城市规划空间数据特征分类

7.2.2　城市规划空间数据特征分类

因为不同的数据类型将直接影响数据在数据库中的存储方式和数据操作，通过数据类型的分析能够从数据库设计者的角度更好地理解空间对象的复杂语义，并且，空间数据类型的正式定义将直接影响对相应的空间操作的定义，它对用户来说也更清晰和一致。因此，认识不同的数据类型特点，对于数据组织、系统分析、系统管理都具有重要意义。

空间数据类型可以从不同的角度来表现，从空间实体抽象的基本构成角度，可以把空间数据分为点、线、面、体，根据数据描述内容的不同或者应用研究的需要不同可以把空间数据分为有拓扑关系数据和无拓扑关系数据，按其以数字式方式表现现实世界方法的不同可以把空间数据分为矢量数据形式和栅格数据形式。以上各种不同的分类方式从不同的角度表现了空间数据自身所具有的特点。从数字式信息的实际应用上，可以对各种数字式空间信息做进一步的理解，在此，空间数据可进一步分为以下两种类型:

1.表达独立空间对象的数据

表达独立空间对象的数据用于表现某一范围内独立存在的空间实体或现象，它用点、线、面表达各种点状、线状及面状空间地物及空间现象，例如，可用点状数据(图7-1(a))表达城市、城堡、房屋、教堂、水井、旗杆等;可用线状数据(图7-1(b))表达高速公路、河流、电缆、路线等;可用面状数据(图7-1(c))表达城市、湖泊、行政地区、农田等。在此，可通过点集理论(point set theory)对这类数据进行描述，点集理论把空间基本假设为由无限个点组成，空间内包括一组空间对象，每一个空间对象被看做由此对象所占据的点的集合，解析几何通过数字表现点、线、面和他们之间的关系，可通过并、交、差等操作重建新的物体，并通过解析几何的数学计算推导出拓扑关系。

图7-1　表达独立空间对象的数据形式

2.表达关联空间对象的数据

表达关联空间对象的数据主要包括分区数据形式和网络数据形式。空间分区形式(图7-2(a))往往用来表达土地利用、行政区划、国土权属等;空间网络形式(图7-2(b))往往用来表达高速公路、铁路、河流、电讯等。这类数据所描述的空间对象之间相互联系，拥有共同的边界或者结点。其中，分区数据形式是把空间细分为两两相邻的区域，每个区域与某种属性相关，这种属性可具有简单或者复杂的结构。Erwig和Schneider 1997年给出了空间分区的正式定义，他们认为空间分区是二维平面的一个投影，相邻区域有不同标识和属性，边界为两个相邻区域共有。这种类型数据具有某种特定的拓扑关系，如空间分区中隐含着具有共同边界的多边形之间的邻接关系和不具有共同边界的多边形之间的相离关系。

图7-2　表达关联空间对象的数据形式

不同类型的空间数据，其数据操作也各有各的侧重点。作为独立存在的物体，只有在两个物体相切时才会有公共边或公共点，而关联空间对象如分区形式，每两个相邻区域之间都会有一条公共边。因此，独立空间对象数据的空间操作更灵活、种类更多，其中包括:①返回逻辑值的空间操作，如拓扑关系操作中的相等、不相等、分离、相邻、相交、叠加、相切、在里面、在外面、被覆盖、包含等操作;空间秩序和顺序关系操作中的在后/在前、在上/在下、在里/包括等操作;方向关系操作中的北/南、左/右等操作。②返回数值的空间操作，如计算面积、周长、长度、直径、距离、最大距离、最小距离、方向等操作。③返回新的空间物体操作，如空间重建操作中的合并、相交、差除等操作;空间变形操作中的拉伸、旋转、平移等操作;对空间一组对象操作的找出最近对象、求VORONOI多边形等操作。

空间分区数据形式主要侧重于叠加、融合、叠印、裁减、重分类等特定的操作方式，其中比较典型的操作是叠加、融合、重分区操作，它主要应用于城市中各种用地适宜性评价中，对用地分级、用地结构分析具有重要意义。而网络空间数据形式的主要操作方式一般为求最优路径操作。