《Modeling Our World》阅读心得
在完成《Using ArcCatalog》、《Editing in ArcMap》、《Using ArcToolbox》这三本关于ArcGIS这套软件的说明文档后，我对GIS解决问题的流程也有了大致的了解。而贯穿于整个学期的《Modeling Our World》，在我看来，更像是一本关于GIS基本理论的入门书籍，它并不介绍特定软件的操作步骤，或是实际过程中的解决技巧，它更多地是从思想和方法的层面向读者阐述：如何更好地将现实世界建模到GIS的框架中。换句话说，前三本软件指南，教给我们的是“术”，而这本《Modeling Our World》，教给我们的则是---“道”。
不过话说回来，虽说这本书的阅读是贯穿整个学期的，不过实际上在各类课程作业、实习、考试的“压迫”下，再加上前三本软件文档的阅读任务，我们的时间是相当有限的，所以大部分的阅读还是在最后这段时间完成的。但是呢，我觉得这也有个好处，就是我们在完成那些专业课程的学习之后，对GIS的理解更加清晰且深入，因此再来阅读《Modeling Our World》时会有更多收获。
这本200多页的书，总共分了12章，在我看来，大致上可分为5个部分：第一部分为GIS建模的基本思想，包括第1~3章，主要讲述了对象建模的方法、地理数据存储仓库Geodatabase、地图信息的表达、GIS数据的展现等等；第二部分为地理数据的结构与特征，包括第4~6章，介绍了各类不同的地理数据结构，以及属性特征和几何特征等等；第三部分为常用的GIS工作方法，包括第7~8章，描述了基于工作流的版本
管理方法以及用于模拟人流和资源流的网络分析方法；第四部分为常用的两种数据模型，包括9~10章，详述了栅格数据模型和TIN 表面模型的结构特点和使用方式；第五部分，也就是最后一部分，为GIS建模的实际应用技巧，包括第11~12章，主要阐述了从地图中获取信息资源的方式以及在Geodatabase中设计地理数据模型的过程。
由此可见，整本书大致上还是从一般到具体的流程来围绕GIS建模进行阐述，所以我重点阅读了前3章，后面的部分则是作了一般性的了解，因为后面更具体的方法随着技术的发展也可能会发生变化，而前面的思想是不会发生太大转变的。那么下面我就针对这3章谈谈自己的心得。
第1章的标题为《对象建模与geodatabase》。很显然，这一章主要阐述的是
建模的思想，在GIS中对真实世界建立地理数据模型，我们就能更高效便捷地进行地图生产、信息查询以及功能分析等等。同时，数据库技术和软件技术的发展也促进了新一代地理数据模型的产生。同样一个地理要素，可以用不同的方式来表达，但最好的通用数据模型是不存在的，数据模型的优劣取决于我们的需求。也就是说，数据的使用方式是决定数据模型选取的关键。
在地理数据模型的发展过程中，出现了CAD模型、Coverage模型，当然还有Geodatabase模型。CAD模型的不足在于其属性数据有限，一般只有地图图层和注记标注，而Coverage在一定程度上解决了这个问题，但它的缺陷在于其要素是以统一的行为聚集的点、线、面的集合，要想实现自定义关系，则必须
编写较为复杂的代码。到了Geodatabase，就可以在不需要编写任何代码的情况下，轻松实现大量的“自定义”行为了。gis字符串是什么
Geodatabase含有四种地理数据的描述方式：描述要素（Feature）的矢量数据，描述影像（Image）、专题格网数据和表面的栅格数据，描述表面的不规则三角网络（TIN），地理寻址的addresses（地址）和locator（定位器）。其中，矢量数据可表示天然实体的形体，支持几何操作，以及特殊的注记；栅格数据则以网格形式组织，每个像元代表栅格的一个像素，可存储颜、光的反射率、植被类型和高程值等等；TIN是表面的一个模型，Geodatabase中将其表达为带有高程的结点和带有边界的三角形的集合；至于使用定位器获取地址，也是通过在Geodatabase创建位置要素的定位器信息来实现的。
另外，在目前的建模方式中比较常用的一种是面向对象的方法。与C++课程中学到的一样，面向对象的特点主要有三个：多态性、封装性、继承性。多态性是指一个对象类的行为可以与对象的变更相适应，即不管要素的存储方式如何，其操作方式都是一样的；封装性是指对象只能通过预先定义好的一系列软件方法去访问，即Geodatabase中隐藏了数据对象的内部细节并提供了标准的编程接口；继承性是指一个对象类可被定义成包含其他对象类的行为，但该类也可具有其他行为，这样也就能定制我们所需要的要素类型。
至于后面的地理数据服务、地理数据访问、创建方式、UML图还有技术动向，与建模的基本思想已经关系不大了，这里就不再赘述了。
第2章的标题为《地图如何表达信息》。地图，是我们日常生活中经常会用
到的工具，也是地理信息系统表达信息的首要方式，通过地图，人们可以了解到物体的空间布局、关系和趋势，这样也就为我们的决策提供了有效的帮助。
首先，我们可以了解到，地图的功能有以下几点：地图可以识别在某一位置上有什么东西；地图可以标明你所处的位置；地图可以让你识别用其它方式不能体现的空间分布、关系和趋势；地图可以将不同来源的数据集成到同一地理参考坐标系中；地图可以通过数据的合并或叠加来分析空间问题；地图可以用来确定两地之间的最佳路径；地图可以用来模拟未来的情况。因此，地图，是“地理信息”与“人类对信息理解”这之间的媒介。地图借用人类特有可识别的空间格局的感知能力，提供地理对象和地点的有关情况的可视化信息。
那么，地图究竟是如何表达地理信息的呢？主要有三种方法：以一系列离散的要素来表达，即以点、线、面等离散要素来表达地理要素；以一种图像或采样格网来表达，即用含有颜、光谱反射率或降雨量等信息的一系列象元表示地理要素，实际上也就是栅格图像；以一个表面的方式来表达，即将表面的外貌抽象为要素，如山脉、山峰或溪流等等。而地图上的要素都会有属性信息，对于这些信息，地图则通过这些方式来表达：描述性字符串、编码的值、离散的数字值、实数值、对象标识符等等。
一张地图中，可能会包含许多地图学元素，如指北针、标尺、图例、插图等等，但其组织方式可以归纳
为以下几条：一张地图中含有一个或两个表达地理数据的数据框；每一个数据框架具有一个或几个可以表达地图内容的地图环境；一张地图的版面图中应该包括完整的一系列地图元素。
在GIS中，表达地理信息的基本单位是图层，每个图层表达的是按照地图绘制者的规范绘制出的一系列有关的地理数据。使用此种方式会有这些好处：对于同一地理数据，你可以创建表达不同属性的图层，或者使用不同的符号化方法来创建图层。你可以对地理数据进行编辑，相应的地图图层在下次显示时也会做相应的更新。图层之间可以共享同一地理数据文件而不需要制作副本拷贝。图层可以引用网络上任一位置的可以访问的数据。
在绘制图层之前，首先需对要素进行符号化，即使用点符号、线符号、充填符号和文字符号分别描述点状要素、线状要素和面状要素。接着，在绘制要素层时，最简单的方式就是将所有要素用同一种符号表示出来。除此之外，也可使用
分类的方法将感兴趣的要素的属性描绘出来，这里由衍生出三种方式：通过特定字段值来绘制类别、通过单一的合并字段值来绘制类别、用字段中符号的名称来绘制类别。而在绘制要素的数值特征时，可以使用颜、分等级符号、呈比例符号来表示。另外，在进行属性值分级时，又可以使用属性值的自然分组分级方法、自定义分级间距的属性值分级、等间距属性值分级、用分位数来对要素进行分级等方法来进行。
最后，本章介绍了常见的两种GIS数据格式的信息表达方式。其中，栅格数据含有三种类型的数据：专题数据、光谱数据和图像。专题数据可以反映一定的现象如火情、化学物质浓度、坡度或高程等。这些都可以存贮在一个单波段的栅格中并且可以和属性表相关联；光谱数据可以与岩石或植物的已知光谱反射率作比较，从而表达地理或植被结构；栅格也可以包含扫描图或建筑物照片等数据。而TIN是表达表面的一种有效方法，它在表面发生显著变化处体现数据密度改变方面有着明显的优势。一般地，在表现表面的时候，表面平缓的地区只要求少数几个采样点，而在那些表面相对起伏的地区则需要更多的数据采样点。
第3章的标题为《GIS数据的表达》。由于GIS是一门支持地理学科的技术，因此对自然和人文环境的研究从考虑表达现实世界要素的基本方式开始。
首先，在了解GIS数据的表达之前，我们需要温习一下GIS的组成结构。地理信息系统（GIS）是技术人员、空间数据或描述数据、分析方法、计算机软、硬件相结合，各组成部分通过地理表达彼此协同处理、管理和传输信息的系统。
接着，让我们再看看GIS的应用。由于GIS已经广泛地应用于不同的方面，而且十分丰富，在此就不在多说，简单的总结一下GIS的应用：(1)通常情况下，GIS与其它应用软件相结合来完成地理的或科学的分析。GIS数据以允许进行分布式存取和访问的方式构建和保存是非常重要的。(2)开放数据体系结构在促
进地理数据与其它数据如实时数据、影像数据或企业数据库等进行集成方面非常重要。(3)印刷的地图仍然是地理数据最常用的表达方式，网络地图的访问和动态地图的应用对于制定决策正变得越来越重要。交互式访问需要更复杂的数据模型来支持丰富的查询和分析。(4)选择正确的数据结构对于分析操作非常重要。这些应用表明，连续表面、栅格格网或矢量格式的离散要素都是模拟现实世界的比较成熟的应用。
在表达现实世界的要素时，我们通常有三种方法：以矢量格式的离散数据集、以具有光谱或属性数据的像元格网和一系列三角形点拟合一个表面。具体在Geodatabase中，则用要素集和要素类实现矢量数据表达，用栅格数据集实现栅格数据表达，用不规则三角网（TIN）实现三角网数据的表达。
而在模拟表面时，我们又有三种方法：用表面栅格、用等高线和用不规则三角网的形式来表达。所谓表面栅格，即从一个具有高程的栅格数据集中，表面上任意点的高程值可以被估算出来并且可以提取一系列的等高线。栅格数据集的优点有：栅格数据集的概念模型非常简单。数据存贮也非常紧凑；栅格模型有较为完善的处理算法；栅格格式的高程数据相对较丰富并且价格不高。栅格数据集的不利之处在于：固定的格网结构与地形的变化不一致；当内插规则格网后，原始数据不会被保存；在很多应用中，线性要素不能很好地表达。等高线，即用一条具有相等高程值的线，来表达地面。等高线是最容易获得的地形信息源。其优势为：等高线适合于人为的内插；密集的等高线可以清晰地反映出局部地形的起伏。等高线有明显转角的地方往往表示该处有一条河或是一条山脊线；通过阅读等高线图，我们可以获得“土地
平面图”的感觉。而劣势则在于：等高线不适合作计算机表面模型。即使采集等高线上的所有点也不能形成一个良好的表面数据集；删除转换（等高线转换成栅格或TIN）带来的数据非常困难。转换等高线通常是建立表面模型的最后一种选择；只有将它们转换成栅格层或 TIN 后，我们才可以生成等高线的透视图或进行等高线的表面分析。TIN则是表达连续地面的一种精确且有效的模型，它可以表示点、线和多边形。通过使用TIN，可以显示表面，并对表面进行分析等各种操作。
目前，采集大量地理数据最便宜的方式就是通过卫星和航空摄影来获取，得到的影像数据通常使用栅格数据集来表示。栅格数据集可以包含地理坐标，也可作为要素属性使用。它也可以转换成其他格式的数据集从而被更好地利用。对于栅格数据集来说，GIS软件具有许多分析功能：空间转换、模拟位置特征、模拟与其他地理现象的距离、表面分析、散布分析、最小成本路径分析等等。
另外，还有一种矢量数据格式，常用于不连续要素的模拟。其要素有点、线、面三种，点代表那些太小而不能用线或面来表示的地理要素，线代表那些窄条形的、不能用面来表示的地理要素，多边形表示那些相当大的、连续的地理要素。
在本章的末尾，对矢量数据、栅格数据、TIN数据从多个方面进行了比较，这部分的内容和课本上是一样的，这里也就不重复了。
到此为止，前3章的内容也就结束了，后面的内容相比前面这几章更加细致具体，而且相对较散，关于G
IS建模的思想，到此已经基本完成了相关阐述。所以，后面的章节我这里就不再谈论了。
最后，还是做一个总结吧：完成这次阅读任务后，本学期的《GIS原理》课程就算是真正结束了。我个人觉得吧，这门课程相对其他专业课来说是比较抽象的，所以理解起来相对比较困难。而老师在日常教学中，也是比较注意向我们展示GIS的实际应用的，虽然我们并不完全理解其内在的运作机制，但也在一定程度上让我们对GIS有了更感性的认识。当然，还有这4次课外阅读的任务，也是我们深入了解GIS的重要途径。虽说时间比较紧，但当我们挤出时间来细细品读这些经典资料时，也是获益匪浅的。而对于这些经典资料，仅仅阅读一次显然是无法完全吸收其中的精华的，所以在以后的学习中，我也铭记“温故而知新”的古训，时常回头重新品读一番，尤其是之前观其大略的部分。随着我们专业学习的深入，我想我们也会有更不一样的理解吧。
最后的最后，感谢李建松老师的辛勤付出，将我领进GIS的大门，剩下的修行，就得靠我自己啦。

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