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时空立方体模型是一种利用概念化二维图形结合第三维即时间维的表达方式。这种模型通过三维立方体的形式，展示世界平面位置随时间演变的过程。给定特定时间点，可以从三维立方体中直接获取相应时刻的立方体截面状态。

其优点在于运用了时间维的几何特性，将空间实体视为时空体的概念，便于描述地理变化的过程。然而，该模型也存在一些缺陷。首先，随着数据量的增加，对时空立方体的操作越来越复杂，数据冗余问题日益严重。其次，在二维平面上附加时间维，其数据结构描述相当于空间对象的八叉树表示，在三维空间上附加时间维相当于空间对象的十六叉树表示，这使得三维立方体的表达方面存在一定难度。

另一种模型是序列快照模型，即通过保存一系列时间片段的快照来近似反映地理现象的空间演化过程。该模型分为矢量运算快照模型和栅格快照模型，前者适用于外边界较为稳定的图层，能够很好地存储历史数据，但分析能力较为有限。其优点在于易于使用GIS软件实现，可方便地反映整个空间某一时刻的特征状态，并且当前数据库总能保持有效状态。然而，该模型也存在缺陷：未变特征的记录会导致数据冗余问题，且难以处理时空对象之间的时态关系。

基态修正模型是另一种存储地理数据的方式。按事先设定的时间间隔采样，只存储研究过去某时刻的数据状态（称为基态）以及相对基态的一系列变化量。这种方法易于GIS系统实现，但其历史查询和分析效率较低。该模型的优点在于可以显著提高时态分辨率，减少数据冗余，并通过归档数据跟踪变化的空间目标。然而，其缺陷也不容忽视：较难处理给定时刻时空对象间的空间关系，检索较远状态的效率较低，且难以进行空间对象和时态属性的双向查询。

最后，我们来看时空复合模型。该模型以基图为起点，表示最初的实体状况，每次数据库更新生成一个覆盖层。若该层经过错误检查得到认可，则叠加至系统中。该模型将空间变化和属性变化映射为空间的变化，包含了时间分析所需的拓扑结构。其优点在于利用静态的属性表表达动态的时空变化过程，实质上是序列快照模型与基态修正模型的折中。然而，该模型也面临一些困难：涉及多边形碎片化问题，对关系数据库过分依赖，导致数据库对象标识符的修正复杂且涉及多层次关系链，难以高效处理，且无法借助现有GIS系统实现。

通过以上对比分析，可以更好地理解各类时空模型的特点和适用场景。GIS课外知识补充书在超过100页的篇幅中，详细阐述了诸多前沿理论知识，旨在为考研备考提供全面的支持。有需要的考研学子可随时留言索取。