區域模型

區域模型是把地理空間中的現象作為連續的變數或體來看待,如大氣污染程度、地表溫度、土壤濕度、地形高度以及大面積空氣和水域的流速和方向等。根據不同的應用,模型可以表現為二維或三維。一個二維模型就是在二維空間中任意給定的一個空間位置上,都有一個表現某現象的屬性值。一個三維模型是在三維空間中任意給定一個空間位置上,都對應一個屬性值。一些現象如大氣污染的空間分佈本質上是三維的,但為了便於表達和分析,往往採用二維空間來表示。

具體模型

因造續變化的空間現象難以觀察,往往在有限時空範圍內獲取足夠的高精度樣點觀測值來表證場的變化。二維空間場一般採用六種具體場模型來描述。

(1)不規則分佈點。在平面區域根據需要自由選定樣點,每點對應一屬性值,其他任意位置的屬性值通過克里金內插等方法求得。

(2)規則分佈點。在平面區域布設一定數目、固定間隔、規則排列的樣點,每個點對應一屬性值,其他位置屬性值通過線性內插方法求得。

(3)規則矩形,將平面區域劃分為規則矩形區域(格網單元),每個格網單元對應一屬性值、忽略格網單元內部屬性的細節變化。

(4)不規則三角形。將平面區域劃分為簡單連通三角形,三角形頂點由樣點定義,且每個頂點對應一屬性值;區域內任意位置屬性值通過線性內插函數得到。

(5)不規則多邊形。將平面區域劃分為簡單連通的多邊形,每個區城邊界由一組點定義。並對應一個屬性值,忽略區域內部屬性的細節變化。

(6)等值線。用一組等值線,將平面區域劃分成若干區域。每條等值線對應一屬性值。兩條等值線間任意位置的屬性是兩條等值線的連續插值。

相關模型

(1)對象模型

對象模型,也稱作要素模型,將研究的整個地理空間看成一個空域,地理現象和空間實體作為獨立的對象分佈在該空域中。按照其空間特徵分為點、線、面、體4種基本對象,對象也可能與其他對象構成複雜對象,並且與其他分離的對象保持特定的關係,如點、線、面、體之間的拓撲關係。每個對象對應著一組相關的屬性以區分各個不同的對象。

對象模型強調地理空間中的單個地理現象。任何現象,不論大小,只要能從概念上與其相鄰的其他現象分離開來,都可以被確定為一個對象。對象模型一般適合於對具有明確邊界的地理現象進行抽象建模,如建築物、道路、公共設施和管理區域等人文現象以及湖泊、河流、島嶼和森林等自然現象,因為這些現象可被看做是離散的單個地理現象。

(2)網路模型

網路模型與對象模型的某些方面相同,都是描述不連續的地理現象,不同之處在於它需要考慮通過路徑相互連接多個地理現象之間的連通情況。網路是由歐式空間R中的若干點及它們之間相互連接的線(段)構成,亦即在地理空間中,通過無數「通道」互相連接的一組地理空間位置。現實世界許多地理事物和現象可以構成網路,如公路、鐵路、通信線路、管道、自然界中的物質流、能量流和信息流等,都可以表示成相應的點之間的連線,由此構成現實世界中多種多樣的地理網路。

由於網路是由一系列節點和環鏈組成的,從本質上看與對象模型沒有本質的區別。按照基於對象的觀點,網路模型也可以看成對象模型的一個特例,它是由點對象和線對象之間的拓撲空間關係構成的。