矢量数据模型
| 英文 | Vector Data Model |
|---|---|
| 基本元素 | 点、线、面 |
| 特点 | 对象化表示、数据量小、拓扑关系明确 |
| 擅长领域 | 表达离散、边界清晰的地物，如道路、河流、行政区 |
矢量数据模型（Vector Data Model）是地理信息系统（GIS）中用于表示地理空间数据的两种基本数据模型之一。它通过记录坐标的方式，将地理实体抽象为点、线、面三种基本几何对象。
矢量模型的特点是能够精确地表达地物的位置和边界，非常适合用于表示具有明确边界的离散地物。
基本几何对象
点 (Point)
- 几何定义：由一对或一组 (X, Y) 坐标表示的单个位置。
- 地理实体示例：树、电线杆、山峰、城市。
- 特点：只有位置信息，没有长度和面积。
线 (Line)
- 几何定义：由一系列有序的坐标点（节点）连接而成的线段序列。
- 地理实体示例：道路、河流、管线、等高线。
- 特点：具有长度属性，但没有面积。
面 (Polygon)
- 几何定义：由一系列有序的坐标点构成的一个闭合区域。第一个点和最后一个点的坐标必须相同。
- 地理实体示例：湖泊、行政区划、土地利用图斑、建筑物轮廓。
- 特点：同时具有长度（周长）和面积属性。
拓扑关系
拓扑关系是矢量数据模型的核心优势之一。它描述了地理要素之间独立于坐标的空间邻接、关联和连通关系，例如：
- 两个面是否相邻。
- 一条线是否连接到另一条线。
- 一个点是否在面内。
通过建立拓扑关系，GIS软件可以进行更复杂的空间查询和分析（如网络分析），并能自动检查和保证数据的逻辑一致性（如确保行政区边界无重叠、无缝隙）。
优点与缺点
优点
- 数据结构紧凑，存储空间需求较小。
- 图形显示质量高，可以任意缩放而不失真。
- 拓扑关系可以明确表达，便于进行网络分析等空间查询。
- 属性数据管理方便，可以为每个地理对象关联多个属性。
缺点
- 数据结构复杂，数据获取和处理的成本较高。
- 对于表达如高程、温度、降雨量等在空间上连续变化的现象较为困难。
- 涉及多个图层的叠加分析（如求交、求并）计算量非常大。