GIS怎樣組織數(shù)據(jù)以模擬地理亊物和現(xiàn)象呢？地球表層物質(zhì)和運(yùn)動(dòng)極其復(fù)雜，不難理解，為了用計(jì)算機(jī)研究沒(méi)有方程表達(dá)的地理事物和現(xiàn)象的時(shí)空分布、組合和發(fā)展變化,地理信息科學(xué)首先必須把所關(guān)注的地物抽取出來(lái)，并加以簡(jiǎn)化、抽象，建立概念模型，以便計(jì)算機(jī)表達(dá)各種地理事物 或?qū)嶓w的空間位置、形狀和屬性，以及它們之間的空間相互關(guān)系和其他相互聯(lián)系。
例如，我們關(guān)注一條河邊有一個(gè)人和一只足球。注意如前所述，地理空間是人類之居所，地理空間的事物幾千年來(lái)已被人類 從很多學(xué)科的角度來(lái)加以認(rèn)識(shí)。在這條河邊，藝術(shù)家可能因這只足球的形態(tài)而具體地描繪它；物理學(xué)家可能從力學(xué)角度計(jì)算這只足球因受力加速運(yùn)動(dòng)將到達(dá)的位置；水力學(xué)家則可能利用流體力學(xué)理論來(lái)計(jì)算水體運(yùn)動(dòng)；還可能有若干專家從多個(gè)學(xué)科角度來(lái)研究這個(gè)人，等等。但是，現(xiàn)在GIS是把它們作為地理事物來(lái)進(jìn)行自然科學(xué)的考察，關(guān)注的是此時(shí)人、足球與河的空間位置及其相互關(guān)系。因此，我們需要將人、足球與河分別簡(jiǎn)化，抽象為一個(gè)點(diǎn)和一條（或兩條）線，表達(dá)出三者的相互位置關(guān)系，并用一一對(duì)應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)去說(shuō)明這兩個(gè)點(diǎn)和這條線是人、足球與河，而不是其他的什么東西；有必要的話，還可用進(jìn)一步的屬性數(shù)據(jù)去說(shuō)明這只足球是這個(gè)人踢到河邊現(xiàn)有位置的。
我們將GIS所抽象、表達(dá)的地理事物和現(xiàn)象，稱為空間對(duì)象；空間對(duì)象的位置相互關(guān)系，稱為空間關(guān)系。以上例可見(jiàn)，為了表達(dá)空間對(duì)象及其空間關(guān)系，我們還必須用幾何手段去 描述空間對(duì)象本身的形狀及其所占的空間位置。同時(shí)，用屬性數(shù)據(jù)去說(shuō)明空間對(duì)象及它們之間的空間關(guān)系和其他相互聯(lián)系。這就是GIS數(shù)據(jù)建模的主要對(duì)象。
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