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第4章地理信息系统空间数据库-1

第四章地理信息系统空间数据库（1）

第四章地理信息系统空间数据库

第1节空间数据库概述

第2节传统的数据模型

第3节语义和面向对象数据模型

第4节空间数据库逻辑模型设计和物理设计第5节GIS空间时态数据库

第一节空间数据库概述?空间数据库的概念

?空间数据库的设计

?空间数据库的实施和维护

一、空间数据库的概念

1. 数据库的相关概念

①数据库：是指长期储存在计算机内有结构的、大量的、可共享的数据集合。

②数据库管理系统：是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件；他的功能包括：数据定义，数据操作，数据库的运行管理，数据库的建立和维护。

③数据库系统：指在计算机系统中引入数据库后的系统，它由数据库、数据库管理系统及其开发工具、应用系统、数据库管理员和用户构成。

④数据库系统管理员：负责数据库的建立、使用和维护的专门人员。

2. 空间数据库的相关概念

空间数据库：是地理信息系统在计算机物理存储介质存储的与应用相关的地理空间数据的总合，以一系列特定结构的文件形式组织后存储在介质上。

空间数据库（系统）组成：包括3部分

?空间数据库：是地理信息系统在计算机物理存储介质存储的与应用相关的地理空间数据的总合，一般是以一系列特定结构的文件形式组织后存储在介质上。

?空间数据库管理系统：是指能够对物理介质上存储的地理空间数据进行语义和逻辑上的定义，提供必需的空间数据查询检索和存取功能，以及能够对空间数据进行有效的维护和更新的一套软件。?空间数据库应用系统：应用模块。

空间数据库是GIS中存储的与应用相关的地理空间数据的总和。（是GIS基本且重要的组成部分）

数据库＝数据库系统

传统数据库与空间数据库的比较

传统数据库空间数据库

数据连续性/相关性

不连续

海量空间数据存储技术研究.

海量空间数据存储技术研究作者：作者单位：唐立文，宇文静波唐立文(装备指挥技术学院试验指挥系北京 101416，宇文静波(装备指挥技术学院装备指挥系北京 101416 相似文献(10条 1.期刊论文戴海滨.秦勇.于剑.刘峰.周慧娟铁路地理信息系统中海量空间数据组织及分布式解决方案 -中国铁道科学2004,25(5 铁路地理信息系统采用分布式空间数据库系统和技术实现海量空间数据的组织、管理和共享.提出中心、分中心、子中心三层空间数据库分布存储模式,实现空间数据的全局一致和本地存放.铁路基础图库主要包括不同比例尺下的矢量和栅格数据.空间数据库的访问和同步采用复制和持久缓存.复制形成主从数据库结构,从数据库逻辑上是主数据库全部或部分的镜象.持久缓存是在本地形成对远程空间数据的部分缓存,本地所有的请求都通过持久缓存来访问. 2.学位论文骆炎民基于XML的WebGIS及其数据共享的研究 2003 随着计算机技术、网络通信技术、地球空间技术的发展，传统的GIS向着信息共享的WebGIS发展，WebGIS正成为大众化的信息工具，越来越多的 Web站点提供空间数据服务。但我们不得不面对这样的一个现实：数以万计的Web站点之间无法很好地沟通和协作，很难通过浏览器访问、处理这些分布于Web的海量空间数据；而且由于行业政策和数据安全的原因，这些空间资源

大多是存于特定的GIS系统和桌面应用中，各自独立、相对封闭，从而形成空间信息孤岛，难以满足Internet上空间信息决策所需的共享的需要。此外，从地理空间信息处理系统到地理空间信息基础设施和数字地球，地理空间信息共享是它们必须解决的核心问题之一。因此，对地理空间信息共享理论基础及其解决方案的研究迫在眉睫；表达、传输和显示不同格式空间数据，实现空间信息共享是数字地球建设的关键技术之一，GIS技术正在向更适合于Web的方向发展。本文着重于探索新的网络技术及其在地理信息领域中的应用。 3.学位论文马维峰面向Virtual Globe的异构多源空间信息系统体系结构与关键技术 2008 GIS软件技术经过30多年的发展，取得了巨大发展，但是随着GIS应用和集成程度的深入、Internet和高性能个人计算设备的普及，GIS软件技术也面临着诸多新的问题和挑战，主要表现为：GIS封闭式的体系结构与IT主流信息系统体系结构脱节，GIS与其他IT应用功能集成、数据集成困难；基于地图 (二维数据的数据组织和表现方式不适应空间信息应用发展的需求；表现方式单一，三维表现能力不足。现有GIS基础平台软件的设计思想、体系结构和数据组织已经不适应GIS应用发展的要求，尤其不能适应“数字地球”、“数字城市”、“数字区域”建设中对海量多源异构数据组织和管理、数据集成、互操作、应用集成、可视化和三维可视化的需求。 Virtual Globe 是目前“数字地球”最主要的软件实现技术，Vtrtual Globe通过三维可视化引擎，在用户桌面显示一个数字地球的可视化平台，用户可以通过鼠标、键盘操作在三维空间尺度对整个地球进行漫游、缩放等操作。随着Google Earth的普及，Virtual Globe已成为空间数据发布、可视化、表达、集成的一个重要途径和手段。 Virtual Globe技术在空间数据表达、海量空间数据组织、应用集成等方面对GIS软件技术具有重要的参考价值：从空间数据表达和可视化角度，基于Virtual Globe的空间信息可视化方式是GIS软件二维电子地图表达方式的最好替代者，其空间表达方式可以作为基于地图表达方式的数字化天然替代，对于GIS基础平台研究具有重要借鉴意义；从空间数据组织角度，Virtual Globe技术打破了以图层为基础的空间数据组织方式，为解决全球尺度海量数据的分布式存取提供了新的思路；从应用集成和空间数据互操作角度，基于VirtualGlobe的组件化GIS平台可以提供更好的与其他IT系统与应用的集成方式。论文在现有理论和技术基础上，借鉴和引入

地理信息系统第一章

第 1 次课日期周次星期学时 2 一、本次教学目标掌握地理信息系统的基础知识，掌握地理信息系统组成及其功能；地理信息系统概念；地理信息系统与相关学科的关系；地理信息系统的发展。二、内容纲要第一章地理信息系统概论第一节地理信息系统的基本概念一、信息、地理信息 1、信息和数据信息（Information）是用文字、数字、符号、语言、图像等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，从而向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实和知识，作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。数据是一种未经加工的原始资料。数字、文字、符号、图像都是数据。数据是客观对象的表示，而信息则是数据内涵的意义，是数据的内容和解释。 2、地理信息地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释。而地理数据则是各种地理特征和现象间关系的符号化表示，包括空间位置、属性特征（简称属性）及时域特征三部分。空间位置、属性及时间是地理空间分析的三大基本要素。 3、地理信息的特征地理信息除了具有信息的一般特性，还具有以下独特特性： ⑴空间分布性。 ⑵数据量大。 ⑶信息载体的多样性。二、信息系统 1、信息系统的基本组成信息系统（IS－Information System）是具有采集、管理、分析和表达数据能力的系

统。在计算机时代信息系统都部分或全部由计算机系统支持，并由计算机硬件、软件、数据和用户四大要素组成、另外，智能化的信息系统还包括知识。 2、信息系统的类型根据系统所执行的任务，信息系统可分为事务处理系统（Transaction Process System）和决策支持系统（DSS－Decision Support System）。事务处理系统强调的是数据的记录和操作，民航定票系统是其典型示例之一。决策支持系统是用以获得辅助决策方案的交互式计算机系统，一般是由语言系统、知识系统和问题处理系统共同构成。三、地理信息系统地理信息系统（GIS－Geographic Information System），是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。第二节GIS的发展概况一、国际发展状况综观GIS发展，可将地理信息系统发展分为以下几个阶段： 1、地理信息系统的开拓期（60年代） 1963年，加拿大测量学家Roger F. Tomlinson首先提出了地理信息系统这一术语，并建立了世界上第一个实用的地理信息系统——加拿大地理信息系统（CGIS），用于自然资源的管理和规划。 2、地理信息系统的巩固发展期（70年代） 3、地理信息系统技术大发展时期（80年代）大名鼎鼎的ESRI Arc Info / GIS在1981年首次发布，MapInfo于1986年成立。 4、地理信息系统的应用普及时代（90年代） 1998年1月31日美国副总统戈尔在加利福尼亚州提出的“数字地球”战略也包括地理信息系统。二、国内发展状况第三节地理信息系统的构成完整的GIS主要由四个部分构成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理空间数据和系统管理操作人员，其核心部分是计算机软硬件系统，空间数据库反映了GIS的地理内容，而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息的表现方式一、计算机硬件系统 1、计算机主机；

地理信息系统考点整理

第一章绪论： 1. 基本概念地理数据：各种地理特征和现象间关系的数字化表示。（地理数据是与地理环境要素有关的物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的梳子、文字、图像和图形的总称。）地理信息：有关地理实体和地理现象的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，是对表达地理特征和地理现象之间关系的地理数据的解释（特征：空间、时间、属性）地理信息系统：在计算机软、硬件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。 2. GIS的定义：即地理信息系统（Geographic Information System或Geo—Information system， GIS）有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。 3. GIS由哪几部分组成? ①硬件系统：输入设备、处理设备、存储设备和输出设备 ②软件系统：GIS支撑软件、GIS平台软件、GIS应用软件 ③网络：局域网、广域网、无线网络、Internet/Intranet/Extranet；主要作用信息传输 ④空间数据：是指地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文景观数据⑤人员 4. GIS的主要功能有哪些 ①空间数据的采集和输入②空间数据的编辑与管理③空间数据的处理与转换 ④空间查询与空间分析⑤空间数据的显示与输出应用功能：包括资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策第二章

第一章绪论

第一章绪论 1.地理参照数据：描述地球表面空间要素的位置和特征的数据，即空间数据和属性数据两种组成。（P5） 2.空间数据：描述空间要素几何特性的数据，可以使离散的或连续的；属性数据：描述空间要素特征的数据。 3.矢量数据和栅格数据之间的不同：矢量数据适用于表示离散要素，而栅格数据适用于表示连续要素。它们结构也不同，栅格数据模型使用行、列式单一数据结构和固定像元位置。矢量数据模型可以是地理相关的或是基于对象的，是否拓扑均可，且可包括单一或复合要素。 4.地理相关数据模型和基于对象数据模型之间的不同：存储方式不同。地理相关模型使用不同的数据系统分部存储空间数据和属性数据；基于对象数据模型则将空间数据和属性数据存储在统一的数据系统中。 5.矢量数据分析的工具和技术：缓冲区建立（由选择的要素量测直线距离来创建缓冲区）、地图叠置（将不同图层的几何形态和属性组合而创建输出图层）、距离量算（计算空间要素之间的距离）、空间统计（检测要素之间的空间依赖性和聚集模式）和地图操作（管理和改变数据库中得图层）。 6.栅格数据分析的操作：局部（对单个像元操作）、邻域、分区（对一组相同值的像元或类似要素的操作）和整体操作（对整个栅格进行操作）。经常用数学函数将输入和输出联系起来。 7.习题：①将Raster文件、Shapefile文件导入Geodatebase;②gird文件生成坡度图的方法和流程；③*.mxd是什么文件，具有什么功能。第二章坐标系统 1.大地基准在GIS中的重要性：大地基准是地球的一个数学模型，可作为计算某个位置地理坐标的参照或基础。大地基准的定义可包括大地原点、用于计算的椭球参数、椭球与地球在原点的分离。大地基准的概念还可用于测量海拔和高度。 2.地图投影（球形的地球表面到平面的转换过程）：经纬线在平面上的系统安排。 3.根据所保留性质描述地图投影的4种类型：正形投影、等积投影、等距投影、等方位投影。 4.通过投影或可展曲面描述地图投影的3中类型：圆柱投影、圆锥投影、方位投影。 5.标准线和中央线的差异：标准线是定义地图投影的一个普通参数，与切割状态直接相关，标准线指明投影变形分布的模式；而中心线定义了地图投影的中心或原点。 6.比例系数与主比例尺如何建立关系：比例系数是局部比例尺与主比例尺的比值。

Oracle数据库的空间数据类型

Oracle数据库中空间数据类型随着GIS、CAD/CAM的广泛应用，对数据库系统提出了更高的要求，不仅要存储大量空间几何数据，且以事物的空间关系作为查询或处理的主要内容。Oracle数据库从9i开始对空间数据提供了较为完备的支持，增加了空间数据类型和相关的操作，以及提供了空间索引功能。 Oracle的空间数据库提供了一组关于如何存储，修改和查询空间数据集的SQL schema与函数。通过MDSYS schema规定了所支持的地理数据类型的存储、语法和语义，提供了R-tree空间数据索引机制，定义了关于空间的相交查询、联合查询和其他分析操作的操作符、函数和过程，并提供了处理点，边和面的拓扑数据模型及表现网络的点线的网络数据模型。 Oracle中各种关于空间数据库功能主要是通过Spatial组件来实现。从9i版本开始，Oracle Spatial空间数据库组件对存储和管理空间数据提供了较为完备的支持。其主要通过元数据表、空间数据字段（即SDO_GEOMETRY字段）和空间索引来管理空间数据，并在此基础上提供一系列空间查询和空间分析的函数，让用户进行更深层次的GIS应用开发。Oracle Spatial使用空间字段SDO_GEOMETRY存储空间数据，用元数据表来管理具有SDO_GEOMETRY字段的空间数据表，并采用R树索引和四叉树索引技术来提高空间查询和空间分析的速度。 1、元数据表说明。 Oracle Spatial的元数据表存储了有空间数据的数据表名称、空间字段名称、空间数据的坐标范围、坐标参考信息以及坐标维数说明等信息。用户必须通过元数据表才能知道ORACLE数据库中是否有Oracle Spatial的空间数据信息。一般可以通过元数据视图（USER_SDO_GEOM_METADATA）访问元数据表。元数据视图的基本定义为： ( TABLE_NAME V ARCHAR2(32), COLUMN_NAME V ARCHAR2(32), DIMINFO MDSYS.SDO_DIM_ARRAY, SRID NUMBER

地理信息系统试题集(考试资料)

一、判断题（正确的划“√”，错误的划“×”） 1．高程指空间参考的高于或低于某基准面的垂直位置，主要用来提供地形信息。（√） 2．游程编码结构属于矢量数据结构中的一种。（×） 3．在ArcGIS软件中，新建图层（要素类）在ArcCatalog中进行。（√） 4．TIN的中文全称是不规则三角网。（√） 5．在栅格数据结构中，一个点是由一个栅格单元来表达的。（√） 6．分辨率越高，一个栅格单元代表的实地面积越大。（×） 7．ArcGIS软件是由中国的超图公司开发的。（×） 8．Shapefile是一种栅格数据格式，它不能转换为ArcGIS识别的格式。（×） 9．“Must Not Overlap”是ArcGIS中的拓扑规则之一。（√） 10．DEM的中文全称是数字高程模型。（√）二、名词解释第一章 1．数据：是通过数字化或直接记录下的可以被鉴别的符号，是一种未经加工的原始资料。 2．信息：是向人们或机器提供的关于现实世界各种事实的知识，是数据、消息中所包含的意义，它不随载体物理形式的改变而改变。 3．地理信息系统：是由两个部分组成的。一方面，地理信息系统是一门学科，是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科；另一方面，地理信息系统是一个技术系统，是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。第二章 4．对象模型：也称为要素模型，将研究的整个地理空间看成一个空域，地理现象和空间实体作为独立对象分布在该空域中。 5．场模型：也称域模型，是把地理现象作为连续变量或体来看待，如大气污染度、地表温度、土壤湿度和地形地貌等。第四章 6．数据处理：就是对采集的各种数据，按照不同的方式方法对数据形式进行编辑运算，清除数据冗余，弥补数据缺失，形成符合用户要求的数据文件格式。7．空间内插：是一种通过已知点数据推求同一区域其他未知点数据的计算方法。8．空间外推：则是通过已知区域数据，推求其他区域数据的方法。 9．元数据：是关于数据的描述性数据信息，说明数据内容、质量、状况和其他

武汉大学空间数据库复习资料整理

《空间数据库原理》第一章数据库 1、空间数据库：①提供结构用于存储和分析空间数据②空间数据由多维空间的对象组成③在标准数据库中存储空间数据需要大量的空间，从一个标准数据库中检索查询空间数据需要很多时间并且很累赘，通常导致很多错误。 2、DBMS:（数据的操作系统）一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库。SDBMS：增加了处理空间数据功能的DBMS。①在它的数据模型中提供空间数据类型和查询语言②至少在执行时支持提供空间数据类型：空间索引；空间链接有效的算法。在地理信息系统中为什么要研究专门的空间数据库系统？ 1.空间数据库能提供结构存储和空间数据分析 2.空间数据库包含多面空间的对象 3.在标准数据库中存储空间数据会需要过多的空间 4.标准数据库的查询反馈和空间数据分析会消耗过多时减并且留下大量错误空间 5.空间数据库能提供更多有效率的存储和空间数据分析 3、哈希（Hash）函数：一种将任意长度的消息压缩到某一固定长度的消息摘要的函数。质数除余法（直接取余法）：f(x):=x mod maxM ;maxM一般是不太接近2^t的一个质数。乘法取整法：f(x):=trunc((x/maxX)*maxlongit) mod maxM，主要用于实数。平方取中法：f(x):=(x*x div 1000 ) mod 1000000);平方后取中间的，每位包含信息比较多。第二章数据库基本原理 1、数据模型Data Model：关于数据基础或对象以及他们之间的关系的抽象描述被表示在一个数据库中。 3、概念数据模型：也称语义模型，关于实体和实体间联系的抽象概念集，用统一的语言描述、综合、集成的用户视图。 2、数据字典：是指对数据库的内容包括数据项和属性码定义，是元数据的重要组成部分。（是指对数据的数据项、数据结构、数据流、数据存储、处理逻辑、外部实体等进行定义和描述，其目的是对数据流程图中的各个元素做出详细的说明。） Metadata：是描述数据的数据，主要是描述数据属性的信息，用来支持如指示存储位置、历史数据、资源查找、文件记录等功能。 3、数据库设计和实现：①需求分析②概念数据建模③逻辑建模（参考DBMS和基础数据模型）④物理建模或者实现（参考物理存储和电脑环境）。需求调查：根据数据库设计的主题对用户的需求进行调查，了解用户特点和要求，取得设计者与用户对需求的一致看法。需求分析：指的是在创建一个新的或改变一个现存的系统或产品时，确定新系统的目的、范围、定义和功能时所要做的所有工作。 4、E-R图：描述对象类型之间的关系，是表示概念模型的一种方式。第三章基本空间概念 1、凸多边形：把一个多边形任意一边向两方无限延长成为一条直线，如果多边形的其他各边均在此直线的同旁，那么这个多边形就叫做凸多边形。 2、点集拓扑：一个基于相邻关系定义拓扑学空间的方法。 3、大圆距离：大圆距离指的是从球面的一点A出发到达球面上另一点B，所经过的最短路径（圆弧）的长度。曼哈顿距离：两个点上在标准坐标系上的绝对轴距之总和。 4、欧式空间（欧几里德空间）：空间的坐标模型。作用：能将空间属性转化为以实数为元组的属性；坐标系包括一个确定的原点和在原点交叉的一对正交轴线。

海量空间数据组织及存储方案

本栏目责任编辑：代影数据库与信息管理Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术第6卷第29期(2010年10月)海量空间数据组织及存储方案李慧玲（长治学院计算机系，山西长治046011）摘要：目前信息管理系统中需要存储的数据越来越多，而且数据的结构也变的越来越复杂。那么如何来组织和存储数据就变得很重要。该文以土地档案海量数据为例，从数据的存储方式、空间数据引擎以及利用关系数据库三个方面进行说明MAPGIS 是如何组织和管理海量空间数据的。关键词：GIS 技术；海量空间数据；图档一体化中图分类号：TP311文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2010)29-8168-02 Organization and Storage Solutions of Massive Spatial Data LI Hui-ling (Computer Science Department,Changzhi University,Changzhi 046011,China) Abstract:The current information management systems need to store more data,and data structure becomes more and more complex.So how to organize and store data becomes very important.This land mass data files,for example,from the data is stored,spatial data and the use of relational database engines are described from three aspects that MAPGIS is how to organize and manage massive spatial data.Key words:GIS technology;massive spatial data;integration of drawing and files 现阶段，档案管理正在从以纸质档案管理为主逐步向以纸质档案管理和电子档案管理并重发展转变。随着信息化程度的提高，档案管理最终将以电子档案管理为主。土地档案的数据越来越多，而且除了海量属性数据之外，还有图形数据等等，那么如何来更好的存储这些海量空间数据才是真正的解决土地档案管理问题。本文利用GIS 技术和采用关系数据库结合的方式从三方面叙述并解决了这个问题，并能实现图档一体化管理。 1数据在GIS 中是如何存储的目前，数据的存储方式有以下三种：1)GIS 数据是通过文件与关系数据库两者的结合来共同存储和管理的。当前大部分GIS 应用软件都是采用这种方式来对数据进行管理的。2)GIS 应用软件中的所有数据都存储在文件中。所谓的文件存储也就是将所有的数据包括空间数据和非空间数据都存储在一个或者多个文件中。3)采用数据库来存储和管理空间数据和属性数据的方式。通过这种方式来存储数据，包括空间数据和属性数据，即空间数据也可存放在数据库中。利用数据库来存储海量空间数据，这是GIS 应用软件发展的必然趋势。通过数据库来存储空间数据，解决了用文件存储空间数据时，对数据不能进行并发操作的缺点；用C/S (Client/Server)的操作模式，解决了以前空间数据不能进行分布式处理等问题。它从理论上保证了数据的完整性和数据的共享性，实现了属性数据和空间数据的一体化存储。利用关系数据库来存储空间数据将GIS 本身的问题转移到数据库的领域中，给开发GIS 应用软件的开发带来了新的解决方向[1]。就目前的形势，大型数据库厂商越来越重视空间数据的存储，通过研究与摸索，大型数据库厂商各自推出了自己的关于空间数据存储的解决方案，如0racle Satial ，B lade,Informix Satial 。GIS 技术的发展在这些厂商对于空间数据存储的支持下，有了更广阔的应用前景。无论采用哪种模式建立GIS 系统，通过利用0rac1e 的空间数据存储技术，在开发GIS 产品中，都可以跳过传统GIS 平台开发时所需要的一些必要的步骤，解决了大型空间数据不能多人维护数据的问题。另外数据库本身自带的一些特点，可以解决GIS 存在的一些问题：比如说数据库可支持多用户并发操作，克服了文件方式不能多用户同时操作数据的缺点，同时由于数据库的支持克服了以前由于不同GIS 厂商之间数据文件格式不同，导致的空间数据从一个GIS 平台移植到另外一个GIS 平台上数据处理的复杂性，从而保证空间数据能够做到完全意义上的共享，提高了GIS 系统的可用性和实用性[2]。这样GIS 平台的发展加上数据库技术的提高，两者的结合可以很好的解决土地档案海量空间数据的存储问题。 2SDE SDE 中文全称是，空间数据引擎。现在市场上的数据库几乎都是利用关系原理建立的，可是GIS 管理数据强调空间性以及拓扑关系，明显GIS 数据是不能直接存储在这些数据库中的，更不能对其进行查询了。所以要结合两者，并利用各自的优势，就要有一个中间件来联系数据库和GIS 系统。MAPGIS 就是在关系数据库的基础上，增加了联系二者的纽带?—空间数据引擎(SDE)，空间数据引擎将客户端接收到的空间数据、属性数据的查询、添加、修改等操作转换成数据库中的关系操作。同时SDE 还优化了对数据库的操作，而且SDE 为系统管理员或客户端提供了GIS 的概念模型，利用SDE ，可以直接以GIS 的概念对数据进行维护和权限管理，使用户脱离了关系数据库中许多繁琐的细节等。空间数据引擎还增加了关系数据库中实现不了一些功能，对数据进行自动检查和维护功能，如拓扑一致性检查等。当然近些年来，关系数据库也在不断的更新和发展，其技术也慢慢地成熟起来，实现了利用关系数据库对空间数据和属性数据进行一体化管理和存储，这种现象已经成为GIS 平台发展的一个趋势。空间数据引擎(Satial Data Engine)，收稿日期：2010-08-15 ISSN 1009-3044 Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术Vol.6,No.29,October 2010,pp.8168-8169E-mail:jslt@https://www.wendangku.net/doc/351679268.html, https://www.wendangku.net/doc/351679268.html, Tel:+86-551-569096356909648168

空间数据库概论答案

空间数据库概论答案【篇一：数据库系统概论试题及答案整理版】 >第一章绪论一、选择题 1. 在数据管理技术的发展过程中，经历了人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段。在这几个阶段中，数据独立性最高的是a阶段。 a．数据库系 2. 数据库的概念模型独立于a。 a．具体的机器和dbms 3. 数据库的基本特点是b。 a.(1)数据结构化 (2)数据独立性 (3)数据共享性高，冗余大，易移植 b.(1)数据结构化 (2)数据独立性 (3)数据共享性高，冗余小，易扩充 c.(1)数据结构化 (2)数据互换性 (3)数据共享性高，冗余小，易扩充 (4)统一管理和控制(4)统一管理和控制(4)统一管理和控制 b．e-r图 c．信息世界 d．现实世界 b．文件系统 c．人工管理 d．数据项管理 d.(1)数据非结构化 (2)数据独立性 (3)数据共享性高，冗余小，易扩充(4)统一管理和控制 4. b是存储在计算机内有结构的数据的集合。 a．数据库系统 5. 数据库中存储的是c。 a. 数据 6. 数据库中，数据的物理独立性是指c。 a．数据库与数据库管理系统的相互独立 b．用户程序与dbms的相互独立 c．用户的应用程序与存储在磁盘上数据库中的数据是相互独立的d．应用程序与数据库中数据的逻辑结构相互独立 7. 数据库的特点之一是数据的共享，严格地讲，这里的数据共享是指d。

a．同一个应用中的多个程序共享一个数据集合 b．多个用户、同一种语言共享数据 c．多个用户共享一个数据文件 d．多种应用、多种语言、多个用户相互覆盖地使用数据集合 b. 数据模型 c. 数据及数据间的联系 d. 信息 b．数据库 c．数据库管理系统 d．数据结构 8. 数据库系统的核心是b。 a．数据库 9. 下述关于数据库系统的正确叙述是 a 。 a．数据库系统减少了数据冗余b．数据库系统避免了一切冗余 c．数据库系统中数据的一致性是指数据类型一致 d．数据库系统比文件系统能管理更多的数据 10. 数将数据库的结构划分成多个层次，是为了提高数据库的 b ①和 b ②。①a．数据独立性 ②a. 数据独立性 11. 数据库(db)、数据库系统(dbs)和数据库管理系统(dbms)三者之间的关系是 a 。 a．dbs包括db和dbmsc．db包括dbs和dbms 12. 在数据库中，产生数据不一致的根本原因是d。 a．数据存储量太大 b．没有严格保护数据 d．数据冗余 b．ddms包括db和dbs d．dbs就是db，也就是dbms b．逻辑独立性 b．物理独立性 c．管理规范性 c．逻辑独立性 d．数据的共享 b．数据库管理系统 c．数据模型 d．软件工具 d．管理规范性 c．未对数据进行完整性控制 13. 数据库管理系统(dbms)是d。 a．数学软件

基于SQLServer的空间数据存储器的设计与实现

长春理工大学学报 Journal of Changchun University of Science and Technology 第7卷第3期2012年3月 Vol.7No.3Mar.2012 基于SQLServer 的空间数据存储器的设计与实现刘宝娥（集宁师范学院，内蒙古乌兰察布，012000）［摘要］随着信息技术的发展，数据量的逐渐膨胀以及分布式地理信息系统GIS 中的发展，对空间数据以及地理数据的管理提出了更高的要求，而传统的关系型数据库难以满足空间数据存储以及地理信息系统客户端应用程序连接的需要，由此，应通过以面向实体的数据模型为基础，通过SQLServe 的关系型数据库的管理系统，以相应的功能以及数据引擎技术，实现了对海量空间数据的一体化存储，满足了地理信息系统的实际发展需求。［关键词］SQLServe ；空间数据；存储器；设计；实现［中图分类号］ TP311.132.3 ［文献标识码］ A ［作者简介］刘宝娥（1975-），女，在职硕士，讲师，研究方向为计算机教学。空间数据管理包括空间数据模型和空间数据库两个方面的内容体系。当前，地理信息系统基础软件平台所沿用的空间数据模型，从而在一定程度上导致了空间实体关系以及时空变化的相关描述与表达、数据的组织、空间的分析等方面具有较大的局限性，难以满足新时期空间信息系统基础软件平台的以及应用系统发展的实际需要，由于现实对象较多，从而导致了空间关系日渐复杂，要描述空间对象之间的关系需要大量的数据，由此，对空间复杂数据的管理应基于空间数据模型，构建空间数据库系统。通过以地理信息系统软件的发展需求为基础，结合MAPGIS 面向实体的空间数据模型以及SQLServer 数据库的应用特点，实现了利用空间数据引擎实现对空间数据与属性数据的一体化存储方式的设计和实现。一、空间数据存储器系统设计（一）空间数据模型对空间数据模型的研究以及设计在当前地理信息系统（GIS ）发展过程中有着重要的作用。空间数据模型MAPGIS 中采用了面向对象的设计原则和思想，通过以地理实体为中心，实现对面向实体的空间数据模型的构建和发展。建立观察范围内部的地理世界的视图模式。该模型以描述实体特性以及实体之间关系为基础，实现对人类理解的地理世界语义环境的模拟。MAPGIS 空间数据模型以地理数据库—数据集—类为数据组织的层次，也就是非空间的实体抽象为了实际的对象，而空间的实体则被抽象地定义为要素，具有同样类型结构的要素构成了要素类，同样类型的对象构成了对象类。若干要素类以及对象类组成了要素集，要素集的汇集则构成了地理的信息数据库。由此，从相应体系的结构上可分为参照系、要素类、对象类、关系类、动态类、注记类、修饰类、要素数据集、子类型、几何网络、域集和规则集。从而实现了对空间数据存储系统的整体设计和系统定义。（二）空间数据引擎空间数据引擎（MAPGIS-SDE ）实现了空间数据库解决方案，空间数据引擎基于关系数据库系统（RDBMS ）以及地理信息系统之间的中间件部分，实现了对空间数据模型到关系数据模型RDBMS 之间的关系映射，并通过关系型的数据库存储以及管理和快速检索的以TB 为单位的海量数据库。空间数据引擎具有以下几个方面的特点： 1.引擎机制。MAPGIS-SDE 在服务器端以及客户端存在分布，客户端以软件的应用为基础，并且未上层的应用客户提供了SDE 接口，实现了对用户标准空间存储、查询以及分析提供了服务体系，承接了客户端需求。服务器端以及客户端之间的数据传输模式采用了异步的缓冲机制，通过服务器端，将所要提取的数据存放入缓冲区，而后整批发向客户端，实现相应的应用模式，从而在很大程度上提高了网络传输的效率。 2.接口技术。空间数据存储以及空间数据服务的核心在于空间数据存储器，为有效保证空间数据存储器的跨平台的特性以及对商业数据库的访问效率的保障，空间数据库的引擎应通过一致性服务接口的提供，针对不同的数据库采用不同接口技术的使用，例如，针对SQLServer 可采用ODBC 和ADO 接口技术。 3.物理部署。空间数据存储系统的引擎，能实现与数据库管理系统服务器部署在同一服务器上，或是分开部署在不同的服务器上，可根据实际的需要对空间存储系统进行相应的部署，从而有效减轻数据库服务器荷载，提高相应数据库的运行效率。（三）存储器系统架构空间数据存储器由空间数据库引擎、商业数据库两部分组成。具体实用于空间是数据库。空间数据库引擎实现了对各类空间数据的存储管理。该类数据包括数据字典、表、存储过程等等，并面向用户提供了访问的接口。数据字典提 ----237

第4章地理信息系统空间数据库-1

第四章地理信息系统空间数据库（1）

第四章地理信息系统空间数据库第1节空间数据库概述第2节传统的数据模型第3节语义和面向对象数据模型第4节空间数据库逻辑模型设计和物理设计第5节GIS空间时态数据库

第一节空间数据库概述?空间数据库的概念 ?空间数据库的设计 ?空间数据库的实施和维护

一、空间数据库的概念 1. 数据库的相关概念 ①数据库：是指长期储存在计算机内有结构的、大量的、可共享的数据集合。 ②数据库管理系统：是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件；他的功能包括：数据定义，数据操作，数据库的运行管理，数据库的建立和维护。 ③数据库系统：指在计算机系统中引入数据库后的系统，它由数据库、数据库管理系统及其开发工具、应用系统、数据库管理员和用户构成。 ④数据库系统管理员：负责数据库的建立、使用和维护的专门人员。

2. 空间数据库的相关概念空间数据库：是地理信息系统在计算机物理存储介质存储的与应用相关的地理空间数据的总合，以一系列特定结构的文件形式组织后存储在介质上。空间数据库（系统）组成：包括3部分 ?空间数据库：是地理信息系统在计算机物理存储介质存储的与应用相关的地理空间数据的总合，一般是以一系列特定结构的文件形式组织后存储在介质上。 ?空间数据库管理系统：是指能够对物理介质上存储的地理空间数据进行语义和逻辑上的定义，提供必需的空间数据查询检索和存取功能，以及能够对空间数据进行有效的维护和更新的一套软件。?空间数据库应用系统：应用模块。

空间数据库是GIS中存储的与应用相关的地理空间数据的总和。（是GIS基本且重要的组成部分）数据库＝数据库系统

地理信息系统第一章知识点

第一章绪论 1、GIS问题的共性是什么？答：①与地理环境及其地理过程密切相关；②与空间位置相关；③需要地理空间数据和信息的支持。 2、GIS解决问题的流程（方法、步骤）是什么？这个过程和本课程的内容安排有什么关系？答：①提出地理问题；②获取地理数据；③研究地理数据（数据预处理）；④分析地理信息；⑤可视化地理结果；⑥基于地理知识解决问题。这个过程和本课程的内容安排的先后顺序一致，便于从逻辑上逐步地学习地理信息系统，明白地理信息系统解决问题的流程。第一章和第二章阐述GIS的基本概念，第三章讲解地理数据的获取，第四章、第五章和第六章讲解地理数据的研究，第七章讲解地理信息的分析，第八章讲解地理结果的可视化。 3、GIS的定义是什么，应如何去理解这个定义？答：①定义：地理信息系统是以采集、处理、管理、分析和描述整个或部分地球表面（包括大气层在内）与空间和地理分布有关的数据的计算机空间信息系统。②地理信息系统的类别主体是计算机空间信息系统。所谓空间信息系统是一种十分特别而重要的信息系统，它要采集、管理、处理和更新空间信息，并且地理信息系统以计算机为基础。③地理信息系统解决问题的流程是采集、处理、管理、分析和描述空间数据。能在计算机软件和硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供对规划、管理、决策和研究所需信息。④地理信息系统的研究范围是整个或部分地球表面（包括大气层在内）与空间和地理分布有关的数据。（与自然地理相比，GIS研究范围更大，自然地理研究范围是对流层顶到沉积岩石圈的底部。卫星在电离层） 4、GIS为什么会出现？答：①以应用需求为驱动：正所谓哪里有需求哪里就会有发展，在现实世界中，人们感兴趣的很多问题，如：某类型的土壤特征、臭氧洞的变化、城乡人口分布的变化，最优路径的规划等，都与地表地理环境及其地理过程密切联系，都需要地理空间数据和信息、需要地图、需要GIS。 ②以技术发展为导引：传统的方法存在很多的问题，随着计算机技术的发展，人们开始利用计算机来存储、管理、分析地理信息，因而产生了地理信息系统。摄影测量和遥感成像技术的发展，使摄影测量工作者能以很高的精度快速地进行大面积测图，并为地球资源科学家（土质、土壤、生态等）提供制图服务。 5、GIS的发展经历了几个过程？每个过程的特点是什么？答：①二十世纪50~60年代的GIS开拓期。特点：计算机水平不高，GIS机助制图能力较强，能够实现地图的手扶跟踪数字化以及地图数据的拓扑逻辑和分幅数据拼接功能；早期的GIS大多数是基于格网系统，发展了许多基于栅格的操作方法；专家兴趣以及政府需求的推动起着积极的引导作用，多数工作仅限于政府和大学范畴，国际交往甚少。 ②二十世纪70年代的GIS巩固发展期。特点：技术发展没有新的突破；系统应用与技术开发多限于某几个机构；专家影响减弱，政府影响增强；一些发达国家建立了专业的地理信息系统；商业公司开始开发商业GIS软件；许多大学和研究机构开始重视GIS软件设计和研究；许多大学开始提供GIS培训，商业性咨询服务公司开始从事GIS工作。 ③二十世纪80年代的GIS普及和推广应用阶段。特点：GIS开始注重于空间决策支持

地理信息系统概论复习重点黄杏元

地理信息系统概论第一章 1、数据是通过数字化并记录下来可以被识别的符号，用以定性或定量地描述事情的特征和状况。 2、信息是指主体与外部客体之间相互联系的一种形式，是主体和客体之间的一切有用的消息或知识，是表征事物特征的一种普遍形式。 2(1) 信息与数据的关系：数据是信息的表达式，是信息的载体。 2（2）信息的特点：a.信息的客观性;b.信息的适用性 ;c.信息的传输性; d.信息的共享性. 3、数据处理是指对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检索、计算，以及分析和预测等操作。 4、地理信息是地理数据所蕴含和表达的地理含义。 5、地理信息的特征：空间特征、属性特征、时序特征。 6、地理信息系统是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。 7、地理信息系统的基本构成：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。 8、地理信息系统的基本功能：数据采集与编辑、数据存储与管理、数据处理与变换、空间分析和统计、产品制作与演示、二次开发和编程。（最基本功能：数据采集、管理处理、分析和输出） 9、地理信息系统的应用功能：资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策。 10、GIS发展状况： 1、地理信息系统已成为一门综合性技术 2、地理信息系统产业化的发展势头强劲 3、地理信息系统网格化已构成当今社会的热点 4、信息系统科学的产生和发展第二章 1、空间数据的分类：（1）按数据来源：地图数据，影像数据，文本数据。（2）按数据结构：矢量数据，栅格数据。（3）按数据特征：空间数据，非空间属性数据。（4）按几何特征:点，线，面、曲面，体 2、按数据发布形式：数字线画图（DLG），数字栅格图（DRG），数字高程模型（DEM），数字正射影像图（DOM）。 3、空间数据的基本特征: ①空间特征：指地理现象和过程所在的位置、形状和大小等几何特征，以及与相地理现象和过程的空间关系。 ②属性特征：指地理现象和过程所具有的专属性质。 ③时间特征：指一定区域内的地理现象和过程随着时间的变化情况。 4、空间数据的基本信息：（P44）（1）三条呈不同分布状态的交通线：一条近乎直线(C1和C2组成)，一条呈S形（C3），另一条为环状(C4)。表示它们在地球表面上呈不同分布状态，称为定位信息。（2）三条分别具有不同等级的交通线：近乎直线的C1和C2为主干道，呈S形的C3为

空间数据库建库复习资料

第一章 1.GIS的名词分析与推论 GIS概念：具有地理数据的采集、管理、分析、表达能力，能为决策者提供有用地理信息的系统。推论1：地理信息系统采集的数据为空间数据，即具有空间位置，又具有属性特征。地理信息系统的数据库因此又称为空间数据库。推论二：地理信息系统具有采集、管理、分析地理数据和表达地理信息的能力。包括空间数据库建设和空间数据库的应用两个层次。推论三：地理信息系统包括计算机硬件、软件、数据、系统开发人员和用户，但由于处理和分析的是地理数据，因此，在通用的硬件、软件基础上，还有体现专业特点的硬、软件。 2.GIS空间数据体系空间数据库：空间数据和属性数据的组织矢量有混合式、扩展式和开放式

矢量数据的空间数据组织：空间坐标数据的非结构化和属性数据的结构化栅格数据：像元阵列 3.GIS数据模型矢量数据模型：简单数据结构（面条结构）：如Shapefile、拓扑数据结构：如Coverge、面向对象的数据模型：如Geodatabase 栅格数据模型：栅格文件常用格式：*.tif,*.jpg,*.bmp等。GIS中的栅格格式：ESRI 的Grid、Geodatabase的栅格数据集等。遥感图像的格式：PCI的* .pix，Erdas 的*.img等。 4.空间数据库设计核心将现实世界抽象为GIS数据模型，这是数据库设计的核心。 5.名词解释：面条结构：数据按点、线、面为单元进行组织，点、线、面都有自己的坐标数据。最典型的是面条结构。拓扑数据结构：不仅存储空间位置，同时存储空间关系。拓扑关联：指存在于空间图形的不同类型元素之间的拓扑关系。如结点与弧段、弧段与多边形。第二章 1.名词解释：数据词典：以词典的方式描述和定义E-R模型设计中出现和形成的实体、关系。数据模型匹配：实现将实体类型和特征类型（Coverage、Shapefile、Grid等）的匹配。区：基于现有的面特征来描述复杂的区域如多个独立的多边形组成的区域、相互

关系型数据库存储空间数据的研究和应用

https://www.wendangku.net/doc/351679268.html, 关系型数据库存储空间数据的研究和应用李敏长安大学汽车学院西安 710054 胡群袖中南大学信息科学与工程学院长沙 410083 lilacesuefvy@https://www.wendangku.net/doc/351679268.html, 摘要：对空间数据库的研究是当前的GIS领域的一个热点。本文对于空间数据在关系数据库中的存储表示和查询过程进行了研究，开发出关系型数据库与MapGIS应用程序之间的中间件，能够将MapGIS明码文件数据转储到SQL SERVER数据库中，并从数据库中读取数据进行显示查询。关键字：空间数据库，中间件，数据转储， MapGIS明码文件 1. 引言空间数据是地理信息系统的血液，而如何有效地存储空间数据就成为地理信息系统的核心问题。受以往数据库的限制，空间数据和属性数据是分开存储的，随着GIS应用向分布式管理系统领域的转移，在数据共享、网络通信、并发控制等方面出现了许多难以解决的问题。大型关系型数据库技术的日益完善，促使GIS软件都在向集成管理的方向发展，即充分利用关系数据库管理系统的优势，真正实现了空间数据一体化管理。在空间数据库的数据模型中能提供空间数据类型和查询语言，支持空间关系、空间特征和空间操作。在空间数据库的实施中支持空间数据类型，可进行有效的检索和索引，支持空间选择和空间连接[1]。利用现有的成熟关系型数据库技术进行空间数据的管理，涉及到怎样将空间数据导入到关系型数据库中，数据库的逻辑模型等方面。本文结合当前的关系型数据库开发出一个中间件，将MapGIS的明码数据文件转储到关系型数据库中，使MapGIS应用程序能够通过中间件实现对数据库中的图形数据进行显示和查询。 2. 空间数据库空间数据库管理技术是当前数据库领域的一个研究热点。目前GIS软件与大型商用关系型数据库管理系统(RDBMS)的集成采用面向对象技术和中间件技术两种方式来实现[2]。面向对象技术是指通过对象的行为（空间数据操作）来控制对象的属性（空间数据及其属性数据），克服空间数据的非结构化特征。如MapInfo公司的SpatialWare是第一个在“对象－关系”型数据库环境下基于SQL进行空间查询和分析的空间信息管理系统。它不仅实现了在数据库中存储空间数据类型的目标，而且建立了一套基于标准SQL的空间运算符，使得空间查询和分析能在服务器端进行。其高效的基于R-Tree的空间索引技术，保证了空间查询的快速性和准确性。中间件是GIS平台与空间数据库之间的转换层，通过中间件的作用，将不同的操作系统平台和数据库平台的差异之处屏蔽在中间件之后，将面向空间数据管理及应用所需的技术高度专业化地实现出来，供不同的客户端高效地共享和互操作。数据访问中间件为异构空间数据的共享和互操作性提供了良好的解决方案，通过提供统一的访问接口和操作模式，屏蔽 - 1 -

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