类（feature

class）Geodatabase包含三种基本类型的类：对象（object）、要素（feature）和关联（relationship）。在geodatabase中，这些类可以按要素集存储或作为独立的类存储。以下情况中，可以将要素类存放到要素集中：如果要素类是通过几何网络或平面拓扑而拓扑关联的，那么必须组织到同一要素集中。如果你需要强调一组要素类必须具备共同的空间参考，那么将这些要素类存放到同一要素集中。在一个要素集中，可以进行任意专题分组关联的类。（2）要素集（featuredataset）和要素类（f（3）应用子类对于一组要素类，你有两个选择：将这组要素类作为一个要素类组织，然后使用子类将这组要素类中性质相近的要素进行逻辑分组；将这组要素分离到不同的要素类中存储，进行物理分组。子类是对要素（或对象）类的再进一步分类。使用子类的目的是提高操作性能。在同一个geodatabase中，如果只有一两个要素类，那么操作速度会比一二十个要素类的操作快捷。子类让你控制要素类中分组要素的特定的行为，通过属性规则、缺省值、连通性规则和关联规则等来实现。在大多数情况下，建议使用子类来将庞大的相关联要素分类。（3）应用子类对于一组要素类，你有两个选择：（3）应用子类以下情况中，不能够使用子类而是使用多个要素类来组织要素：相关联的要素的不同分组，需要不同的自定义行为相关联要素，属性字段方案不同（一个要素类中所有要素必须具有相同属性集合）需要对相关联要素中的每组要素设置不同的访问权限需要对相关联要素中的某些要素进行版本访问，而另一些不需要进行访问（3）应用子类以下情况中，不能够使用子类而是使用多个要素4.1要素的性质4.2智能化要素的步骤4.3geodatabase设计4.4在表格中存储数据4.5要素的形状和范围4.6属性：对象的性质4.7使用子类添加行为4.8属性验证4.9对象之间的关联第四章矢量数据建模4.1要素的性质第四章矢量数据建模表格是对象及其属性的“贮藏室”。表格存储了对象的属性信息，这些对象具有类似的特征，并且包含相同的属性集合。表格可以存储人、建筑物和道路等对象的属性记录。表格是对象及其属性的“贮藏室”。（1）表格和行表格是以行和列组织的。行是表格中的基本信息单元，由对象的一组属性组成。表格中的所有行记录必须具有相同的属性定义。列表示一种类型的属性。行的某一个列的值称为一个属性。列定义了要素的属性字段，包括属性名称以及该列中存储的字段，这样的字段可能是对象ID、几何形状、真实数值、整数值或字符串等等。（1）表格和行表格是以行和列组织的。表格类型表格可以存储非空间对象、空间对象以及关联。存储非空间对象的表格称为对象类，对于子类需要指定专门的字段。存储空间对象的表格称为要素类。简单要素类有两个预定义的字段：要素ID和一个几何字段。注记要素类和网络要素类需要添加其它一些预定义字段。存储关联的表格称为关联类。它可以有任意数目的自定义字段来描述关联的属性。并非所有关联类都以表格存储。如果一个关联类是非属性的而且不具有多对多的对应关系，它在要素或对象类中能以一组外关键字存储。属性关联或多对多关联存储在表格中。表格类型Geodatabase

中的字段属性表达了对象的特性。以下是一些常见的属性类型。属性能为一个分类指定经编码的值属性可以是描述性文本，表征要素或要素名属性可以表现测量或计算得出的实数值，如距离、流量属性可以表示一个计数值属性可以指定唯一ID号，以此指向另一表格的某行预定义和自定义字段表格中有两组字段：预定义字段用于识别对象和存储要素形状、自定义字段定义要素的属性。预定义字段和自定义字段共存于同一要素类表中。预定义字段是由ArcInfo管理的，不能在任何数据库应用过程中修改。自定义字段中存储各种需要用于识别要素性质的属性类型。比如在一个道路表中，自定义字段描述了道路的类型、表面、宽度、车道和名称。你还可以随意添加需要的自定义字段。Geodatabase中的字段属性和空间索引用户可以在属性字段上创建属性索引以使获得高效的查询性能。在ArcCatalog中，用户可以对表的一个或多个属性建立索引。在任意时候，用户都可以添加或删除索引。注意当定义过多的索引时，索引的性能会减弱。ArcInfo在要素类上自动创建空间索引。它为你决定并应用最优的格网大小。为了优化要素类，特别是在要素大小差异很明显的时候，你可以定义最高可达三个级别的格网大小以最快提取空间数据。属性和空间索引4.1要素的性质4.2智能化要素的步骤4.3geodatabase设计4.4在表格中存储数据4.5要素的形状和范围4.6属性：对象的性质4.7使用子类添加行为4.8属性验证4.9对象之间的关联第四章矢量数据建模4.1要素的性质第四章矢量数据建模要素和几何形状要素和空间参考要素和几何形状4.1要素的性质4.2智能化要素的步骤4.3geodatabase设计4.4在表格中存储数据4.5要素的形状和范围4.6属性：对象的性质4.7使用子类添加行为4.8属性验证4.9对象之间的关联第四章矢量数据建模4.1要素的性质第四章矢量数据建模（1）属性类型连续的

float

和

double

型数值离散的

integer和

short

integer型数值Shortinteger、integer和text型的编码值Text型的描述信息Date型时间值对象IDBLOB型多媒体属性（1）属性类型连续的float和double型数值4.1要素的性质4.2智能化要素的步骤4.3geodatabase设计4.4在表格中存储数据4.5要素的形状和范围4.6属性：对象的性质4.7使用子类添加行为4.8属性验证4.9对象之间的关联第四章矢量数据建模4.1要素的性质第四章矢量数据建模往GIS数据库中添加或编辑对象和要素时，用户的目标是避免或减少数据输入错误。对于建模者来说，这是geodatabase设计过程中最为关键的一个要点。最简单的添加验证要素（或对象）完整性的行为是：对属性更新应用限制定义要素之间如何参考和定位的验证规则更进一步来说，你需要对要素类进行分级控制，以便可以定义要素类的子组或子类之间的不同行为。往GIS数据库中添加或编辑对象和要素时，用户的目标是避免或减（1）子类（subtype）对象类中的对象（或要素类中的要素）能进一步细分为子类。子类是一种特殊属性，让你指定对象或要素的不同分类，将其按照各种行为组织起来。一个类中的所有子类共享同样的一组属性。（1）子类（subtype）对象类中的对象（或要素类中的要（1）子类（subtype）定义对象类的子类的目的是引入“进一步”的细分方法，为对象类添加一些功能。为子类命名，用以描述子类中的每一成员在子类中，为每个字段定义不同的属性域在子类中，为每个字段定义不同的缺省值可以规定关联的类型，这样的关联体现是同一对象（或不同对象类）中的不同子类之间的对象关联基数如果编写了一些代码，你也可以为对象和要素类的子类添加自定义规则对象类不一定确认包含子类。如果没有定义子类，你仍然可以设置属性域、缺省值和规则。只不过和子类相比，它们的区别在于，这样的设置是针对整个对象或要素类的，而不是子类。（1）子类（subtype）定义对象类的子类的目的是引入“（2）属性域（Attribute

domains）属性的约束条件称为属性域。对于数字属性，你可以设置一个值域（rangedomain）来把数值限制在规定的最小和最大值之间。例如限制一公顷土地的价格在10,000到1,000,000欧元之间。对所有的属性类型，除了对象ID和BLOB，用户都可以设置一个码域（codedvaluedomain），码域定义了的一组合法属性值。比如，地质岩层类型列表的编码值可以是“前寒武纪”、“侏罗纪”和“白垩纪”等。有了码域，可以确认属性值只能是码域中的预设值。在ArcMap中编辑要素和对象时，用户可能会输入不合法的属性值。然后当你验证所键入的属性值是否正确的时候。这些不合法的值会被高亮显示。（2）属性域（Attributedomains）属性的约（3）验证规则（Validation

rules）验证规则控制要素和属性的完整性。验证规则的类型有属性规则属性规则是应用到子类的一个属性域。例如，名为

DIAMETER

的字段中，只有直径为10、25

或

50

厘米的管道。连通性规则对于连通网络要素，连通性规则指定其子类的合法属性值对。例如，具有ABC相位的火线应连接到具有AC相位的地线上。连通性规则的类型有边线-交汇点（edge-junction）规则、边线-边线（edge-edge）规则、缺省连通交汇点（junction）类型和边线-交汇点连通对应基数等。（3）验证规则（Validationrules）验证规则（3）验证规则（Validation

rules）验证规则控制要素和属性的完整性。验证规则的类型有关联规则关联规则限定了源类（originclass）和目标类（destinationclass）之间关联的对应关系。四种基本的对应关系是一对一、一对多、多对一和多对多。在关联规则下，你可以创建这样的对应关系，比如一个州有两个参议员；某块宗地被一个、两个、或多个业主所共有；电线杆上设置有一个、两个或三个变压器。（3）验证规则（Validationrules）验证规则4.1要素的性质4.2智能化要素的步骤4.3geodatabase设计4.4在表格中存储数据4.5要素的形状和范围4.6属性：对象的性质4.7使用子类添加行为4.8属性验证4.9对象之间的关联第四章矢量数据建模4.1要素的性质第四章矢量数据建模属性域是对要素类（或对象类）的属性值的限制。这个限制可以是一个数值范围或者一个合法值的列表。属性域在geodatabase中组织，适用于任何对象和要素类。当属性域被应用到子类的某一属性中，就为属性规则。属性域的组成部分:值域（Range

domain）码域（Coded

value

domain）缺省值（Default

values）分割要素（Splitting

features）合并要素（Merging

features）属性域是对要素类（或对象类）的属性值的限制。这个限制可以是一（1）值域为防止数据输入错误，值域把对象或要素类中任何数字属性值限制在最大和最小值之间。例如管道中的压力期望值在2,000和14,000之间。值域可以用shortinteger、longinteger、float、double或date类型的属性值表示。（1）值域为防止数据输入错误，值域把对象或要素类中任何数字（2）码域（Coded

value

domain）属性是根据要素分类的。例如，土地利用类型可以限制到这么一个值列表中，居民地”、“商业用地”和“公园”等。用户可以在任何时候更新编码值域中的合法值列表。编码值域可以用text、shortinteger、longinteger、float、double或date型的属性值表示。（2）码域（Codedvaluedomain）属性是根（3）缺省值（Default

values）数据输入时，经常会遇到对某一属性都需要同一个值的情况。缺省值就是要素被创建、分割或合并时，为对象类子类提供的预期值。例如，将“居民地”作为新地块或分割得到的地块的缺省的土地利用类型。缺省值可以用text、shortinteger、longinteger、float、double或date类型的属性值表示。（3）缺省值（Defaultvalues）数据输入时，经（4）分割要素（Splitting

features）一旦设置了一个范围域或编码值域后，用户便可以设置要素被分割时，属性值的分配情况。地块分割是最常见的情形。当一个地块被分成两半，你可以根据它们的大小比例给新地块赋值。或者，对分割后的两个地块都赋值。也可以对新要素应用缺省值。分割策略有：缺省值——将缺省值应用到每个分割的要素复制——两个分割的要素属性都与原要素属性