面向对象的表达方法
2．1．4 面向对象的表达方法
实际上，矢量表达方法中的点、线、面也是对象（Object），但它们是简单对象。面向对象（Object-Oriented，简称00）的表达方法是近年来发展起来的一种新的程序设计方法。00方法的基本含义就是无论多么复杂的空间实体，都可以用一个对象来准确表示，而无需把复杂对象分解为单一的对象实体（如点、线、面、体），然后利用矢量表达方法加以表示。结合程序设计方法，通过分类、概括、联合、聚集四种数据处理技术就可以实现OO的各种表达方法。
(1)分类（classification）：把一组具有相同结构的实体归纳成类（Class）,而这些实体就属于这个类的对象。例如，对于地图，无论是等高线，还是等值线，我们都可以把它们定义为等值线类。
(2)概括(generalization)：把一组具有部分相同结构和操作方法的类归纳成为一个更高层次、更具一般性的类。前者成为子类，后者称为超类。例如，无论是何种建筑物，都可以形成以结构类型、高度、层数等参数的基础的超类。
(3)联合(association)：把一组类似的对象集合起来，形成一个更高级别的集合对象(set-object)。集合中的每个对象称为它的成员对象（member-object）,成员和集合对象间的关系是member-of的关系。例如，无论是线状地物，还是面状地物，都可以看成是弧段类的有序集合。
(4)聚集(aggregation)：与联合相似，但它是把一组不同类型的对象组合起来，形成一个更高级的复合对象（composed-object）,每个不同类型的对象是该复合对象的一部分，成为组件对象（component-object）。组件对象和复合对象间的关系是part-of。例如，与某一城市有关的空间实体类型包罗万象，从建筑物、道路、河流到污水、煤气、通讯管网工程，但可以把它们聚集成为一个复杂对象。
图2-9 复杂对象示意图
利用面向对象的表达方法，图2-9就是一个对象，而不是六个独立的多边形矢量实
体。
2．2 空间数据的特征及其表示方法
图2-10 空间数据的基本特征
主要包括空间数据的基本特征、空间数据的类型和表示方法，空间数据的拓扑关系及其表示等内容
空间数据的基本特征
2．1 空间数据的基本特征
空间数据一般具有如下三个基本特征(图2-10）：
(1)空间特征数据：表示空间实体的位置或现在所处的地理位置以及拓扑关系和几何特征。几何特征又称为定位特征，一般以坐标加以表示。
(2)属性特征数据：这里主要指的是专题属性，也是非定位数据。专题属性是指实体所具有的各种性质，如房屋的结构、高度、层数、使用的主要建筑材料、功能等。专题属性通常以数字、符号、文本和图象等方式表达。专题属性的表达方式主要有两种：表格和图象。
·表格：通过固定的表格格式详细列出空间实体的参数和描述数据。一般情况下，表格数据精确、明了，易于理解。
图2-11 环境污染程度图
·图形或图象：见图2-11。无论是通过矢量还是栅格表达地理空间中的实体，如果属性特征是通过属性值的级别来表达的，那么，就可以在同一级别的空间范围内充填一定的颜色或图例符号。例如，在绘制或显示某一城市的污染专题图时，任意级别的污染区域就可以通过颜色来加以表示。以图形图象表达的属性数据具有隐含
的性质，必须通过图例或有关技术规范才能加以理解。
(3)时间特征数据：指现象或物体随时间的变化，其变化的周期有超短期的、短
期的、中期的、长期的、超长期的。
空间特征数据和属性特征数据常常呈相互独立的变化，即在不同的时间，空间位置
不变，但属性数据可能发生变化，或者相反。
对于现有的大量GIS系统，由于它们并非是时态（temporal） GIS系统，所以，把
专题属性和时间特征数据统称为属性数据。
空间数据的类型和表示方法
2．2．2 空间数据的类型和表示方法
随着信息和通讯技术的进步，空间数据的类型更加复杂多样。归纳起来，地理空间中的空间数据可以被分为十种类型。类型及相关的表示方法如下：
·分类或分级数据：如环境污染类型、土地类型数据，测量、地质、水文、城市规划等的分类数据等；
·面域数据：如多边形的中心点，行政区域界线及行政单元等； ·网络数据：如道路交点、街道和街区等；
·样本数据：如气象站，环境污染监测点，用于航空、航天影象校正的野外控制数据等；
·曲面数据：如高程点，等高线或等值线区域； ·文本数据：如地名、河流名称和区域名称；
·符号数据：如点状符号、线状符号和面状符号（晕线）等； ·音频数据：如电话录音、运动中的汽车产生的噪音；
·视频数据：交通路口的违章摄影、工矿企业大量使用的工业电视； ·图象数据：航空、航天图象，野外摄影照片等。
根据应用需求和不同的处理方法，通过矢量（点、线、面）、栅格、TIN就可以表达上述所有类型的空间数据
空间数据的拓扑关系及其表示
2．2．3 空间数据的拓扑关系及其表示 1.拓扑属性和非拓扑属性
\拓扑\（Topology）一词来源于希腊文，它的愿意是\形状的研究\。拓扑学是几何学的一个重要分支，它研究在拓扑变换下能够
保持不变的几何属性----拓扑属性。拓扑变换在各种类型的空间研究中有着广泛的应
用。
为了更好地理解拓扑变换和拓扑属性，我们列举下面的例子加以形象说明：假设一
块高质量的橡皮，它的表面为欧氏平面，而且
表面上有由结点、弧段、多边形组成的任意图形。如果我们只对橡皮进行拉伸、压缩，而不进行扭转和折叠，那么，在橡皮形状变化的过程中，图形的一些属性将继续存在，而一些属性则将发生变化。例如，如果多边形中有一点A，那么，点A和多边形边界间的空间位置关系不会改变，但多边形的面积会发生变化。这时，我们称多边形内的点具有拓扑属性，而面积则不具有拓扑属性，拉伸和压缩这样的变换称为拓扑变换。表2-1列出了欧氏平面上空间对象具有的部分拓扑和非拓扑属性。 2.空间数据的拓扑关系
在地理信息系统中，为了真实地描述空间实体，不仅需要反映
实体的大小、形状及属性，而且还要反映出实体之间的相互关系。一般说来，通过结点、弧段、多边形就可以表达任意复杂程度的地理空间实体。所以，结点、弧段、多边形之间的拓扑关系就显得十分重要。归纳起来，结点、弧段、多边形间的拓扑关系主要有如下三种：
(1)拓扑邻接：指存在于空间图形的同类图形实体之间的拓扑关系。如结点间的邻接关系和多边形间的邻接关系。在图2-12中，结点N1与结点N2、N3相邻，多边形P1与P2、P3相邻。
(2)拓扑关联：指存在于空间图形实体中的不同类图形实体之间的拓扑关系。如弧段在结点处的联结关系和多边形与弧段的关联关系。在图2-12中，N1结点与弧段A1、A5、A3相关联，多边形P2与弧段A3、A5、A6相关联。
图2-12 空间数据拓扑关系示意图
(3)拓扑包含：指不同级别或不同层次的多边形图形实体之间的拓扑关系。图