空间参照系统.doc

专题2 空间参照系统（SpatialReferenceSystems）
背景
基础
2.1.1.1地理信息最主要的是feature。一个feature对象对应于一个真实世界或抽象实体。Feature对象的属性描述了有关该实体的可度量或可描述的现象。不同于数据结构描述，geodatamodel对象从相应现实世界实体的意义中派生出他们的语义和有效使用。
通过使用参照系统的概念，属性元素被联系到现实世界。
OGM(OpenGISModel)并不依赖于实现环境的申明，但它假定一些基本类型或对象功能的存在。这些功能包括：
收集（collector）分类：基于无序集合和有序列表的收集是必须的。
结构化类型化的不同的聚合：不同类型的组合是必须的。
结构和动态类型系统：引进(import)、出口(export)、读、写和存贮结构信息及动态在运行时建立类型的能力是可能需要的。
2.2场所(location)：地点和时间（PlaceandTime）
在geodatamodel中的地点和时间并不对应于软件实体。时间和地点是可度量的，它们在特定的空间、时间参照系统中的坐标也可派生出来。由于在模型中的方法可以统一地点和时间，我们使用场所（location）来指这两者。
时空参照系统
下面的模型例图显示了场所是如何同软件实体相联系的。这个例图指出：一个语义正确的坐标几何体，如果没有它所参照的现实世界的场所和它用来参照的参照系统，是不能存在的。连接参照系统和关系连接的半圆意味着参照系统是两个对象之间关系的属性。
坐标几何体
场所

何地：place
何时：time

图2-1：场所与几何表示

参照系统的一般概念
在OpenGeodataModel中，代表实体的数字化对象是与属性值相关连，用来暗示现实世界中相应的实体拥有与此属性平行的描述。这意味着为了保持与实体的语义关联，对象应该有一个机制来关联属性值和现实世界描述。
参照系统是用来把值赋给一个场所、时间或其他描述性的数量或质量。一般地，一个参照系统可被认为是测量的标尺（scale）。它可包括序数和基数标尺或描述性词汇。这个标尺可以是离散的或连续的，线形的或圆形的。通常时空参照系统被限制到在现实向量空间上有值的基数的连续的标尺上。
一个空间参照系统是联系空间场所和数学空间中坐标元组的几何体的函数，通常是一个真实的有值的坐标向量空间，反过来联系现实世界中场所的坐标值和几何体。
一个时间参照系统是联系时间和坐标（通常为一维的点和线），并反过来联系坐标几何体到现实世界时间上。
一个时空参照系统是一个空间参照系统和时间参照系统的结合，用来把坐标几何体联系到时空中的场所。通常这个结合体用正交坐标系来表示时间和空间，但它在更为复杂和相关的环境中并非是必须的。
属性参照系统起了与数字属性（例如货币、温度、压力和其他物理度量）相似的作用。
通常在一个参照系统中用于数字属性的函数，在拓扑上是双连续的？？？；依赖于环境，两个函数中的任何一个都可能是值得首要关注的。
参照系统

参照类型
现实世界

图2-2：参照系统把类型映射到现实世界现象
2.3.1.8 图2-2中的参照系可是任何能用于描述feature的OpenGIS类型。参照系与参照类型相联系，并将这个类型映射到现实世界意义上。

空间参照系统
feature、图象或地图的地理位置隐含于地理信息的许多使用中。地理度量、feature之间空间关系表达和距离测量，都依赖于位置的已知特征。坐标系设计成用来提供对参照位置的系统表示。地理信息的互操作性要求坐标系能关联到其他坐标系上。
空间是三维的。因此基于4种可映射到3维的几何体：点、线、面和体，存在4种基本的空间参照系统类型。

名字参照系统
离散空间参照系统是基于一些名字转换的。
由于名字并非一致可预知的，我们很难给这类系统一般的申明。我们只能说名字参照系统映射到某个名字空间。从一个名字空间转换到其他系统将把坐标与所询问的地方相关连。
在一个名字参照系中，名字被唯一地关联到一个现实世界场所，因此可以被认为是geometry的一个子类。
由于对这种转换的分析方式不太可能实现，因此接口可能作为对目标空间参照系统中同一feature的不同表示的交叉系统查询来实现。

线性参照系统
线性参照系统用一个简单参数（诸如距离）来放置曲线上的对象。
该系统的普通例子是在运输系统中“里标志（mile-marker）”的使用。，通过在路边测量和放置的里标志，可以用来定位在公路上的对象。
另一例子是跟踪移动物体。参照可能使用所走的时间作为对扫过曲线（路径）上点的单一参照。
线性参照系统与更高维数参照系统间的转换，要求在参照曲线对象的目标系统中有一个表示，以及使得插入成为可能的参照点的数目。
线性参照