空间数据模型是空间现象在计算机中抽象表达的基础，有栅格模型和矢量模型两种基本的表示模型。在栅格模型中，地理空间被划分为规则的小单元，空间位置由像元的行、列号表示。像元的大小反映了数据的分辨率即精度，空间物体由若干个像元隐含表达。例如，一条道路有其值为道路编码的一系列相关联的像元表示，要从数据库中删除这条道路，则必须将所有有关像元的值改变成该道路领域的背景值。栅格模型的设计思想是将地理空间看作一个连续的整体。栅格模型中最常用也是最简单的格网形式为正方形格网，除此外还包括三角形格网和六边形格网。正方形格网与矩阵数值形式最为相近，其坐标记录和计算最为容易，因而大多数栅格地理和数字图像都采用了正方形格网这种栅格模型。栅格模型的缺点在于难以表示不同要素占据相同位置的情况，这是因为一个栅格被赋予了一个特定数值，因此一幅栅格地图仅适宜表示一个主题，比如地貌、土地利用等。在栅格模型中，栅格大小的确定是关键。根据抽样原理，当一个地物的面积小于1/4个栅格时就无法予以描述，而只有面积大于一个栅格时才能确保被反映出来。
矢量模型和栅格模型都有各自的优缺点：矢量模型是面向实体的表示方法，以具体的空间物体为独立描述对象，因此物体愈复杂，描述愈困难，数据量亦随之增大，如线状要素愈弯曲，抽样点则愈密。栅格模型是面向空间的表示方法，将地理空间作为整体进行描述，具体空间对象的复杂程度不影响数据量的大小，也不会增加描述的难度。矢量方法显示的描述空间物体之间的关系，关系一旦被描述，运用起来就相当方便，如对街道在矢量方法表示的数据上，只要记录了线段之间的连接关系，是很容易开展网络分析的。栅格模型是对投影空间的直接量化，隐式描述空间物体之间的关系，这种描述既可以认为是零描述，即没有记录物体间的关系，也可以认为是全描述。栅格和矢量数据需要根据不同的应用背景进行相互转化，这个过程称为栅格化或者矢量化，其基本原理如图8-4所示。
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图8-4 栅格、矢量数据及其相互转化
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