场模型和物体模型的区别

场模型和物体模型的区别姓名：xxx学号：xxxxxxxxxxxxxx为了能够利用信息系统工具来描述现实世界，并解决其中的问题，必须对现实世界进行建模。对于地理信息系统而言，其结果就是空间数据模型。而常用的主要是场模型和物体模型，今天我们来探索一下这两者的区别。一、概念区别场模型，也称域模型，是把地理空间中的现象作为连续的变量或体来看待，可以表示为如下的数学公式：z:s→z(s)。z为可度量的函数，s表示空间中的位置，因此该式表示了从空间域（甚至包括时间坐标）到某个值域的映射。根据不同的应用，场可以表现为二维或三维。物体模型，也称对象模型或要素模型，将研究的整个地理空间看成一个空域，地理现象和空间实体，无论大小，都可以作为独立的对象分布在该空域中。按照其空间特征分为点、线、面、体四种基本对象，对象也可能由其他对象构成复杂对象，并且与其他分离的对象保持特定的关系，如点、线、面、体之间的拓扑关系。每个对象对应着一组相关的属性以区分各个不同的对象。二、特征表达区别1、空间结构特征场模型中的空间经常是指可以进行长度和角度测量的欧几里得空间。空间结构可以是规则的或不规则的。场模型属性域的数值有一下几种类型：名称。序数、间隔和比率。且属性域支持空值。物体模型的基础就是将空间要素嵌入在一个坐标空间之中，一般是欧式空间，在该空间中可以利用公式进行距离。方位和面积的测量。除此之外，还可以嵌入：度量空间：允许在对象之间采用距离度量（但不一定有方向）；拓扑空间：允许在对象之间进行拓扑关系的描述（不一定有距离和方向）；面向集合的空间：它只采用一般的基于集合的关系，如包含、合并及相交等。2、表达方式场模型空间域连续，即随着空间位置的微小变化，其属性值也将发生微小变化，不会出现像数字高程模型中的悬崖那样的突变值。只有在空间结构和属性域中恰当地定义了“微小变化”，“连续”的意义才确切；如地形的起伏，往往不能用一个函数来表达，而是用离散化的方法。而且空间场内部的各种性质是否随方向的变化而发生变化，是空间场的一个重要特征。如果一个场中的所有性质都与方向无关，则称之为各向同性场，否则为异性场。物体模型主要将对象表现为三类实体：点实体：有特定的位置，维数为0的实体。可分为：点：有特定位置，维数为0的物体；实体店：用来代表一个实体；注记点：用于定位注记；内点：用于记录多边形的属性，存在于多边形内；节点：表示线的终点和起点；角点：表示线段和弧度俺的内部点。线实体：维数为1的实体，由一系列坐标点表示，有以下特征：实体长度：从起点到终点的总长；弯曲度：用于表示道路弯曲时弯曲的程度；方向性：如水流从上游到下游，公路则有单双向之分。线实体包括线段、链、网络、多边形等。多边形实体：维数为2的实体，由一个封闭的坐标点序列外加内点表示，是对湖泊、岛屿、地块等现象的描述，有以下特征：面积范围；周长；独立性或与其它地物相邻：如北京及周边省市；内岛或锯齿状外形：岛屿及海岸线；重叠性与非重叠性。三、应用方式区别场模型：场模型最大的应用就是栅格数据模型，栅格数据模型是基于连续铺盖的，是将场模型（即一定空间内连续分布）离散化，即用二维铺盖或划分铺盖整个连续空间。铺盖可以分为规则的和不规则的，后者可当做拓扑多边形处理，如社会经济分区、城市街区；铺盖的特征参数有尺寸、形状、方位和间距。对同一现象，也可能有若干不同尺度、不同聚分性的铺盖。栅格模型将空间规划地划分为栅格，地理实体的位置和状态是用栅格的行和列来定义。每个栅格都记录了所在位置的某种现象，用像元值表示。该值可以表示一个确定的现象，也可以是一种模糊的现象。但一个像元应该只赋一个单一的值。物体模型：与栅格模型相对应，物体模型的应用表现为矢量数据模型。矢量方法强调了离散现象的存在，由边界线（点、线、面）来确定边界，因此可以看成是基于要素的。矢量数据模型将现象看作原形实体的集合，且组成空间实体。在二维模型内，原形实体是点、线、面；而在三维中，原形也包括表面和体。我们举一个森林的例子，考虑一种理想情况，将森林划分为同构区域，即每个区域只有一个（主要的）物种。比如：冷杉，橡树和松树。从场模型角度来看，森林可以建模成一个函数，该函数的定义域是森林占据的地理空间，而值域是3个元素（树种的名称）的集合。设这个函数为f，它将森林所占据空间的每个点映射到值域的一个具体元素上。函数f是个分段函数，它在树种相同的地方取值恒定，而在树种发生变化处才改变取值。有的场模型是用分段函数表示的。场模型的另一种表示方法是网格，网格中的每个单元格标注着占主导地位的树种的名称，这种表示方法在各种林分边界极不规则的情况下更为适用。场的其他表示方法还有等值线，它显示了在某个物理参数（例如温度、气压）上具有固定值的轮廓线。现在考虑函数f的值发生变化的地方。在明确规定树种之间界限的理想情况下，就可以得到多边形的边界，每个多边形都有一个唯一的标识符和一个非空间属性——树种的名称。这样，可以把森林建模成多边形（例如林分）的一个集合，每个多边形对应一个物种。这就是对象模型的观点。对一个空间应用的建模来说，到底采用场模型还是对象模型，主要取决于应用要求和习惯。对于形状不定的现象，例如火灾、洪水和危险物泄露，当然采用边界不固定的场模型进行建模。场模型通常用于具有连续的空间变化趋势的情况的建模，如海拔、温度以及土壤变化等。而对象模型更多地用于运输网络（如道路）、地块的征税和合法所有权应用等方面的建模。